Reportes Optoelectronica

7/21/2019 Reportes Optoelectronica

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INSTITUTO TECNOLGICO DE NOGALES

la ciencia y la tecnologa para la liberacin del hombre

Reportes De Prcticas

Equipo:

Ramrez Calzadillas Perla

Hernndez Galaviz Jorge Martin

Meneses Itaz Paul

Carrera

Ingeniera Electrnica

Profesor

Cabrera Urvalejo Jos Mario

H. Nogales, Sonora, Mxico. Diciembre del 2012
http://www.google.com.mx/imgres?imgurl=http://posgradoitn.com/clima/images/logoitn.gif&imgrefurl=http://posgradoitn.com/&usg=__UC-d6PpUzh5FGB0d7eLFri3a2eo=&h=276&w=265&sz=4&hl=es&start=96&zoom=1&tbnid=XKqeKPJ0_y7O2M:&tbnh=158&tbnw=152&ei=BwI_TaPEGJC4sAPyt9CIBQ&prev=/images?q=LOGO+ITN&um=1&hl=es&rlz=1W1RNSN_es&biw=1003&bih=492&tbs=isch:1&um=1&itbs=1&iact=hc&vpx=352&vpy=193&dur=3344&hovh=220&hovw=212&tx=113&ty=186&oei=2gE_Tc7gB5O6sQP9_5XnBA&esq=3&page=12&ndsp=8&ved=1t:429,r:1,s:96


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PRACTICA 1

Introduccin

Una fotorresistencia es un componente electrnico cuya resistencia disminuye con el aumento de

intensidad de luz incidente. Puede tambin ser llamado fotorresistor, fotoconductor, clula

fotoelctrica o resistor dependiente de la luz, cuyas siglas, LDR, se originan de su nombre en

ingls light-dependent resistor. Su cuerpo est formado por una clula o celda y dos patillas.

El valor de resistencia elctrica de un LDR es bajo cuando hay luz incidiendo en l (puede

descender hasta 50 ohms) y muy alto cuando est a oscuras (varios megaohmios).

En esta prctica se construir un circuito que nos permitir realizar el anlisis del

funcionamiento de la fotorresistencia midiendo su resistencia mientras est iluminada y

en oscuridad Se midi el Voltaje de salida (Vout) en la resistencia R1.

Objetivo

Comprender el funcionamiento bsico de la fotorresistencia.

Material

1 Fotorresistencia

1 Protoboard

1 Multmetro

Resistencias de varios valores

Desarrollo

Primero conectamos la foto resistencia con una resistencia como en la siguiente figura:


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De este circuito se obtuvieron los siguientes valores:

Le aplicamos 9 Volts en la entrada y medimos el voltaje que cae en la fotorresistencia a luz

ambiente, una vez obtenido el resultado procedemos a medir de nuevo solo que esta vez

tapamos la fotorresistencia.

Una vez concluidas las mediciones continuamos a armar el siguiente circuito:

Valor de R1() Vout con luz Vout oscuridad Cambios de V

100 .316 .037 .279

1k 2.47 .48 1.99

10k 6.82 3.15 3.67

100k 8.77 7.4 1.37

1M 9.03 8.85 .18


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Valor de R1() Vout con luz Vout oscuridad Cambios de V

100 .345 .06 .15

1k 2.5 .5 2.0

10k 7.2 3.5 3.7

100k 8.89 7.65 1.42

1M 9 8.85 .15

Conclusiones

La resistencia de la fotorresistencia aumenta en la oscuridad y disminuye en la luz. Entre

menor sea la resistencia utilizada en el divisor de voltaje, habr mayor cada de voltaje en

ella cuando est en oscuridad. Dependiendo de la utilidad que se le quiera dar al circuito,

se escoger el valor ms conveniente. Se puede apreciar claramente que la resistencia de

10k fue la que hizo ms evidentes los cambios de oscuridad y luz puesto que al utilizarla la

diferencia de voltaje en luz y oscuridad fue mayor. Tambin se comprob que el orden de

los componentes conectados en serie en una sola malla, no afectar la cada de voltaje enellos, puesto que lo importante es su valor resistivo; evidentemente existen leves

variaciones de voltaje, pero estas pudieron ser provocadas por el factor humano, error en

los componentes, ineficacia de los conductores, etc. Al ser estas diferencias tan

minsculas, son despreciables en el sentido prctico.


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PRACTICA 2

Introduccin

En esta ocasin se controlan LEDs con fotorresistencias, pero su funcionamiento no solose limita a estos, ya que se pueden utilizar rels u otro tipo de componentes como carga a

controlar.

Cabe mencionar que podemos tener dos tipos de configuraciones para esto los

llamaremos Caso 1 y Caso 2 respectivamente y con estos podemos realizar ms

configuraciones o ms aplicaciones por decirlo as, a continuacin se muestra el circuito y

una explicacin de su funcionamiento.

Comencemos por decir que un LDR disminuye su resistencia con el aumento de luz

incidida sobre ella. A lo que nos lleva a decir que a mayor luz menor resistencia y por otro

lado ocurre el caso contrario a menor luz mayor resistencia.

Se armar un circuito que se muestra en el diagrama siguiente. Se controlara el apagado y

encendido de un LED.

Objetivo

Analizar el funcionamiento bsico de la fotorresistencia y aplicarla a un circuito para

controlar el encendido y apagado de un dispositivo.

Material

1 Fotorresistencia

2 Transistores PNP 2N2222

1 Resistencia 47k

2 Resistencias de 4.7k

1 Relevador

1 Led


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1 Fuente de voltaje DC

1 Multmetro

Desarrollo

Se arma el circuito de la figura anterior. Esteactuar como un interruptor accionado con

la fotorresistencia, el circuito muestra que est conectado el LED al relevador

normalmente abierto, quiere decir que al tapar la fotorresistencia prendera el LED, para el

funcionamiento contrario basta con conectar la resistencia y el LED en el otro contacto del

relevador.

Conclusiones

El transistor es muy importante para poder amplificar la corriente que permite pasar la

fotorresistencia, dado que era muy pequea y hubiera sido casi imposible que funcionara

de manera apropiada sin este.


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PRACTICA 3

Introduccin

El valor de resistencia elctrica de un LDR es bajo cuando hay luz incidiendo en l (puede

descender hasta 50 ohms) y muy alto cuando est a oscuras (varios megaohmios).

Brevemente podramos definir una fotorresistencia como un transistor bipolar capaz de

detectar variaciones de luz. Sin embargo este dispositivo encierra una mayor complejidad

y merece un mayor reconocimiento debido a la gran importancia prctica que ha

adquirido en la segunda parte del siglo XX y en los inicios del nuevo milenio, ya que son

mltiples los usos que se realizan con este sensor lumnico: desde cmaras de video,

alarmas de seguridad hasta sistemas de encendido y apagado del alumbrado de calles.

En la siguiente practica armaremos seguiremos utilizando la LDR para realizar una alarma

que se activara al interrumpir un haz de luz sobre la fotorresistencia.

Objetivo

Elaborar una alarma controlada mediante la luz.

Material

1 NE555N

- 1 Fotorresistencia

- 1 Potencimetro de 100K

- 1 Resistencia de 27 ohms

- 1 Resistencia de 220 ohm

- 1 Resistencia de 1K



- 1 Transistor de potencia 2N3055


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- 1 Capacitor de 0.1f

- 1 Diodo 1N4002

- 1 Bocina de 8ohms

Desarrollo

Se arma el circuito de la figura siguiente, el cual funciona de la siguiente manera: Al recibir

luz la fotorresistencia tiene una resistencia baja, por lo que se bloquea el voltaje que

recibe la R del 555 y se mantiene desactivado el multivibrador, por lo tanto la bocina no

suena, pero en cuanto la fotorresistencia deja de recibir luz, la resistencia aumenta y el

voltaje llega al 555, lo que hace que la bocina suene.

Conclusiones

La fotorresistencia tiene mltiples aplicaciones posibles en diversos campos, as

como la mayora de los dispositivos pticos.


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PRACTICA 4

Introduccin

El primer circuito de LED es un circuito limitador de corriente, el cual lleva un transistor

que funciona como interruptor electrnico.

Un limitadoro recortadores un circuito que permite, mediante el uso

de resistencias y diodos, eliminar tensiones que no nos interesa que lleguen a un

determinado punto de un circuito. Mediante un limitador podemos conseguir que a un

determinado circuito le lleguen nicamente tensiones positivas o solamente negativas, no

obstante esto tambin puede hacerse con un slo diodo formando un rectificador de media

onda, de forma que nos vamos a centrar en un tipo de limitador que no permite que a un

circuito lleguen tensiones que podran ser perjudiciales para el mismo.

Objetivo

Comprobar para una fuente de 5v la intensidad mnima que necesita un LED rojo para que

Material

1 Led Rojo (1.8v)

3 resistencias

1 Fuente de voltaje

1 Multmetro

1 transistor NPN2222


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Desarrollo

Se arm el circuito de la figura y se obtuvieron los siguientes valores :

RC=14.9K; IB=1.3mA; RB=3.3k

Conclusiones

Los LED rojos usualmente son los que menos intensidad consumen en un circuito. En el

circuito que tenemos arriba, es indispensable en la inyeccin de corriente en la base, la

cual es mucho ms pequea que la corriente de colector, que es la que circula a travs del

diodo.


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PRACTICA 5

Introduccin

En la presente prctica, encenderemos 3 LEDs en paralelo y se calcularan las resistencias a

utilizar para cada LED.

Todos sabemos que un diodo LED enciende con dos pilas AA o AAA en serie pero que, para

otras tensiones, es necesario utilizar una resistencia limitadora en serie para evitar que la

excesiva corriente lo queme. En realidad la frmula a aplicar no es otra cosa que la

tradicional ley de ohms aplicada a un circuito en serie:

RS = (Vdd - Vf) / If

Donde Rs es el valor de la resistencia, Vdd es la tensin de alimentacin, Vf es la tensin

requerida por el LED y If es la corriente del mismo.

Veamos un ejemplo para colocar un LED en el auto...

RS = (12v - 1.7v) / 20mA = 10.3v / 20mA = 515 ohms

Es conveniente siempre ir al valor estndar superior de resistencia para mayor seguridad,

en este caso podra ser 590 ohms o bien 680 ohms.

Objetivo

Encontrar el valor de las resistencias para cada LED, evitando as que queden

inservibles o acortar la vida de ellos, tomando en cuenta la corriente que debe pasar

por ellos y el voltaje

Material

1 Led Rojo (1.8v)

1 Led Naranja (2.0v)

1 Led Verde (2.2v)


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3 Resistencias segn el valor obtenido previamente

1 Fuente de voltaje

1 Multmetro

Desarrollo

Armamos el siguiente circuito y los valores de las resistencias las calculamos de la siguiente

manera:

Para el led rojo:

=160

Para el led Naranja:

=150

Para el led Verde:

=140

Conclusiones


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La cada de voltaje de los LED es distinta y vara segn el tipo de LED que se est

utilizando. En este caso en particular, el LED que consumi ms voltaje fue el verde.

PRACTICA 6


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Introduccin

Disearemos un circuito para alimentar un LED con corriente alterna.

Objetivo

Observar el comportamiento del LED utilizando corriente alterna

Material

Un capacitor

1 Diodo

1 resistencia

- 1 LED

Desarrollo

Armamos el circuito de la figura anterior y lo alimentamos con 12Vac, el LED encenda deuna manera intermitente.

Conclusiones

El LED encenda de ese modo puesto que era alimentado con corriente alterna, por lo

tanto es fcil inferir que solo el semi-ciclo positivo lo alimentaba.

PRACTICA 7


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Introduccin

Se realizaran mediciones del circuito siguiente.

Objetivo

Observar el comportamiento del LED utilizando corriente alterna

Material

1 fuente de voltaje

3 resistencias

2 LEDS

Desarrollo

Se arm el circuito de la figura anterior y se realizaron mediciones de los voltajes de cada

elemento pasivo en el sencillo circuito. En VR1==3.5 Y VR2=1.39

Conclusiones

Todos los elementos del circuito tienen cada de voltaje, la cual vara segn la resistenciadel componente. Como es conocido, segn la ley de voltaje de Kirchhoff, la suma de las

cadas de voltaje de los elementos pasivos en una malla, ser igual al valor de la fuente.

PRACTICA 8


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Introduccin

Se implement un circuito y se ajust el valor de la fuente de voltaje segn el

Objetivo

Comprender el funcionamiento de los LED como diodo.

Material

1 fuente de voltaje

3 resistencias

2 LEDS

Desarrollo

Se arm el circuito de la figura anterior y se realizaron mediciones de los voltajes de cada

elemento pasivo en el sencillo circuito.

VR1=2.88V; VR3=.288; VR4 de 20k=5.768v; D1=1.67v; D2=1.96v

Conclusiones

Los LED, a pesar de ser elementos principalmente pticos, no dejan de ser diodos, por lo

tanto solo dejan pasar la corriente en un sentido y es posible (aunque no muy

conveniente) utilizarlos como diodos rectificadores.

PRACTICA 9


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Introduccin

En la siguiente prctica se manejar un display de 7 segmentos, los cuales se irn

encendiendo arbitrariamente.

Objetivo

Comprender el funcionamiento bsico de un display de 7 segmentos y observar el

consumo de corriente de este dispositivo.

Material

1 fuente de voltaje

1 resistencia

Jumpers

Protoboard

Display de 7 segmentos.

Desarrollo

El funcionamiento de este circuito es bastante sencillo. El display se encuentra conectado

a una fuente de voltaje y cada segmento encender al cerrar el circuito mediante un

switch. Siguiendo el diagrama de un display que consta de los segmentos A,B,C,D,E,F,G, se

puede decidir fcilmente que segmento encender o incluso formar figuras.


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Conclusiones

Interrumpir la corriente en un circuito tiene aplicaciones prcticas, tal y como se aprecia al

encender los segmentos para crear caracteres alfanumricos.

PRACTICA 10

Introduccin


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Se construy un circuito utilizando un PIC y un LCD

Objetivo

Comprender el funcionamiento de los LED como diodo.

Material

1 Fuente de 5 Volts

1 Protoboard

1 16F877

1 LM35

1 LCD

1 Resistencias 10k

1 Potenciometro 50k

Cables o Puentes

Desarrollo

Se arm el circuito de la figura anterior y se realiz un cdigo en picbasic que nos

permitiera medir las temperaturas. Los LM35 son muy sensibles, por lo tanto una brisa

ligera o el roce de una persona puede cambiar mucho la temperatura, por lo tanto se

realiz el programa de manera que tomara 20 muestras de temperatura para obtener un


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resultado realista. En la figura superior se muestra un LM34 en el circuito, la razn de

utilizar un LM35 es que mide directamente en Celsius y no hay necesidad de agregar la

conversin al cdigo. El cdigo utilizado fue el siguiente:

INCLUDE "Modedefs.bas"

DEFINE loader_used 1 ' Boot loader is being used

DEFINE debug_mode 1 ' Debug sending True serial data

DEFINE debug_reg portc ' Debug Port = PortC

DEFINE debug_bit 7 ' Debug.bit = PortC.6

DEFINE debug_baud 9600 ' Default baud rate = 9600

DEFINE osc 4 ' We're using a 4 MHz oscillatorDEFINE ADC_BITS 8 ' Set el ADC para usar 8 bits

DEFINE ADC_CLOCK 1 ' Set A/D clock Fosc/8

DEFINE ADC_SAMPLEUS 50 ' Set A/D sampling time @ 50 uS

OSCCON = $60 ' Establece el oscilador interno en 4MHZ

muestras VAR WORD ' Multiple A/D sample accumulator

sample VAR BYTE ' Holds number of samples to take

temp VAR BYTE ' Temperature storage

muestras = 0 ' Clear samples accumulator on power-up

TRISA = %11111111 ' Set PORTA to all input

ADCON1 = %00000011 ' Set PORTA.0,1,2,5 = A/D, PortA.3 = +Vref

PAUSE 500 ' Wait .5 second

loop:

FOR sample = 1 TO 20 ' Take 20 samples

ADCIN 0, temp 'El pin 0 del ADC obtiene la info(solo el puerto A usa ADC)

muestras = muestras + temp ' Accumulate 20 samples

PAUSE 10 ' Wait approximately 1/4 seconds per loop

NEXT sample


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temp = muestras/20

'DEBUG " La Temperatura es: ",DEC temp," Grad C",10,13

SEROUT PORTC.6,6, ["La Temperatura es: ",# temp," Grad C",10,13]

muestras = 0 ' Clear old sample accumulator

GOTO loop ' Do it forever

END

Conclusiones

Saber programar es muy importante para un ingeniero en electrnica, ya que necesitamos

innovar, disear y controlar aplicaciones electrnicas, las cuales seran muy complicadas

de realizar mediante dispositivos semiconductores no programables, como compuertas o

diodos, etc.

PRACTICA 11

Introduccin


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Se cre un optoacoplador mediante la utilizacin de otros componentes.

Un optoacoplador, tambin llamado optoaisladoro aislador acoplado pticamente, es un

dispositivo de emisin y recepcin que funciona como un interruptor activado mediante la

luz emitida por un diodo LED que satura un componente optoelectrnico, normalmente en

forma de fototransistor o fototriac. De este modo se combinan en un solo dispositivo

semiconductor, un fotoemisor y un fotorreceptor cuya conexin entre ambos es ptica.

Estos elementos se encuentran dentro de un encapsulado que por lo general es del

tipo DIP. Se suelen utilizar para aislar electricamente a dispositivos muy sensibles.

Objetivo

Comprender el funcionamiento de un optoacoplador

Material

Puentes


2 transitores NPN 2222

Capacitor de .22uF

LED

Desarrollo


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El optoacoplador funciona como un interruptor que utiiza la luz para hacer la

conmutacin. La luz se emite por un LED que satura el fototransistor y asi se forma el

optoacoplador

Conclusiones

El encapsulado y el avance de la escala de integracin ha hecho posible el crear nuevos

semiconductores a partir de la combinacin de otros componentes.

PRACTICA 11

Introduccin

Se cre un optoacoplador mediante la utilizacin de otros componentes.

Objetivo

Comprender el funcionamiento de un optoacoplador

Material

Puentes


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2 transitores NPN 2222

Capacitor de .22uF

LED

Desarrollo

El optoacoplador funciona como un interruptor que utiliza la luz para hacer la

conmutacin. La luz se emite por un LED que satura el fototransistor y as se forma el

optoacoplador

Conclusiones

El encapsulado y el avance de la escala de integracin ha hecho posible el crear nuevos

semiconductores a partir de la combinacin de otros componentes

PRACTICA 15

Introduccin

Se construir una alarma utilizando un lser. Un lser(de la sigla inglesa light amplification

by stimulated emission of radiation, amplificacin de luz por emisin estimulada de

radiacin) es un dispositivo que utiliza un efecto de la mecnica cuntica, la emisininducida o estimulada, para generar un haz de luz coherente de un medio adecuado y con

el tamao, la forma y la pureza controlados.

Objetivo

Utilizar la LDR en varias aplicaciones.


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Material

1 Laser

1 fotorresistencia

1 diodo

1 relay

1 bocina

1 transistor

1 fuente de 5v

Desarrollo

Se arm el circuito y se utilizaron espejos para reflejar el haz del lser en varias

direcciones, hasta que la luz llegara a la LDR. Al interrumpir la luz del lser, la bocina

emita un sonido fuerte

Conclusiones

Circuitos similares son utilizados en seguridad de instituciones importantes como bancos.

El lser es muy importante en esta aplicacin, puesto que con otro tipo de iluminacin, no

se hubiera podido reflejar en un punto especfico.


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PRACTICA 16

Introduccin

Se realizan las mediciones de temperaturas por medio del termmetro activado por lser.

Objetivo

Utilizar el termmetro activado por lser.

Material

Termmetro activado por lser.

Desarrollo


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Con el termmetro activado por lser se tomaron varias mediciones en distintas

superficies desde distintas distancias.

Distancia Lmpara ext Pared sem Pantalla de laptop

1m 26 22 24

5m 24 22 25

10m 24 23 25

Conclusiones

El lser tiene mltiples aplicaciones en varias industrias. En el termmetro se utiliza para

saber el punto exacto que est midiendo el termmetro.

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