Cómo implementar control de luminosidad con LDR y Arduino Tutoriales y guías
Un fotorresistor, también conocido como LDR por sus siglas en inglés light-dependent resistor, es un elemento electrónico que presenta una disminución en su resistencia cuando la luz que incide sobre él aumenta, y viceversa.
Descubriendo el funcionamiento del sensor de luz LDR
Un dispositivo muy útil para medir la luz recibida es conocido como fotoresistor o LDR (resistor dependiente de la luz), debido a su capacidad para cambiar su resistencia en función de la iluminación. Esta variación puede ser aprovechada para obtener una medición del nivel de luz a través de las entradas analógicas.
El fotoresistor está compuesto mayoritariamente por un semiconductor de sulfuro de cadmio denominado CdS. Al ser iluminado, parte de los fotones son absorbidos, lo que provoca que los electrones se muevan hacia la banda de conducción y, por consiguiente, se reduzca la resistencia del dispositivo.
Como resultado, a medida que aumenta la cantidad de luz recibida, la resistencia del fotoresistor disminuye. Dependiendo del nivel de luminosidad, su valor puede variar desde 1 MOhm en completa oscuridad hasta 50-100 Ohm bajo una fuerte iluminación.
Descifrando el funcionamiento de un sensor de luz fotoeléctrico LDR
La constante gamma, también conocida como pendiente de la gráfica logarítmica, es un factor clave en la medición de la pérdida de resistencia por década. Usualmente se sitúa en un rango entre 0.5 y 0.8.
Precisamente debido a su importancia, es común representar en escalas logarítmicas ambos valores en las gráficas relacionadas. De esta forma, la relación se observa de manera lineal y más clara.
Sin embargo, el comportamiento potencial de estos valores supone pequeñas diferencias que pueden generar grandes variaciones en la medición. Por ello, no se pueden utilizar sin un proceso de calibración previo.
Las variaciones lumínicas perceptibles por el sensor de luz LDR
El fotoresistor LDR, también conocido como sensor de luz, es un componente electrónico que detecta la presencia o ausencia de luz en su entorno. Este sensor es muy sensible a los cambios en la intensidad lumínica y se emplea habitualmente en aplicaciones de control de luz automático.
El sensor de luz LDR tiene la capacidad de detectar distintos tipos de luz, ya que su funcionamiento se basa en la variación de su resistencia eléctrica según la cantidad de luz que incide sobre él. Es por ello que puede detectar tanto luz visible como luz infrarroja, aunque su respuesta óptima se da en el rango de luz visible.
El control de luminosidad mediante el uso de fotoresistor LDR es una técnica que permite regular la intensidad de la luz automáticamente en función de la cantidad de luz presente en el entorno. Este tipo de control se aplica ampliamente en sistemas de iluminación inteligente, como puede ser en iluminación interior, farolas o pantallas electrónicas.
Ejemplos de código
En la sección siguiente encontrarás ejemplos de código utilizados para hacer que el LED incorporado en la placa parpadee mediante el uso de entradas digitales y controlado por el sensor de luz LDR.
Aquí te mostramos cómo obtener la lectura del nivel de luz detectado. Se utilizarán operaciones aritméticas con números enteros para evitar la utilización de números con decimales, lo que ralentiza la ejecución del código.
Cómo afecta la intensidad de luz al LDR Una explicación
Además, el LDR permite establecer umbrales de intensidad luminosa, que son utilizados para activar o desactivar determinados sistemas. Por ejemplo, en un sistema de iluminación automático, se puede configurar un umbral inferior para que se encienda la luz cuando la intensidad luminosa sea baja y un umbral superior para apagarla cuando la intensidad luminosa sea alta. Esto permite un ahorro de energía significativo, ya que se ajusta la luminosidad según las necesidades.
El control de luminosidad con LDR, también llamado fotocélula, es una técnica ampliamente usada en aplicaciones que requieren regular la intensidad de la luz de forma automática. A continuación, exploraremos el efecto de aplicar una intensidad luminosa sobre el LDR y cómo se puede aprovechar esta propiedad para controlar la luminosidad.
El LDR es un componente electrónico cuya resistencia varía en función de la cantidad de luz que recibe. Al ser expuesto a una alta intensidad luminosa, su resistencia disminuye, mientras que en condiciones de baja intensidad luminosa, su resistencia aumenta. Esto se debe a que el LDR está hecho de un material semiconductor sensible a la luz, que experimenta cambios en su estructura atómica cuando es iluminado.
Para entender mejor el funcionamiento del control de luminosidad con LDR, es fundamental comprender su principio de funcionamiento. Al aplicar una intensidad luminosa sobre el LDR, este actúa como una resistencia variable que afecta al circuito en el que está conectado. Dependiendo de la aplicación, el LDR puede usarse en configuraciones de divisor de voltaje o en circuitos amplificadores.
Además, el LDR permite establecer umbrales de intensidad luminosa, que se utilizan para activar o desactivar determinados sistemas. Por ejemplo, en un sistema de iluminación automática, se puede establecer un umbral inferior para encender la luz cuando la intensidad luminosa es baja y un umbral superior para apagarla cuando la intensidad luminosa es alta. Esto permite ahorrar energía significativamente, ya que se ajusta la luminosidad en función de las necesidades.
Su resistencia variable en función de la intensidad luminosa permite ajustarla según las necesidades, lo que resulta en un ahorro de energía y un uso eficiente de la luz. Su principio de funcionamiento y la posibilidad de establecer umbrales lo convierten en una opción ideal para aplicaciones de este tipo.OPCIÓN A
¡IMPORTANTE! Si estás trabajando con resistencias en tu montaje electrónico, es necesario que tengas en cuenta la diferencia entre un resistor y un LDR. Mientras que el resistor es una resistencia fija que no cambia, el LDR es una resistencia variable que se ve afectada por la luz.
En este montaje, el circuito tiene una respuesta inversa al sensor. Esto significa que el voltaje aumenta cuando baja la cantidad de luz (lo cual se traduce en una mayor resistencia Ω en el LDR y, por lo tanto, un voltaje más alto en el pin de salida A0). Y al contrario, cuando aumenta la cantidad de luz, el voltaje disminuye debido a la resistencia más baja en el LDR.
Pero también es posible configurar el montaje de manera distinta, en la cual el voltaje de salida sigue las variaciones de la luz en el mismo sentido. En este caso, el voltaje aumenta a medida que la luminosidad aumenta (y, por lo tanto, la resistencia Ω del LDR disminuye) y disminuye a medida que la luminosidad disminuye (y la resistencia Ω del LDR aumenta).
OPCIÓN B
En cuanto al LDR, también podemos utilizarlo en conjunto con un grupo de leds que se irán apagando progresivamente a medida que detecte más luz. Una posible configuración sería la siguiente:
Ahora os retamos a que montéis al menos 5 leds, de tal forma que cuando el sensor LDR reciba menos luz, todos los leds se enciendan, y viceversa, cuando haya una adecuada iluminación, todos los leds permanezcan apagados. Una recomendación útil sería comprobar previamente los valores lumínicos óptimos. En general, es poco común que el valor llegue al máximo de 1023, a menos que se utilice una luz muy intensa directamente sobre el sensor. Con ese valor como referencia, podréis experimentar con diferentes valores...
A continuación, os presentamos un nuevo código que sigue el RETO Nº 3: SERVOMOTOR DE 180º, en el que se programaba un semáforo con barrera controlado por un botón. Sin embargo, esta vez hemos añadido un sensor LDR que permite que la barrera se eleve automáticamente cuando la luz disminuye por debajo de un nivel predefinido (el cual deberá ser calibrado):
