Sistema de iluminación nocturna con fotorresistencia

Introducción

Un  sistema de iluminación nocturna automatizado consiste en  tener un control  del encendido y apagado de lámparas tipo LED de acuerdo a la intensidad de iluminación del ambiente. El encendido y apagado de las lámparas LED se realiza mediante la presencia de luz detectada por una fotoresistencia por lo que a medida que va oscureciendo las lámparas van a encender e  iluminar el entorno.

Estos sistemas de iluminación se utilizan principalmente en calles, avenidas, y en espacios donde se requiere iluminación cuando la luz natural ya no es suficiente, permitiendo  un ahorro de energía.

Materiales

Programas

Arduino IDE. Disponible en: https://www.arduino.cc/en/software

Desarrollo

Te invitamos a ver el siguiente video con información sobre las características de la fotoresistencia

La resistencia también puede ser llamada  fotorresistor, fotoconductor, célula fotoeléctrica o  LDR por sus siglas en inglés light-dependent resistor. Los valores que registran van de 0 a 1024.

Conexión del DASA a la tarjeta Arduino

Para la práctica vamos a utilizar la fotoresistencia que se encuentra  integrada en el Dispositivo Automatizado de Sensores Arduino (DASA).

Conecta el DASA a la tarjeta Arduino UNO como se muestra en la Figura 2. Asegúrate que todos los pines se introduzcan completamente  en los conectores de  la tarjeta Arduino correspondiente

Nota: si no tienes un DASA, puedes construir el circuito electrónico mostrado en la Figura 3, o bien, utilizar la herramienta de simulación de circuitos electrónicos Arduino de Tinkercad.

Programación del circuito electrónico

El siguiente código de Arduino te permitirá conocer  la intensidad de luz registrada por la fotoresistencia. Se utilizan los LEDS conectados a el Dispositivo Automatizado de Sensores Arduino (DASA) que se encienden de acuerdo a la baja iluminación y conforme va aumentando la intensidad de la luz se van apagando. Dependiendo de un rango de intensidad de luz, va encendiendo cada led. (Figura 4)

La intensidad registrada por la fotoresistencia se imprime en el monitor serial por lo que si  no estás familiarizado con el uso de este dispositivo te recomendamos realizar primero la práctica El monitor serial de Arduino del Manual de programación de Arduino.

/* Fororresistencia 
* Programa que utiliza una fotorresistencia para medir intensidad de luz
* y enciende tres LEDS de acuerdo al umbral establecido
* UNAM 2022
*/

int vLDR=0;
void setup()
{
pinMode(3, OUTPUT); // led Rojo
pinMode(4, OUTPUT); // led amarillo
pinMode(5, OUTPUT); // led verde
Serial.begin(9600);
}


void loop()
{
vLDR=analogRead(A2);
Serial.print("Valor fotoresistencia: ");
Serial.println(vLDR);
delay (500);
if (vLDR < 250) 
{ digitalWrite(3,HIGH);
  digitalWrite(4,HIGH);
  digitalWrite(5,HIGH);
}
if (vLDR >250 && vLDR <=500)
{ digitalWrite(3,LOW);
  digitalWrite(4,HIGH);
  digitalWrite(5,HIGH);
}
if (vLDR >500 && vLDR <=750)
{ digitalWrite(3,LOW);
  digitalWrite(4,LOW);
  digitalWrite(5,HIGH);
}
if (vLDR>750)
{ digitalWrite(3,LOW);
  digitalWrite(4,LOW);
  digitalWrite(5,LOW);
}

}//fin programa

Captura, compila y ejecuta tu programa por medio de siguientes acciones:

1. Abre el IDE de Arduino.
2. Crea un nuevo sketch.
3. Captura las instrucciones del programa.
4. Guarda tu programa.
5. Compila tu programa. En caso necesario, depúralo hasta que no tenga ningún error.
6. Conecta la tarjeta Arduino a tu computadora.
7. Selecciona el puerto serial (COM) de la computadora asociado a la tarjeta.
8. Sube el programa a la memoria de la tarjeta Arduino UNO.
9. Ejecuta tu programa.

El resultado de la ejecución del programa deberá ser similar a la que se muestra en la Figura 5.

Realiza pruebas de medición de luz con diferentes fuentes de luz con tu circuito electrónico para determinar cuál  fuente de luz proporciona más luminosidad en comparación con la luz natural. Alguna fuente puede ser:

• Linterna del celular
• Un cerillo
• Lampara de pilas

Resultados

• Indica cuál fuente de luz utilizada presenta mayor luminosidad.
• A partir de qué valor proporcionado por la fotoresistencia se  puede considerar  penumbra 
• A partir de qué valor proporcionado por la fotoresistencia se  puede considerar  obscuridad

Conclusiones

Una fotoresistencia proporciona valores que aumentan o disminuyen dependiendo de la luz que esté incide en ella por lo que generalmente se  utilizan para la detección de luz u oscuridad.

Responde las siguientes preguntas:

1. ¿Qué aprendiste con esta práctica?
2. ¿Qué prototipos podrías crear con la fotorresistencia?
3. Menciona algunos ejemplos de procesos científicos e industriales en donde se haga uso de una fotorresistencia.