Dispositivos OptoElectrónios-->Ensayo

A lo largo de la Unidad 4 dentro de la Materia de Circuitos Eléctricos vimos una rama de la Electrónica llamada Optoelectrónica, la cual tiene su nombre debido a la unión de las palabras Óptica y Electrónica, y es justamente lo que se hace en ella: unir ambos elementos para formar una sola.

Dentro de ésta rama aprendimos acerca de diferentes componentes electrónicos, tales como la Fotorresistencia, el fototransistor, LED, Display, Optoaisladores y Fibra Óptica.

Los dispositivos electrónicos-ópticos pueden visualizar o representar cualquier cosa de manera digital o análoga.

Los fotodetectores se encuentran divididos en dos grupos que a su vez cuentan con subdivisiones. Primeramente tenemos a los térmicos quienes obtienen su visión a través del espectro infrarrojo (captan la radiación electromagnética de los elementos). Momentáneamente tenemos a los cuánticos y éstos además de ver, realizan cuantificación que puede ser analógica o digital; éstos se subdividen en fotoemisores (que emiten una señal), fotoconductores y fotorreceptores.

La Fotorresistencia (LDR) es un componente bastante peculiar, ya que depende de la luz que ésta recibe. Sucede que mientras mayor sea la luz que reciba menor será su resistencia; de manera inversa, aumentará ésta última a medida que más sombra reciba. Las fotorresistencias no poseen un valor fijo y tampoco podemos pedirlas con exactitud, esto es debido a que el material con el que están elaboradas es intrínseco, es decir, sacan el material directamente de la tierra (Seleniuro de Cadmio) con todas sus impurezas (Cobre y Germanio) por lo que la sensibilidad así como su resistividad, dependerá en gran medida de la cantidad de cada elemento que posea.

El Fototransistor capta la luz a través de una ventana de vidrío que tiene en la superficie. Opera con bajo voltaje y su consumo de amperaje es poco, no necesita calentarse antes de trabajar y funciona en cuanto se le suministra energía. Su clasificación es muy variada, puede ser desde cómo se fabricaron hasta de qué están compuestos, incluso la capacidad que tienen para disipar potencia. Existen variaciones en la forma de montarlos. Lo más común es que sean construidos de Silicio; tienen 3 conexiones cuyo acomodo cambiar de transistor a transistor, por lo que es muy importante consultar la Hoja de Datos de cada uno. Se llaman colector, base y emisor. La base siempre está en medio del colector y el emisor, pero estos últimos sí cambian. Pueden ser PNP o NPN y cada uno posee su propio símbolo. Tienen múltiples usos, como amplificador, oscilador, interruptor, conmutador o rectificador. Ellos permiten el paso de la energía de acuerdo a lo que se necesite, necesitan energía externa para poder funcionar la cual viaja desde el colector hasta el emisor.

Un transductor es cualquier elemento que cambia cualquier tipo de energía en otra; lo hay térmicos, eléctricos, mecánicos, etc.

LED (Diodo de Emisión de Luz) es una fuente luminosa de estado sólido, el cual posee diversas ventajas como una vida útil muy larga (de más de 20 años), un tiempo de conmutación breve y un bajo consumo de voltaje, son resistentes, pequeños y no tienen mercurio. Cuando se fabrica se utilizan materiales semitransparentes, éstos irradian calor y luz cuando los electrones libres y los huecos se recombinan en la unión. Utilizando galio, arsénico y fósforo se producen LED que radian luz roja, verde, amarilla, ámbar o infrarroja (desde luego que el tipo de luz generada por cada LED depende de los materiales con los que se haga y por supuesto su precio, no del recubrimiento epoxi que poseen, ya que éste sólo cumple con la función de identificar el color que genera). Dado que nosotros no somos capaces de percibir la luz infrarroja, utilizamos LED cuya luz producida somos capaces de ver en pantallas de diversos aparatos electrónicos. Su tensión característica es de 1.5 V a 2.5 V para intensidades de 10mA a 40mA (aunque lo recomendable es trabajar con un amperaje de 30mA). Esto depende del color, tolerancia y diversos factores.

Los LED infrarrojos están diseñados para trabajar en condiciones climáticas extremas, en desiguales superficies y se emplean para detectar formas, clasificarlas, conocer su posición y color.

Algo sumamente interesante, es que los LED como tal, aunque fueron inventados hace ya bastantes décadas, tienen realmente muy poco tiempo en uso, incluso, los primeros LED fueron rojos, momentáneamente verdes, amarillos, etc. Hasta que a penas en 2003 se fabricó el LED de cuya luz es violeta y éste, su “bigote” es de diamante. Lo más aconsejable es que cuando se utilice no se les haga trabajar a su máximo esplendor, pues de hacerlo así, su tiempo de vida se acortaría a la mitad. Si se les aplica un voltaje mayor al que necesitan, éstos se quemarán, tienen un costo inicial mayor que con el tiempo, en realidad se ahorra y necesitan de una intensidad precisa. Su ángulo de luminosidad no es muy grande por lo que su brillo máximo sólo puede ser apreciado si se le ve desde arriba y un tanto en diagonal, ya que si se le ve desde en medio sólo verás una pequeña luz, ahora, qué decir si se le mira desde abajo. Para hacer uso de ellos, se deben conectar de manera correcta, por ello cuentan con características que nos permiten identificar el ánodo y el cátodo; el ánodo es la patilla más larga y el cátodo la más corta, también por la parte superior cuentan con un borde más grande que el otro, lo que también identifica al ánodo y desde luego, que en su encapsulado posee una muesca la cual señala el cátodo.

Una configuración de LED es un grupo de LED que despliega números, letras y otros símbolos; uno de los más comunes es la Pantalla de 7 Segmentos. La pantalla posee 7 LED de forma rectangular (que van desde la A hasta la G) y cada uno se llama Segmento dado que pertenece al carácter que se forma en la pantalla.

Las LCD funcionan con cristal líquido, el cual es un estado de la materia y fue descubierto en las zanahorias. Éste peculiar cristal funciona con luz, en la que se obliga a que sus componentes se alineen de cierta forma cuando se les aplica cierta luminosidad. Las LCD tienen un tiempo de respuesta lento, poseen baja calidad en los negros (en realidad no pueden representar el color negro, éste lo presentan a manera de gris), tienen soporte al calor, un ángulo de visión pobre, gran brillo y contraste, tienen un periodo de vida de 8 a 10 años. Sin embargo, el tener un contacto prolongado con ellas, provoca el desprendimiento de la retina y para ello no hay corrección por lo cual la ceguera será permanente.

Las Plasma cuestan menos que las LCD y la vista que nos ofrecen son mucho mejor, ellas utilizan tal y como su nombre lo indica un plasma, el cual es un gas ionizado, la mayoría de las ocasiones Xenón, el cual no daña la vista, da un mejor ángulo de visión, imágenes más nítidas, suaves, coloridas y reales. No tienen mercurio. Sin embargo, su periodo de funcionamiento va de los 4 a los 5 años, consumen una gran cantidad de energía, es susceptible a la humedad pero cuesta menos que una LCD.

Los OLED (Diodo Orgánico de Luz) funcionan gracias a una capa electroluminiscente compuesta de una película cuyos componentes orgánicos reaccionan a la estimulación eléctrica provocando que emitan luz por sí mismos. Estos son más utilizados en dispositivos pequeños, son flexibles, mucho más delgados, económicos, mejor visión bajo luz, mayor ángulo de la misma. No daña la vista y tiene  un periodo de vida de 2 años aproximadamente.

Los Fotodiodos tienen una alta sensibilidad a la luz. Poseen una ventana de vidrío la cual permite que la luz pase a través de su base y llegue la unión. La luz que incide provoca electrones libres y huecos. Éste es un gran ejemplo de un Fotodetector (dispositivo con la capacidad de convertir la luz que recibe en electricidad).

La Fibra Óptica transporta pulsos de luz a través de ella los cuales poseen información. Estos pulsos de luz rebotan a lo largo de toda la fibra para llegar a su destino. Su manipulación es realmente complicada por lo que su instalación óptima sólo puede ser realizada por un profesional (persona certificada). Existe Fibra Monomodo y Fibra Multimodo; a diferencia radica en la forma de transmitir datos, mientras que la Monomodo sólo puede hacerlo en un solo carril y por una distancia mucho más larga, la Multimodo, puede hacerlo por  diversos carriles y con una distancia más corta en comparación con la Monomodo.

Todos estos componentes podemos utilizarlos para formar diversos circuitos que a su vez forman parte de diferentes aparatos electrónicos, los cuales podemos utilizar para nuestro beneficio o entretenimiento. No sin antes estar conscientes de los perjuicios cuya utilización nos traería a todos (no sólo visual, sino ambiental, que al final es la que nos afecta a todos). Lo que para muchos puede ser un simple LED para otros puede ser sólo el comienzo de algo más por perfeccionar o por crear. La optoelectrónica permite sacar el mejor provecho para estos dispositivos y cada vez que se vaya hacer uso de estos en la construcción de un circuito, es importante consultar su Hoja de Datos y realizar los cálculos pertinentes, esto con el fin de agilizar el proyecto y evitar al máximo pérdidas monetarias innecesarias.