Hoja técnica de la sonda fotosensora (llamada también sonda de iluminancia
Anuncio
Diego Luis Aristizábal R., M. Sc. en Física Profesor Asociado Escuela de Física Universidad Nacional de Colombia Roberto Fabián Restrepo A., M. Sc. en Física Profesor Asociado Escuela de Física Universidad Nacional de Colombia Carlos Alberto Ramírez M., M. Sc. en Física Profesor Asociado Escuela de Física Universidad Nacional de Colombia Esteban González V., Ing. Físico Asistente Técnico Escuela de Física Maestría en Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales PhysicsSensor Página 2 La sonda fotosensora Descripción En este manual se describen los pasos necesarios para la construcción de una sonda fotosensora (figura 1), fabricada con electrónica análoga de bajo costo que acoplada al PC a través de una tarjeta de adquisición de datos como ARDUINO permite medir la intensidad de luz (o mejor, expresa el resultado en voltios en forma proporcional a la magnitud física denominada iluminancia). Figura 1 Materiales Ver figura 2 Cantidad Descripción Costos 1 1 Tubo de 3 cm de 3/4” (tres cuartos de pulgada) de PVC. Tapón para tubería de 3/4” de PVC. US$ 0,30 US$ 0,60 1 Resistencia de 1 kΩ. US$ 0,01 1 Cable USB (Universal Serial Bus ) macho de 1.5 m (la otra terminal puede ser cualquiera). US$ 1,50 1 1 Fotoresistencia (LDR: Light Dependent Resistor ) de 10 mm de diámetro. Socket redondo (o zócalo) para lámparas halógenas (ver figura 2). Taladro y broca de 1/8". Termoencogible de 3 mm. Multímetro Elementos para hacer soldaduras con estaño US$ 0,50 US$ 0,50 Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ciencias, Escuela de Física, Sede Medellín Página 3 La sonda fotosensora Tubo Tapón Fotoresistencia Resistencia Socket Cable USB Termoencogible Multímetro Figura 2. Materiales para la construcción de la sonda fotosensora. Procedimiento Para comenzar se debe tomar el socket y hacer un nudo sencillo con sus dos cables. Luego tomar la fotoresistencia y cortarle las terminales a la mitad, las cuales se deben introducir en los conectores del socket, de modo que se observe como se muestra en la figura 3a. A continuación se debe perforar el tapón de tubería de PVC con la broca de 1/8”, para que quede como el de la figura 3b. Los cables del socket se pasan por el tapón (desde adentro hacia afuera) y se agrega el trozo de tubo de 3 cm (Figura 4). (a) (b) Figura 3: a) Fotorresistencia en el socket b) Diagrama esquemático de las conexiones para la fotorresistencia. PhysicsSensor Página 4 La sonda fotosensora Figura 4. Fotorresistencia en el tubo de PVC Se toma el cable USB con la terminal macho y se corta la otra la otra terminal (que puede ser cualquier tipo); se deben identificar los 4 cables que se obtienen al pelar un poco el cable. Normalmente, por convención de colores, se deberían tener 4 cables de colores rojo (5V o ALIMENTACIÓN), negro (GND o TIERRA) , blanco y verde (estos dos últimos para la transmisión de datos), Figura 5a. Es necesario anotar que como muchos fabricantes no cumplen este estándar de colores, es necesario verificar con un multímetro. Continuando, según se indica en la Figura 5b, se debe conectar una terminal de la fotoresistencia (uno de los cables del socket) al cable correspondiente a 5V y la otra terminal se debe conectar a la resistencia de 1kΩ, (Figura 5b) . El otro extremo de la resistencia se conecta a TIERRA, mientras que la SEÑAL se debe obtener de la unión entre la resistencia y la fotorresistencia (a) (b) Figura 5: a) Estándar elegido para trabajar con el canble USB b) Diagrama esquemático de las conexiones para la fotoresistencia. Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ciencias, Escuela de Física, Sede Medellín Página 5 La sonda fotosensora Se deben reforzar las conexiones con soldadura de estaño, además de aislar los cables para evitar posibles cortos circuitos. Esto se puede hacer con cinta aislante o también con termoencogible (en cuyo caso se deberá introducir el cable antes de hacer la soldadura). El aspecto de la sonda fotosensora es el de la figura 6. Figura 6. Sonda fotosensora terminada Si se quiere comprobar que la sonda está funcionando correctamente, debe verificarse que cuando el detector (la fotoresistencia) se encuentre totalmente a oscuras la lectura de voltaje sea de 0 V, mientras que cuando el detector se encuentre bien iluminado la lectura puede llegar a ser de 4 V o incluso mayor. La sonda se acoplará al PC a través de la tarjeta de adquisición de datos ARDUINO por una de sus entradas análogas. Para desplegar en el PC las medidas de iluminancia se podrá emplear el paquete PhysicsSensor: este software se diseñó bajo el concepto de Instrumentación Virtual, es de libre uso y es propiedad de la Universidad Nacional de Colombia. Escuela de Física Correo: [email protected] Profesor Diego Luis Aristizábal R Correo: [email protected]
