Rango de medidas de una LDR

[alexviva]

si si muchas gracias

 

[AllansMac]

Hola que tal! Muchas felicidades por el foro, esta muy bueno. estoy batallando con mi proyecto de tesis, parte de el es elaborar un luxometro, para esto ya tengo el programa del pic a usar (16f877a).
pero me tope con este problema:

Necesito calibrar la fotorresistencia a manera que sea lineal con respecto al voltaje suministrado, tomando en cuenta que el Voltaje utilizado es de 5 V que es el max Voltaje para el pic. de manera que cada ohm tenga un valor de 5 microVolts (5 e-6 V). de manera que la entrada analogica del pic pueda leer de manera lineal y asi expresar los valores mas exactos.

he checado muchos circuitos de la LDR conectada al ADC del pic, pero muchos son muy inexactos por lo que la variacion de la resistencia de la LDR no tiene ningun patrón.
les adjunto el circuito recientemente utilizado. por favor acepto cualquier tipo de sujerencias. Hagan me saber si no fui claro con la explicación.

 

[AllansMac]

Saludos nuevamente, encontre esta grafica, algun fabricante de LDR's, lo que hicieron fue, la linealizacion de la curva de valores entre la Resistencia y los lumenes.

Ojala sea mas clara la duda con esta grafica:

 

[Eduardo]

Esa curva corresponde corresponde a una ecuacion potencial (y = a*x^b), "a ojo" se puede ver que es cercana a R = 140/lux (coef b = -1)

Si el LDR se excita a 'tension constante' la corriente sera aprox I ~= K*lux , con eso ya se aprovecha bien el rango del ADC, aunque igualmente corresponde que el PIC termine de corregir el valor.

Le podes hacer algo asi con un operacional:

 

[AllansMac]

hola eduardo, gracias por la sugerencia. No entiendo los terminos que utilizas, R= 140/lux (coef b=-1)
que coeficiente es al que te refieres, de error o algo asi? de acuerdo a la formula que mencionas por cada 140 ohms hay un lux?

Que tipo de configuracion del operacional es el diagrama que muestras? y como es que va a ser la tension de salida? porque busque alguna configuracion parecida en el libro de electronica pero no encontre y asi calcular los valores de las resistencia. podria utilizar el operaciona lm324?

Se me ocurre pensar que si pongo la LDR en serie con la fuente de 5 volts y la patita del adc del pic, podria funcionar?, sin tanta complicacion, como ven ustes. serian valores de microvolts pero quiza funcione.

 

[Eduardo]

hola eduardo, gracias por la sugerencia. No entiendo los terminos que utilizas, R= 140/lux (coef b=-1)
que coeficiente es al que te refieres, de error o algo asi? de acuerdo a la formula que mencionas por cada 140 ohms hay un lux?

Si en un grafico logaritmico (como el que mostraste) tenes una recta, entonces responde a una ecuacion log = P + b*log(x) , o y = a*x^b (que es lo mismo).

Si haces una estimacion del valor del exponente b te va a dar que es cercano a -1, luego, una correccion facil es un circuito cuya salida sea ~= A/x

En donde puse de R=140/lux me comi una K y una raya del grafico , es R=120K/lux y en lux no me referia a las unidades sino a la intensidad de luz en el LDR.

Es decir a 20 lux --> R ~= 120k/20 = 6K
A 100 lux --> 120k/1000 = 120ohm la diferencia con la grafica es porque no hice ningun calculo y porque el exponente no es -1 sino -0.9xxx

De cualquier manera, analogicamente es dificil linealizarlo bien, se necesitarian amplificador logaritmicos y antilogaritmicos y encima no alcanzaria porque la respuesta no es exactamente potencial. Lo que se hace es una primer correccion para aprovechar mejor el ADC.

Que tipo de configuracion del operacional es el diagrama que muestras? y como es que va a ser la tension de salida? porque busque alguna configuracion parecida en el libro de electronica pero no encontre y asi calcular los valores de las resistencia. podria utilizar el operaciona lm324?

Nombre de la configuracion? si queres la bautizamos amplificador parametrico ;-)

Para saber que tipo de salida tiene basta ver que la entrada e- esta a tension constante (digamos vref0) luego la tension en extremos del LDR sera la misma
--> la salida sera: Vsal = vref0 + (R1/Rldr)*vref0
como Rldr ~= Ro/lux --> Vsal ~= vref0 + (R1/Ro)*vref0*lux

El ajuste lo haces fijando vref0 en un valor bajo (p.e. 100mV) y despues elegis R1 para que a maxima iluminacion tengas 5V.

Se me ocurre pensar que si pongo la LDR en serie con la fuente de 5 volts y la patita del adc del pic, podria funcionar?, sin tanta complicacion, como ven ustes. serian valores de microvolts pero quiza funcione.

Formar un divisor resistivo con el LDR es lo mas simple, y la respuesta va a ser similar a la del circuito con el transistor que mostraste (supongo que los valores de resistencia estaban 'bien' puestos).
Microvolts con el ADC del PIC ? ?

 

[AllansMac]

Efectivamente Eduardo de acuerdo con el articulo que encontre la formula para calcular la luminosidad esta dada por la formula R = A * L ^-a (este ultimo es alpha) donde:
R es la resistencio ohmica de la ldr
A y a son constantes que dependen del material.

Pero a (alpha) esta dentro del rango 0.7-0.9.

Una duda con respecto a la grafica, si la resistencia es mayor a 10 K no hay manera de averiguarlo con esta? porque de acuerdo con los valores que obtuve con el ohmetro en un cuarto "iluminado" fue de 30 kohms. podria darme alguna idea de cuanta luminosidad hay?
Les anexo el articulo entero, ojala les sirva de algo y me echan la mano de paso.

Microvolts con el ADC del PIC ? ?

me referia a que con la division de voltaje los valores seran muy pequeños.

 

[Eduardo]

Una duda con respecto a la grafica, si la resistencia es mayor a 10 K no hay manera de averiguarlo con esta? porque de acuerdo con los valores que obtuve con el ohmetro en un cuarto "iluminado" fue de 30 kohms. podria darme alguna idea de cuanta luminosidad hay?

No, el LDR del articulo seguro que es diferente al que tenes vos, ademas esos valores fueron sacados usando una longitud de onda de 632.8nm --> uno puede suponer que la variacion seguira siendo R=A·L^(-b) y que b andara cerca, pero el coeficiente A no tiene por que ser ni parecido.

Necesitas contrastar con un luxometro.
O tener medidas relativas de intensidad, tomando medidas interponiendo laminas semitransparentes podes calcularle el exponente.

 

[asherar]

...
Es decir a 20 lux --> R ~= 120k/20 = 6K
A 100 lux --> 120k/1000 = 120ohm
...

No será ?
A 1000 lux --> 120k/1000 = 120 Ohm
o
A 100 lux --> 120k/100 = 12000 Ohm

Saludos

 

[Eduardo]

No será ?
A 1000 lux --> 120k/1000 = 120 Ohm
o
A 100 lux --> 120k/100 = 12000 Ohm

Se conoce como Parkinson.
En casos asi, una lectura cuidadosa permite intuir que fue lo que realmente quiso expresar el autor.

 

[AllansMac]

Para evitar malos entendidos, nos basamos en algunos experimentos encontrados en la red, esta pagina nos arroja un una formula para calcular la luminosidad (lux)
esta es:

lux= 500/RL
donde RL, es la resistencia en Kohms.
les anexo la Pag; al parecer es muy buen experimento para calcular el voltaje obtenido en la configuración de divisor de voltaje que va hacia el pin ADC. este esta hecho en Labview. échenle un vistazo y me dicen sus comentarios.

la formula para calcular Vo ( voltaje resutante hacia el pic):
Vo = 5*RL / (RL+3.3)

una vez sabiendo Vo podria calcularse la luminosidad con una resistencia de 3.3k en la configuracion:
Lux = (2500/Vo - 500)/3.3

http://www.emant.com/316002.page

 

[asherar]

Hola "AllansMac":

Te comento un tema de física (no sé cómo lo resolverán los medidores comerciales).

El tema de la composición espectral (frecuencias o longitudes de onda contenidas
en la luz a medir) puede dar lugar a errores importantes en la fórmula de ajuste.
Por eso es cierto que, como te dijo Eduardo, el coeficiente de ajuste (A) puede no
dar "ni parecido".
Ni que decir si, como en el ojo humano, la sensibilidad espectral cambia con la intensidad.

Tener en cuenta la composición espectral de la señal para la calibración del sensor
no es algo trivial que se corrija con electrónica solamente.
Un pantallazo inicial rápido del problema se puede ver acá.
http://www.lrc.rpi.edu/programs/nlpip/tutorials/photosensors/spectral.asp
Fijate qué la curva de sensibilidad del detector (roja larga) no es plana, ni la del filtro tampoco.

De todas formas como (supongo) tu tesis es de electrónica: lo anterior no debería ser
problema tuyo ya que lo del filtro es una cuestión óptica.
Pero no tenerlo en cuenta te puede hacer pasar un papelón el día de la presentación del
aparatito. Por ejemplo puede pasar que calibrás para luz visible. Luego medis con la
habitación a oscuras y tenés señal.
Pasa que te está entrando infrarrojo (IR) de algún calefactor, y el sensor lo mide
pero tu ojo no ve nada.
(EDITO Algo parecido te puede pasar con el UV que emiten algunas lámparas de descarga
en gas.
Los semiconductores tienen preferencia por la zona del IR, por eso se pueden calibrar
con la línea 632.8 nm que emite el láser de He-Ne. Vos podrías usar un puntero láser.
La logitud de onda es un poco diferente pero también es rojo (creo que hay uno de 677 nm).

Como dice la nota: para situaciones de iluminación "combinadas" no se conoce método
que permita hacer correcciones mejores que para condiciones ideales.
Lo menos comprometido es primero elegir el rango en que va a ser usado el medidor,
conseguir el filtro adecuado y recién después calibrar.
Para otro rango habría que cambiar el filtro y calibrar de nuevo.

No sé si esto altere en algo tu trabajo, pero si se trata de un medidor, el tema es al
menos para considerarlo.

Éxitos.

 

[AllansMac]

Muy buena observacion Alejandro, no habia pensado en la luz infraroja... lo bueno es que para cada prueba del aparatillo se hara el ajuste pertinente dependiendo de las fuentes de energia que se encuentren, voy a seguir haciéndolo, y si me resulta muy efectivo lo posteo y les comento que hice y si no pues tambien lo posteo.

Con respecto a mi proyecto, ahorro de electricidad por medio de control de iluminacion manual (con un potenciometro) y automaticamente en base a normas de iluminacion para cada habitacion, oficina, etc. entonces el Luxometro mostrado en una pantalla LCD seria un punto de referencia para el usuario a la hora de calibrar manualmente el alumbrado deseado. Por lo que la exactitud no es una prioridad.

 

[yeyo]

No será ?
A 1000 lux --> 120k/1000 = 120 Ohm
o
A 100 lux --> 120k/100 = 12000 Ohm

Saludos

120000 dividido 100 es 12000?????????????????????????????????????????

Mi profe de ciencias exactas me dijo que es 1200, ya no se a quien creerle....

A parte de ese error, muy interesante el tema.

Saludos!

 

[esteban zapata]

Hola yo tengo el mismo problema que JnT, tengo un LDR y necesito una salida de 0 a 10 v.
La respuesta que plantea Morbidangel, con el divisor de tensión, no creo que me sirva ya que superado los 100 ohm de resistencia por el LDR, voy a tener 10 v en la salida.
Pretendo lograr valores intermedios ya que necesito ir ensendiendo luces (con un PLC) a medida que me varie el LDR. espero sus respuesta.

 

[Fogonazo]

Hola yo tengo el mismo problema que JnT, tengo un LDR y necesito una salida de 0 a 10 v.
La respuesta que plantea Morbidangel, con el divisor de tensión, no creo que me sirva ya que superado los 100 ohm de resistencia por el LDR, voy a tener 10 v en la salida.
Pretendo lograr valores intermedios ya que necesito ir ensendiendo luces (con un PLC) a medida que me varie el LDR. espero sus respuesta.

Hola yo tengo el mismo problema que JnT, tengo un LDR y necesito una salida de 0 a 10 v.
La respuesta que plantea Morbidangel, con el divisor de tensión, no creo que me sirva ya que superado los 100 ohm de resistencia por el LDR, voy a tener 10 v en la salida.
Pretendo lograr valores intermedios ya que necesito ir ensendiendo luces (con un PLC) a medida que me varie el LDR. espero sus respuesta.

¿ Cual es la idea de publicar 2 veces el mismo mensaje ?
A la salida tendrás un voltaje que dependerá de la intensidad de luz y del divisor resistivo que armes (Valores)

 

[aquileslor]

Ya lo he explicado varias veces en este foro.
Las LDR son resitencias variables de coeficiente negativo: a mas luz, menos resistencia y para colo son alineales.
Usa el diodo que mencionas que es absolutamente lineal, máxime si lo usas como fuente de corriente.
Y a mas luz, mas corriente de salida.
Para mediciones, los fotodiodos.
Para control de umbral, pueden usarse tambien las LDR.
Suerte.

 

[Gerson strauss]

Hola,

Quiero hacer un luxometro digital, pero me encuentro con el siguiente problema. Utilizo una LDR (fotocelda) se que no es lo mas preciso, pero el circuito es experimental solamente. El problema es que en la datasheet de la LDR, dice que cuando esta mide:

400 ohmios = 1000 lux
9K ohmios = 10 lux
1 M ohmios = 0 lux

Entonces si quisiera saber a cuantos ohmios equivalen, por ejemplo 300 lux, que operación matemática debo hacer?. Como hago para tener la escala de 0 a 1000 lux, con su equivalente a ohmios?.

Gracias.

 

[DOSMETROS]

https://www.forosdeelectronica.com/f11/calibracion-fotorresistencia-ldr-13876/

 

[aquileslor]

Las LDR, y ya lo he dicho infinidad de veces, no sirven para medir la luz. No es lo mismo que sensar la luz. Son alineales por completo y el data sheet no te sirve porque de una misma partida son todas desiguales.
Para medir la luz se usan fotodiodos o fotocélulas. Y para mayor precisión de tamaño grande. Y trabajando con impedancia CERO. Además hay que tener en cuenta que se necesitan filtros ópticos adecuados para cada tipo de luz. Y eso con electrónica no se resuelve.