En este artículo vamos a realizar un sencillo medidor de luz con nuestro arduino, utilizaremos un arduino con fotoresistencia LDR y mostraremos el resultado en la computadora así como como en un grupo de leds. El objetivo de este tutorial es aprender como conectar sensores que varían su resistencia dependiendo de una magnitud física. Un ejemplo de este tipo de sensores es el LDR o fotoresistor, estudiaremos el funcionamiento de este componente y su conexión con la tarjeta Arduino UNO R3 mediante un divisor resistivo en el resto de este texto.
En nuestra foto de portada se observa el circuito de prueba para el Arduino con Fotoresistencia LDR montado sobre el protoboard.
Conceptos básicos
Para entender como funciona este circuito y el programa que corre en la tarjeta Arduino debemos conocer 3 conceptos clave:
- Fotoresistencia LDR: Componente cuya resistencia varía sensiblemente con la cantidad de luz percibida. La relación entre la intensidad lumínica y el valor de la resistencia no es lineal. Se utiliza ampliamente para medir la iluminación en dispositivos electrónicos que requieren un precio agresivo. Su comportamiento es el siguiente:
- Mas luz = menor resistencia eléctrica
- Menos luz = mayor resistencia eléctrica
- Divisor de voltaje: Mediante un par de resistencias en serie, es posible repartir la tensión suministrada por la fuente entre las terminales de estas, en nuestro caso, el divisor se utiliza con el LDR para obtener un voltaje variable de acuerdo a la cantidad de luz percibida.
- Conversión Analógico-Digital (ADC): Es el proceso mediante el cual se convierte una magnitud física como un voltaje, corriente, temperatura, etc. en un número binario (o señal digital) con el propósito de facilitar su manejo por circuitos digitales como un CPU. El Arduino realiza este proceso para conocer la cantidad de luz percibida por el LDR y poder procesarla numericamente.
Recomendamos estudiar estos conceptos a profundiad para desarrollar las habilidades necesarias para aplicarlos en otras situaciones distintas, ya que serán de gran utilidad al conectar cualquier otro sensor analógico al arduino. Podemos estudiar los conceptos más a detalle en los enlaces provistos. Estos temas podrían ser objeto de un artículo individual para cada uno, pero creemos que ya otras personas han hecho un buen trabajo explicándolos, por lo que queda como tarea para el lector investigarlos más a fondo.
Materiales necesarios
- 1 Arduino UNO R3
- 1 Fotoresistor (LDR)
- 1 Resistencia de 10 Kohm 1/4 W
- 3 Resistencias de 220 o 330 ohm 1/4 W
- 3 Leds 5mm
- Cables para protoboard
- Protoboard
Diagrama para utilizar Arduino con Fotoresistencia LDR
Debemos armar el circuito como se muestra en el siguiente diagrama pictórico. Recordar que los LED tienen polaridad y hay que respetarla. El pin más largo va conectado a la tarjeta arduino, mientras que el pin más corto va con una resistencia a tierra, la resistencia también puede colocarse sin problema entre el ánodo del led y el arduino (del lado positivo del led):
El circuito armado sobre el protoboard y las conexiones con el arduino quedan de la siguiente manera:
Código (sketch) para Arduino con Fotoresistencia LDR.
La explicación para el código es la siguiente: Primero se preparan los pines de salida donde estan conectados los leds, el pin de entrada donde se conecta el divisor resistivo y el puerto serie para la comunicación. A continuación se ejecuta un cíclo infinito en el que se lee el valor del voltaje en el pin del LDR y se accionan los leds segun correspondan. También transmitimos el valor leido por el ADC del ATMEGA328 a la PC a través del puerto serie de nuestra tarjeta arduino. Hemos comentado el código de manera que sea fácil de entender.
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Para probar nuestro flamante medidor de luz, solamente debemos colocarlo sobre una fuente de luz y verificar que los led se encienden conforme aumenta la cantidad de luz. En la terminal, también podremos ver como va cambiando el valor de la conversión analógico a digital.