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FOTORRESISTENCIAS O LDR

Montardo un sistema de alumbrado automático

Objetivos

 

 

    • Aprender algunos conceptos nuevos sobre electrónica.
    • Comprender la diferencia entre el montaje en serie y en paralelo.
    • Conocer las fotorresistencias.
    • Crear un sistema de alumbrado automático.
 

Material requerido.

Imagen de Arduino UNO

Arduino Uno o compatible y con el firmware para S4A cargado.

Un PC con el entorno S4A correctamente instalado y configurado.

Protoboard

 Una Protoboard.

conexiones

Cables de Protoboard.

componente

Un diodo LED

componente

Dos resistencia de 330 Ohmios.

Fotoresistencia

 Una fotorresistencia o LDR

LAS FOTORRESISTENCIAS

 

Las fotorresistencias o LDR (del inglés Light Depending Resistor o resistencia dependiente de la luz) son un tipo de resistencias cuyo valor depende de la luz a la que estén recibiendo. Es muy pequeña cuando recibe una luz muy intensa (unos pocos Ωs), y aumenta su valor a medida que la luz que recibe va descendiendo.

Normalmente se los usa de dos maneras, para un sistema de luces automático que se encienda cuando hay poca luz ambiente o para detectar un movimiento cercano si algo se interpone entre el foco de luz y la fotorresistencia.

Las fotorresistencias tienen sólo dos patas, igual que las resistencias normales, así que para medir una variación de voltaje (como hemos hecho con los potenciómetros) tendremos que utilizar un pequeño truco que nos servirá para otras muchas cosas.

Detalle

 

CONEXIÓN DE RESISTENCIAS EN SERIE

 

Ya hemos hablado antes de la ley de Ohm, V = I x R, pero no hemos hablado de las formas en las que se pueden combinar las resistencias. Hay varias formas de conectar las resistencias entre sí, pero a nosotros la que nos interesa es la conexión en serie.

La diferencia de potencial (voltaje) entre Ay B en el caso de Arduino es normalmente 5V (A=5V y B=GND=0V).

Suguiendo con la analogía del agua, el flujo de corriente (intensidad) sería el mismo en todo el recorrido y dependería de la resistencia total que se encontrase en el camino.

esquema resistencias en serie
 
  • La intensidad que circula por ambas resistencias es la misma aunque tengan valores diferentes.
  • Si medimos el voltaje e el punto C, dependerá del valor que tengan las resistencias. Si son iguales será exactamente la mitad que en A. 

En este caso  si sustituimos las dos resistencias por una resistencia equivalente su valor sería:

calculo resistencia serie equivalente

Como sabemos que V= 5V, podemos hallar la intensidad que circula por el circuito:

ley ohm resistencias serie

De esta forma podemos sustituir las dos resistencias por este circuito:

resistencia equivalente en serie
  • La resistencia equivalente es la resistencia que utilizaríamos para sustituir todas las resistencias por una sola. 

 

DIVISOR DE TENSIÓN

 

Vamos a utilizar lo que hemos aprendido para medir cambios en el valor de la fotorresistencia.

Para ello montaremos un circuito que se conoce como divisor de tensión, montando en serie una resistencia normal y la fotorresistencia.

esquema electrónico

Si hemos llegado hasta aquí sin perdernos, nos daremos cuenta de que el voltaje que midamos en C dependerá del valor de las resistencias R1 y R2. Y si R1 y R2 son iguales, la tensión en C será exactamente la mitad de la tensión en A.

Como R2 es una resistencia de valor fijo, el voltaje en C variará cuando cambie el valor de la fotorresistencia, y de esa manera podremos medir los cambios en la luz que recibe.

 
  • Como hemos comentado alguna vez, nuestro Arduino trabaja con voltajes de hasta 5V, por lo que no es buena idea conectarle otros componentes que trabajen con mayores voltajes.
  • Podemos usar el divisor de tensión cuando queramos leer con nuestro Arduino señales que sean mayores que 5V. Si las conectáramos directamente a nuestro Arduino quemaríamos el chip. 

 

SISTEMA DE ALUMBRADO AUTOMÁTICO

 

Vamos a construir un circuito que encienda un LED cuando la luz baje de un cierto nivel. Con un circuito semejante se podría, por ejemplo, controlar la iluminación de una calle, un parque o un jardín por la noche.

El esquema electrónico y el montaje en la protoboard son bastante sencillitos:

esquema alumbrado automático montaje alumbrado automático

A la hora de programar, primero fijaros en la tabla de resumen de valores para saber la lectura que tenemos en A0, que dependerá de la luz de la habitación en la que estemos.

En nuestro programa simplemente compararemos la medida actual con ese valor, y si es mayor, o sea si desciende la intensidad de la luz que incide en la fotorresistencia, (por ejemplo si tapamos el sensor con la mano) se active la salida digital 10 y se encienda el LED.

alumbrado automático s4a

Yo he puesto el límite en 800 para encenderse. Pero podéis elegir el que mejor se adapte al nivel que queráis para poder probarlo. Simplemente poned un límite más alto que lo que mida normalmente el sensor y tapadlo con la mano para que se encienda el LED.

Podéis descargar el programa completo aquí: Fotorresistencia.

Y como casi siempre, os recomiendo seguir jugando con este montaje y hacer, por ejemplo, un programa que cuando pase algún objeto por delante, encienda el LED durante el tiempo que decidáis, como si fuese una luz automática.

 

RESUMEN DE LA SESIÓN

 

En esta sesión hemos aprendido varias cosas importantes:

 
  • Conocemos la diferencia entre montaje en serie y paralelo.
  • Hemos montado un divisor de tensión.
  • Sabemos cómo utilizar una fotoresistencia para medir los cambios de luz.
  • Hemos construido un sistema de iluminación automático.