Laboratorio N°4: Sensibilidad de la Resistencia Dependiente de

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Facultad
Escuela
Lugar de Ejecución
Bioinstrumentación, Guía 4
: Ingeniería.
: Biomédica
: Laboratorio de Biomédica
Laboratorio N°4: Sensibilidad de la Resistencia Dependiente
de Luz (LDR) ante cambios de intensidad y longitud de onda.
Competencia

Los estudiantes aprenderán los conceptos básicos para relacionar y analizar la
intensidad y la longitud de onda de la luz emitida por un LED (del acrónimo inglés:
light-emitting diode) y la sensibilidad de un dispositivo fotosensible LDR (por sus
siglas en inglés: light-dependent resistor) el cual es un componente electrónico
cuya resistencia varía en función de la luz.

Utilizar los entrenadores e instrumentos virtuales para completar la práctica.
Materiales y equipos

NI LabVIEW.

NI ELVIS II+.

Computadora.

Cables.

Sensor Opto electrónico LDR
Noción Teórica
¿QUE ES LA LUZ VISIBLE?
La luz es una radiación electromagnética que se propaga en forma de ondas. Las ondas
que se pueden propagar en el vacío se llaman ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS y como
tales poseen algunas características que son:
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
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Se propagan en el vacío a la velocidad de 300,000 km/s, que se conoce como
"velocidad de la luz en el vacío" y se simboliza con la letra c (c = 300,000 km/s).

La velocidad de la luz en el vacío no puede ser superada por la de ningún otro
movimiento existente en la naturaleza. En cualquier otro medio, la velocidad de la
luz es inferior.

La energía transportada por las ondas es proporcional a su frecuencia, de modo
que cuanto mayor es la frecuencia de la onda, mayor es su energía.

Las ondas electromagnéticas se clasifican según su frecuencia como puede verse
en el siguiente diagrama:
Figura 1. Espectro de Radiaciones Electromagnéticas. Relación energía-longitud de onda
La LUZ es la radiación visible del espectro electromagnético que podemos captar con
nuestros ojos.

Se propaga en línea recta.

Se refleja cuando llega a una superficie reflectante.

Cambia de dirección cuando pasa de un medio a otro (se refracta).
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Un hecho que demuestra la propagación rectilínea de la luz es la formación de sombras.
Una sombra es una silueta oscura con la forma del objeto.
¿Qué es un LDR?
Un LDR (Light Dependent Resistor) es una resistencia que varía su valor en función de la
luz recibida, cuanta más luz recibe, menor es su resistencia. Está fabricado con un
semiconductor de alta resistencia como puede ser el sulfuro de cadmio. Las células de
sulfuro del cadmio se basan en la capacidad del cadmio de variar su resistencia según la
cantidad de luz que incide la célula. Cuanta más luz incide, más baja es la resistencia. Las
células son también capaces de reaccionar a una amplia gama de frecuencias,
incluyendo infrarrojo (IR), luz visible, y ultravioleta (UV). El rango de resistencia que nos
puede dar un LDR desde la total oscuridad hasta la plena luz, variará de un modelo a otro,
pero en general oscilan entre unos 50Ω a 1000Ω cuando están completamente iluminadas
y entre 50KΩ y varios MΩ cuando está completamente a oscuras. Los LDR también
poseen distintos comportamientos a distintas longitudes de onda del espectro visible
(colores).
Figura 2. Aspecto físico de una LDR y su representación electrónica.
Procedimiento
PARTE I. Sensibilidad de un LDR ante la intensidad de luz incidente
1. Se examinara la respuesta de una LDR a la intensidad de luz del ambiente.
2. Conectar el entrenador NI ELVIS II+, abrir el Téster Digital de LabView.
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3. Mida la resistencia del LDR ante la luz ambiente (luces del laboratorio encendidas)
Valor:________
4. Mida la resistencia del LDR ante la disminución de intensidad de luz ambiente (luces
del laboratorio apagadas).
Valor:________
5. Mida la resistencia del LDR ante la disminución drástica de intensidad de luz
ambiente (luces del laboratorio apagadas y LDR encerrado).
Valor:________
PARTE II. Sensibilidad de un LDR en relación a la longitud de onda
incidente.
1. Se examinara la respuesta de una LDR a la intensidad de radiación de una longitud
de onda incidente.
2. Conecte la fuente de luz (Roja, Verde) en el circuito de divisor de voltaje de la
Fuente de alimentación fija + 5 V del NI ELVIS II+, como se muestra en la siguiente
figura:
Figura 3. Conexión en el NI ELVIS del potenciómetro VR1 para variar voltaje de la Fuente de
Luz.
3. Acople la fuente de luz a la LDR, sin aplicar energía al circuito. En esta posición, la
fuente de luz extinguida bloquea a la luz externa, y la resistencia medida del LDR es
la resistencia “oscura”. Registre la resistencia medida en la tabla 1.
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4. A fin de obtener una lectura correcta, espere hasta que esta se estabilice (alrededor
de 30 segundos)
5. Ajuste el potenciómetro VR1 y calibre la tensión VLDAR según los porcentajes de la
tabla 1 (La posición física de la fuente de luz con relación a la celda permanece
igual). Registre la resistencia LDR en cada caso. Además mida y registre la
corriente aplicada a la fuente de luz.
VLDAR(V)
0
5%
VLDAR(V)
ILS(mA)
RLDR()
15%
30%
50%
ROJA
60%
75%
85%
92%
100%
VERDE
VLDAR(V)
ILS(mA)
RLDR
()
TABLA 1. Medición de la resistencia de la celda del LDR para cada una de las intensidades
en longitudes de onda diferentes
6. Ahora intercambie Conectando la fuente de luz verde(o roja según sea el caso) en el
circuito implementado en él NI ELVIS II+.
7. Repita el paso 5 con la nueva fuente de luz. Registre los datos en la tabla 1.
8. Represente gráficamente los resultados obtenidos en la tabla 1.
Análisis de los resultados
Presente los resultados obtenidos en la práctica. Incluya las gráficas y su análisis
respectivo de la Tabla 1.
Actividad de Investigación Complementaria
1. Construya en breadboard un detector de al menos 3 colores (colorímetro) utilizando
LDR, el cual será probado en fecha programada en la planificación de laboratorios.
2. Investigue las propiedades de los Fotodiodos, los Fototransistores y las Optocuplas.
3. Simular al menos 2 circuitos que contengan estos elementos, tomando como base
los circuitos del entrenador Venetta MCM-B6 que está en el laboratorio de
biomédica.
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Referencias
1. Introduction to Biomedical equipment, Joseph carr
2. Análisis Instrumental,Skoog, Douglas A. / Leary, James J.
3. Instrumentación y Medidas Biomédicas, Cromwell, Leslie /610.28 C946
4. National Instruments . http://zone.ni.com/devzone/cda/epd/p/id/6503
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Hoja de cotejo:
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Docente:
Guía __: Desarrollo y Act. Complementaria
Máquina No:
Tema: Presentación del programa
Alumno:
Mesa No:
Docente:
GL:
Alumno:
Máquina No:
Docente:
GL:
GL: Fecha:
a
EVALUACION
%
CONOCIMIENTO
20%
5-7
8-10
Conocimiento
deficiente de los
fundamentos
teóricos
Conocimiento y
explicación
incompleta de los
fundamentos
teóricos
Conocimiento
completo y
explicación clara
de los
fundamentos
teóricos
15%
Es un Observador
Pasivo.
Participa
Ocasionalmente o
lo hace
constantemente
pero sin
coordinación con
sus compañeros de
Puesto de trabajo.
Participa
propositiva e
integralmente en
toda la Practica.
15%
Es Ordenado pero
no hace un uso
adecuado de los
Recursos
Hace un Uso de
Recursos
respetando las
pautas de
seguridad, pero es
desordenado
Hace un manejo
responsable y
adecuado de los
Recursos de
conformidad a
pautas de
seguridad e
Higiene
(Aberturas,
Velocidades, etc.)
APLICACIÓN
DEL
CONOCIMIENTO
1-4
15%
15%
20%
ACTITUD
Trabajo en
equipo
Responsable:
Guías de lab.
Manejo de
Recursos: Actividad
requerida para la
práctica
Análisis
TOTAL
100%
Nota