Sensores Sensor de Luz Fotoresistivo

UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE NEZAHUALCYOTL TSU MECATRNICA REA SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE

ASIGNATURA:

SENSORES

PARACTICA: (FOTORESISTIVO)

SENSOR DE LUZ

GRUPO:

MEM 22

FECHA:

30/FEBRERO/2020

ELABORADO POR: Juan Francisco Rocha Paredes Juan Carlos Martnez Hernndez Hugo Daniel Carreto Prez Cristian Adn Garca Mora Ricardo Martin Olvera Castro Vernica Ramrez muos Estefana Lara GomesPgina 1

UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE NEZAHUALCOYOTL

TSU.EN MECATRNICA SENSOR FOTORESISTIVO

INDICEpg. INTRODUCCION 3

REALIZACION DE LA PRCTICA 4 Objetivo Material

CONSIDERACIONES TEORICA 6 CI 555 CI 741

PROCEDIMIENTO DE LA PRCTICA 9

CONCLUCIONES 11



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IntroduccinSensorUn sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes fsicas o qumicas, llamadas variables de instrumentacin, y transformarlas en variables elctricas. Las variables de instrumentacin pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumnica, distancia, aceleracin, inclinacin, desplazamiento, presin, fuerza, torsin, humedad, pH, etc. Una magnitud elctrica puede ser una resistencia elctrica (como en una RTD), una capacidad elctrica (como en un sensor de humedad), una Tensin elctrica (como en un termopar), una corriente elctrica (como en un fototransistor), etc. Como por ejemplo el termmetro de mercurio que aprovecha la propiedad que posee el mercurio de dilatarse o contraerse por la accin de la temperatura. Un sensor tambin puede decirse que es un dispositivo que convierte una forma de energa en otra. reas de aplicacin de los sensores: Industria automotriz, Industria aeroespacial, Medicina , Industria de manufactura, Robtica , etc.

Caractersticas de un sensor

Rango de medida: dominio en la magnitud medida en el que puede aplicarse el sensor. Precisin: es el error de medida mximo esperado. Offset o desviacin de cero: valor de la variable de salida cuando la variable de entrada es nula. Si el rango de medida no llega a valores nulos de la variable de entrada, habitualmente se establece otro punto de referencia para definir el offset.TSU.EN MECATRNICA SENSOR FOTORESISTIVO


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Linealidad o correlacin lineal. Sensibilidad de un sensor: relacin entre la variacin de la magnitud de salida y la variacin de la magnitud de entrada. Resolucin: mnima variacin de la magnitud de entrada que puede apreciarse a la salida. Rapidez de respuesta: puede ser un tiempo fijo o depender de cunto vare la magnitud a medir. Depende de la capacidad del sistema para seguir las variaciones de la magnitud de entrada. Derivas: son otras magnitudes, aparte de la medida como magnitud de entrada, que influyen en la variable de salida. Por ejemplo, pueden ser condiciones ambientales, como la humedad, la temperatura u otras como el envejecimiento (oxidacin, desgaste, etc.) del sensor. Repetitividad: error esperado al repetir varias veces la misma medida.

Tipos de sensores En la siguiente tabla se indican algunos tipos y ejemplos de sensores electrnicos. Magnitud Transductor Potencimetro Posicin lineal o angular Encoder Caracterstica Analgica Digital

Velocidad lineal y angular

Detector inductivo Servo-inclinmetros Acelermetro

Digital A/D Analgico

Aceleracin

Membranas Presin Piezoelctricos Manmetros Digitales Turbina Caudal Magntico

Analgica Analgica Digital Analgica Analgica



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Termopar RTD Temperatura Termistor NTC Termistor PTC Bimetal Inductivos Sensores de presencia Capacitivos pticos

Analgica Analgica Analgica Analgica I/0 I/0 I/0 I/0 y Analgica

PRCTICA 1 SENSOR FOTORESISTIVO

OBJETIVO: Construir un sensor fotoresistivo un dispositivo electrnico que responde al cambio en la intensidad de la luz que requerir de un componente emisor que genera la luz, y un componente receptor que ve la luz generada por el emisor MATERIAL 1 CI _555 POTENCIOMETRO 250 K 1 CI_ 741 RESISTENCIA 470 K 2 LDR (FOTORESISTENCIA) 12 K 1 POTENCIOMETRO 25 K 10mf/16v 1 1 2 RESISTENCIA 1 CAP ELEC



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1 CAP CERAMICO 0.1mF INTERRUPTOR SIMPLE 1 PROTOBOARD

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CONSIDERACIONES TEORICAS

LDRUna fotorresistencia es un componente electrnico cuya resistencia disminuye con el aumento de intensidad de luz incidente. Puede tambin ser llamado concha de day coronel fotorresistor, fotoconductor, clula fotoelctrica o resistor dependiente de la luz, cuya siglas, LDR, se originan de su nombre en ingls light-dependent resistor. Su cuerpo est formado por una clula o celda y dos patillas. En la siguiente imagen se muestra su smbolo elctrico.



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El valor de resistencia elctrica de un LDR es bajo cuando hay luz incidiendo en l (puede descender hasta 50 ohms) y muy alto cuando est a oscuras (varios megaohmios).

Descripcin de las terminales del Temporizador 555

GND (normalmente la 1): es el polo negativo de la alimentacin, generalmente tierra. Disparo (normalmente la 2): Es en esta patilla, donde se establece el inicio del tiempo de retardo, si el 555 es configurado como monostable. Este proceso de disparo ocurre cuando este pin va por debajo del nivel de 1/3 del voltaje de alimentacin. Este pulso debe ser de corta duracin, pues si se mantiene bajo por mucho tiempo la salida se quedar en alto hasta que la entrada de disparo pase a alto otra vez. Salida (normalmente la 3): Aqu veremos el resultado de la operacin del temporizador, ya sea que est conectado como monostable, astable u otro. Cuando la salida es alta, el voltaje ser el voltaje de alimentacin (Vcc) menos 1.7 Voltios. Esta salida se puede obligar a estar en casi 0 voltios con la ayuda de la patilla de reset (normalmente la 4). Reset (normalmente la 4): Si se pone a un nivel por debajo de 0.7 Voltios, pone la patilla de salida a nivel bajo. Si por algn motivo esta patilla no se utiliza hay que conectarla a Vcc para evitar que el 555 se "resetee". Control de voltaje (normalmente la 5): Cuando el temporizador se utiliza en el modo de controlador de voltaje, el voltaje en esta patilla puede variar casi desde Vcc (en la prctica como Vcc -1 voltio) hasta casi 0 V (aprox. 2 Voltios). As es posible modificar los tiempos en que la salida est en alto o en bajo independiente del diseo (establecido por los resistores y condensadores conectados externamente al 555). El voltaje aplicado a la patilla de control de voltaje puede variar entre un 45 y un 90 % de Vcc en la configuracin monostable. Cuando se utiliza la configuracin astable, el voltaje puede variar desde 1.7 voltios hasta Vcc. Modificando el voltaje en esta patilla en la configuracin astable causar la frecuencia original del astable sea modulada en frecuencia (FM). Si esta patilla no se utiliza, se recomienda ponerle un condensador de 0.01F para evitar las interferencias. Umbral (normalmente la 6): Es una entrada a un comparador interno que tiene el 555 y se utiliza para poner la salida a nivel bajo. Descarga (normalmente la 7): Utilizado para descargar con efectividad el condensador externo utilizado por el temporizador para su funcionamiento. V+ (normalmente la 8): Tambin llamado Vcc, alimentacin, es el pin donde se conecta el voltaje de alimentacin que va de 4.5 voltios Pgina 7



hasta 18 voltios (mximo). Hay versiones militares de este integrado que llegan hasta 18 Voltios

AMPLIFICADOR OPERACIONAL 741 Este circuito integrado contiene internamente un amplificador diferencial (es capaz de amplificar la diferencia de dos tensiones de entrada) construido principalmente a partir de transistores y resistencias En las figuras se muestra su smbolo y aspecto real Simbolo del A.O. Aspecto real del A.O.

Aunque el chip



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Pin Pin Pin Pin Pin

N N N N N

2: 3: 6: 7: 4:

entrada de seal inversora. entrada de seal no inversora terminal de salida. terminal de alimentacin positiva (Vcc) terminal de alimentacin negativa (-Vcc)

La alimentacin del circuito puede realizar mediante una sola pila o mediante dos, en cuyo caso se denomina alimentacin simtrica. El amplificador operacional recibe este nombre porque inicialmente fue diseado para poder realizar operaciones matemticas con seales elctricas formando parte de los denominados calculadores analgicos. Hoy en da se emplea en infinidad de aparatos e instrumentos de la industria, medicina. etc.. Entre las caractersticas ms importantes que posee este circuito integrado, se pueden destacar: Alta impedancia (resistencia) de entrada: del orden de 1 M , lo cual implica que la intensidad de corriente por los terminales de entrada ser despreciable. Baja impedancia de salida: del orden de 150 , pudiendo atacar cualquier carga (circuito) sin que su funcionamiento se modifique dependiendo del valor de sta. Tensin mxima de alimentacin: Vcc = 18 V. Implica que la tensin de salida nunca podr superar a la de alimentacin. Alta ganancia de tensin en lazo abierto (sin conectar ningn componente entre la salida y cualquiera de las entradas) con pequeos valores de tensin en los terminales de entrada se consiguen grandes tensiones de salida.

Amplificadores son circuitos que se utilizan a aumentar (amplificar) el valor de la seal de entrada (generalmente muy pequea) y as obtener una seal a la salida con una amplitud mucho mayor a la seal original. EntradaSalida

Smbolo de un amplificador



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REALIZACION DE LA PRCTICA Realizar el siguiente circuito y observar su secuencia



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Observamos en el osciloscopio como detecta una seal analgica al ser interunpida la luz del LDR fsicamente tapamos la visibilidad de la fotocelda. Podemos regular el paso de intensidad de luz con potencimetro VR2 y con el CI 741 amplifica la sealPgina 11



VR1 funciona como resistencia de amplificasion dependiendo de cuanta intensidad queremos a que se encienda. El monoestable (una funcin 555 funciona como multivibrador

secuencial consistente en que al recibir una excitacin exterior, cambia de estado y se mantiene en l durante un periodo que viene determinado por una constante de tiempo. Transcurrido dicho perodo, la salida del monoestable vuelve a su estado original. Por tanto, tiene un estado estable (de aqu su nombre) y un estado casi estable.)

Conclusin Ricardo Martin Olvera Castro Este tipo de sensores requieren de un componente emisor que genera la luz, y un componente receptor que la luz generada por el emisor

Christian Adn Garca MoraEstn diseados especialmente para la deteccin, clasificacin y posicionado de objetos; la deteccin de formas, colores y diferencias de superficie, incluso bajo condiciones ambientales extremas.

Juan Carlos Martnez HernndezLuz en sentido estricto nos referimos a radiaciones electromagnticas cuya longitud de onda es capaz de captar el ojo humano donde el LDR (fotorresistencia) puede detectar luz dependiendo de cmo lo ajustes en un circuito



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Hugo Daniel Carreto PrezA la hora del montaje hay que tener en cuenta las superficies reflectantes cercanas a los dispositivos, provocando un mal funcionamiento de la fotoclula. Tambin hay que tener en cuenta las posibles interferencias mutuas por la cercana de varios de estos dispositivos, adems de controlar los ambientes sucios, ya que la suciedad afecta negativamente en la lente emisora.

Vernica Ramrez Muos La funcin del amplificador electrnico dos entradas y una salida. La salida es la diferencia de las dos entradas multiplicada por un factor ganancia El almpificador en su ganancia infinita, una impedancia de entrada infinita, un ancho de banda tambin infinito, una impedancia de salida nula, un tiempo de respuesta nulo y ningn ruido. Como la impedancia de entrada es infinita tambin se dice que las corrientes de entrada son cero.

Estefana Lara GomesLos amplificadores operacionales se emplean en circuitos de control de temperatura, luminosidad, humedad, detectores de incendios, receptores de radio y televisin

Compuestos de un material que presenta efecto fotoelctrico: absorben fotones de luz y emiten electrones. Cuando estos electrones libres son capturados, el resultado es una corriente elctrica que puede ser utilizada como electricidad.

Juan Francisco Rocha ParedesPgina 13



Las barreras tipo emisor-receptor estn compuestas de dos partes, un componente que emite el haz de luz, y otro componente que lo recibe. Se establece un rea de deteccin donde el objeto a detectar es reconocido cuando el mismo interrumpe el haz de luz. Debido a que el modo de operacin de esta clase de sensores se basa en la interrupcin del haz de luz, la deteccin no se ve afectada por el color, la textura o el brillo del objeto a detectar. Estos sensores operan de una manera precisa cuando el emisor y el receptor se encuentran alineados. Esto se debe a que la luz emitida siempre tiende a alejarse del centro de la trayectoria



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