¿Qué es una fotorresistencia? - Aprende cómo funciona una fotorresistencia

Los sensores de luz son dispositivos electrónicos que se utilizan para detectar la presencia y la intensidad de la luz en un ambiente determinado. Estos sensores son muy útiles en una variedad de aplicaciones, desde la automatización del hogar y la iluminación hasta la robótica y la fotografía.

Entre los sensores de luz destacan los fototransistores y la fotorresistencia. En este artículo exploraremos en detalle qué es, cómo funciona, qué materiales se utilizan en su construcción, sus aplicaciones más comunes y cómo se pueden utilizar con otros componentes electrónicos, como el Arduino.

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Concepto y definición de una fotorresistencia

Una fotorresistencia, también conocida como LDR (Light Dependent Resistor), fotocelda o fotorresistor, es un tipo de sensor de luz que cambia su resistencia eléctrica en función de la cantidad de luz que recibe. Este componente electrónico está construido con materiales semiconductores especiales que permiten el flujo de electrones en presencia de luz. La resistencia de la fotorresistencia disminuye cuando se expone a la luz y aumenta cuando se oscurece.

Las fotorresistencias son utilizadas en una amplia variedad de aplicaciones en la electricidad, desde circuitos de control de iluminación hasta proyectos de robótica y automatización. Debido a su capacidad de detectar cambios en la luz ambiental, son una opción popular para la detección de movimiento, el monitoreo de la iluminación exterior y la medición de la intensidad de la luz en dispositivos fotográficos.

¿Para qué sirve una fotorresistencia?

Las fotorresistencias o fotoceldas son componentes electrónicos que sirven para detectar cambios en la intensidad de la luz y convertirlos en una señal eléctrica. Esto las hace muy útiles en una amplia variedad de aplicaciones, entre las que se encuentran:

• Control de iluminación: Son comúnmente utilizadas en sistemas de iluminación automática, como los que se encuentran en los postes de luz públicos, para ajustar la intensidad de la luz en función de la cantidad de luz solar disponible.
• Detección de movimiento: Al estar expuestas a cambios en la intensidad de la luz, las fotorresistencias son útiles para detectar el movimiento de objetos o personas. Son comúnmente utilizadas en sistemas de seguridad y en proyectos de robótica y automatización.
• Dispositivos fotográficos: Las fotorresistencias son utilizadas en cámaras fotográficas para medir la intensidad de la luz y ajustar la apertura y velocidad del obturador de la cámara en consecuencia.
• Medición de la intensidad lumínica: Las fotorresistencias también son utilizadas para medir la intensidad de la luz en diferentes ambientes, lo que las hace útiles en aplicaciones de monitoreo ambiental.

¿Cómo funciona una fotorresistencia?

El funcionamiento de una fotorresistencia se basa en el efecto fotoeléctrico, que es la emisión de electrones por parte de ciertos materiales cuando son expuestos a la luz. Las fotorresistencias están construidas con materiales semiconductores que permiten el flujo de electrones en presencia de luz.

Cuando una fotorresistencia está en la oscuridad, la mayoría de los electrones están en la banda de valencia y no pueden fluir libremente. Como resultado, la resistencia eléctrica de la fotorresistencia es alta. Sin embargo, cuando se expone a la luz, la energía de los fotones puede liberar algunos de estos electrones, lo que aumenta la cantidad de electrones libres en la banda de conducción. Esto reduce la resistencia eléctrica de la fotorresistencia.

¿Cuáles son las características de una fotorresistencia?

Las características de una fotorresistencia incluyen:

• Sensibilidad a la luz: Las fotorresistencias son sensibles a la luz visible y a algunas longitudes de onda de la luz infrarroja. Su sensibilidad a la luz puede variar según el tipo de material semiconductor utilizado en su construcción.
• Rango de resistencia: El rango de resistencia de una fotorresistencia puede variar desde unos pocos ohmios en condiciones de luz brillante hasta varios megaohmios en la oscuridad.
• Tiempo de respuesta: Las fotorresistencias tienen un tiempo de respuesta relativamente lento en comparación con otros sensores de luz, debido a la cantidad de tiempo que se tarda en cargar y descargar los capacitores en el circuito.
• Temperatura de operación: La temperatura ambiente puede afectar la resistencia de una fotorresistencia, lo que puede afectar su precisión. Es importante tener en cuenta la temperatura de operación al utilizar una fotorresistencia.
• Linealidad: En general, la relación entre la resistencia de la fotorresistencia y la intensidad de la luz que incide sobre ella es lineal, lo que facilita su uso en aplicaciones de medición de la intensidad lumínica.
• Estabilidad a largo plazo: Las fotorresistencias pueden experimentar una disminución gradual en su sensibilidad a la luz con el tiempo, lo que puede afectar su precisión. Es importante tener esto en cuenta al utilizar una fotorresistencia en aplicaciones críticas.

¿Cuál es el símbolo de una fotorresistencia?

El símbolo de una fotorresistencia se representa con el símbolo genérico de un resistor en un circuito eléctrico, pero con una flecha de luz que incide sobre el resistor. La flecha de luz indica que la fotorresistencia es sensible a la luz y que su resistencia varía en función de la intensidad de la luz que incide sobre ella.

El símbolo de la fotorresistencia es similar al de una resistencia variable (potenciómetro), pero con la adición de la flecha de luz. Es importante tener en cuenta que el símbolo exacto de la fotorresistencia puede variar según el estándar utilizado para la representación de componentes electrónicos.

¿Dónde se aplica la fotorresistencia?

La fotorresistencia es un componente ampliamente utilizado en diferentes aplicaciones donde se requiere medir o controlar la intensidad lumínica. Su versatilidad la convierte en una herramienta valiosa para controlar la iluminación en sistemas automatizados, detectar la luz en sistemas de seguridad y fotografía, realizar mediciones de luz en la fotometría, entre otras aplicaciones en la electrónica y robótica.

Dicho componente tiene diversas aplicaciones en la robótica, especialmente en el campo de la detección de luz y sombra. Al ser un sensor sensible a la luz, se puede utilizar en robots para detectar cambios de iluminación en su entorno y tomar decisiones en función de ello.

Por ejemplo, se puede utilizar la fotorresistencia en un robot seguidor de línea, en el que se usa para detectar una línea en el suelo y seguir su trayectoria. En este caso, la fotorresistencia se coloca debajo del robot y mide el cambio de luz entre el fondo y la línea, permitiendo al robot seguir la trayectoria de la línea.

Otra aplicación común de la fotorresistencia en la robótica es la detección de obstáculos. En este caso, se puede utilizar la fotorresistencia como parte de un sensor de proximidad, junto con otros sensores, para detectar la presencia de objetos en el camino del robot. Al detectar un objeto cercano, el robot puede tomar una decisión para evitarlo o rodearlo.

La fotorresistencia es también utilizada en sistemas de control automático de iluminación en edificios, en sistemas de monitoreo de luz en paneles solares, en dispositivos de seguridad como sensores de luz en cámaras de vigilancia, entre otros. Asimismo, es empleada en la industria automotriz en sistemas de control de faros y en sistemas de iluminación en la industria cinematográfica.

Por otro lado, para utilizar una fotorresistencia con Arduino, una plataforma muy útil para trabajar con componentes electrónicos, se debe conectar la fotorresistencia a la placa de Arduino a través de dos pines: uno de entrada analógica y otro de tierra. El valor de la resistencia de la fotorresistencia cambia según la cantidad de luz que incide sobre ella. Al medir este cambio de resistencia, es posible detectar la cantidad de luz presente en un ambiente determinado.

Una vez que la fotorresistencia está conectada, se puede programar la placa de Arduino para utilizarla en diferentes aplicaciones. Por ejemplo, se puede utilizar para activar una luz automáticamente cuando la luz ambiental disminuye o para ajustar el brillo de una pantalla según la luz disponible.