En este post se explica qué son las fotorresistencias (o LDRs) y para qué sirven. También encontrarás cómo funcionan las fotorresistencias, cuáles son los tipos de fotorresistencias y cuáles son las ventajas y las desventajas de estos componentes electrónicos.
Índice
¿Qué es una fotorresistencia o LDR?
Una fotorresistencia, fotorresistor o LDR (por su nombre en inglés Light-dependent resistor) es una resistencia cuyo valor varía en función de la cantidad de luz incidente. En concreto, cuanta más luz llegue a la fotorresistencia, menor será su resistencia.
Las fotorresistencias o LDRs sirven como detectores de luz en circuitos de conmutación activados por la luz o por la oscuridad, de manera que la fotorresistencia permite activar o desactivar el circuito según la cantidad de luz. Más abajo veremos en detalle cuáles son las aplicaciones de las fotorresistencias.
En los esquemas de circuitos eléctricos las fotorresistencias se representan como una resistencia con dos flechas que apuntan hacia ella, por lo que el símbolo de la fotorresistencia es el siguiente:
El valor óhmico de una fotorresistencia puede ser desde un megaohmio (1 MΩ) en la oscuridad hasta alrededor de cien ohmios (100 Ω) cuando está expuesta a la luz.
Cómo funciona una fotorresistencia o LDR
El funcionamiento de la fotorresistencia (o LDR) se basa en el fenómeno del efecto fotoeléctrico, el cual consiste en emitir electrones al incidir radiación electromagnética sobre él. Gracias a este efecto, cuando aumenta la cantidad de luz el LDR disminuye su resistencia y aumenta la intensidad de la corriente.
Por lo tanto, las fotorresistencias están hechas con un material semiconductor fotosensible, típicamente sulfuro de cadmio (CdS) u otros materiales con propiedades similares. La fotorresistencia tiene dos electrodos, y cuando la luz incide sobre el material fotosensible, los fotones de luz proporcionan la energía necesaria para alterar la estructura atómica del semiconductor.
De manera que esta absorción de luz provoca un cambio en la conductividad eléctrica del material. Los electrones, al absorber energía de los fotones, se liberan y se desplazan, aumentando la conductividad. Este proceso resulta en una disminución de la resistencia eléctrica de la fotorresistencia. En contraste, en condiciones de baja o nula luz, los electrones vuelven a su estado original y la resistencia eléctrica aumenta.
En definitiva, la relación entre la intensidad de la luz incidente y la resistencia eléctrica de la fotorresistencia es inversa. A mayor intensidad lumínica, menor resistencia, y a menor intensidad de luz, mayor resistencia.
Esta propiedad se aprovecha en aplicaciones prácticas, como en sistemas de control automático de iluminación, donde la fotorresistencia se integra en circuitos eléctricos para regular la intensidad de la luz en función de las condiciones ambientales.
A continuación puedes ver un ejemplo del funcionamiento de la fotorresistencia. El siguiente circuito eléctrico está diseñado para que suene una alarma cuando haya demasiada luz.
En la parte izquierda es cuando hay poca luz, en este caso el valor de la resistencia del LDR es alta y por tanto la corriente que pasa hacia la base del transistor es demasiado pequeña como para activar el segundo circuito, así que la alarma no suena.
Pero si aumenta el nivel de luz de la habitación (parte derecha), la resistencia del LDR bajará, provocando que la corriente circule a la base del transistor que ahora sí será capaz de poner en comunicación el colector y el emisor, por lo que la alarma sonará.
Tipos de fotorresistencias
Según el material con el que están fabricadas, las fotorresistencias se pueden clasificar en los siguientes tipos:
- Fotorresistencia de sulfuro de cadmio: son extremadamente sensibles a las radiaciones que pertenecen al espectro de luz visible del ser humano.
- Fotorresistencia de sulfuro de plomo: son especialmente sensibles a las radiaciones infrarrojas.
Por otro lado, las fotorresistencias también se pueden clasificar en lineales y no lineales:
- Fotorresistencia lineal: tienen un comportamiento lineal respecto a la cantidad de luz incidente.
- Fotorresistencia no lineal: su comportamiento no es lineal, sino que depende de la polaridad con la que se conecte.
Ventajas y desventajas de una fotorresistencia
Ventajas de las fotorresistencias:
- Las fotorresistencias son muy sensibles, de manera que pueden abarcar valores óhmicos grandes y pequeños.
- Son fáciles de manejar, pues son fáciles de conectar.
- Las fotorresistencias son económicas.
- En comparación con otros sensores, las fotorresistencias suelen tener un bajo consumo de energía, lo que las hace eficientes en términos de consumo eléctrico.
Desventajas de las fotorresistencias:
- Suelen trabajar en bandas del espectro electromagnético estrechas.
- En comparación con algunos sensores más modernos, las fotorresistencias pueden tener una respuesta más lenta a los cambios de luz, lo que puede ser una limitación en aplicaciones que requieren una detección rápida.
- La precisión de las mediciones de luz puede no ser tan alta como la de otros sensores, por lo que no son útiles para aplicaciones que requieren mediciones precisas.
- Pueden ser afectadas por fuentes de luz no deseadas, como luces ambientales o fuentes externas.
- El efecto de histéresis hace que tengan cierta memoria y que por tanto se retarde su funcionamiento.
Aplicaciones de las fotorresistencias
Las fotorresistencias o LDRs pueden tener aplicaciones en muchos campos, algunas de ellas son las siguientes:
- Control de iluminación: las fotorresistencias se utilizan comúnmente en sistemas de control de iluminación automática. Por ejemplo, en luces de calle que se encienden automáticamente al anochecer y se apagan al amanecer.
- Sistemas de seguridad: las fotorresistencias a veces se incorporan en sistemas de seguridad para detectar la presencia de luz (o la falta de ella), como en alarmas o sistemas de monitoreo.
- Fotografía: las fotorresistencias se usan en fotómetros para medir la intensidad de la luz y determinar la exposición correcta en cámaras analógicas.
- Sensores de luz: si no se necesita mucha precisión, pueden usarse en dispositivos electrónicos para medir la luz ambiente y ajustar automáticamente el brillo de la pantalla, como en pantallas de teléfonos inteligentes.
