Los cuatro LEDs de este circuito proporcionan una indicación de la intensidad de la luz que incide en un sensor. La utilización de 4 LEDs, con una referencia central, permite una evaluación precisa dela intensidad que se debe agregar a reducir para obtener la iluminación deseada, lo que vuelve al aparato bastante versátil. La sensibilidad puede ser ajustada con un potenciômetro y teniendo como referencia un fotómetro profesional o una fuente conocida podremos fácilmente hacer una calibración que nos brindará un instrumento de excelente precisión.
Conocer el nivel de iluminación de un lugar es algo importante no sólo para los que trabajan en fotografía sino también para muchos otros profesionales.
Damos como ejemplo: el profesional en el área de iluminotecnia que debe estar en condiciones de evaluar si cada punto de un ambiente está o no recibiendo luz en la cantidad ideal. Los arquitectos y decoradores precisan eventualmente un patrón de luz para saber si una ventana, una superficie reflectora o un tipo de decoración no está influyendo de modo negativo en la iluminación de un ambiente.
Para todos estos casos es necesario disponer de un instrumento que mida la intensidad de la luz en un determinado punto, y este instrumento es el fotómetro.
El fotómetro que describimos, a pesar de su sencillez y bajo costo, posee buena precisión y es extremadamente versátil por el tipo de indicación que puede proporcionar: se usan 4 LEDs en una escala de barra móvil, uno de los cuales sirve de referencia.
Así, es fácil percibir cuando la iluminación está un poco por debajo o muy por debajo de la deseada y de la misma forma cuando está un poco por encima o muy por encima de lo que se pretende.
El circuito es extremadamente compacto, pudiendo ser montado en una cajita plástica, como muestra la figura 1, y se alimenta con sólo 4 pilas comunes.
Su único ajuste es del potenciômetro de referencia que permite una medición más precisa de los niveles de iluminación, en caso que esto sea importante en la aplicación del instrumento. La base del circuito es un comparador de tensión cuádruple que tanto puede ser el 139, el 239 ó el 339, de bajo costo y fácil obtención.
Cómo funciona
Los CA139, CA239, CA339 ó los LM139, LM239 y LM339 (Texas), consisten en comparadores de tensión cuádruples de enorme versatilidad, como muestra la figura 2.
Estos integrados funcionan con tensiones de alimentación de 5 a 18V y pueden excitar directamente leds en su salida lo que nos lleva a una infmidad de aplicaciones interesantes.
Cada comparador es en verdad un amplificador operacional de muy elevada ganancia.
En nuestro fotômetro conectamos en la entrada no inversora (+) una red divisora con resistores que proporciona una tensión de referencia. La tensión de entrada se aplica a la entrada inversora pudiendo asumir valores por debajo y encima de la tensión de referencia. En la salida tenemos un led conectado de tal forma que se encenderá cuando la tensión en el comparador sea nula, o sea, al acercarse a 0V.
Así, cuando no hay ninguna tensión en la entrada, o una tensión por debajo de la tensión de referencia, la salida del comparador estará en el nivel alto y el LED no encenderá.
En cambio, cuando la tensión de entrada pasa por el nivel de referencia, el comparador conmuta rápidamente y su salida va al nivel bajo lo que hace que se encienda el LED.
Dada la elevada ganancia del comparador, la conmutación es muy rápida, ya que basta que la tensión de entrada sobrepase en pocos milivolts la tensión de referencia para que tengamos varios volts en la salida, lo que lleva al LED a encenderse inmediatamente.
Conectando los 4 comparadores a una red escalonada de resistores como divisores de tensión, tenemos el accionamiento de cada LED en un nivel de entrada un poco mayor que el anterior, formando así una escala de barra móvil.
Tenemos la formación de la barra pues cuando el led siguiente se enciende, el anterior también permanece encendido.
En la entrada del circuito, para obtener la medida de la intensidad de luz conectamos como sensor un LDR
El circuito tiene dos ajustes: uno, el formado por P2 que determina los valores de accionamiento del divisor y que da la sensibilidad del circuito. Este es un ajuste para hacer una única vez.
El otro consiste en P1 que da el punto en que obtenemos el equilibrio del circuito, o sea, la intensidad de luz que hace que se encienda el LED 2 de referencia.
P1 puede ser calibrado en función de intensidades conocidas de luz, después de un ajuste definitivo de P2.
Montaje
El circuito completo de nuestro fotómetro aparece en la figura 3.
Sugerimos la utilización de zócalo para el integrado y el montaje de los LEDs con terminales largos de modo que se puedan fijar directamente en agujeros en la caja, como muestra la figura 4.
La plaqueta de circuito impreso se muestra en la figura 5.
El LED de referencia es verde, mientras que los demás pueden ser todos rojos o amarillos.
El LDR es del tipo redondo, pequeño o grande, preferiblemente instalado en um tubo opaco para tener una mayor directividad, en caso que sea importante en el uso pretendido.
El potenciômetro P1 es linea] y P2 es un trimpot. P1 puede tener el interruptor general S1. Los resistores son todos de 1/8 o 1/4W con 10 ó 20% de tolerancia.
El integrado puede ser cualquiera de los indicados en la
Prueba y uso
Inicialmente accione S1 y con la iluminación ambiente y P1 abierto (máxima resistencia), ajuste P2 para que el LED verde sea el último encendido de la escala.
Haciendo sombra sobre los LDR los LEDs deben apagarse en secuencia y llevando el LDR más cerca de la fuente de luz, debe encenderse el último led de la escala.
Comprobado el funcionamiento, basado en intensidades de luz conocidas o en un fotómetro profesional, se puede calibrar P1.
