LDR (Fotorresistencias)

Las LDR (Light Dependent Resistor, o Resistor Dependiente de la Luz) son, como su nombre lo indica, resistencias cuyo valor varia de acuerdo al nivel de luz al que están expuestas.

Si bien los valores que puede tomar una LDR en total oscuridad y a plena luz puede variar un poco de un modelo a otro, en general oscilan entre unos 50 a 1000 ohmios (1K) cuando están iluminadas (por ejemplo, con luz solar) y valores comprendidos entre 50K (50,000 Ohms) y varios megohmios (millones de ohms) cuando está a oscuras. Desde el punto de vista constructivo, las LDR están fabricadas con materiales de estructura cristalina, siendo los mas utilizados el sulfuro de cadmio y el seleniuro de cadmio, aprovechando sus propiedades fotoconductoras.

Una cuestión a tener en cuenta cuando diseñamos circuitos que usan LDR es que su valor (en Ohmios) no variara de forma instantánea cuando se pase de estar expuesta a la luz a oscuridad, o viceversa, y el tiempo que se dura este proceso no siempre es igual si se pasa de oscuro a iluminado o si se pasa de iluminado a oscuro (se dice que muestra inercia a las variaciones de la intensidad luminosa). Igualmente, estos tiempos son cortos, generalmente del orden de una décima de segundo.

Esto hace que el LDR no se pueda utilizar en algunas aplicaciones, concretamente en aquellas que necesitan de mucha exactitud en cuanto a tiempo para cambiar de y a exactitud de los valores de la fotorresistencia al estar en los mismos estados anteriores. Pero hay muchas aplicaciones en las que una fotorresistencia es muy útil. En casos en que la exactitud de los cambios no es importante como en los circuitos que veremos en este articulo.
Las primer figura que ilustra esta pagina nos muestra el símbolo utilizado para representar las LDR en los esquemas electrónicos, aunque a veces pueden ser ligeramente diferentes pero siempre tomando como base el símbolo de una resistencia común con alguna(s) flecha(s) que simbolizan la incidencia de la luz. La figura siguiente es una imagen de uno de los tipos de LDR que existen en el mercado.

Resulta un montaje muy conveniente para que al llegar a nuestra casa por la noche encontremos alguna luz encendida o también para quien no puede estar en determinado lugar para encender o apagar las luces al anochecer o amanecer. Además de evitar el gasto excesivo de electricidad, ya mantiene las luces encendidas sólo mientras falta luz natural. Otra aplicación para este circuito tiene que ver con la señalización, por ejemplo, de edificios altos o antenas, cuya baliza en la parte superior debe permanecer encendida todo el tiempo que dura la noche.
En el proyecto, cuyo esquema eléctrico vemos en la figura 1 al final de la página, se utiliza una configuración poco frecuente en el TRIGGER (disparo) del integrado NE555 (ver articulo sobre este chip en Neoteo).
En los contactos del rele podremos conectar cualquier lámpara que no supere los 200W si estamos trabajando con una tensión de red de 110V o los 400W si estamos trabajando con 220V. Siempre es conveniente tener a mano la hoja de datos del rele en cuestión para ver cual es el máximo de corriente que soporta en sus contactos. Los valores que mencionábamos corresponden a un rele típico, pero nunca esta de más asegurarse.
Si necesitáramos conectar lámparas o dispositivos (por ejemplo, un cartel luminoso) con un consumo mayor, podemos colocar entre el rele y el dispositivo un contactor o rele de la potencia necesaria.

Como podemos ver en la figura 1, el circuito integrado NE555 se utiliza tal lo visto en la nota especifica sobre el, para configurar un disparador. Una característica importante de este circuito es el hecho de no sufrir esas desagradables oscilaciones de los circuitos convencionales cuando la iluminación llega al umbral de disparo. La transición del punto de espera al disparo es inmediata y única. El relé cierra y abre de inmediato los contactos, sin oscilación.

Se aplica al pin 5 del NE555 una tensión de referencia, aproximadamente igual a la mitad de la tensión de alimentación. La tensión aplicada en el pin 2 depende del valor de la LDR, y cuando sea menor que la mitad de la tensión de alimentación (la del pin 5) se activara la salida (pin 3). En nuestro circuito, fijamos la tensión de referencia por un divisor formado por R2 y R3 y ajustamos el disparo en función de la luz que incide en el LDR a través del potenciómetro VR1. El ajuste se realiza en función de la luz ambiente, ajustando el potenciómetro hasta que se dispare el circuito con la luz que nosotros queramos. Ese es todo el ajuste necesario que necesita este proyecto.

Por supuesto, se debe evitar a toda costa que las lámparas que estén activadas por este circuito iluminen el LDR, dado que se produciría un efecto de realimentación, produciendo oscilaciones o bien impidiendo el buen funcionamiento del mismo. Se puede poner la LDR dentro de un tubo opaco, apuntando al cielo, con una tapa transparente, de esta forma estará protegido de la luz de las lámparas y de la intemperie.
Los 12 voltios necesarios para alimentar el circuito se pueden obtener mediante un transformador, puente de diodos y un regulador de voltaje (también hay una nota sobre ellos en Neoteo), o bien recurrir a alguna fuente de alimentación de 12v que se pueden adquirir por unos pocos euros.

Los cables que conectan la LDR (que deberá estar en el exterior, para poder recibir la luz) a la placa pueden ser de 4 o 5 metros sin que haya ningún problema. En el momento del montaje, deberemos observar que la posición del NE555 sea la correcta, utilizar resistencias de 1/8 o ¼ de watt (no es necesario mas), y que la(s) lámpara(s) utilizadas estén conectadas correctamente al rele. Este rele cumple la función del interruptor de las lámparas, así que deberá estar en serie con ellas y la fuente de alimentación. Las lámparas, entre si, se conectaran en paralelo.

Para probar el aparato conecte cualquier lámpara de acuerdo con su red local, un velador u otro aparato electrodoméstico cuyo funcionamiento se pueda verificar. Luego, coloque el LDR de modo que reciba directamente la luz ambiente y ajuste el VR1 para que el relé abra sus contactos. Ajuste el VR1 de modo que quede en el umbral de accionamiento. A continuación, cubriendo el LDR con la mano, se va moviendo gradualmente el cursor del potenciómetro hasta obtener el punto de mayor sensibilidad, o sea, en el que el circuito es conectado al faltar la luz y desconectado con la presencia de luz. Hay que mover lentamente el cursor del potenciómetro ya que la LDR, como dijimos antes, tiene una cierta inercia.

Una vez comprobado su funcionamiento, sólo queda instalarlo en forma definitiva.
Si bien por su sencillez, este montaje es recomendado para quienes recién se inician en electrónica, no debemos olvidar que hay partes del mismo (el control de las lámparas) que esta sometido a la tensión de red, y que un descuido puede provocarnos grandes daños, incluso la muerte, así que seamos muy cuidadosos al momento de conectar la carga al rele. Respetando esta consigna, podremos disfrutar de un proyecto que si bien es sencillo, nos será de mucha utilidad.