1 Universi Universidad dad Autónoma Autónoma De Occident Occidente. e. Cortes, Cortes, Diego. Diego. Polo, Polo, Willia William m Alejandr Alejandro. o. Sánche Sánche Daniela. Daniela. !n"orme !n"orme #a$oratorio %& Caracteriación ' acondicionamiento de sensor #D(.
INFORME LABORATORIO 2:
Caracterización y acondicionamento de sensor LDR Diego Cortes& %)*)+- William Polo& %)/+)+) Daniela Sánche 0armolejo& %)/1+ Santiago de Cali, de %)1% Universidad Autónoma De Occidente
Resumen--En
el siguiente informe se dará a conocer el proceso de caracterización de un sens sensor or LDR LDR (Lig (Light ht-D -Dep epen ende derr Resi Resist stor or), ), uti utiliza lizand ndo o un mont montaj aje e esp especia eciall el cual ual permitía ariar la distancia del sensor de ! a "!! cm utilizando una fuente de luz constante# constante# $osteriorm $osteriormente, ente, se implementó implementó un circuito de acondicionamiento para se%al del LDR, o&teniendo un una se%al de tensión de ! a "!' en la etapa nal#
I
resistencia var6a seg2n la intensidad de lu reci$ida.
INTROD!CCI"N
n las las 2lti 2ltima mas s d3ca d3cada das s la elec electr trón ónic ica a ha avanado hasta el 4unto de 5ue todo lo 5ue nos rodea rodea "uncio "unciona na gracia gracias s a un 4rinci 4rinci4io 4io elec electr trón ónic ico, o, desd desde e el más más $ási $ásico co hast hasta a sistemas sistemas de gran com4le com4lejida jidad. d. Algunas Algunas de estas a4licaciones de la electrónica se han conv conver erti tido do en una nece necesi sida dad d 4ara 4ara el ser ser humano humano,, otras otras han nacido nacido como 4arte 4arte del con"ort, entre estos se encuentra la domótica, la cual es una rama de la ingenier6a 5ue se en"oca en la im4lementación de lugares, $ien sean casa, o7cinas, incluso edi7cios enteros 8inteligentes9. Una 4arte $ásica de la domótica se en"oca en el control de lu, tem4eratura, intensidad de sonido, etc., con el o$jetivo de 4ro4orcionar un am$iente 5ue se aco4le a los gustos de las 4ersonas. Para lograr esto, los sensores juegan un 4a4el determinante en el 3:ito o "racaso de estas im4lementaciones, en el caso de manejar la intensidad intensidad de la lu, e:isten di"erentes di"erentes ti4os de sensores los cuales se 4ueden ada4tar a di"erentes 4rocesos donde sean re5ueridos. Un #D( o "otorresistencia, es un sensor cu'a
LDR# ;omado omado de& Ima#en No $ LDR# ; >>.electronicamagna >>.electronicamagna$it.com=tienda= $it.com=tienda= sensores=*)+?"oto?celda?1%mm.html@ Un 4arámetro im4ortante en el momento de im4lementar circuitos acondicionadores es el oltaje oltaje de desplazami desplazamiento ento o oltaje oltaje oset# oset# ste ste voltaj voltaje e se de$e de$e al des$alan des$alance ce de los colectores de un am4li7cador o4eracional, en los los cual cuales es,, idea idealm lmen ente te este este es cero cero ' se 4resenta entre los terminales del AO cuando el voltaje de salida es nulo. Para corregir corregir este voltaj voltaje e e:ist e:isten en t3cnic t3cnicas as 5ue $alanc $alancean ean el circui circuito to 4or medio medio de con7g con7gurac uracion iones es 5ue utilian resistencias varia$les. A continuación se muestra muestra la t3cnic t3cnica a im4lem im4lement entada ada en el acondicionamiento del sistema.
% Universidad Autónoma De Occidente. Cortes, Diego. Polo, William Alejandro. Sánche Daniela. !n"orme #a$oratorio %& Caracteriación ' acondicionamiento de sensor #D(.
Ima#en No 2 *juste del oltaje oset#
II
RE%I&TRO DE DATO&
Para em4ear, se mide ' se registran los datos arrojados 4or el sensor #D(. ;a$la 1. #a medición se realia en una estructura 5ue 4ermite medir solo la lu arrojada 4or una "uente lu en este caso el Bash de un celular, la medida se toma cada 1) cm desde ) a 1))cm a4ro:imándose a la "uente de lu. !magen o. -.
* / 1) 11
+) F.E *) -./) %.* 1)) 1./ Ta*+a No $ Registro de los alores tomados del sensor LDR#
%r,ca $ Resistencia s distancia a la fuente de luz#
III
DIA%RAMA DE BLO.!E&
Fi#/ra No $ Diagrama de &lo+ues# I0 Ima#en No ' Estructura para la toma de datos#
Forma ascendente DATO& DE LDR N Distancia Resistenc o (cm) ia 1 % F E +
) 1) %) -) F) E) )
1E.+ 11.E 1)./.% *..* E.-
DIA%RAMA ELECTRICO
Universidad Autónoma De Occidente. Cortes, Diego. Polo, William Alejandro. Sánche Daniela. !n"orme #a$oratorio %& Caracteriación ' acondicionamiento de sensor #D(.
m6nimo ' má:imo de tensión 5ue arroja el #D( ' la ecuación 5ue modela la eta4a 1 es la siguiente. cu.%&
R 13
0
100k R 2 38k R1
U1 A 3
4
+
OU T
R4 R 3
2
15.7k
-
U 2A
1
V
3
+
4
+ V
OU T
10k
LM324 100k
0
R 9
+ V
100k
2 1 1
-
1
Ec/ 2
V
LM324 1 1
R 11
R8
V1 16Vdc
27.6k R5
0
Posteriormente, se 4lantearon las ecuaciones de la segunda eta4a 5ue se encarga de o$tener la seIal de tensión deseada )H a 1)H&
100k
10k V2
16Vdc R6
0
3.905k
Ec/ '
0 0
Fi#/ra No 2# Diagrama elctrico del circuito
Ec/ 3
completo#
A 4artir de las ecuaciones anteriores cu.- ' cu.F se o$tiene J #a ganancia.
0
1LANTEAMIENTO
Para la ela$oración de la 4ráctica se im4lementaron dos eta4as Gigura %, 4ara o$tener a la salida una tensión deseada en este caso de )H a 1)H. #a 4rimera eta4a consiste en convertir la variación de resistencia 5ue arroja el #D( en una seIal de tensión, o$teniendo como resultado una tensión de F.+H a ).+H con una entrada de ) a 1))cm de la "uente de lu res4ectivamente. Des4u3s se 4lantean las ecuaciones 4ara cada una de las eta4as, a continuación encontramos las ecuaciones 5ue modelan la eta4a 1&
Ec/ $ Se sa$e 5ue R$ es %) veces el valor má:imo 5ue arroja el LDR ' el valor de 0 es 1H, as6 5ue de esta manera se tendrá el valor
(em4laamos el valor de 4 en la cu.- 4ara tener como resultado , el cual es de&
De esta "orma la ecuación 5ue modela la eta4a % 5uedar6a de la siguiente manera cu.E&
Ec/ 5 n la eta4a % se o$tiene la salida deseada )H a 1)H, de esta manera se de$e tener ajuste tanto del )H OKset ,como tam$i3n del 1)H Lanancia.
0I
&IM!LACIONE&
F Universidad Autónoma De Occidente. Cortes, Diego. Polo, William Alejandro. Sánche Daniela. !n"orme #a$oratorio %& Caracteriación ' acondicionamiento de sensor #D(.
#a simulación se lleva a ca$o a trav3s del so"t>are PS4ice& •
•
Fi#/ra No '# Diagrama elctrico del circuito completo#
I0 CONCL!&IONE& •
•
Para o$tener resultados más 4recisos ' e:actos se de$e tener en cuenta 5ue ha' 5ue tratar de ser lo más estrictamente riguroso 4osi$le con el acondicionamiento del sistema, es decir, 4ara este caso tratar de 4roteger lo más 4osi$le las incidencias de lu hacia el #D( 5ue no sean las de nuestra "uente lum6nica. l #D( es un dis4ositivo donde la resistencia var6a de modo inversamente 4ro4orcional al nivel de lu 5ue ha' en su entorno, es decir, si aumenta la lu, $aja la resistencia ' viceversa, 4or tal motivo cada 5ue
•
aumentá$amos la distancia de la "uente de lu hacia la #D( disminu6a la resistencia arrojada. #as variaciones en los voltajes o$tenidos son de$idos a las magnitudes de inBuencia 4rovocadas entre otras 4or la 4roto$oard utiliada en la im4lementación del circuito "6sico, 4or la iluminación del recinto donde se hicieron las mediciones las cuales a"ectaron al #D(, la inesta$ilidad en el sostenimiento de la #D( al momento de incidir lu so$re ella ' realiar la medición 4ertinente, la variación de la distancia en la 5ue se tomaron los datos 'a 5ue "ue de manera manual, entre otras. #as simulaciones ' los montajes "6sicos casi nunca coinciden en sus resultados 4uesto 5ue en las simulaciones no e:isten ning2n ti4o de magnitudes 5ue a"ecten su "uncionamiento. Por raones como las e:4resadas en las conclusiones anteriores es 5ue el tra$ajo re"erente a la instrumentación industrial es tan $ien 4agada cuando se cum4le a ca$alidad, 'a 5ue instrumentar sistemas es en"rentarse a in7nidad de varia$les "6sicas, 5u6micas ' el3ctricas 4ara 4oder lograr sistemas con7a$les ' e7caces.
