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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE EL SALVADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA
ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
LABORATORIO #6
“SENSORES
Y OPTOAISLADORES”
MATERIA: ELECTRÓNICA INDUSTRIAL
ALUMNOS
CARNET
NOTA
REPORTE
1.
2.
3.
FECHA DE PRÁCTICA _______________ F. ________________
FECHA DE ENTREGA _______________ F. ________________


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A: Orden y Aseo ……………………………
B: Puntualidad……………………………
C: Participación desarrollo de la Práctica…
10%
10%
80%
MISION DE LA UNIVERSIDAD
Formar Profesionales con Alto Sentido Crítico y Ético con Capacidad de Autoformación y con las
competencias técnicos-científicas requeridas para resolver problemas mediante soluciones
enfocadas al desarrollo social y respetuoso del medio ambiente.
UPES
ELECTRÓNICA INDUSTRIAL
OBJETIVOS


Identificar la operación de los sensores ópticos
Identificar las etapas de sensor y de acople para los circuitos electrónicos de potencia.
FOTORESISTENCIA (LDR)
La fotorresistencia, como su nombre lo indica, es un resistencia cuyo valor dependen de la energía luminosa incidente en
ella, específicamente son resistencias cuyo valor de resistividad disminuye a medida que aumenta la energía luminosa
incidente sobre ella y viceversa. Una fotorresistencia se compone de un material semiconductor cuya resistencia varía en
función de la iluminación. La fotorresistencia reduce su valor resistivo en presencia de rayos luminosos. Es por ello, por
lo que también se le llama resistencias dependientes de luz (light dependent resistors), fotoconductores o células
fotoconductoras.
Figura 1. Símbolo de la Fotoresistencia
Figura 2. Fotoresistencia
Un fotorresistor está hecho de un semiconductor de alta resistencia. Si la luz que incide en el dispositivo es de alta
frecuencia, los fotones son absorbidos por la elasticidad del semiconductor dando a los electrones la suficiente energía
para saltar de la banda de valencia a la banda de conducción, aumentando así la conductividad del dispositivo y
disminuyendo su resistencia. Las fotorresistencias se caracterizan por la ecuación:
Dónde:



R: resistencia de la fotorresistencia.
A,α: constantes que dependen del semiconductor utilizado.
E: densidad superficial de la energía recibida.
Es decir, la variación de resistencia será máxima para una longitud de onda determinada. Esta longitud de onda depende
del material y el dopado, y deberá ser suministrada por el proveedor. En general, la variación de resistencia en función
de la longitud de onda presenta curvas como las de la figura siguiente:
Figura 3. Curva característica de la LDR
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Acondicionamiento de la Señal
La mayoría de las señales requieren de preparación antes de poder ser procesada. Aún las señales de voltaje puro pueden
requerir de tecnología para bloquear señales grandes de modo común o picos. Todas estas tecnologías de preparación
son formas de acondicionamiento de señal. Para los sensores resistivos en general, en los cuales caben las
fotoresistencias los circuitos de acondicionamiento más utilizados son:
Divisores de Tensión o Voltaje
El circuito esencial de un divisor de tensión, también llamado divisor de potencial o divisor de voltaje, su fórmula, es:
=
+
Figura 4. Circuito de Acondicionamiento para un Detector de Oscuridad
Aplicaciones
La mayor parte de las aplicaciones de los resistores LDR se basan en el accionamiento de un relé o de una lámpara.
Pueden actuar directamente o por mediación de un amplificador adecuado si se requieren potencias relativamente
elevadas. Es importante calcular la disipación máxima que tiene lugar en el resistor LDR. Si se conoce la máxima
tensión de alimentación (Vmax) y el valor de la resistencia de carga (R), la disipación máxima en el resistor LDR se
produce cuando el valor de su resistencia sea igual a R.
Circuito de aplicación
Este circuito puede ser utilizado como un ejemplo práctico de las aplicaciones de las LDR, los cuales puede ser aplicar
como detector de objetos pueden ser utilizados como sensores de conmutación.
Para esta aplicación se utilizara 1 sensores de luz acondicionados de la siguiente manera:
Figura 5.Circuito comparador de voltaje
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OPTOAISLADORES (OPTOACOPLADORES)
Los optoacopladores su formato más usual es el encapsulado DIL, y pueden venir en grupos de 4, 2 ó 1. El uso más
común es aislar circuitos y reducir ruidos de línea. Basan su funcionamiento en el empleo de un haz de radiación
infrarroja para pasar señales de un circuito a otro sin conexión eléctrica. Estos son muy útiles cuando se utilizan por
ejemplo, Microprocesadores o Microcontroladores PICs. La ventaja frente a los relés es la ausencia de rebotes y una
velocidad de conmutación mayor. Otra ventaja seria en la transmisión de señales analógicas entre circuitos separados
eléctricamente, esto con el relé es imposible porque trabaja a contacto abierto o cerrado.
¿Qué tipo de Optoacopladores hay?
El Optotransistor de encapsulado ranurado lo podemos utilizar como interruptos optico, y su uso puede ser por ejemplo,
para detectar un final de carrera, o también para contar el número de vueltas de un cilindro o disco el cual tiene una
terminación opaca que pasa por en medio del optotransistor en cada vuelta.
Figura 6. Optotransistor de encapsulado ranurado
Este optoacoplador reflexivo o también llamado sensor óptico reflexivo es utilizado mucho en robótica en los seguidores
de líneas. Uno de los más conocidos es el CNY70 y las características de este componente son:
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




Diseño compacto.
Rango de funcionamiento de 0 mm a 20 mm de distancia.
Alta sensibilidad.
Baja corriente.
Protegido de la luz ambiente.
Frecuencia de corte de hasta 40 kHz.
Las aplicaciones van desde robots seguidores de líneas, fotocopiadoras, interruptor de proximidad, contador de objetos,
etc.
Figura 7. Optoacoplador reflexivo CNY70.
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Aquí podemos ver los símbolos electrónicos típicos en los esquemas de los optoacopladores.
Figura 8. Clases de optoacopladores, símbolos electrónicos
Existen varios tipos de optoacopladores cuya diferencia entre sí depende de los dispositivos de salida que se inserten en
el componente. Quedaría clasificado de la siguiente manera:

Fototransistor: se compone de un optoacoplador con una etapa de salida formada por un transistor BJT. Los mas
comunes son el 4N25 y 4N35.

Optotransistor en configuración Darlington.

Fototriac: se compone de un optoacoplador con una etapa de salida formada por un triac.

Fototriac de paso por cero: Optoacoplador en cuya etapa de salida se encuentra un triac de cruce por cero. El
circuito interno de cruce por cero conmuta al triac sólo en los cruce por cero de la corriente alterna. Por ejemplo el
MOC3041.

Optotiristor: Diseñado para aplicaciones donde sea preciso un aislamiento entre una señal lógica y la red.
MATELIALES Y EQUIPO
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


MODULO
2 – Multímetro digital
1 – Foto resistencia
1 – Optoacoplador 4N25V
1 – Potenciómetro 5KΩ o 10KΩ
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
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3 – Resistor 10 KΩ
1 – Resistencia 1.0 ó 1.5 KΩ
1 – 1N4004
1 – C945
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DESARROLLO DE LA PRÁCTICA
1.
Arme el siguiente circuito
Figura 9. Circuito de aplicación
2.
Mida Los voltajes en los siguientes puntos indicados en el circuito, anótelos en la tabla siguiente:
VA
VB
VC
VEC OPTO
3.
Ajuste el parámetros de RV1 a un nivel de tensión de 3.5 Volt, y realice las siguientes mediciones
correspondientes:
VA
3.5 V
VC
VEC OPTO
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4.
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Mantenga Tapada la fotoresistencias o LDR, y mida los valores en los puntos correspondientes, y anótelos en la
siguiente tabla
VA
VB
VC
VEC OPTO
5.
Coloque un voltímetro en los terminales C – E del optoacoplador, y realice una aproximación de su mana a la
LDR y anote sus observaciones.
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REALICE LAS CONCLUSIONES CORRESPONDIENTES A LA PRÁCTICA:
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