Las LDR (Light Dependent Resistor, o Resistor Dependiente de la Luz) son, como su nombre lo indica, resistencias cuyo valor varía de acuerdo con el nivel de luz al que están expuestas.
Valores típicos y construcción
Si bien los valores que puede tomar una LDR en total oscuridad y a plena luz varían un poco de un modelo a otro, en general oscilan entre unos 50 y 1000 ohmios (1K) cuando están iluminadas, por ejemplo con luz solar, y entre 50K (50,000 ohmios) y varios megohmios (millones de ohmios) cuando están a oscuras.
Desde el punto de vista constructivo, las LDR están fabricadas con materiales de estructura cristalina; los más utilizados son el sulfuro de cadmio y el seleniuro de cadmio, aprovechando sus propiedades fotoconductoras.
Tiempo de respuesta y limitaciones
Una cuestión a tener en cuenta al diseñar circuitos que usan LDR es que su valor, en ohmios, no varía de forma instantánea al pasar de estar expuesta a la luz a la oscuridad, o viceversa. El tiempo que dura ese proceso no siempre es el mismo si se pasa de oscuro a iluminado que si se pasa de iluminado a oscuro; se dice que la LDR muestra inercia ante las variaciones de la intensidad luminosa. Estos tiempos son cortos, generalmente del orden de una décima de segundo.
Esto hace que la LDR no se pueda utilizar en algunas aplicaciones, concretamente en aquellas que necesitan mucha exactitud en cuanto al tiempo de cambio y a los valores de la fotorresistencia en los mismos estados. Pero hay muchas aplicaciones en las que una fotorresistencia es muy útil, sobre todo cuando la exactitud de los cambios no es importante, como en los circuitos que veremos en este artículo.
Símbolo y tipos de LDR
En los esquemas electrónicos, la LDR se representa con el símbolo de una resistencia común al que se añaden una o varias flechas que simbolizan la incidencia de la luz. A veces el dibujo puede ser ligeramente diferente, pero siempre toma como base ese símbolo.
La imagen que acompaña a este artículo muestra uno de los tipos de LDR que existen en el mercado.
Aplicaciones prácticas
Este montaje resulta muy conveniente para que, al llegar a casa por la noche, encontremos alguna luz encendida, o para quien no puede estar en un lugar determinado para encender o apagar las luces al anochecer o al amanecer. Además de evitar el gasto excesivo de electricidad, mantiene las luces encendidas solo mientras falta luz natural. Otra aplicación tiene que ver con la señalización de edificios altos o antenas, cuya baliza en la parte superior debe permanecer encendida durante toda la noche.
El proyecto con el integrado NE555
En el proyecto, cuyo esquema eléctrico se muestra en la figura 1 al final de la página, se utiliza una configuración poco frecuente en el TRIGGER (disparo) del integrado NE555 (ver el artículo sobre este chip en Neoteo). El circuito se emplea tal como se explica en esa nota, para configurar un disparador. Una característica importante de este circuito es que no sufre esas desagradables oscilaciones de los circuitos convencionales cuando la iluminación llega al umbral de disparo. La transición del punto de espera al disparo es inmediata y única, y el relé cierra y abre de inmediato los contactos, sin oscilación.
En los contactos del relé podremos conectar cualquier lámpara que no supere los 200W si trabajamos con una tensión de red de 110V, o los 400W si trabajamos con 220V. Siempre es conveniente tener a mano la hoja de datos del relé para ver cuál es el máximo de corriente que soportan sus contactos. Los valores mencionados corresponden a un relé típico, pero nunca está de más asegurarse. Si necesitáramos conectar lámparas o dispositivos con un consumo mayor, por ejemplo un cartel luminoso, podemos colocar entre el relé y el dispositivo un contactor o un relé de la potencia necesaria.
Cómo funciona el circuito
Como se ve en la figura 1, el circuito integrado NE555 se utiliza para configurar un disparador. Se aplica al pin 5 del NE555 una tensión de referencia, aproximadamente igual a la mitad de la tensión de alimentación. La tensión aplicada en el pin 2 depende del valor de la LDR y, cuando sea menor que la mitad de la tensión de alimentación (la del pin 5), se activará la salida (pin 3). En nuestro circuito, fijamos la tensión de referencia con un divisor formado por R2 y R3, y ajustamos el disparo en función de la luz que incide en la LDR a través del potenciómetro VR1. El ajuste se realiza en función de la luz ambiente, moviendo el potenciómetro hasta que el circuito se dispare con la luz que nosotros queramos. Ese es todo el ajuste que necesita este proyecto.
Consideraciones de montaje
Debemos evitar a toda costa que las lámparas activadas por este circuito iluminen la LDR, porque se produciría un efecto de realimentación que generaría oscilaciones o impediría el buen funcionamiento. Se puede colocar la LDR dentro de un tubo opaco apuntando al cielo, con una tapa transparente; de esta forma quedará protegida de la luz de las lámparas y de la intemperie.
Los 12 voltios necesarios para alimentar el circuito se pueden obtener mediante un transformador, un puente de diodos y un regulador de voltaje (también hay una nota sobre ellos en Neoteo), o recurrir a una fuente de alimentación de 12V que se puede adquirir por unos pocos euros.
Los cables que conectan la LDR a la placa pueden tener 4 o 5 metros de largo sin ningún problema; la LDR deberá estar en el exterior para recibir la luz. Durante el montaje hay que verificar que la posición del NE555 sea la correcta, utilizar resistencias de 1/8 o ¼ de watt (no es necesario más) y comprobar que las lámparas utilizadas estén conectadas correctamente al relé. El relé cumple la función de interruptor de las lámparas, así que deberá estar en serie con ellas y con la fuente de alimentación; las lámparas, entre sí, se conectarán en paralelo.
Prueba y ajuste
Para probar el aparato, conecte cualquier lámpara de acuerdo con su red local, un velador u otro aparato electrodoméstico cuyo funcionamiento se pueda verificar. Luego coloque la LDR de modo que reciba directamente la luz ambiente y ajuste el VR1 para que el relé abra sus contactos, dejando el VR1 en el umbral de accionamiento. A continuación, cubriendo la LDR con la mano, mueva gradualmente el cursor del potenciómetro hasta obtener el punto de mayor sensibilidad, es decir, aquel en el que el circuito se conecta al faltar la luz y se desconecta con la presencia de luz. Hay que mover lentamente el cursor del potenciómetro porque la LDR, como dijimos antes, tiene cierta inercia.
Instalación definitiva y seguridad
Una vez comprobado su funcionamiento, solo queda instalarlo en forma definitiva. Si bien por su sencillez este montaje es recomendado para quienes recién se inician en electrónica, no debemos olvidar que hay partes del mismo, como el control de las lámparas, que están sometidas a la tensión de red, y que un descuido puede provocarnos grandes daños, incluso la muerte. Seamos muy cuidadosos al momento de conectar la carga al relé. Respetando esta consigna, podremos disfrutar de un proyecto que, aunque sencillo, nos será de mucha utilidad.
