Sensores de luz

Bruno Rodríguez Robótica

2013/2014

Indice

1. Definición2. LDR3. Fotoceldas4. Fotodiodo5. Fototransistor6. CCD7. CMOS

Definición

• Un sensor fotoeléctrico es un dispositivo electrónico que responde al cambio en la intensidad de la luz.

LDR

• Su funcionamiento se basa en el efecto fotoeléctrico. Un fotorresistor está hecho de un semiconductor de alta resistencia como el sulfuro de cadmio. 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.

Fotoceldas

• Una fotocelda, o celda fotovoltaica, convierte luz en electricidad. Está compuesta de dos tipos de materiales semiconductores. Cuando un semiconductor se conecta a una fuente de electricidad conduce algo de electricidad, pero no tanta como el metal. Los dos semiconductores son llamados "n" y "p". La "n" significa negativo debido a que los semiconductores "n" tienen electrones adicionales que provocan que tengan carga negativa. La "p" significa positivo debido a que tienen menos electrones normales, lo que provoca que tengan carga positiva.

Fotodiodo

• Un fotodiodo es un semiconductor construido con una unión PN, sensible a la incidencia de la luz visible o infrarroja. Para que su funcionamiento sea correcto se polariza inversamente, con lo que se producirá una cierta circulación de corriente cuando sea excitado por la luz. Debido a su construcción, los fotodiodos se comportan como células fotovoltaicas, es decir, en ausencia de luz exterior generan una tensión muy pequeña con el positivo en el ánodo y el negativo en el cátodo. Esta corriente presente en ausencia de luz recibe el nombre de corriente de oscuridad.

Fototransistor

• Se llama fototransistor a un transistor sensible a la luz, normalmente a los infrarrojos. La luz incide sobre la región de base, generando portadores en ella. Esta carga de base lleva el transistor al estado de conducción. El fototransistor es más sensible que el fotodiodo por el efecto de ganancia propio del transistor.

CCD

• En el caso del CCD, éste convierte las cargas de las celdas de la matriz en voltajes y entrega una señal analógica en la salida, que será posteriormente digitalizada por la cámara. En los sensores CCD, se hace una lectura de cada uno de los valores correspondientes a cada una de las celdas. Entonces, es esta información la que un convertidor analógico-digital traduce en forma de datos. En este caso, la estructura interna del sensor es muy simple, pero tenemos como inconveniente la necesidad de un chip adicional que se encargue del tratamiento de la información proporcionada por el sensor, lo que se traduce en un gasto mayor y equipos más grandes.

CMOS

• En el caso del CMOS, aquí cada celda es independiente. La diferencia principal es que aquí la digitalización de los píxeles se realiza internamente en unos transistores que lleva cada celda, por lo que todo el trabajo se lleva a cabo dentro del sensor y no se hace necesario un chip externo encargado de esta función. Con esto conseguimos reducir costes y equipos más pequeños.

SENSOR DE LUZ HITEC S320220

• Sensor de luz para robot. El sensor reacciona cuando hay luz, lo que permite detectar entre zonas iluminadas y oscuras. Muy útil para hacer seguimiento de luz o hacer que el robot reaccione ante cambios repentinos de iluminación, como por ejemplo al encender una luz en una habitación (9.75€)