Circuitos Sensibles A La Luz

Circuitos sensibles a la luz

Los detectores ópticos electrónicos, u opto-sensores, son dispositivos que modifican sus características eléctricas en presencia de la luz visible o invisible. Los dispositivos más conocidos de este tipo son la LDR (resistencia dependiente de la luz), el fotodiodo, el fototransistor y el detector PIR (de infrarrojos pasivo).

El funcionamiento de la LDR se basa en el hecho de que la resistencia eléctrica de una película de sulfuro de cadmio (CdS) varía en función de la intensidad de la luz que incide sobre la superficie de la película. Esta resistencia es muy elevada en la oscu ridad y es baja con una iluminación intensa. La figura 1 muestra el símbolo de LDR en un circuito y su esquema constructivo, el cual consiste en dos contactos sobre una película metálica, separados por un camino serpenteante de sulfuro de cadmio, diseñado para conseguir la máxima zona de contacto con las dos partes de la película metálica. La estructura está alojada en el interior de una envoltura de plástico transparente o de resina para conseguir el libre acceso de la luz exterior. En la práctica las LDR están disponibles en una diversidad de tamaños y envolturas, teniendo el modelo más corriente un diámetro superficial de unos 10mm. La figura 2 muestra la curva característica normal de dicho dispositivo, que tiene una resistencia de unos 900 ohmios bajo una intensidad luminosa de 100 Lux (normal en una habitación bien iluminada) o de unos 30 ohmios bajo una intensidad de 800 Lux que corresponde a la iluminación bajo un sol brillante.

La resistencia asciende a varios megaohmios en la oscuridad. Las LDR son unos dispositivos sensibles, económicos y fáciles de conseguir, con unas características en cuanto a potencia y tensión similares a las de las resistencias normales. Su único defecto significativo es que reaccionan lentamente, siendo de decenas o centenares de milisegundos su tiempo de respuesta a cambios repentinos del nivel luminoso. Las aplicaciones prácticas de las LDR comprenden interruptores y alarmas activados por la luz o por la oscuridad, alarmas de barrera luminosa, alarmas de humo por reflexión, etc. Las figuras 3 a 8 muestran algunas aplicaciones prácticas de este dispositivo; todos estos circuitos funcionan con cualquier LDR con un diámetro superficial comprendido entre 3 y 12mm. Las figuras 3 a 8 muestran también algunos circuitos interruptores prácticos con salidas de relé y activados por luz, basados en la LDR. La figura 3 muestra un circuito sencillo sin bloqueo, diseñado para activarse cuando la luz penetra en una zona normalmente oscura, como el interior de una caja fuerte, un armario, etcétera. En este caso, R1-LDR y R2 constituyen un divisor de tensión que controla la polarización de la base de Q1. En la oscuridad, la resistencia de la LDR es muy elevada de forma que se aplica una polarización de base despreciable a Q1, y tanto Q1 como RLA están desconectados. Cuando una cantidad de luz significativa incide sobre la LDR, su resistencia baja hasta un valor bastante bajo y se aplica la polarización a la base de Q1, que de esta forma se conecta y activa los contactos del relé RLA/1, que puede ser utilizado para controlar un circuito exterior. El relé puede ser cualquiera del tipo de 12V con una resistencia de bobina de 180 Ohmios o superior. El sencillo circuito de la figura 3 es poco sensible y no tiene posibilidades de ajuste de la sensibilidad. La figura 4 muestra cómo puede solventarse esta deficiencia utilizando dos transistores conectados en super-alfa en lugar de Q1 y empleando el control de sensibilidad RV1 en vez de R2; este circuito puede activarse con resistencias de LDR de hasta 200K (es decir, exponiendo la LDR a niveles de iluminación muy bajos) y absorbe una corriente en reposo de tan sólo unos microamperios en condiciones de “oscuridad”. El diagrama muestra también cómo puede conseguirse que el circuito realice una acción de auto bloqueo mediante los contactos del relé

...