En este post vamos a estudiar un componente muy curioso, se llama LDR del ingles light dependent resistor

Resistencia dependiente de la luz LDR.

Este componente varía su resistencia dependiendo de la luz que llega a ella.

La resistencia y la luz en este componente están relacionados de forma inversamente proporcional.

De manera que cuanto mayor es la luz que llega a ella menor es la resistencia de la LDR y de manera contraria cuanto menor es la luz que llega a la LDR la resistencia es mucho mayor.

Resistencia Ldr
Resistencia Ldr

Hay LDR´s de varios valores, la que vamos a usar en este post oscila entre unos 5000Ω en presencia de luz y de 11000000Ω en condiciones de total oscuridad con el que haremos un circuito de iluminación automática para que se encienda una bombilla cuando la luz es insuficiente y se apague cuando haya luz suficiente, este circuito es totalmente funcional y comprobado, para que lo montes en casa si así lo deseas.

Gráfica ldr resistencia-luminosidad

La resistencia de la Ldr no evoluciona de forma lineal si no que lo hace como en la siguiente gráfica.

ldr variación de la resistencia en función de la luminosidad
ldr variación de la resistencia en función de la luminosidad

Funcionamiento de la Ldr:

La LDR está hecha de un material semiconductor llamado Sulfuro de Cadmio convenientemente encapsulada y con una ventanita o material transparente, de manera que cuando los fotones inciden en la superficie se produce el denominado efecto fotoeléctrico.

Este efecto consiste en que cuando los fotones componentes de la luz llenos de energía debido a la frecuencia a la que están vibrando llegan a la superficie de la LDR chocando con los electrones imprimiéndoles la energía suficiente como para que los electrones de la última capa de los átomos del material sea arrancados y incorporándose a la banda de conducción al haber más electrones en movimiento (corriente de electrones) la resistencia será menor al paso de la corriente eléctrica.

Circuito práctico de aplicación de una Ldr:

Este circuito va ha controlar la iluminación de una bombilla de 220 voltios, mediante una Ldr, en función de la iluminación, si hay una luminosidad insuficiente la bombilla se iluminará y en caso contrario se apagará.

En la siguiente imagen podemos observar el circuito empleado:

Activación de una bombilla a 220v mediante ldr
Activación de una bombilla a 220v mediante ldr

El circuito es alimentado a 6 Vdc la parte de control y a 220 voltios la de potencia.

Cuando la Ldr tiene bastante iluminación su resistencia es baja por lo tanto casi todo el voltaje caerá en el potenciómetro de ajuste P1 que tiene un valor muy superior en comparación con la Ldr en condiciones de bastante luz.

Al tener la ldr baja resistencia, habrá poca tensión entre sus extremos, esta tensión es inferior a la necesaria para cubrir las tensiones base-emisor de ambos transistores, quedando estos cortados , al no conducir el transistor, el relé se queda desactivado ya que una de sus patillas pasa a masa a través de los colectores de los transistores.

Quedándose el contacto del relé abierto y por lo tanto la lámpara apagada.

Sin embargo si hay oscuridad o poca luz, la LDR incrementará su resistencia muchísimo hasta el punto de ser muy superior a la del potenciómetro que también nos sirve para calibrar el circuito, por lo tanto al aumentar mucho la resistencia de la LDR también lo hará la tensión entre sus extremos esta tensión será necesaria para las tensiones en base-emisor de los transistores y el sobrante serán absorbidos por la resistencias de base.

He puesto dos resistencias dos para conseguir el valor exacto de la resistencia que me sale de los cálculos debido a que el valor necesario no esta normalizado.

Al conducir los diodos de base emisor de los transistores permitirán el paso de una corriente de base lo suficientemente grande como para saturar a ambos transistores.

Dando lugar a las corrientes de colector en ambos transistores, colocados en configuración de par Darlington con la que conseguimos que pueda pasar una corriente mucho mayor, ya que el relé consume bastante corriente y de paso no quemamos los transistores.

Al saturarse los transistores conducen y permiten el paso entre colector y emisor pudiendo el relé obtener su conexión a masa y por lo tanto alimentar a su bobina.

Este atraerá su armadura móvil moviendo así los contactos y cerrando circuito para que luzca la lámpara.

En la zona de descargas tienes el esquema con los valores de los componentes utilizados.