OBJETIVOS

Investigar el diagrama de un seguidor de luz. Investigar los dispositivos que necesita el seguidor de luz. Probar el circuito en el limewire o en el circuit maker. Armar el circuito en protoboard. Probar el funcionamiento del circuito.

Light Dependent Resistor (LDR)

El LDR (resistor dependiente de la luz) es una resistencia que varía su valor dependiendo de la cantidad de luz que la ilumina.

Los valores de una fotorresistencia cuando está totalmente iluminada y cuando está totalmente a oscuras varía.

Puede medir de 50 ohmios a 1000 ohmios (1K) en iluminación total y puede ser de 50K (50,000 Ohms) a varios megaohmios cuando está a oscuras.

El LDR es fabricado con materiales de estructura cristalina, y utiliza sus propiedades fotoconductoras.

Los cristales utilizados más comunes son: sulfuro de cadmio y seleniuro de cadmio.

El valor de la fotorresistencia (en Ohmios) no varía de forma instantánea cuando se pasa de luz a oscuridad o al contrario, y el tiempo que se dura en este proceso no siempre es igual si se pasa de oscuro a iluminado o si se pasa de iluminado a oscuro.

Esto hace que el LDR no se pueda utilizar en muchas aplicaciones, especialmente aquellas que necesitan de mucha exactitud en cuanto a tiempo para cambiar de estado (oscuridad a la iluminación o iluminación a oscuridad) y a exactitud de los valores de la fotorresistencia al estar en los mismos estados anteriores. Su tiempo de respuesta típico es de aproximadamente 0.1 segundos.

Pero hay muchas aplicaciones en las que una fotorresistencia es muy útil. En casos en que la exactitud de los cambios no es importante como en los circuitos:

Luz nocturna de encendido automático: Que utiliza una fotorresistencia para activar una o más luces al llegar a la noche.

Relé controlado por luz donde el estado de iluminación, de la foto resistencia, activa o desactiva un rele, que puede tener un gran número de aplicaciones.

El LDR o fotorresistencia es un elemento muy útil para aplicaciones en circuitos donde se necesita detectar la ausencia de luz de día.

TRANSISTOR

Es un dispositivo electrónico de estado sólido consistente en dos uniones PN muy cercanas entre sí, que permite controlar el paso de la corriente a través de sus terminales. La denominación de bipolar se debe a que la conducción tiene lugar gracias al desplazamiento de portadores de dos polaridades (huecos positivos y electrones negativos), y son de gran utilidad en gran número de aplicaciones; pero tienen ciertos inconvenientes, entre ellos su impedancia de entrada bastante baja.

Los transistores bipolares son los transistores más conocidos y se usan generalmente en electrónica analógica aunque también en algunas aplicaciones de electrónica digital, como la tecnología TTL o BICMOS.

Un transistor de unión bipolar está formado por dos Uniones PN en un solo cristal semiconductor, separados por una región muy estrecha. De esta manera quedan formadas tres regiones:

Emisor, que se diferencia de las otras dos por estar fuertemente dopada, comportándose como un metal. Su nombre se debe a que esta terminal funciona como emisor de portadores de carga.

Base, la intermedia, muy estrecha, que separa el emisor del colector. Colector, de extensión mucho mayor.

La técnica de fabricación más común es la deposición epitaxial. En su funcionamiento normal, la unión base-emisor está polarizada en directa, mientras que la base-colector en inversa. Los portadores de carga emitidos por el emisor atraviesan la base, porque es muy angosta, hay poca recombinación de portadores, y la mayoría pasa al colector. El transistor posee tres estados de operación: estado de corte, estado de saturación y estado de actividad.

PNP

El otro tipo de transistor de unión bipolar es el PNP con las letras "P" y "N" refiriéndose a las cargas mayoritarias dentro de las diferentes regiones del transistor. Pocos transistores usados hoy en día son PNP, debido a que el NPN brinda mucho mejor desempeño en la mayoría de las circunstancias.

Los transistores PNP consisten en una capa de material semiconductor dopado N entre dos capas de material dopado P. Los transistores PNP son comúnmente operados con el colector a masa y el emisor conectado al terminal positivo de la fuente de alimentación a través de una carga eléctrica externa. Una pequeña corriente circulando desde la base permite que una corriente mucho mayor circule desde el emisor hacia el colector.

La flecha en el transistor PNP está en el terminal del emisor y apunta en la dirección en la que la corriente convencional circula cuando el dispositivo está en funcionamiento activo

NPN

NPN es uno de los dos tipos de transistores bipolares, en los cuales las letras "N" y "P" se refieren a los portadores de carga mayoritarios dentro de las diferentes regiones del transistor. La mayoría de los transistores bipolares usados hoy en día son NPN, debido a que la movilidad del electrón es mayor que la movilidad de los "huecos" en los semiconductores, permitiendo mayores corrientes y velocidades de operación.

Los transistores NPN consisten en una capa de material semiconductor dopado P (la "base") entre dos capas de material dopado N. Una pequeña corriente ingresando a la base en configuración emisor-común es amplificada en la salida del colector.

La flecha en el símbolo del transistor NPN está en la terminal del emisor y apunta en la dirección en la que la corriente convencional circula cuando el dispositivo está en funcionamiento activo.

TRANSISTOR PNP 3906

TRANSISTOR NPN 3904

LM324

Este concretamente es una cuarta parte del LM324 ya que vienen 4 amplificadores operacionales en un mismo circuito integrado. En este ejemplo, los pines 4 y 11 son de alimentación. Un amplificador operacional se puede alimentar con tensión sencilla o con tensión simétrica (dual). La tensión sencilla consiste en alimentar con dos cables, uno el positivo y el otro masa o tierra (por ejemplo a 12 voltios). La tensión simétrica consiste en alimentar el circuito con tres cables, uno el positivo, otro el de masa o tierra y otro el negativo, con la misma tensión que el positivo pero negativa (por ejemplo ±12). La diferencia entre usar un tipo o el otro de alimentación está en lo que se desea obtener en la salida: si en la salida se desea obtener tensiones positivas y negativas tendremos que usar la alimentación simétrica, si solo se desea obtener tensiones positivas podemos usar alimentación simple. También se debe tener en cuenta que ni las entradas ni las salidas del operacional podrán sobrepasar los límites marcados por la alimentación, es decir, si la alimentación es de 12 V no se debe esperar obtener 15 voltios a la salida.

GASTOS

1   Integrado LM324..................................20.00 Lps2   Transistores NPN................................. 5.00 Lps2   Transistores PNP................................. 5.00 Lps2   Diodos 1N4001......................................4.00 Lps1   Resistencia de 15Kohm......................... 1.00 Lps1   Resistencia de 47Kohm......................... 1.00 Lps1   Capacitor de 100 nF............................. 10.00 Lps2   LDR.....................................................10.00 Lps

Total: L. 56.00

DESCRIPCION

El esquema propuesto solo asegura el control de un solo motor (seguidor vertical), pero para el correspondiente a un segundo plano ( Seguidor horizontal) solo bastaría con duplicar dicho esquema. El dispositivo mecánico (Base del seguidor solar) es un poco complicado, ya que debemos tener en cuenta la orientación tanto en el plano vertical como el plano horizontal!; dejo entonces que cada quien escoja su rudimiento mecánico para el seguidor propuesto.

(Por favor, el ángulo de incidencia solar debe ser el mas favorable para obtener mejores resultados).Por medio de un comparador de ventana podremos mantener nuestro dispositivo en reposo siempre y cuando las resistencia fotosensibles (LDR´s) estén sometidas a la misma iluminación. En estas condiciones el potencial existente en la entrada no inversora de A y en la entrada inversora de B son iguales a la mitad de tensión de alimentación.

Cuando cambia la posición del sol, la luz que incide sobre las LDR´s R1 y R2 es diferente (siempre que estén dispuestas en 2 planos secantes untlited 2). En este caso la tensión de entrada en el comparador de ventana ya no es la mitad de la tensión de alimentación logrando así que la salida proporcione tensión al motor para que este gire a la izquierda o la derecha, La conmutación del sentido de giro lo aseguran los transistores en puente T1...T4. Las uniones colector - emisor están punteadas por los diodos D1...D4 cuya función es la de eliminar cualquier pico de tensión en el momento que el motor pueda encenderse.R5 y R3 se utilizan para la alineación, se ajustan de modo que le motor no se encienda cuando las LDR´s estén sometidas a la misma intensidad de luz. Si se ilumina menos la LDR2 que la LDR1 la tensión en el nudo ( cable físico que va al pin 3 y al pin 6 del LM324) entre ambas crece por encima de la mitad de la tensión de alimentación, logrando así que la salida de A pasa a nivel alto y los transistores T1 y T4 conducen logrando así que el motor se encienda. Cuando se invierte la relación de iluminación de las 2 LDR´s, el potencial en el nodo entre ambas resistencias debe caer por debajo de la mitad de la tensión de alimentación y será la salida del amplificador B la que ahora este en nivel alto, ahora conducirá también T2 y T3 logrando así la inversión en el giro del motor. La elección del motor debe tenerse bajo la condición de que la corriente de trabajo máxima no sea superior a 300mA. Este circuito de control hace posible gobernar el panel solar en un solo plano, esto es, si queremos seguir el sol (lo optimo) desde le amanecer hasta el ocaso necesitaremos 2 circuitos de control como el que

les expuse, uno para el seguimiento vertical y otro para el seguimiento horizontal.

DIAGRAMA