La optoelectrónica es el nexo de unión entre los sistemas ópticos y los sistemas electrónicos. Los componentes
optoelectrónicos son aquellos cuyo funcionamiento está relacionado directamente
con la luz.
Usos
Los sistemas optoelectrónicos están cada vez más de
moda. Hoy en día parece imposible mirar cualquier aparato eléctrico y no ver un
panel lleno de luces o de dígitos más o menos espectaculares. Por ejemplo, la
mayoría de los walkman disponen de un piloto rojo (LED) que nos avisa, que las
pilas se han agotado y que deben cambiarse. Los tubos de rayos catódicos con
los que funcionan los osciloscopios analógicos y los televisores, las pantallas
de cristal líquido, los modernos sistemas de comunicaciones mediante fibra
óptica. Los dispositivos optoelectrónicos se denominan opto aisladores o dispositivos
de acoplamiento óptico. la optoelectronica simplemente se dedian a todo objeto
u/o cosa que este relacionado con la luz por ejemplo los celulares paratos
electronicos etc.
Los principales
tipos de dispositivos optoelectrónicos son:
1. Emisores:
Son componentes que emiten luz cuando reciben energía eléctrica
2. Receptores:
Son componentes que emiten una pequeña señal eléctrica cuando son
iluminados
3. Fotoconductores:
Se encargan de conducir la radiación luminosa desde el emisor al receptor.
Los componentes optoelectrónicos
más importantes son:
Una fotoresistencia o LDR es un
componentes electrónico cuya resistencia disminuye con el aumento de intensidad
de luz que incide sobre la misma. Están formadas por una célula y dos patillas
para su montaje en un circuito.
El valor de resistencia eléctrica de un LDR
es bajo cuando hay luz incidiendo en él (puede descender hasta 50 o 100 Ohms) y
muy alto cuando está a oscuras (varios megaohmios).
Su funcionamiento se basa en el efecto
fotoeléctrico. Una fotoresistencia está hecha de
un semiconductor de alta resistencia. Cuando la luz incide en el
dispositivo, los fotones son absorbidos por las elasticidades
del semiconductor dando a los electrones la suficiente
energía para saltar la banda de conducción. El electrón libre que resulta,
y su hueco asociado, conducen la electricidad, de tal modo que disminuye
la resistencia. Los valores típicos varían entre 1M Ohm, en la
oscuridad y 100 Ohm con luz brillante.
Un fotodiodo es un semiconductor que conduce una cantidad de
corriente eléctrica proporcional a la luz visible o infrarroja que le incide.
Debido a su construcción funcionan como células fotovoltaicas, en ausencia de
luz generan una pequeña tensión, con el positivo en el ánodo y el
negativo en el cátodo.
Para su funcionamiento, los fotodiodos son polarizados de forma inversa, para variaciones en
el nivel de luz provoquen variaciones del nivel de corriente, de lo contrario,
se comportaría como un diodo normal.
La mayor parte de los fotodiodos vienen provistos de una lente encargada de concentrar
la luz que reciben, de esta forma se consigue que su reacción a los cambios de
los niveles lumínicos sean más evidentes.
A diferencia del LDR , el fotodiodo responde a los cambios de oscuridad a iluminación y
viceversa con mucha más velocidad, y puede utilizarse en circuitos con tiempo
de respuesta más pequeño.
FOTOTRANSISTORES
Los fototransistores combinan
en un mismo dispositivo la detección de luz y la ganancia. Su construcción
es similar a la de los transistores convencionales, excepto que la superficie
superior se expone a la luz a través de una ventana o lente. Elfototransistor es más
sensible, es decir, tiene una velocidad de respuesta superior al fotodiodo por el
efecto ganancia del transistor.
Un fototransistor es como un
transistor normal pero con una importante diferencia, que puede trabajar de dos
formas:
1. Como
transistor normal con la corriente de base Ib (modo común).
2. Como
fototransistor, cuando la luz que incide en este elemento hace las veces de
corriente de base. Ip (modo de iluminación).
Puede utilizarse de las dos en formas
simultáneamente, aunque el fototransistor se utiliza principalmente con el pin de la base sin
conectar.
Se han utilizado en lectores de cinta y tarjetas perforadas, lápices ópticos,
etc. También se pueden utilizar en la detección de objetos cercanos cuando
forman parte de un sensor de proximidad.
Para obtener un circuito equivalente de un fototransistor, basta agregar a un
transistor común un fotodiodo, conectando en el colector
del transistor el cátodo del fotodiodo y el ánodo a la base.
OPTOACOPLADORES
Un optoacoplador es un dispositivo de emisión y recepción que
funciona como un interruptor excitado mediante la luz emitida por un diodo LED que satura un componente optoelectrónico, normalmente
en forma de fototransistor o fototriac. De este modo se combinan en un solo
dispositivo semiconductor, un fotoemisor y un fotorreceptor cuya conexión entre
ambos es óptica. 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.
La ventaja fundamental de un optoacoplador es el aislamiento
eléctrico entre los circuitos de entrada y salida. Mediante el
optoacoplador, el único contacto entre ambos circuitos es un haz de luz. Esto
se traduce en una resistencia de aislamiento entre los dos circuitos del orden
de miles de MΩ. Estos aislamientos son útiles en aplicaciones de alta
tensión en las que los potenciales de los dos circuitos pueden diferir en
varios miles de voltios.
ALGUNOS EJEMPLOS DE APLICACIÓN DE LA OPTOELECTRONICA:
-circuito para el control de
posición
-amplificador dc utilizando fototransistores, y con compensación de
temperatura
- Siguelíneas en mini-robots
- Lector de discos codificados
- Sensor de proximidad
- Sensor de obstáculos, etc.
- sensores de imagen
-fibra óptica
-sensores de movimiento
Sensor de luz con fotoresistencia.
Sistema basico de alarma por proximidad.
Sensor de temperatura.
Sistema de Control Proporcional (control de la velocidad
del motor)
Richard piñón
leal 6103
