Fotoresistencia

Que es un LDR

El LDR (Resistor dependiente de la luz) también llamado fotoresistor o fotocelda es una resistencia que varía su valor dependiendo de la cantidad de luz que incide sobre ella. El LDR puede medir de 1oo a 1000 ohmios (1K) cuando está totalmente iluminada y medir de 50K (50,000 Ohms) a varios megaohmios cuando está a oscuras.

Si lo que buscas no es una resistencia variable, tenemos resistencias fijas de 1/4W aquí.

Como usar un LDR

Para demostrar como usar un LDR haremos un breve tutorial, cuyo objetivo de este es aprender como conectar sensores que varían su resistencia dependiendo de una magnitud física. Un ejemplo de este tipo de sensores es el LDR o fotorresistor, estudiaremos el funcionamiento de este componente y su conexión con la tarjeta Arduino UNO R3 mediante un divisor resistivo en el resto de este texto.

Conceptos básicos

Para entender como funciona este circuito y el programa que corre en la tarjeta Arduino debemos conocer 3 conceptos clave:

• Fotoresistencia LDR:

  Componente cuya resistencia varía sensiblemente con la cantidad de luz percibida. La relación entre la intensidad lumínica y el valor de la resistencia no es lineal. Se utiliza ampliamente para medir la iluminación en dispositivos electrónicos que requieren un precio agresivo. Su comportamiento es el siguiente:

  • Mas luz = menor resistencia eléctrica
  • Menos luz = mayor resistencia eléctrica

• Divisor de voltaje de la fotocelda:

  Mediante un par de resistencias conectadas en serie, es posible repartir la tensión entregada por una fuente de voltaje entre los terminales de estas, en nuestro caso, el divisor se utiliza con el LDR para obtener un voltaje variable de acuerdo a la cantidad de luz percibida.

  

• Conversión Analógico-Digital (ADC): 

  Es el proceso mediante el cual se convierte una magnitud física como un voltaje, corriente, temperatura, etc. en un número binario (o señal digital) con el propósito de facilitar su manejo por circuitos digitales como un CPU. El Arduino realiza este proceso para conocer la cantidad de luz percibida por la fotocelda y poder procesarla numericamente.

Recomendamos estudiar estos conceptos a profundiad para desarrollar las habilidades necesarias para aplicarlos en otras situaciones distintas, ya que serán de gran utilidad al conectar cualquier otro sensor analógico al arduino. Podemos estudiar los conceptos más a detalle en los enlaces provistos. Estos temas podrían ser objeto de un artículo individual para cada uno, pero creemos que ya otras personas han hecho un buen trabajo explicándolos, por lo que queda como tarea para el lector investigarlos más a fondo.

Diagrama de Arduino con Fotoresistencia LDR

Debemos armar el circuito como se muestra en el siguiente diagrama pictórico. Recordar que los LED tienen polaridad y hay que respetarla. El pin más largo va conectado a la tarjeta arduino, mientras que el pin más corto va con una resistencia a tierra, la resistencia también puede colocarse sin problema entre el ánodo del led y el arduino (del lado positivo del led):

Código (sketch) para Arduino con Fotoresistencia LDR.

La explicación para el código es la siguiente: Primero se preparan los pines de salida donde estan conectados los leds, el pin de entrada donde se conecta el divisor resistivo y el puerto serie para la comunicación. A continuación se ejecuta un cíclo infinito en el que se lee el valor del voltaje en el pin de la fotoresistencia, que en este caso es el A0 y se accionan los leds segun correspondan. También transmitimos el valor leido por el ADC del Arduino a la PC a través del puerto serie de nuestra tarjeta arduino. Hemos comentado el código de manera que sea fácil de entender.

//www.mechatronicstore.cl
// Pin donde se conectan los leds
int pinLed1 = 2;
int pinLed2 = 3;
int pinLed3 = 4;
// Pin analogico de entrada para el LDR
int pinLDR = 0;

// Variable donde se almacena el valor del LDR
int valorLDR = 0;

void setup()
{
// Configuramos como salidas los pines donde se conectan los led
pinMode(pinLed1, OUTPUT);
pinMode(pinLed2, OUTPUT);
pinMode(pinLed3, OUTPUT);

// Configurar el puerto serial
Serial.begin(9600);
}

void loop()
{
// Apagar todos los leds siempre que se inicia el ciclo
digitalWrite(pinLed1, LOW);
digitalWrite(pinLed2, LOW);
digitalWrite(pinLed3, LOW);

// Guardamos el valor leido del ADC en una variable
// El valor leido por el ADC (voltaje) aumenta de manera directamente proporcional
// con respecto a la luz percibida por el LDR
valorLDR= analogRead(pinLDR);

// Devolver el valor leido a nuestro monitor serial en el IDE de Arduino
Serial.println(valorLDR);

// Encender los leds apropiados de acuerdo al valor de ADC
if(valorLDR > 256)
{
digitalWrite(pinLed1, HIGH);
}
if(valorLDR > 512)
{
digitalWrite(pinLed2, HIGH);
}
if(valorLDR > 768)
{
digitalWrite(pinLed3, HIGH);
}
// Esperar unos milisegundos antes de actualizar
delay(200);
}

Para probar nuestra fotocelda, solamente debemos colocarlo sobre una fuente de luz y verificar que los led se encienden conforme aumenta la cantidad de luz. En la terminal, también podremos observar como varía el valor de la conversión analógico a digital en el monitor serial.

Datos técnicos del LDR

•  Máxima tensión (V DC): 150 V
•  Consumo máximo de energía (mW): 100 W
•   Temperatura (° C):-30-+ 70
•   Valor pico del espectro (nm): 540 OD
•   Resistencia máxima a la luz (10Lux) (KOhmios): <45
•  Resistencia mínima a la oscuridad (MOhmios):> 200
•   Resistencia a la luz: <8 K
•   Resistencia Oscuro:> 20 megohm
•   Tiempo de respuesta (MS):: 20/abajo: 30
•   Resistencia a la luz Característica: 3
•   La longitud de los pines:> 2.5 cm/0.98″
•   Material: carbono
•   Forma: cilíndrico
•   Tamaño: 5x3mm/0.2×0.12″

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Día hábil sub siguiente hacia: Arica, Coquimbo, Calama, Copiapo, Antofagasta, Puerto Montt, Iquique, Chillan. 

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