Presentación donde explica la luz

1. Detector de luz
visible
01

2. RESUMEN
En el siguiente proyecto se explicarán los
diferentes comportamientos de la luz, sus
experimentos y la construcción de un modulo
sensor de Arduino capaz de detectar los
diferentes colores de la luz visible, su longitud
de onda y frecuencia
02

3. DESARROLLO
03
Comportamiento físico
de la luz
Piezas principales y
complementarias
Construcción y armado
del dispositivo
Puntos principales:

4. ¿QUÉ ES LA LUZ?
04
En Física, el término luz se considera a la
fluctuación del campo magnético (B) y el
campo eléctrico (E) como una onda
electromagnética la cual se modifican con el
tiempo, capaz de propagarse a través del
espacio.
Nota: ¡desde el punto de vista del
electromagnetismo!

5. ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS

6. DEFINICIÓN
06
El espectro electromagnético
está constituido por todos los
posibles niveles de energía que
la luz puede tener.
Espectro electromagnético
incluye las ondas de radio y
televisión, la luz visible, la
radiación infrarroja y
ultravioleta, los rayos x y los
rayos gamma.

7. ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

8. PROPIEDADES DE LAS ONDAS
ELECTROMAGNÉTICAS
La onda es transversal; tanto E como B son perpendiculares a la dirección de
propagación de la onda.. La dirección de propagación es la dirección del
producto vectorial E x B
Hay una razón definida entre las magnitudes de E x B: : E = c.B
La onda viaja en el vacío con rapidez definida e invariable.
A diferencia de las ondas mecánicas, que necesitan un medio —como el agua o
aire— para transmitirse, las ondas electromagnéticas no requieren uno

9. A pesar de las muchas diferencias en su uso y medios de
producción, todas ellas son ondas electromagnéticas con
la misma rapidez de propagación (en el vacío),
c =299.792.458 m/s.
Las ondas electromagnéticas difieren en frecuencia y longitud de
onda , pero la relación en el vacío se cumple para cada una.

10. LUZ VISIBLE

12. ¿Por qué se aclara
desde el
electromagnetismo?

13. DEBEMOS CONSIDERAR
CIERTOS PUNTOS
Experimento del cuerpo negro y Max Planck
Efecto fotoeléctrico y Einstein

15. NADIE LOGRABA
ENTENDER DESDE LA
MECÁNICA
ONDULATORIA LO
QUE SUCEDIA
14

16. MAX PLANCK
En resumen se postula dos
hipotesis:
La energía está limitada a valores discretos
E=nhf
Durante la emisión o absorción de luz, el cambio en
la energia es de hf

17. EL EFECTO FOTOELÉCTRICO

18. ¿Qué es el EF?
Comunmente se considera que el efecto fotoeléctrico es la emisión de electrones de
una superficie metálica cuando ésta es iluminada por luz.

19. ¿EN QUE CONSISTE EL SIGUIENTE
EXPERIMENTO?

20. DATOS OBTENIDOS EXPERIMENTALMENTE

21. La intensidad no afecta a la Energía
La frecuencia sí afecta a la Energía
Hay un potencial de umbral
SABEMOS QUE

22. ¿Que interpretación
le da Einstein ?

23. SE INTRODUCE EL
CONCEPTO DE
FOTÓN
04

24. SEMICONDUCTORES
13

26. DISPOSITIVOS
OPTOELECTRONICOS
04
DIODOS LED

29. LA REFRACCIÓN

30. LA REFRACCIÓN ES LA
VARIACIÓN DE
DIRECCIÓN QUE
SUFRE LA LUZ AL
CAMBIAR DE MEDIO.
ESTE FENÓMENO SE
DEBE A QUE LA LUZ SE
PROPAGA A
DIFERENTES
VELOCIDADES SEGÚN
EL MEDIO POR EL QUE
VIAJA.
04

31. SE UTILIZARON LOS PRIMAS MOSTRADOS ENLA FIGURA PARA
DESCOMPONER LA LUZ BLANCA Y QUE EL SENSOR DETECTE
LOS DIFERENTES COLORES.

32. PIEZAS PRINCIPALES Y
COMPLEMENTARIAS
08
ARDUINO UNO
SENSOR TCS 3200
IDE ARDUINO
CONECTORES
DIODOS LED
CRISTALES
PILA 9V
RESISTENCIA
PROTOBOARD

33. Arduino UNO es una placa basada en el
microcontrolador ATmega328P. Tiene
14 pines de entrada/salida digital (de
los cuales 6 pueden ser usando con
PWM), 6 entradas analógicas, un cristal
de 16Mhz, conexión USB, conector jack
de alimentación, terminales para
conexión ICSP y un botón de reseteo.
Tiene toda la electrónica necesaria
para que el microcontrolador opere,
simplemente hay que conectarlo a la
energía por el puerto USB ó con un
transformador AC-DC

34. SENSOR TCS 3200
Sensor de color de alta
resolución, 4 canales de
detección: Rojo, verde, azul
(RGB) y luz blanca (sin filtro).
Convierte la intensidad de la
luz de cada color a frecuencia,
color seleccionable
digitalmente y escalamiento
de frecuencia configurable,
encapsulado SOIC .

35. MODULO CON
SENSOR
Es un convertidor de luz a frecuencia que
combina fotodiodos de silicio reconfigurables
y una corriente de frecuencia en un solo
circuito integrado. La salida es una onda
cuadrada (ciclo de trabajo 50%) con una
frecuencia directamente proporcional a la
intensidad de luz. Las entradas y salidas
digitales permiten una interfaz directa con un
microcontrolador u otro conjunto de circuitos
lógicos.

38. ENTORNO DE DESARROLLO
INTEGRADO (IDE)

39. Tecnología
interactiva
Un IDE es un entorno de programación
que ha sido empaquetado como un
programa de aplicación, es decir, que
consiste en un editor de código, un
compilador, un depurador y un
constructor de interfaz gráfica (GUI).
Además en el caso de Arduino
incorpora las herramientas para cargar
el programa ya compilado en la
memoria flash del hardware a través
del puerto serie.

40. Problemas
01
Conectores haciendo falso
contacto, genereban lecturas
erroneas
02
Limitación en la distancia desde
la fuente de luz hasta el sensor
03
Calibración del sensor

41. Problemas
04
Para fuentes de luces menores
a 1cm de distancia hasta el
sensor, el mismo lo toma como
color blanco.
05
El espectro de colores se
encuentra demasiado junto al
refractarlos con los prismas

42. Solución 01
Se soldaron los
correspondientes adaptadores
al modulo del senor, para que
los conectores no hicieran falso
contacto.
02 y 03
Se logra mejorar el proogrma
enfocando los datos de forma
diferente.

43. Solución 04
Luego de investigar , se llega a
que el sensor siempre tomará
como color blanco para
medidas muy proximas al
mismo.
05
Debido a la corta distancia que
se ecuentra un color de otro, se
debe utilizar un estabilizador.

44. CONLUSIONES
Por medio de un sensor TCS3200 conectado al
microcontrolador Arduino y basándose en las
propiedades físicas de la luz, se logró detectar la
frecuencia y longitud de onda correspondiente a cada
color del espectro visible de la radiación
electromagnética.
Tales valores se lograron mostrar en la pantalla

45. A MEJORAR
Las mejoras q se le haría es en otro módulo sensor
que cumpla con mayores funciones.
Otro punto importante a mejorar es en la
programación de Arduino, que cumpla con mayor
información para lograr el menor error posible.
El armado de dispositivo, por falta de materiales.
11

49. Bibliografia:
Depto. De Física Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares. Efecto
Fotoeléctrico, Apdo. Postal 18-1027, México D.F. 11801, México, M.A. Rodríguez-
Meza y J.L. Cervantes-Cota
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/mod6.html
https://www.uv.mx/personal/lenunez/files/2013/06/luz.pdf
Fcultaad de cienciias, UdelaR. Desarrollo de un Sensor Colorimetro para Detectar
Plomo. Montevideo, Uruguay. Pablo Tancredi
https://arduino.cl/arduino-uno/

50. Sears, et al. (2009). Fisica Universitaria volumen II, 12 ed., Addison -Wesley Pearson
Serway, et al. (2003). Física Moderna volumen I, 3 ed., Raymond- Clement J. Moses-
Curt A. Moyer