Control de actuadores lineales con una resistencia dependiente de la luz

Resistencias dependientes de luz

Las resistencias dependientes de la luz (LDR), o fotorresistores, son resistencias variables cuyo valor de resistencia cambia según la cantidad de luz que detecta el elemento fotoeléctrico. Generalmente, cuanta más luz se ilumina sobre el fotorresistor, menor es el valor de resistencia que tiene el fotorresistor [1]. Esto puede ser muy útil ya que este valor de resistencia cambiante puede leerse como una indicación de la cantidad de luz presente y utilizada por un microcontrolador para realizar una acción correspondiente. Los LDR se encuentran a menudo como un elemento básico y económico, como a continuación, pero también puede encontrar sensores de luz que están diseñados específicamente para detectar la luz solar o UV. Dependiendo del sensor que elija, es posible que deba consultar su hoja de datos para ver cómo conectarlo con su microcontrolador.

Fotorresistor

¿Son los fotorresistores sensores ópticos?

La respuesta corta es sí, los fotorresistores son sensores ópticos. Pero no todos los sensores ópticos funcionan como fotorresistores. Los sensores ópticos son una familia de sensores que utiliza la luz de diversas formas. Algunos sensores ópticos utilizan luz para detectar la presencia de un objeto o incluso se utilizan en retroalimentación en actuadores lineales, mientras que los fotorresistores dan una indicación de la cantidad de luz presente. Al buscar un sensor de detección de luz, es importante conocer la distinción entre fotorresistores y otros sensores ópticos.

 Sensor óptico en un actuador lineal

Casos de uso potencial con actuadores lineales

Los LDR se pueden utilizar junto con actuadores lineales para dos propósitos básicos; la primera es hacer que el actuador reaccione cuando haya demasiada luz, y la otra es hacer que el actuador se mueva para maximizar la cantidad de luz vista por el LDR. El primer caso de uso es útil para aplicaciones en las que desea minimizar la cantidad de luz, como proteger plantas sensibles a la luz o automatizar un dosel sobre un patio o porche. El segundo caso de uso es útil en aplicaciones como los paneles solares en los que intenta colocarlos para maximizar la cantidad de luz que ven los paneles.

Paneles solares

Utilización de un LDR para controlar un actuador lineal

Afortunadamente, los comentarios del LDR no cambiarán según ninguno de los casos de uso, por lo que la conexión y la lectura de los comentarios del LDR se pueden implementar de manera idéntica. Para configurar el fotoresistor, simplemente necesita conectar el lado positivo del fotorresistor a una fuente de alimentación adecuada y el lado negativo a un pin analógico de un microcontrolador, como un Arduino, para leer la salida. También querrá conectar una resistencia, que está conectada a tierra, al lado de salida del fotorresistor, como se muestra a continuación, para proteger los pines analógicos del microcontrolador.

 Fotorresistor conectado a un Arduino

 

Puede conducir el actuador lineal con el microcontrolador utilizando un par de relés o usando un conductor del motor. Para ver cómo hacer esto, puede consultar nuestro blog en Cómo controlar un actuador lineal con un Arduino. El posicionamiento de su sensor LDR dependerá de su caso de uso; Si está tratando de proteger un área de la luz, querrá el LDR con lo que sea que esté tratando de proteger, pero si desea maximizar la exposición a la luz, necesitará que el sensor se mueva con el objeto que está exponiendo al ligero. Leer la retroalimentación del LDR en cualquier caso será idéntico, ya que simplemente leerá el voltaje analógico del lado de salida del sensor.

La forma en que utilice esta información para controlar su actuador lineal variará en función de su aplicación y caso de uso. Para el primer caso de uso en el que está minimizando la exposición a la luz, puede conducir el actuador lineal a una posición conocida si se detecta una cierta cantidad de luz o puede conducir el actuador lineal hasta que la fotorresistencia detecte una cantidad menor de luz. El primero se muestra en el ejemplo de código a continuación. Si bien esta es una implementación básica, puede hacer soluciones mucho más creativas utilizando esta solución como punto de partida. Por ejemplo, puede colocar una sombra sobre una planta sensible a la luz solo durante las horas pico de luz del día y solo cuando hace sol. Al usar el fotoresistor, podría determinar si estaba lo suficientemente soleado como para tener que mover el actuador y colocar la persiana.

En el segundo caso de uso en el que maximiza la exposición a la luz, deberá determinar qué posición maximiza la luz expuesta al LDR. Para hacer esto de manera eficaz, deberá utilizar un actuador lineal de retroalimentación para rastrear la posición del actuador. Puede encontrar guías sobre cómo utilizar las diferentes opciones de retroalimentación para actuadores lineales en nuestra página de tutorial. El ejemplo de código a continuación le muestra cómo podría lograr esto usando un potenciómetro actuador lineal de retroalimentación. Simplemente rastrea el valor de resistencia más bajo del LDR, que es el valor de voltaje más alto, y la posición correspondiente del actuador. Primero querrá extender el actuador a la longitud máxima y luego retraerlo para medir la salida LDR en toda la longitud del actuador. Una vez que el actuador ha recorrido todo su rango, simplemente se mueve a la posición que tuvo la salida correspondiente más alta del LDR. Para implementar esto de manera práctica, probablemente querrá ejecutar el siguiente código en un temporizador para encontrar una nueva posición periódicamente a lo largo del día.

Hay muchas formas creativas en las que puede utilizar los fotorresistores con actuadores lineales y nos encantaría ver lo que ha hecho. Con Firgelli Automation Amplia selección de actuadores lineales y accesorios, puede hacer que su próximo proyecto controlado por luz sea muy sencillo.

Referencias:

  1. Notas de electrónica. Resistencia dependiente de la luz LDR: fotorresistor. Obtenido de: https://www.electronics-notes.com/articles/electronic_components/resistors/light-dependent-resistor-ldr.php

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