Caracterizacion de una LDR

INFORME LABORATORIO 2:
Caracterización y acondicionamento de sensor LDR
Santiago de Cali, de 2012
Universidad Autónoma De Occidente
Resumen--En el siguiente informe se dará a conocer el proceso de caracterización de un sensor LDR (Light-Depender Resistor), utilizando un montaje especial el cual permitía variar la distancia del sensor de 0 a 100 cm utilizando una fuente de luz constante.Posteriormente, se implementó un circuito de acondicionamiento para señal del LDR, obteniendo un una señal de tensión de 0 a 10V en la etapa final.
INTRODUCCIÓN
En las últimas décadas la electrónica ha avanzado hasta el punto de que todo lo que nos rodea funciona gracias a un principio electrónico, desde el más básico hasta sistemas de gran complejidad. Algunas de estas aplicaciones de laelectrónica se han convertido en una necesidad para el ser humano, otras han nacido como parte del confort, entre estos se encuentra la domótica, la cual es una rama de la ingeniería que se enfoca en la implementación de lugares, bien sean casa, oficinas, incluso edificios enteros “inteligentes”.
Una parte básica de la domótica se enfoca en el control de luz, temperatura, intensidad de sonido, etc., conel objetivo de proporcionar un ambiente que se acople a los gustos de las personas. Para lograr esto, los sensores juegan un papel determinante en el éxito o fracaso de estas implementaciones, en el caso de manejar la intensidad de la luz, existen diferentes tipos de sensores los cuales se pueden adaptar a diferentes procesos donde sean requeridos. Un LDR o fotorresistencia, es un sensor cuyaresistencia varía según la intensidad de luz recibida.
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Imagen No. 1 LDR. Tomado de: [http://www.electronicamagnabit.com/tienda/sensores/807-foto-celda-12mm.html]
Un parámetro importante en el momento de implementar circuitos acondicionadores es el voltaje de desplazamiento o voltajeoffset. Este voltaje se debe al desbalance de los colectores de un amplificador operacional, en los cuales, idealmente este es cero y se presenta entre los terminales del AO cuando el voltaje de salida es nulo. Para corregir este voltaje existen técnicas que balancean el circuito por medio de configuraciones que utilizan resistencias variables. A continuación se muestra la técnica implementada enel acondicionamiento del sistema.

Imagen No. 2 Ajuste del voltaje offset.
REGISTRO DE DATOS
Para empezar, se mide y se registran los datos arrojados por el sensor LDR. Tabla 1. La medición se realiza en una estructura que permite medir solo la luz arrojada por una fuente luz (en este caso el flash de un celular), la medida se toma cada 10 cm desde 0 a 100cm aproximándose a la fuente deluz. Imagen No. 3.

Imagen No 3. Estructura para la toma de datos.
Forma ascendente
DATOS DE LDR
No. Distancia (cm) Resistencia
1 0 15.7
2 10 11.5
3 20 10.3
4 30 9.2
5 40 8.3
6 50 6.8
7 60 5.3
8 70 4.5
9 80 3.3
10 90 2.8
11 100 1.9
Tabla No. 1 Registro de los valores tomados del sensor LDR.

Gráfica 1. Resistencia vs distancia a la fuente de luz.
DIAGRAMA DE BLOQUES

FiguraNo. 1 Diagrama de bloques.
DIAGRAMA ELECTRICO

Figura No 2. Diagrama eléctrico del circuito completo.
PLANTEAMIENTO
Para la elaboración de la práctica se implementaron dos etapas (Figura 2), para obtener a la salida una tensión deseada en este caso de (0V a 10V). La primera etapa consiste en convertir la variación de resistencia que arroja el LDR en una señal de tensión, obteniendo comoresultado una tensión de (4.67V a 0.76V) con una entrada de (0 a 100cm de la fuente de luz) respectivamente. Después se plantean las ecuaciones para cada una de las etapas, a continuación encontramos las ecuaciones que modelan la etapa 1:
QUOTE Ecu. 1
Se sabe que R1 es 20 veces el valor máximo que arroja el LDR y el valor de Vf es 16V, así que de esta manera se tendrá el valor mínimo y máximo...