La base de un instrumentode medición, como es el caso de un luxómetro, se basa en la utilización de un sistema que sea capaz de medir, en forma apropiada, la intensidad de luz que llega al elemento utilizado como detector. Una de las propiedades importantes que debe tener el mencionado instrumento es que sea sensible a todas las longitudes de onda por igual. Recordemos que el ojo humano es más sensible a los 550nm (color verde) por lo tanto, nuestra visión no sería un buen elemento de contralor para definir si existe mayor luminosidad en un determinado espacio. Es decir, puede existir una fuente luminosa muy importante y hasta peligrosa sin que nos percatemos de ello. En este artículo trabajaremos con un TSL230R; un dispositivo que convierte la cantidad de luz recibida en una frecuencia “proporcional” y que constituye la plataforma de cualquier instrumento de medición de iluminación
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El sensor LTF (Light-to-Frequency) TSL230R (que se consigue a bajo precio en Sparkfun) realiza las funciones de detección de la luz, acondicionamiento de señales y conversión analógica – digital (A / D) en un circuito integrado monolítico de aspecto translúcido. El dispositivo convierte la intensidad de la luz a un formato digital para una conexión directa a cualquier microcontrolador. La salida de este dispositivo es una onda cuadrada, o tren de pulsos, cuya frecuencia es linealmente proporcional a la intensidad de la luz y cuenta con un rango dinámico de entrada de 160 dB a través de una sensibilidad ajustable de entrada y un control de escala de salida para disminuir la duración del ciclo hasta 100 veces. Es decir, un divisor por 100 de la frecuencia resultante.
Fórmula orientada por el fabricante del TSL230R
Estos convertidores están diseñados para aplicaciones tales como la medición de la luz ambiente, la absorción y/o reflexión de la luz en productos tales como electrodomésticos, equipos de fotografía, colorimetría, analizadores químicos y hasta los controles de contraste de una pantalla de TV, o cualquier otro sistema, que requiera un amplio rango dinámico y/o la medición digital (con alta resolución) de la intensidad de la luz ambiente. La fórmula utilizada, según el fabricante del componente, para calcular la frecuencia de salida es la que vimos en el cuadro anterior y vale aclarar, que el valor de la frecuencia de salida en condiciones de oscuridad depende de la temperatura. Por este motivo, el fabricante aconseja medir esta frecuencia (en ausencia de luz) y luego restarla a la medición observada con posterioridad.
Distribución de componentes en la placa del TSL230R
Nuestro proyecto nos permitirá emplear muchas técnicas y elementos conocidos ampliamente que facilitarán la tarea de ensayo y estudio de manera significativa. Utilizando la (bautizada por los lectores amigos) entrenadora NeoTeo con el PIC 18F2550 y con el sistema Bootloader, podemos escribir y ensayar código de manera muy cómoda aprovechando el beneficio de no necesitar un programador específico de microcontroladores. Sólo con un cable del tipo USB conectado a nuestro ordenador podremos realizar todas las variantes necesarias hasta transformar a este elemental sistema, en el medidor de iluminación apto y eficaz para nuestro desarrollo.
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PCB utilizado para el TSL230R
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Impreso propuesto para la placa
¿Por qué motivo no construimos un luxómetro?
“Porque no todos necesitan ese tipo de instrumento”. Además, para la enorme mayoría de aplicaciones es necesario un dispositivo que sea capaz de medir la intensidad de luz y nada más, sin necesidad de complicaciones de cálculo y/o apreciación. El circuito integrado TSL230R posee características que lo hacen muy versátil para adaptarlo a cualquier aplicación, por lo tanto, “encasillarlo” dentro un desarrollo en particular sería poco prudente. En cambio, mostrártelo en funcionamiento puede ser más útil que embebido en aplicaciones definidas y si lo deseas, tú mismo puedes transformar este trabajo en tu próximo luxómetro, o en un sofisticado oxímetro por citar ejemplos diferentes entre sí que necesitarían detectores también diferentes. Observa que sencillo es:
Tal como mencionamos en el encabezado, la posibilidad que cubrir un amplio espectro de longitudes de onda, convierten a este IC es un elemento muy superior a lo que podría ser un LDR, un LED (como sensor de luz), un fotodiodo, un fototransistor o cualquier detector de esta naturaleza. Ajustando en el programa del microcontrolador el tiempo utilizado para realizar la cuenta de impulsos generados por el TSL230R podemos lograr cosas muy interesantes. Hasta una alarma por proximidad es posible con este tipo de sensores de alto rendimiento. Las pequeñas e ínfimas absorciones de iluminación que un cuerpo en movimiento puede provocar en cercanías del detector, alcanzan para detectar la actividad y transformarla en una variación de frecuencia. Interesante circuito integrado ¿verdad? Te esperamos en el Foro de Electrónica para charlar sobre esta pequeña y útil maravilla.
Web Oficial: TAOS TAOS: TSL230R Código utilizado en el PIC (con BOOTLOADER) Descargar
Circuito propuesto y diagrama en bloques del TSL230R
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¿Y tú, qué opinas?
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#2aolfo_ domingo, 08 de mayo de 2011, 16:12
#1 porque no pruebas el eagle layout aqui lo puedes encontrar http://www.cadsoftusa.com/
yo lo he usado y la verdad es muy sencillo ademas que autorutea no hay mas que hacer el esquematico y casi esta listo -
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Yesbond domingo, 08 de mayo de 2011, 18:56Hola Mario,
Me gusto mucho el articulo, ademas con la entrenadora NeoTeo, y con el botloader se facilita muchisimo el trabajo, enfocandote en la parte de programacion.
Tengo la duda con los dipswitch, para que se utilizan?
Me gusto la pantalla, es nueva cierto? :)
Muchas gracias por el articulo.
Yesbond -
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Mario domingo, 08 de mayo de 2011, 20:06
#3 Hola Yesbond!
Los dip-switch son para seleccionar la sensibilidad del detector de luz y para dividir por valores fijos la frecuencia de salida obtenida. En los enlaces a las hojas de datos que dejé al final está muy bien explicado.
La pantalla es nueva, si. Está muy bonita. Caracteres luminosos blancos sobre fondo negro.
Saludos!
Mario -
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