Esta es la segunda parte de mi artículo Circuito que enciende un LED cuando detecta luz y apaga un LED cuando detecta oscuridad montado y soldado sobre una placa PCB. A algunos les parecerá más lógico el funcionamiento de este circuito porque enciende un LED cuando hay oscuridad y se apaga cuando hay luz.
Fotorresistor LDR
Fotorresistor LDR
Una fotorresistencia es un componente electrónico cuya resistencia disminuye con el aumento de intensidad de luz incidente. Puede también ser llamado fotorresistor, fotoconductor, célula fotoeléctrica o resistor dependiente de la luz, cuyas siglas, LDR, se originan de su nombre en inglés light-dependent resistor. Su cuerpo está formado por una célula fotorreceptora y dos patillas. En resumen: a más luz, menos resistencia. A menos luz, más resistencia.
Transistor de Unión Bipolar
El transistor de unión bipolar (del inglés Bipolar Junction Transistor, o sus siglas BJT) es un dispositivo electrónico de estado sólido consistente en dos uniones PN muy cercanas entre sí, que permite controlar el paso de la corriente a través de sus terminales.
Emisor, que se diferencia de las otras dos por estar fuertemente dopada, comportándose como un metal. Su nombre se debe a que esta terminal funciona como emisor de portadores de carga.
Base, la intermedia, muy estrecha, que separa el emisor del colector.
Colector, de extensión mucho mayor.
En el transitor, el emisor es el encargado de “inyectar” electrones en la base, la cual se encarga de gobernar dichos electrones y mandarlos finalmente al colector.
La fabricación del transistor se realiza de forma que la base es la zona más pequeña, después el emisor, siendo el colector el más grande en tamaño.
Transistor NPN
Transistor PNP
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| Transistor PNP |
Circuito que enciende un LED cuando detecta oscuridad y apaga un LED cuando detecta luz
Yo he utilizado los siguientes componentes:
1 pila de 9V
1 resistencia de 100 KOhm
1 resistencia de 390 Ohm
1 LED de 2 V
1 fotorresistor LDR
1 placa PCB perforada
1 transistor PNP S9012
2 Bloque de Terminal de Tornillo de Montura de PCB con Paso de 5mm y 2 Postes cables rojo y negro para placa PCB
1 resistencia de 390 Ohm
1 LED de 2 V
1 fotorresistor LDR
1 placa PCB perforada
1 transistor PNP S9012
2 Bloque de Terminal de Tornillo de Montura de PCB con Paso de 5mm y 2 Postes cables rojo y negro para placa PCB
Cálculos y consideraciones previas
El LED rojo que voy a utilizar soporta una tensión con valores que oscilan entre 1,8 y 2,1 V y soporta una Intensidad de corriente de hasta 20 mA. Dispongo de una pila que suministra tensión de 9V Para evitar que se dañe el LED, hay que utilizar una resistencia con un valor en Ohmios determinado que ofrezca oposición al paso corriente y para calcularlo, usaré la ley de Ohm cuya fórmula es:
V = I * R
V es el voltaje o tensión y su unidad es el Voltio (V).
I es la intensidad de corriente y su unidad es el Amperio (A).
R es la resistencia y su unidad es el Ohmio (Ohm).
V pila - V led = I * R
9 - 1,9 = 0,017 * R
R = 417 Ohm
Lo ideal sería usar una resistencia con un valor ligeramente superior al valor obtenido mediante este cálculo, pero yo he usado una resistencia de 390 Ohmios y no he tenido ningún problema.
El Transistor PNP S9012 es de 500 miliAmperios, 25 voltios y 300 miliwatios. Con este transistor PNP podemos apagar un LED cuando la luz incida sobre el fotorresistor y encenderlo cuando haya oscuridad.
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| Circuito que enciende un LED cuando detecta oscuridad y que apaga un LED cuando detecta luz. |
Explicación
Caso 1: se enciende un LED cuando detecta oscuridad
Si el circuito es alimentado por una pila de 9 V, la corriente eléctrica fluye. En el diagrama del circuito se puede apreciar que hay una resistencia muy grande que aparece con el nombre de R2 y es de 100 KOhm. La oscuridad actúa plenamente sobre el fotorresistor LDR y por lo tanto, ofrecerá mucha resistencia al paso de la corriente y habrá dos caídas de tensión producidas por la resistencia R2 y el fotorresistor LDR. El emisor inyecta electrones a la base del transistor PNP. La Intensidad de corriente de la base del transistor aumenta pero se encuentra con la oposición ejercida por las caídas de tensión en R2 y en el fotorresistor LDR que impide el paso de la corriente. Por otro lado, hay una intensidad de corriente en el colector que permite que la corriente pase por la resistencia R1 y llegue al LED y lo encienda.
Caso 2: se apaga un LED cuando detecta luz
Si el circuito es alimentado por una pila de 9 V, la corriente eléctrica fluye. En el diagrama del circuito se puede apreciar que hay una resistencia muy grande que aparece con el nombre de R2 y es de 100 KOhm. La luz incide sobre el fotorresistor LDR y por lo tanto,el fotorresistor LDR ofrecerá muy poca resistencia al paso de la corriente y esta vez solo habrá una caida de tensión producida por la resistencia R2. La corriente eléctrica no pasa para encender el LED. En el transistor PNP, la intensidad de corriente va desde el emisor hasta la base pero no hay intensidad en el colector.
Para montar el circuito y soldar los componentes electrónicos y cableado a la placa PCB será necesario utilizar: un pelacables, un soldador tipo lápiz y estaño de buena calidad.
Fuentes
