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Sistema de Iluminación
Noé Israel Cobián Mariscal, FIME, Universidad de Colima
[email protected]
http: //almuno.ucol.mx/~al010305
Abstract
En este artículo se describe el diseño e
implementación de un sistema de iluminación basado
un circuito que tiene como principal característica la
sencillez. El sistema se creó a partir de un previo
estudio donde se buscaba la sencillez, se creó un
prototipo al cual se le realizaron varias modificaciones
para finalmente obtener un circuito que cumple con
nuestros propósitos principales.
característica principal tiene la sencillez y por tanto un
precio bastante accesible.
2. Estudio del Sistema
Primeramente se comenzó por realizar el estudio de
cómo se haría el sistema, el estudio consistió en el
diseño del sistema partiendo de un diagrama de
bloques. Una vez realizado el diagrama de bloques se
buscó la circuiteria que cumpliera estos bloques para
posteriormente realizar una selección de los
componentes con los que se iba a trabajar, para
In this paper I describe the design and the algunos de estos se buscó el mas accesible para cubrir
implementation of a lighting system based in an easy el aspecto económico del proyecto. El diagrama de
and economic circuit. The system was made starting bloques se muestra en la figura de abajo:
with a study where I searched the simply, I designed a
prototype where I could make some changes to finally
get a circuit where all the goals are done.
1. Introducción
Actualmente en nuestro país vivimos en una
sociedad sin cultura de ahorro en factores
fundamentales y de gran trascendencia en la vida
diaria como lo es la energía. Existen gran variedad de
sistemas de ahorro de energía automáticos que pueden
ser desde pequeños sistemas basados en sensores,
temporizadores, etc. hasta sistemas inteligentes que
evalúen la situación del lugar para después tomar una
decisión sobre el porcentaje o forma del encendido de
la iluminación.
Todos los sistemas de control de iluminación que
podemos encontrar en el mercado suelen ser muy
confiables y efectivos, sin embargo el principal
problema con el que nos enfrentamos es el alto precio
a pagar por cada uno. Además existe un problema aun
más grande, y este es, el desconocimiento de que tan
accesible puede ser el sistema en realidad para una
familia común en cuanto a precio y facilidad de
instalación refieren.
Tomando en cuenta estos factores se diseño un
pequeño sistema de control de iluminación que como
Etapa de
Alimentacion
Circuito
Monoestable
Etapa de Potencia
Dispositivo de
Iluminación
Interruptor
Fig. 1. Diagrama de Bloques del Sistema.
La forma como se llego a este diagrama de bloques
de la Fig.1 es porque originalmente el sistema estaba
planteado para realizarse con sensores de movimiento
en lugar de un interruptor, es decir, seria un sistema
automático y no manual como el que se ha obtenido al
final, sin embargo se llegó a este sistema manual
porque en el estudio de costos que se realizó se
observó que el sistema presentaría un costo mucho
mas elevado por lo tanto se busco la forma de cumplir
con una de las prioridades del sistema que era el
aspecto económico. Se buscó una forma donde se
ahorro energía y que a la vez el sistema fuera
semiautomático, por tanto, se encontró la posibilidad
de incorporar un circuito monoestable que no es mas
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que un circuito que nos arroja el mismo voltaje de su
alimentación a través de uno de sus pines durante un
lapso de tiempo establecido en su acondicionamiento.
Dentro del estudio realizado en lo que al circuito
monoestable refiere se encontró que el mencionado
tiempo con el cual el circuito nos arroja voltaje
después de haber realizado una interrupción en entre
dos de sus patillas esta dado por un capacitor y una
resistencia que se establecen en su acondicionamiento.
Una vez estudiado lo referente al monoestable
pasamos a establecer el bloque que refiere a la
electrónica de potencia necesaria par que a partir de
este voltaje se creara una interfaz que habilite al Fig. 2. Circuito monoestable.
dispositivo de iluminación que puede estar dado por
una simple lámpara o un foco.
En lo que refiere a los componentes en general
utilizados para este circuito cabe señalar que el precio
3. Creación del Prototipo
de estos no oscila mucho entre posibles reemplazos
que se pudieran encontrar en el mercado así que no
Una vez contado con el diagrama a bloques se buscó fueron trascendentales a excepción de la interrupción
la forma de cubrir cada uno, se comenzó con la base que se provoca en el circuito que como se menciono
del sistema que esta dada por el circuito monoestable. anteriormente es mas económico el uso de un
La principal función del monoestable es arrojar un interruptor que de uno o mas sensores de movimiento
voltaje por uno de sus pines durante un tiempo y es que en el caso de los sensores no solo es el
previamente establecido, ese tiempo se estable al adquirir los mismos sino también se tiene que tomar
momento de acondicionar el circuito LM555 y esta en cuenta que tienden a complicar el proceso de
dado directamente por la formula:
instalación lo cual se podría ver reflejado en costos.
(1)
T = 1.1 R1 C1
Se prosiguió creando la etapa de potencia para el
prototipo, se debía construir una interfaz para que a
Por tanto como el sistema esta orientado partir del voltaje que me proporcionaba el circuito
principalmente a la iluminación en lugares donde esta monoestable, adaptarlo para conseguir que se activara
no es requerida por mucho tiempo como pasillos o el foco o dispositivo de iluminación conectado al
escaleras el tiempo de trabajo que necesita no es muy sistema. Para lograr con esto se utilizó el dispositivo
largo, de aquí que se fijo como tiempo de trabajo 2.42 de electrónica de potencia llamado Triac, el
segundos en este caso aunque este tiempo puede variar funcionamiento de este es muy parecido al de un
según el lugar donde se quiera aplicar con el simple simple interruptor, el componente cuenta con tres
hecho de variar los dos componentes electrónicos patillas, dos de estas se comportan como un
anteriormente mencionados. La conexión del circuito interruptor, mientras que la tercera es el pin de control
monoestable se muestra en la Fig.2.
de este interruptor, la gran diferencia de este
dispositivo con un interruptor normal es que el según
la corriente que se le suministre al mismo es el
porcentaje que dejara pasar la señal u onda que se
aplique entre sus otras dos patillas, su comportamiento
se muestra aquí en la Fig.4. y su conexión del la Fig.3.
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si involucra un ahorro porque en este caso la
iluminación se da solo por el tiempo efectivo de uso y
esto nos lleva a una conservación de la energía.
5. Presentación del Sistema
Fig. 3. Diagrama del Triac. Referencia [1]
El sistema finalmente queda orientado a lugares
donde el uso de la iluminación no se da durante
mucho tiempo como lo son los pasillos o escaleras,
su instalación es muy sencilla ya que solo basta con
colocarle en el lugar a instalar y realizar algunas
conexiones, finalmente en la siguiente figura se
muestra la foto del trabajo realizado.
Fig. 4. Graficas del funcionamiento del Triac.
Referencia [1]
Tomando como base estos conocimientos teóricos
se realizaron las conexiones para obtener un circuito
como el de la Fig.2. el cual fue nuestra base de trabajo.
Una vez logrado tener el diseño final esquemático
del sistema se continuó con el PCB, se diseñó el
diagrama correspondiente y finalmente se obtuvo un
circuito tentativo para una producción en serie del
sistema. En caso de darse dicha producción solo seria
cuestión de modificar lo que refiere al bloque de
alimentación donde se tendría que implementar la
rectificación del voltaje para alimentar el circuito
LM555 con corriente directa.
4. Porcentaje de ahorro
Fig. 5. Circuito de iluminación orientado a pasillos y
escales.
6. Conclusiones
Para finalizar solo tenemos que comentar que
después de haber organizado el proyecto por distintos
bloques y administrado su tiempo de realización en
base al uso del programa Microsoft Project con el cual
nos ayudamos en todo momento para tener un control
preciso de los tiempos de trabajo, se llego a un sistema
que cumple con los principales propósitos y metas
dentro de los tiempos deseados por lo que la
metodología de trabajo y la forma misma de esta fue
todo un éxito.
7. Referencias
Una de las principales metas de este proyecto fue el
presentar un sistema con un porcentaje de ahorro de Website:
energía, por las cuestiones mencionadas anteriormente
que nos llevaron a la implementación de un interruptor [1]http://www.dccia.ua.es/dccia/inf/asignaturas
/ROB/optativos/Sensores/externos.html
de encendido manual del sistema este mismo no
cuenta con un porcentaje fijo de ahorro, sin embargo,
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8. Biografía
Noé Israel Cobián Mariscal nació en
Autlán, Jalisco México el 26 de
Diciembre de 1983. Realizo sus estudios
básicos en Autlán, actualmente cursa el
ultimo año de la carrera de Ingeniero en
Comunicaciones y Electrónica en la
Universidad de Colima en Colima. En lo que a
experiencia laboral refiere trabajo 6 meses en el área
de comunicaciones de CFE Colima como
desarrollador de servicios técnicos. Cobián ha recibido
algunos reconocimientos entre los que destacan el de
haber obtenido una beca por parte de la Universidad
de Colima y Gobierno del estado para realizar estudios
en la Universidad de Valladolid, España, así como
algunos otros por haber participado en diversos ciclos
de talleres. Actualmente se encuentra trabajando en su
tesis “Diseño de un sistema de ahorro de energía
implementando el PIC17C752”.