En este articulo didáctico, vemos que un LED no solamente emite luz, sino que también es sensible a la misma. Con este montaje experimental, mostramos de que modo se puede usar un LED como fotosensor controlando la frecuencia de un oscilador de audio. Se trata de un montaje ideal para ferias de ciencias o demostraciones en cursos de electrónica.
Cuando una corriente recorre en el sentido directo la juntura de um diodo emisor de luz (LED) ocurre la emisión de luz. Su color o frecuencia depende de la naturaleza del material usado en la juntura.
Tenemos así LEDs rojos, amarillos y verdes que son los más comunes, además de los recientes LEDs azules, bastante más caros.
La emisión de luz se debe a la excitación de los electrones que "saltan" hacia mayores niveles de energía y, al volver, devuelven la energía absorbida en forma de un fotón de longitud de onda bien definida (figura 1).
Lo que tal vez muchos lectores no sepan es que además de emitir luz los LEDs comunes son también sensores sensibles de este tipo de radiación, pudiendo hasta ser empleados en aplicaciones importantes.
Lo que proponemos en este artículo es justamente un circuito experimental que utiliza un LED común, no como emisor de luz, sino como fotosensor, controlando la frecuencia de un oscilador de audio.
El circuito es alimentado por una tensión de 3V y también es bastante simple de montar, ideal para trabajos escolares o demostraciones.
Cómo funciona
El efecto inverso al natural en un LED es la sensibilidad a la luz. Esta sensibilidad puede ser explicada de la siguiente forma: cuando la luz incide en
la juntura semiconductora de un LED, son liberados portadores de carga, lo que significa una alteración en la resistencia inversa.
Así, como un diodo común, los LEDs tienen una resistencia inversa muy alta, la cual depende de la cantidad de portadores de carga que son liberados ya sea por la agitación térmica natural (calor). ya sea por la incidencia de luz.
Si hacemos incidir luz en un LED en longitud de onda que sea capaz de liberar portadores de carga. su resistencia en el sentido inverso sufre alteraciones considerables que pueden ser usadas en el control de un circuito (figura 2).
El circuito que usamos en nuestro caso es un oscilador de audio. Su frecuencia depende no sólo del capacitor C1, sino también de la resistencia presentada por el transistor Q1.
Este transistor sirve justamente para amplificar la débil corriente que circula por el LED cuando en el mismo incide luz y su resistencia disminuye.
Esto significa que, cuando el LED recibe luz, la resistencia de QI disminuye, aumentando asi la frecuencia de la serial producida por el oscilador de audio.
En las experiencias que hicimos, notamos que los LEDs más sensibles ala iluminación natural son los de color amarillo y verde. Los rojos también pueden ser usados, pero tendrán menor sensibilidad.
Otra posibilidad consiste en la conexión en paralelo de dos o más LEDs.
Montaje
En la figura 3 tenemos el circuito completo de este montaje experimental que usa 3 transistores.
Su realización práctica en un puente de terminales aparece en la figura 4.
Los transistores son de uso general y el parlante es pequeño (5 6 10 cm) con una impedancia de 8 ohm.
El único resistor puede ser de 1/8, ¼ W o incluso 1 /2W y el capacitor C1, cerámico o de poliéster, puede ser alterado en su valor en una banda amplia, según la tonalidad del sonido producido en las diversas condiciones de iluminación.
Valores entre 33nF y 1000nF (1uF) pueden ser experimentados sin problemas, inclusive electroliticos mayores.
El conjunto puede instalarse en una cajita, con el LED montado en un tubo opaco de modo de recibir luz solamente de una dirección.
Corno fuente de luz para excitación se pude usar un velador, una vela, o incluso aprovechar la iluminación ambiente.
Prueba y uso
Accionando S1 y dejando incidir luz sobre el LED debe haber inmediatamente emisión de sonido.
Con el LED en la oscuridad, el sonido debe cesar, o como máximo, debe ocurrir una pulsación acompasada.
Si no hubiera control, vea si el LED no está conectado invertido.
Una experiencia interesante consiste en usar una linterna como "control remoto". Enfocando el haz de luz sobre el LDR tendremos el disparo del oscilador.
