Sensores de luz:principios de funcionamiento, tipos y aplicación

En general, los sensores de luz convierten la energía de la luz en energía eléctrica y son aplicables en varios sectores, como dispositivos inteligentes, agricultura y seguridad.

Hoy, discutiremos los diversos tipos de sensores de luz y sus principios de funcionamiento.

¿Qué son los sensores de luz?

Los sensores de luz son dispositivos fotoeléctricos pasivos que convierten fotones (energía luminosa como la luz infrarroja o visible) en señales eléctricas (electrones).

La salida de la señal eléctrica a menudo indica la intensidad de la luz después de medir la energía radiante en un rango espectral de luz.

¿Cómo funcionan los sensores de luz?

El principio de funcionamiento de todos los tipos de sensores de luz es la generación de voltaje/corriente en respuesta a una energía de luz de entrada. Sin embargo, tienen notablemente diferentes modos de operación.

Ahora, veamos la variedad de principios de funcionamiento en sensores de luz específicos en la siguiente sección.

Tipos de sensores de luz

Incluyen lo siguiente.

Fotoresistores (LDR)

(fotoresistores)

Las resistencias dependientes de la luz (LDR) (fotorresistencias) son los principales sensores de luz aplicables en los circuitos de sensores de luz.

Los componentes que componen los fotorresistores son celdas de sulfuro de cadmio que son materiales fotoconductores de alta resistencia. Además, las células tienen una alta sensibilidad a la luz visible y al infrarrojo cercano.

Principio de funcionamiento

A menudo, un fotorresistor funciona de manera similar a un resistor normal. Sin embargo, el cambio de resistencia eléctrica en los fotorresistores depende de la cantidad de luz expuesta a ellos.

Por lo tanto;

• Hay una mayor resistencia entre las celdas de sulfuro de cadmio si hay poca intensidad de luz de una fuente de luz. Y viceversa.

En su mayoría, notará el principio de funcionamiento anterior en aplicaciones como farolas. En tales casos, hay una menor resistencia debido a una mayor intensidad de luz, por lo tanto, no hay producción de luz durante el día.

Fotodiodos

(fotodiodo)

Los fotodiodos o fotosensores son nuestro segundo tipo de sensor de luz.

A diferencia de los fotorresistores que funcionan según el cambio de resistencia, los fotodiodos tienen una adaptación compleja a la luz. En cambio, cambian los niveles de luz en un flujo de corriente eléctrica.

Los fabricantes fabrican fotodiodos con materiales de germanio y silicio. Los sensores también tienen áreas de superficie, lentes incorporados y filtros ópticos.

Principio de funcionamiento

Después de que un haz de luz golpea un fotodiodo, los electrones se sueltan. En consecuencia, existe la formación de huecos de electrones que permiten el flujo de corriente eléctrica.

Nota; La corriente eléctrica es directamente proporcional al brillo de la luz. Por lo tanto, la luz más brillante culmina en una corriente eléctrica más fuerte.

Aplicaciones

Debido a su principio de funcionamiento, se adapta principalmente a aplicaciones con cambios rápidos de respuesta a la luz.

Los ejemplos incluyen;

• En aplicaciones médicas como equipos para análisis y medición.
• En productos electrónicos de consumo, como aplicaciones de detectores de humo y reproductores de discos compactos.
• Sistemas de energía solar como paneles solares con celdas solares hechas de silicio policristalino para alimentar hogares y señales de tránsito.

Fototransistores

(fototransistor de voltaje)

Idealmente, un fototransistor es un amplificador y un fotodiodo con una ganancia de corriente. El amplificador es un transistor NPN bipolar que tiene una gran región base no conectada eléctricamente. Pero, algunos pueden tener la conexión eléctrica para regular la sensibilidad a la luz. Además, la carcasa exterior de la mayoría de los fototransistores tiene una lente clara o es transparente para concentrar la luz en la unión de la base.

La amplificación adicional da como resultado una mayor sensibilidad a la luz (hasta 50 o 100 veces) en los fototransistores. Sin embargo, en comparación con los fotodiodos, su sensibilidad a un bajo nivel de luz es deficiente.

Su principio de funcionamiento es similar al de un fotodiodo.

Aplicaciones se encuentran en control remoto tipo TV, sensores de haz de luz y optoaisladores.

Diagrama de circuito de un optoaislador  

¿Cómo usar un sensor de luz con Arduino?

Le mostraremos cómo incorporar un sensor de luz con un Arduino.

(sensor fotográfico CMOS y pantalla LCD)

Componentes necesarios

• Placa Arduino
• Escudo base de la arboleda
• Barra LED de Grove
• Sensor de luz de la arboleda

Pasos de hardware a seguir para el circuito del sensor de luz

• Empiece por conectar el sensor de luz de la arboleda al puerto AO del escudo de la base de la arboleda.
• Luego, conecte la barra LED de grove al puerto D2 de protección de la base de grove. También puede conectar su sensor de luz de arboleda directamente a la placa Arduino.

(placa Arduino)

• En tercer lugar, conecte su protector de base de arboleda en el Arduino.
• Finalmente, use un cable USB para conectar el Arduino a una PC.

Conclusión

Los sensores de luz son dispositivos pasivos que han mejorado el nivel de vida ya que tienen muchas aplicaciones. Eso es todo lo que tenemos hoy para la detección de luz. Si necesitas aclaraciones, siempre puedes contactar con nosotros.