Sensores de Luz al Descubierto: Funcionamiento, Tipos y Usos Prácticos

Generalmente, los sensores de luz convierten energía lumínica en energía eléctrica y son aplicables en 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 lumínica como infrarrojo o luz visible) en señales eléctricas (electrones).

La salida de señal eléctrica suele indicar la intensidad lumínica tras medir la energía radiante en un rango espectral de luz.

¿Cómo Funcionan los Sensores de Luz?

El principio de funcionamiento para todos los tipos de sensores de luz es la generación de voltaje/corriente en respuesta a una energía lumínica 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 los siguientes:

Fotorresistencias (LDR)

(fotorresistencias)

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

Los componentes que componen las fotorresistencias son celdas de sulfuro de cadmio, materiales fotoconductores de alta resistencia. Además, las celdas tienen alta sensibilidad a infrarrojo cercano y luz visible.

Principio de funcionamiento

A menudo, una fotorresistencia funciona similar a una resistencia regular. Sin embargo, el cambio de resistencia eléctrica en las fotorresistencias depende de la cantidad de luz expuesta a ellas.

Por tanto:

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

Mayormente, notarás el principio anterior en aplicaciones como lámparas de calle. En estos casos, hay menor resistencia debido a mayor intensidad lumínica, por 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 las fotorresistencias que funcionan según cambio de resistencia, los fotodiodos tienen una adaptación compleja a la luz. En su lugar, convierten niveles de luz en flujo de corriente eléctrica.

Los fabricantes hacen fotodiodos de materiales de germanio y silicio. Los sensores también tienen áreas de superficie, lentes integradas y filtros ópticos.

Principio de funcionamiento

Tras incidir un haz de luz en un fotodiodo, los electrones se liberan. Consecuentemente, se forman huecos de electrones permitiendo el flujo de corriente eléctrica.

Nota: La corriente eléctrica es directamente proporcional al brillo de la luz. Así, luz más brillante produce corriente eléctrica más fuerte.

Aplicaciones

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

Ejemplos incluyen:

• En aplicaciones médicas como equipos de análisis y medición.
• En electrónica de consumo como detectores de humo y reproductores de disco compacto.
• Sistemas de energía solar como paneles solares con celdas de silicio policristalino para alimentar hogares y señales viales.

Fototransistores

(fototransistor de voltaje)

Idealmente, un fototransistor es un amplificador y un fotodiodo con ganancia de corriente. El amplificador es un transistor bipolar NPN con una gran región de base eléctricamente desconectada. Pero algunos pueden tener conexión eléctrica para regular sensibilidad a la luz. Además, la carcasa exterior de la mayoría de fototransistores tiene una lente clara o es transparente para concentrar luz en la unión de base.

La amplificación adicional resulta en mayor sensibilidad a la luz (hasta 50 o 100 veces) en fototransistores. Sin embargo, comparado con fotodiodos, su sensibilidad a bajo nivel de luz es deficiente.

Su principio de funcionamiento es similar al de un fotodiodo.

Aplicaciones 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

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

(sensor CMOS fotográfico y pantalla LCD)

Componentes necesarios

• Placa Arduino
• Grove base shield
• Grove-LED bar
• Grove-sensor de luz

Pasos de hardware para el circuito del sensor de luz

• Conecta el grove-sensor de luz al puerto AO del grove-base shield.
• Luego, conecta el grove-LED bar al puerto D2 del grove base-shield. También puedes conectar tu grove-sensor de luz directamente a la placa Arduino.

(placa Arduino)

• Enchufa tu grove-base shield en el Arduino.
• Finalmente, usa un cable USB para conectar el Arduino a un PC.

Conclusión

Los sensores de luz son dispositivos pasivos que han mejorado los estándares de vida al tener muchas aplicaciones. Eso es todo por hoy sobre detección de luz. Si necesitas aclaraciones, siempre puedes contactarnos.