FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA CICLO
:
IV
ASIGNATURA
:
ELECTROMAGNETISMO
TEMA
:
CIRCUITO SENSOR DE LUZ
DOCENTE
:
Dr. Prado Gardini, Sixto Ricardo
INTEGRANTES
:
Castrillón Domínguez, Jaime Guevara Romero, Alfonso Jhavier Herrera Domínguez, Mike Rondo Zavaleta, Osmar Salinas Gabriel, Freyre Ticlia Toribio, Henry Valderrama Contreras José Luis Zavaleta Vásquez, Erick
Trujillo - La Libertad - Perú
2013
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INTRODUCCIÓN Un sensor o captador, como prefiera llamársele, no es más que un dispositivo diseñado para recibir información de una magnitud del exterior y transformarla en otra magnitud, normalmente eléctrica, que seamos capaces de cuantificar y manipular. Las nuevas tecnologías están facilitando que cada vez haya más sensores a nuestro alrededor facilitando nuestras tareas diarias y optimizando cualquier proceso, en el caso del LDR es un sensor de luz utilizado en muchas partes para emitir luz cuando sea necesario; es decir, es un instrumento que nos permite ahorrar energía y contribuir positivamente al medio ambiente. Una fotorresistencia es un componente electrónico cuya resistencia disminuye con el aumento de intensidad de luz incidente. Puede también ser llamado fotorresistor, fotoconductor, célula fotoeléctrica o resistor dependiente de la luz, cuyas siglas (LDR) se originan de su nombre en inglés lightdependent resistor. Un fotorresistor está hecho de un semiconductor de alta resistencia. Si la luz que incide en el dispositivo es de alta frecuencia, los fotones son absorbidos por la elasticidad del semiconductor dando a los electrones la suficiente energía para saltar la banda de conducción. El electrón libre que resulta (y su hueco asociado) conduce electricidad, de tal modo que disminuye la resistencia. Se fabrican de diversos tipos. Se pueden encontrar células baratas de sulfuro del cadmio en muchos artículos de consumo, por ejemplo cámara fotográfica, medidores de luz, relojes con radio, alarmas de seguridad y sistemas de encendido y apagado del alumbrado de calles en función de la luz ambiente.
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CIRCUITO SENSOR DE LUZ 1. OBJETIVO Comprender el funcionamiento del circuito sensor de luz.
2. MATERIALES •
1 FOTORRESISTENCIA O LDR
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2 POTENCIÓMETROS
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1 TRANSISTOR 2q – 2n3904
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1 DIODO LED
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2 RESISTENCIA
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1 BATERÍA/FUENTE DE 5 – 6 VOLTIOS
2.1. Función de cada uno de los componentes en el circuito: Fuente de poder : Suministrar energía al circuito. Potenciómetro: Ajustar a qué nivel de luminosidad al que se pondrá encender el Led.
LDR: Detectar el nivel de luminosidad. Resistencia: Proteger la base del transistor de sobreintensidades. Transistor: El transistor funciona como interruptor CERRADO cuando le aplicamos una corriente a la base y como interruptor ABIERTO cuando no le aplicamos corriente a ésta.
LED (de las siglas en inglés Light-Emitting Diode, diodo emisor de luz en español): se refiere a un componente optoelectrónico pasivo, más concretamente un diodo que emite luz.
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3. PARTES BÁSICAS DEL CIRCUITO Y ELEMENTOS PRINCIPALES 3.1. DIVISOR DE TENSIÓN:
Su elemento principal es un sensor de luz LDR2 que proporciona información de la variación de luz existente en el medio representándola a través de un voltaje variable.
3.2. FASE DE COMPARACIÓN:
El elemento principal es un OPAM (amplificador operacional) que sirve como comparador de 2 señales, la del sensor y la de referencia (potenciómetro).
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3.3. FASE DE SWITCH:
El elemento principal es el transistor que deja pasar la corriente hacia el emisor, siempre y cuando tenga corriente de base (Ib). Hay voltaje cuando la corriente de base (7) tenga 5v, de lo contrario representa un circuito abierto.
4. FUNCIONAMIENTO Como podemos ver a continuación el circuito consta de una LDR que dependiendo de su lógica ya sea negativa o positiva así actuará. Esta es una resistencia activada por luz, lo que la luz hace es nada más variar el valor de la resistencia la cual puede variar entre un ohmiaje relativamente bajo hasta uno muy alto y de manera inversa para la lógica contraria, la corriente de la LDR está siendo limitada por la resistencia de Rv2 de 10kΩ por el hecho que la LDR no soporta mucha corriente. A su vez la LDR está conectada a la pata + pin 5 del comparador que también está conectado por medio de su pata - pin 6 a un potenciómetro RV3 con el que se regula el voltaje de esa pata, el potenciómetro deberá estar regulado de tal manera que pueda ser superado por el voltaje de la LDR.
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Esta condición se debe analizar para el caso de cuan sensible se necesite que sea el sensor a la luz, si el potenciómetro tiene un valor muy bajo este será rápidamente superado por el voltaje que la LDR este mandando a la pata + 5. Así que al menor cambio de luz y el voltaje de la LDR supere al del potenciómetro el comparador como su nombre lo dice comparara si el voltaje de la no inversora +5 es mayor que el de inversora -6 h, dependiendo de su lógica si el comparador mandara por su salida un 5 lógico o un cero, este impulso que saldrá por su pata 7 ósea la salida del comparador será limitado en corriente por la R de 10kΩ, esto es debido a que el comparador no trabaja con corrientes altas. Para elevar al corriente nos valdremos de un transistor de uso común la excitación del transistor se hace mediante la base, esta excitación que es la que está conectada a la salida del comparador, el hace las veces de un amortiguador para que el comparador no se dañe por alta corriente este a su vez al saturarse cierra el circuito con lo cual deja pasar la corriente al circuito que se lo hayamos conectado al Led.
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5. DISCUSIÓN DE LA EXPERIENCIA Se pudo observar el funcionamiento de un circuito fotoeléctrico, que tiene diferentes aplicaciones en la vida diaria, sin embargo nos centramos en el funcionamiento básico del circuito, en el cual se hace énfasis en los dispositivos que permiten el control del flujo de la corriente y dan como resultado el objetivo final del laboratorio. En este circuito el amplificador operacional funciona como un comparador permitiendo y no permitiendo el flujo de electrones según los datos censados por la LDR, La intensidad de la luz incide directamente en la fotorresistencia que a su vez permite el paso de electrones generando un proceso en cadena que da como resultado la alimentación de una carga final, durante este proceso se pueden observar varios comportamientos como lo muestran los resultados vistos en las lecturas tomadas con el instrumento de medida, estás variaciones del voltaje están directamente ligadas al comportamiento de la fotorresistencia con respecto a la magnitud detectada por este sensor en el ambiente relativo.
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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
http://tecelectronicalfa.blogspot.com/p/manual-del-usuario-del-sensor-deluz.html
http://www.edu.xunta.es/centros/cpiasrevoltas/? q=system/files/transistores.pdf
http://www.mpelectronics.info/faq.html
http://www.tecnoastro.es/tecnologia/detector_de_luz.htm
www.isaatc.ull.es/asignaturas/inst_quimica/.../fotorresistencia.doc
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