Proyectos con sensor de luz

Introducción

Estos dos proyectos que se detallan a continuación tienen como protagonista la LDR (Light Dependent Resistor), que son resistencias que varian con la luz que recibe. Para conocer más te recomiendo que leas esta entrada sobre el funcionamiento de las LDR.

A partir del circuito básico de un sensor de luz, que se detalla a continuación, se proponen dos proyectos:

1. Maqueta de parque con iluminación automática.
2. Robot básico seguidor de luz.

El circuito de sensor de luz

Veamos en primer lugar lo que sería la entrada del circuito sensor de luz. Es un simple divisor de tensión, como sabemos, la corriente a través de un circuito en serie es común y como el R_LDR cambia su valor resistivo debido a la intensidad de la luz, el voltaje presente en V_OUT será determinado por la fórmula del divisor de voltaje. La resistencia de un LDR, R_LDR puede variar desde aproximadamente 1000Ω en la luz del sol, hasta más de 10MΩ en la oscuridad absoluta. Teniendo en cuenta esto es fácil deducir haciendo cálculo mentales que cuando la LDR está a oscuras la V_out=0 (aprox) voltios y con luz tendremos cierta tensión en V_out.

Este circuito básico del sensor de luz es de un interruptor de salida de luz activado por un relé. Se forma un circuito divisor de tensión entre la LDR y la resistencia R1. Cuando no hay luz, es decir, en la oscuridad, la resistencia de la LDR es muy alta en el rango de los megaohmios (MΩ), por lo que se aplica una tensión prácticamente cero, por tanto el Transistor no funciona y el relé está en su posición de reposo.

A medida que el nivel de luz aumenta, la resistencia de la LDR comienza a disminuir causando que el voltaje de polarización de base en V1 aumente. En algún momento determinado por la red de divisores de potencial formada con la resistencia R1, el voltaje de polarización de base es lo suficientemente alto como para activar el transistor TR1 y así activar el relé que a su vez se utiliza para controlar algunos circuitos externos. A medida que el nivel de luz vuelve a caer en la oscuridad, la resistencia del LDR aumenta haciendo que la tensión de base del transistor disminuya, lo que hace que el transistor y el relé se «apaguen» a un nivel de luz fijo determinado de nuevo por la red de divisores de potencial.

Resumiendo el circuito funciona así con LUZ = relé ON, circuito OSCURAS = relé OFF.

Entonces he de observar que para hacerlo funcionar como sensor de oscuridad, es decir LUZ=BOMBILLA OFF y OSCURIDAD=BOMBILLA ON simplemente conecto la bombilla o el motor al polo activo del relé. (es decir al polo contrario al de reposo). O bien uso el otro circuito que propongo a continuación y que llamo sensor de oscuridad.

En realidad R1 no es una resistencia si no un potenciómetro, por lo que el punto en el que el relé se enciende o se apaga puede ser preestablecido a un nivel de luz determinado. Este tipo de circuito simple tiene una sensibilidad bastante baja y su punto de conmutación puede no ser consistente debido a las variaciones de temperatura o de la tensión de alimentación.

La función del diodo D1 es evitar que la corrientes inductivas provocadas por la bobina del Relé puedan dañar al transistor.

Circuito sensor de oscuridad

Este otro circuito es casi igual que el anterior, sólo que ahora ponemos la LDR en la parte de abajo del divisor de tensión y hacemos algunos ajustes, en lugar de un Potenciometro de 10 k usaré unos de 50 k, y uso una resistencia de polarización de 550 Oh (aunque en la práctica no la he usado a la hora de montar mi PCB)

Os dejo un video de funcionamiento real de este circuito, no he puesto ninguna resistencia de polarización en la base del transistor, o sea conecto directamente LDR, y Potenciómetro a la base.

También podemos usar el relé para encender una bombilla de 220 Voltios, en este caso el esquema del circuito sería el siguiente, y hay que tener especial cuidado al montarlo. Te dejo un vídeo de su funcionamiento también.

Lista de materiales y placa circuito impresa

La lista de componentes usados para la fabricación del circuito son los siguientes:

• Placa de circuito impresa positiva
• Potenciómetro 50k
• LDR
• Transistor NPN BD135
• Diodo 1N4004
• Relé de un contacto 6-9voltios
• 2 Clemas de conexión
• Pilas

Para realizar el circuito impreso puedes seguir este artículo donde explico como hacerlo: https://www.tecnosalva.com/como-hacer-tus-circuitos-impresos-con-una-insoladora-casera-de-diodos-led/

Te dejo el vídeotutorial para fabricar la placa de circuito de impreso en 5 pasos.

Al final se adjuntan el esquema y la cara de soldadura (pistas) para poder realizar la placa de circuito impresa. Están realizadas con el programa Eagle.

Maqueta de parque con iluminación automática

Para hacer esta maqueta sencilla se empleó una base de aglomerado, todos el resto se hizo con material de reciclaje, desde las farolas que son tubos de rotulador gastados, los adornos con palos de helados, las reflectores de las farolas están hechas con cartón pintado.

El control de la iluminación se realiza con el circuito sensor de oscuridad que hemos explicado en el apartado anterior.

Robot sencillo Seguidor de Luz

Este es un robot muy muy básico, cuando se pone en marcha sólo funciona uno de los motores, por lo que hace es girar (buscando luz), cuando recibe luz pone en marcha el otro motor y por tanto camina en línea recta buscando el haz de luz, sencillo pero que gusta mucho a los alumnos cuando lo realizan.