UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PUEBLA

Carrera: Mecatronica En Área Automatización

Materia: Microcontroladores

Reporte de SENSOR DE LUZ

Profesor: Fernando Rodriguez Garcia

Alumnos:

Cigarrero quintana Elías

Castillo Sánchez Jairo Daniel

Medina Sánchez Julián

Garcia leal José enrique

Martínez Menes Griselda

Grado: 5° Cuatrimestre

Grupo: “A”

Introducción

Uso de una fotorresistencia como sensor de luz.

Este es un ejercicio muy sencillo en el que veremos cómo obtener lecturas analógicas de un sensor y darles salida por el monitor del puerto serie para verlas.

Necesitaremos una placa Arduino UNO y una resistencia sensible a la luz o fotorresistencia

También utilizaremos varios LED’s para que nos dé una salida proporcional a las lecturas recibidas desde la entrada analógica mediante PWM.

Marco Teórico

Sensores de Luz.

Un sensor fotoeléctrico o fotocélula es un dispositivo electrónico que responde al cambio en la intensidad de la luz. Estos sensores requieren de un componente emisor que genera la luz, y un componente receptor que percibe la luz generada por el emisor. Todos los diferentes modos de censado se basan en este principio de funcionamiento. Están diseñados especialmente para la detección, clasificación y posicionado de objetos; la detección de formas, colores y diferencias de superficie, incluso bajo condiciones ambientales extremas.

Los sensores de luz se usan para detectar el nivel de luz y producir una señal de salida representativa respecto a la cantidad de luz detectada. Un sensor de luz incluye un transductor fotoeléctrico para convertir la luz a una señal eléctrica y puede incluir electrónica para condicionamiento de la señal, compensación y formateo de la señal de salida.

El sensor de luz más común es el LDR -Light Dependant Resistor o Resistor dependiente de la luz-.Un LDR es básicamente un resistor que cambia su resistencia cuando cambia la intensidad de la luz. Existen tres tipos de sensores fotoeléctricos, los sensores por barrera de luz, reflexión sobre espejo o reflexión sobre objetos.

Con la excepción de los infrarrojos, los LED´s producen menos luz que las fuentes incandescentes y fluorescentes que comúnmente iluminan el ambiente. La modulación de la fuente de luz provee el poder de censado necesario para detectar confiablemente con esos bajos niveles de luz. Muchos de los sensores fotoeléctricos utilizan diodos emisores de luz modulada y receptores fototransistores.

Los ledes pueden estar “encendidos” y “apagados” (o modulados) con una frecuencia que normalmente ronda un kiloHertz. Esta modulación del LED emisor hace que el amplificador del fototransistor receptor pueda ser “conmutado” a la frecuencia de la modulación, y que amplifique solamente la luz que se encuentre modulada como la que envía el emisor.

Tipos de sensores de luz:

Fotorresistencia

Fotodiodo

Fototransistor

Célula fotoeléctrica

Sensor CCD

Sensor CMOS

Objetivo.

Mediante un fotoresistor convertir la intensidad luminosa en una señal eléctrica y que esta se vea reflejada en cinco LED´s en los cuales podamos ver que tanta luminosidad hay en un sitio.

Materiales.

Para ello utilizaremos:Los componentes necesarios son:2 led verdes2 led rojos1 led amarillo5 resistencias de 220 ohms1 sensor LDR1 resistencia para poner en serie con el LDR de valor 1K, 10K o 100K

Desarrollo.

Un sensor de luz se compone de una LDR como parte de un divisor de tensión resistivo.

Ejemplo:

Vout=((Rbotton/(Rbottom+Rtop))*Vin

Si la LDR es usada como Rtop, como en el primer circuito, da tensión alta (HIGH) en la salida cuando la LDR está en la luz, y una tensión baja (LOW) en la salida cuando la LDR está en la sombra.

La acción del divisor de tensión es inversa cuando la LDR es usada como Rbottom en lugar de Rtop, como en el segundo circuito. El circuito da tensión Baja (LOW) en la salida cuando la LDR está en la luz, y una tensión alta (HIGH) en la salida cuando la LDR está en la sombra. El circuito divisor de tensión dará una tensión de la salida que cambia con la iluminación, de forma inversamente proporcional a la cantidad de luz que reciba (sensor de oscuridad)

Ya podemos subir este código a nuestra placa y probar a ver que pasa.

Muy probablemente el resultado sea decepcionante: el LED brilla poco y cuando pasamos la mano por encima de la fotoresistencia el brillo del LED baja un poco más, pero dependiendo de las condiciones de luz ambiental es probable que no se note apenas nada.

La solución es el calibrado del sensor, esto es, hacer una lectura de los valores que devuelve el sensor en el ambiente en el que va a trabajar y ajustar los valores de salida a este rango. Para ello emplearemos el comando map().

map(valor, desdeBajo, desdeAlto, hastaBajo, hastaAlto)

valor: el número (valor) a mapear.desdeBajo: el límite inferior del rango actual del valor.desdeAlto: el límite superior del rango actual del valor.hastaBajo: límite inferior del rango deseado.hastaAlto: límite superior del rango deseado.

El comando map() re-mapea un número desde un rango hacia otro. Esto significa que, un valor contenido en el al rango desdeBajo-desdeAlto será mapeado al rango hastaBajo-hastaAlto.

No se limitan los valores dentro del rango, ya que los valores fuera de rango son a veces objetivos y útiles, así que si le pasamos un valor fuera del rango inicial calculará una salida dentro del rango de salida. Se puede utilizar el comando constrain() tanto antes como después de ésta función si es importante respetar los límites de los rangos.

Ten en cuenta que los límites “inferiores” de algún rango pueden ser mayores o menores que el límite “superior” por lo que map() puede utilizarse para revertir una serie de números, por ejemplo:

y = map(x, 1, 50, 50, 1);

La función maneja correctamente también los números negativos, por ejemplo:

y = map(x, 1, 50, 50, -100);

También es válido y funciona correctamente.El comando map() usa matemática de enteros por lo que no generará números en coma flotante, es decir, su uso se limita a valores o variables del tipo int.

Enciende y apaga un LED) conectado al pin digital #13. La cantidad de tiempo que el LED estará encendido y apagado depende delvalor obtenido de analogRead().

La salida del sensor de luz o divisor de tensión, está conectado a la entrada del pin 3, por lo que a más luz, el parpadeo del LED será menor y a menos luz el parpadeo del LED mayor. (Sensor de oscuridad)

Conclusión.

En esta práctica aprendimos como usar un fotoresistor para tomar una señal eléctrica a partir de la intensidad luminosa y así poder medirla de alguna manera con Arduino. También se aprendió acerca de la programación ya que tuvimos que tomar una serie de casos en los cuales se tenía que reflejar la intensidad de luz con la implementación de LED´s y que hicimos a partir de la comparación de la entrada analógica que cuando aumentara esa señal se prenderían los LED´s de tal manera que como vaya descendiendo la intensidad luminosa se vayan encendiendo los LED´s uno por uno, y cuando se llegue a la oscuridad absoluta todos los LED´S ya estén encendidos.

Referencias:

www.practicasconarduino.com

electronicaradical.blogspot.com/2011/02/fotoresistencia-ldr.html