He diseñado, montado y soldado un circuito electrónico que enciende que enciende un LED cuando detecta luz y apaga un LED cuando detecta oscuridad montado y soldado sobre una placa PCB. He usado un LED pero podría ser un buzzer pasivo e incluso podría utilizar el microcontrolador Arduino, crear un código con una melodía y subirla al microcontrolador para que cuando reciba luz el circuito, usted puede escuchar una canción de "Feliz cumpleaños" o de "Feliz Navidad.
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 transistor, 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 luz y apaga un LED cuando detecta oscuridad
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 transistor NPN 2N3904
1 placa PCB perforada
2 Bloque de Terminal de Tornillo de Montura de PCB con Paso de 5mm y 2 Postes
1 resistencia de 390 Ohm
1 LED de 2 V
1 fotorresistor LDR
1 transistor NPN 2N3904
1 placa PCB perforada
2 Bloque de Terminal de Tornillo de Montura de PCB con Paso de 5mm y 2 Postes
1 transistor NPN 2N3904
cables rojo y negro para placa PCB
Cálculos y consideraciones previas
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.
Respecto al transistor NPN 2N3904, es un transistor que soporta 200 miliamperios, 40 voltios y 625 milivatios. Por lo tanto, este transistor debería funcionar perfectamente. Con un transistor NPN de estqas características podemos encender un LED cuando la luz incida sobre el fotoresistor y apagar el LED cuando haya oscuridad.
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| Circuito que enciende un LED cuando detecta luz y apaga un LED cuando detecta oscuridad |
Caso 1: El circuito enciende 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 plenamente sobre el fororresistor LDR por lo tanto, ofrecerá una resistencia casi nula al paso de la corriente y solo habrá una caída de tensión producida por la resistencia R2. La corriente pasa por la resistencia R1 y llega hasta al LED y lo enciende. El colector del transistor tiene una intensidad de corriente y la base tiene otra intensidad de corriente que fluye hasta el emisor siguiendo la dirección que marca la flecha sin problemas.
Caso 2: El circuito apaga 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 luz no incide sobre el fororresistor LDR por lo tanto,el fotorresistor LDR ofrecerá mucha resistencia al paso de la corriente y esta vez habrá dos caídas de tensión producidas por la resistencia R2 y el fotorresistor LDR. La corriente eléctrica esta vez no pasa para encender el LED. No hay apenas intensidad de corriente por el colector, la base y el emisor del transistor NPN.
Para montar el circuito y soldar los componentes electrónicos y cableado a la placa PCB será necesario utilizar: un pelacables, un soldador tipo lapiz y estaño de buena calidad.
Fuentes
