Sensor de Luz resistivo

Un LDR (light dependent resistor) es una foto-resistencia, una resistencia cuyo valor depende de la luz que incida sobre él. También puede ser llamado fotorresistor, fotoconductor, célula fotoeléctrica o simplemente resistor dependiente de la luz. Su funcionamiento se basa en el efecto fotoeléctrico. Un fotorresistor está hecho de un semiconductor de alta resistencia cuyo valor disminuye con el aumento de intensidad de la luz que le incide. La variación del valor de la resistencia tiene cierto retardo, diferente si se pasa de oscuro a iluminado o de iluminado a oscuro. Esto limita a no usar los LDR en aplicaciones en las que la señal luminosa varía con rapidez. El tiempo de respuesta típico de un LDR está en el orden de una décima de segundo (ver Wikipedia).

Estos componentes se consiguen de distinto tamaño, en lo que sigue se trabajó con una de 5 mm de diámetro.

DISEÑO

La idea es formar un divisor resistivo entre la LDR y otra resistencia fija, de modo de medir el voltaje en el punto intermedio del divisor resistivo. En principio la resistencia fija puede colocarse del lado de +5V o del lado de masa. La resistencia medida sobre esta LDR de 5 mm fue la siguiente:

Se considera que es mejor colocar la resistencia fija a masa, porque de esa forma se obtienen naturalmente voltajes que van desde 0 (oscuridad total) hasta un determinado valor (cada vez mas grande con mayor intensidad de luz). Colocar la resistencia del lado de +5V implica una especie de lógica negativa, donde se estarían obteniendo 5V con la oscuridad total.

En cuanto al valor de la resistencia, se hicieron mediciones directamente con el ADC de 10 bits incorporado en la Arduino, cuyas lecturas pueden ir entre 0 (min) y 1023 (max); y se obtuvieron estos valores:

Se concluye que con la resistencia de 1 K se obtiene mejor sensibilidad con bajos niveles de luz, pero casi nunca se usa el rango completo del ADC. Una resistencia de 10 K es mas apropiada para las diferentes condiciones de iluminación, y se corrobora que ese valor de 10 K es usado en otros proyectos de este tipo.

La otra posibilidad es acoplar un amplificador operacional para mejorar la estabilidad del valor enviado. Por ejemplo, este producto comercial usa 2 resistencias de 10 K y medio LM358D para generar el circuito de un "brick" LDR.

CIRCUITO

MÓDULO

A continuación se muestra la construcción del módulo sensor LDR usando bloques plásticos:

PROGRAMA

Prueba sensor