UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE CHIAPAS RERPORTE DE PRÁCTICAS

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE

CHIAPAS

INGENIERÍA BIOMÉDICA

SENSORES Y ACTUADORES

PRACTICA N°2 “MEDICIÓN CON UN FOTORRESISTOR”

CATEDRÁTICO: DOC. JOSÉ GABRIEL AGUILAR SOTO

AUMNO: JORGE BENJAMÍN DÍAZ LÓPEZ

CARLOS EDUARDO MOLINA VÁZQUEZ

5°A

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE CHIAPAS RERPORTE DE PRÁCTICAS

TUXTLA GUTIÉRREZ, CHIAPAS A 18 DE OCTUBRE DE 2013

CONTENIDO

INTRODUCCION:.................................................................................................................................3

LOS FOTORRESISTORES..................................................................................................................3

PUENTE DE WHEATSTONE.............................................................................................................4

FUNCIONAMIENTO DEL FOTORRESISTOR CON EL PUENTE DE WHEATSTONE...............................5

OBJETIVO:..........................................................................................................................................5

SIMULACIONES...................................................................................................................................6

DESARROLLO EXPERIMENTAL:...........................................................................................................7

CONCLUSIÓN......................................................................................................................................9

BIBLIOGRAFÍA.....................................................................................................................................9

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE CHIAPAS RERPORTE DE PRÁCTICAS

INTRODUCCION:

LOS FOTORRESISTORES

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, cuya siglas, LDR, se originan de su nombre en inglés light-dependent resistor. Su cuerpo está formado por una célula o celda y dos patillas. En la siguiente imagen se muestra su símbolo eléctrico.

Imagen 1.1 Símbolo LDR

Su funcionamiento se basa en el efecto fotoeléctrico. Un fotorresistor está hecho de un semiconductor de alta resistencia como el sulfuro de cadmio, CdS. Si la luz que incide en el dispositivo es de alta frecuencia, los fotones son absorbidos por las elasticidades del semiconductor dando a los electrones la suficiente energía para saltar la banda de conducción. El electrón libre que resulta, y su hueco asociado, conducen la electricidad, de tal modo que disminuye la resistencia. Los valores típicos varían entre 1 MΩ, o más, en la oscuridad y 100 Ω con luz brillante.

Las células de sulfuro del cadmio se basan en la capacidad del cadmio de variar su resistencia según la cantidad de luz que incide en la célula. Cuando más luz incide, más baja es la resistencia. Las células son también capaces de reaccionar a una amplia gama de frecuencias, incluyendo infrarrojo (IR), luz visible, y ultravioleta (UV).

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE CHIAPAS RERPORTE DE PRÁCTICAS

Fotocelda o fotorresistencia, cambia su valor resistivo (Ohms) conforme a la intensidad de luz. Mayor luz, menor resistencia y viceversa.

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. Se fabrican en diversos tipos y pueden encontrarse en muchos artículos de consumo, como por ejemplo en cámaras, medidores de luz, relojes con radio, alarmas de seguridad o sistemas de encendido y apagado del alumbrado de calles y aceras urbanas

PUENTE DE WHEATSTONE

El puente de Wheatstone es un instrumento de gran precisión que puede operar en corriente continua o alterna y permite la medida tanto de resistencias óhmicas como de sus equivalentes en circuitos de comente alterna en los que existen otros elementos como bobinas o condensadores (impedancias).

Es el circuito mas sensitivo que existe para medir una resistencia, se utiliza para medir el valor de componentes pasivos como las resistencias (como ya se había dicho).

Cuando el puente se encuentra en equilibrio: R1 = R2 y Rx = R3 de donde

R1 / Rx = R2 / R3

Si no se conoce el valor de Rx, se debe equilibrar el puente variando el valor de R3. Cuando se haya conseguido el equilibrio, Rx será igual a R3 (Rx = R3). R3 debe ser una resistencia variable con una carátula o medio para obtener valores muy precisos.

Una aplicación muy interesante del puente Wheatstone en la industria es como sensor de temperatura, presión, etc. (dispositivos que varían el valor de su resistencia de acuerdo a la variación de las variables antes mencionadas).

Imagen 1.2 Puente de Wheatstone

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE CHIAPAS RERPORTE DE PRÁCTICAS

Es en el amperímetro donde se ve el nivel o grado de desbalance o diferencia que hay entre el valor normal a medir y la medida real. También se utiliza en los sistemas de distribución de energía eléctrica donde se lo utiliza para detectar roturas o fallas en las líneas de distribución.

FUNCIONAMIENTO DEL FOTORRESISTOR CON EL PUENTE DE WHEATSTONE

El funcionamiento del fotorresistor depende de la presencia o ausencia de la luz y esta a su vez hará una variación de la resistencia de este dispositivo. Al conectarse la fotorresistencia en unos de los brazos del puente de Wheatstone y realizando la configuración adecuada en las resistencias restantes se lograra un equilibrio en el voltaje.

Esto provocara que en la ausencia o presencia de luz existan un desbalance del puente de Wheatstone; con ayuda del potenciómetro (R3) podremos ajustar dicho desbalance tal sea que R1/R2=R3/R4.

Así que el valor de R3 representa la presencia de luz, es aquí donde surge la relación de R4 (fotorresistor) con R3. Para cada valor de R3 abra un valor de R.

OBJETIVO:

Conocer las características de un fotorresistor Conocer y manipular el uso de un sensor de luz como lo es el

fotorresistor. Conocer el funcionamiento del puente de Wheatstone.

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE CHIAPAS RERPORTE DE PRÁCTICAS

SIMULACIONES

Las simulaciones se realizaron para comprobar la eficacia del circuito así como para saber la función que tenía cada uno de ellos, se realizó la simulación en presencia de la luz y en la ausencia de la misma.

Imagen 1.4 Sensor de luz

Imagen 1.5 Sensor de Oscuridad

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE CHIAPAS RERPORTE DE PRÁCTICAS

Después de haberse percatado que las conexiones estuvieran correctas y analizar cada una de sus partes, se puede notar fácilmente el funcionamiento del divisor de voltaje.

Ya en la práctica se montó el circuito junto con el puente de Wheatstone previo a esto se realizó su simulación.

DESARROLLO EXPERIMENTAL:

Materiales:

2 Resistencias de 10kΩ

1 LDR

1 Potenciómetro de 10kΩ

1 Diodo LED

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE CHIAPAS RERPORTE DE PRÁCTICAS

En la imagen se aprecia el Puente de Wheatstone con el potenciómetro de 10 kΩ, sus resistencias de 10 kΩ y el LDR

El primer paso de la práctica fue medir el valor de resistencia del LDR para comprobar cómo varía la resistencia del mismo. Posteriormente se pasó a medir el voltaje de salida del sensor de luz en la misma condición, y así también se midió el voltaje de salida en el sensor de oscuridad y, por último, se procedió a medir la resistencia del potenciómetro en el Puente de Wheatstone regulándolo para que el voltaje de salida sea cero; ese valor de resistencia se asocia al valor del LDR.

Voltaje en Luz: 2.98 V.

Voltaje en Oscuridad: 0.654 V.

Imagen 1.3 Circuito Montado

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE CHIAPAS RERPORTE DE PRÁCTICAS

CONCLUSIÓN

Al ir construyendo la práctica se logro entender y comprender el funcionamiento de la fotorresistencia, como es su funcionamiento como sensor resistor, la igual se pudo notar las características propias del sensor de acuerdo a la configuración que se utilice. Al igual se pudo observar que la fotorresistencia a mayor luminosidad disminuye su resistividad.

BIBLIOGRAFÍA http://ingeniatic.euitt.upm.es/index.php/tecnologias/item/500-lrdfotorresistencia . http://www.unicrom.com/Tut_ldr.asp .