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UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLÓGICA DE LIMA SUR (UNTELS)

INGENIERIA ELECTRONICA Y TELECOMUNICACIONES TEMA: DE INTERRUPTOR CREPUSCULAR CURSO: ELECTROMAGNETISMO II INTEGRANTE: 

Abel Gonzales CICLO: VII

PROFESOR: MOISES GALARZA

INDICE 1. RESUMEN………………………………………………………………………… 2. INTRODUCCION………………………………………………………………………………… 3. CAPITULO I……………………………………………………………………………………... 1. CAPITULO DE INVESTIGACION………………………………………………………….. 1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA………………………………………………. 1.2 FOMULACION DEL PROBLEMA………………………………………………….... 1.3 TEMA……………………………………………………………………………………. 1.4 OBJETIVOS…………………………………………………………………………….. 1.4.1 OBJETIVOS GENERALES……………………………………………………….. 1.4.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS……………………………………………………... 1.5 JUSTIFICACION……………………………………………………………………….. 4. CAPITULO II…………………………………………………………………………………… 1. MARCO TEORICO…………………………………………………………………………… 1.2 ANTECEDENTES……………………………………………………………………… 1.2 FUNCIONAMIENTO DEL INTERRUPTOR CREPUSCULAR………………….. 5. CAPITULO III…………………………………………………………………………………. 1. METODOLOGIA……………………………………………………………………………. 1.1 ENFOQUE…………………………………………………………………………… 1.2 MODALIDAD BASICA DE LA INVESTIGACION……………………………… 1.3 NIVEL TIPO DE INVESTIGACION……………………………………………... 6. CAPITULO IV…………………………………………………………………………………. 1. ANALISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS ………………………………… 1.1 ANALISIS DE RESULTADOS………………………………………………………...

1.2 INTERPRETACION DE LOS DATOS………………………………………………. 1.1.1 CONSIDERACION GENERAL PARA ACOPLAMIENTO DEL SISTEMA... 12.1 SELECCIÓN DEL MODELO ADECUADO……………………………………. 7. CAPITULO V………………………………………………………………………………… 1. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES…………………………………………... 1.1 CONCLUSIONES…………………………………………………………………... 1.2 RECOMENDACIONES……………………………………………………………. 1.3 BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………

INTERRUPTOR CREPUSCULAR Allende Chate, Robinson [email protected]

Universidad Nacional Tecnológica de Lima Sur

1 Resumen Realizaremos este proyecto, que consiste en un interruptor crepuscular lámpara inteligente, pensamos que este proyecto es muy útil para ahorrar energía eléctrica y así a no contaminar ya que algunas personas dejan la luz prendida y este proyecto ayudara a que cuando haya sol no desperdiciemos la energía solar y se apaguen las luces sin que tú las tengas que manipular para apagar por si se te llega a olvidar, lo que hará este proyecto es aprovechar la energía del sol. Nuestro interruptor crepuscular nos permitirá conectar automáticamente cualquier dispositivo cuando anochezca y desconectarlo cuando este amaneciendo. Podremos controlar cargas de hasta 3A a 220V. El kit puede trabajar también en sentido inverso, es decir, desconectar al anochecer y conectar al amanecer. Es un circuito que trabaja directamente a 220V, por lo tanto, deberemos tener cuidado a la hora de manipularlo y tomar las medidas necesarias para no correr ningún riesgo. Palabras Clave Crepuscular, LDR, Watts

2 .Introducció n Un interruptor Crepuscular es aquel que aprovecha la energía solar para hacer que la electricidad varíe, la energía desarrollada por el sol al estar en contacto con el LDR que este tiene integrado hace que la energía que se transmite

mediante el protoboard varíe la luz de varios focos de 220Watts unidos en paralelo. La energía solar es aquella obtenida mediante la captación de la luz y el calor emitidos por el Sol. Cuando podemos utilizar energías alternativas no hay que desaprovecharlas.

3. CAPITULO I 1.

Problema de Investigación. 1.1

Planteamiento del Problema:

El desarrollo tecnológico a nivel mundial ha sido uno de los factores más importantes para el mejoramiento de dispositivos que nos hagan la vida más fácil, sin embargo muchos dispositivos logran este cometido pero de alguna manera terminan perjudicando el medio ambiente. Así se requiere un dispositivo que cumpla con la monitorización y la optimización que pasen a ser fundamentales para el ahorro energético y la protección del medioambiente. Y, en el caso del alumbrado público en particular, que representa una tarea obligatoria para las administraciones locales, es decir, sin retorno directo, es necesario mejorar la gestión energética. Que resulten especialmente útiles en lugares públicos (jardines, estacionamientos, entradas, patios, etc.) y permitan una notable reducción del consumo. Además, que reduzcan costos del sector público en relación con el uso correcto de tecnologías energéticas eficientes también que se refleje en el sector privado. De este modo, que la eficiencia

energética se convierta en sinónimo de ahorro y bienestar, tanto del sector público como del sector privado.



Comprobar la factibilidad del circuito eléctrico del interruptor en un ambiente controlado

implementar e instalación del disposi tivo 1.2 Formulación del problema: ¿Existe un dispositivo que pueda programar el encendido/apagado del alumbrado público o de la iluminación de acuerdo con la cantidad de luz solar disponible, sin necesidad de monitorizar ni realizar ninguna acción a diario? 1.3 Tema: “IMPLEMENTACION Y EL USO INTERRUPTOR CREPUSCULAR PARA LA ILUMINACIÓN”

1.4 Objetivos: 1.4.1 Objetivo General: Hacer funcionar un interruptor crepuscular, logrando esto por medio de la energía solar provocando que la energía varíe dependiendo la luz solar o sea que encienda una maqueta que está formada 220 Watts cuando este en la obscuridad y que estos mismos se apaguen cuando estén en contacto con la luz.

1.5

Realizamos este proyecto porque sabemos que el medio ambiente está siendo afectado por nosotros y que esto provocara daños para la vida de nuestros sucesores. Es importante que todos estemos consientes de el gran problema que estamos viviendo, también que hay distintos tipos de energías que no contaminan para producir electricidad, en este caso nosotros utilizamos la energía solar, realizaremos un interruptor crepuscular, esto quiere decir que por medio del sol nosotros vamos a hacer que la electricidad varíe. Este proyecto no contamina ya que estamos utilizando una energía alternativa que no afecta a nuestra atmosfera. También queremos que todas las personas hagan conciencia de este problema y demostrar que existen otros recursos para tener una vida cotidiana ahorrando energía eléctrica. El problema que existe actualmente es responsabilidad de todos y debemos poner de nuestra parte para que esto mejore.

CAPITULO II

1.4.2 Objetivos Específicos: 

Determinar la factibilidad, técnica y económica de la elaboración de un interruptor crepuscular.



Diseñar un circuito electrónico para la creación del interruptor crepuscular.



Construir el prototipo del interruptor fotoeléctrico para el encendido ya pagado de un sistema de iluminación.

Justificación:

2.

Marco teórico. 2.1 Antecedentes:

Las primeras utilizaciones de la energía solar se pierden en la lejanía de los tiempos. No obstante, por algunas tablillas de arcilla halladas en Mesopotamia, se sabe que hacia el año 2000 antes de J.C. las sacerdotisas encendían el fuego sagrado de los altares mediante espejos curvados de oro pulido.

Arquímedes utilizó espejos cóncavos, con los cuales incendió las naves romanas durante el renacimiento. Kicher (1601-1680) encendió una pila de leña a distancia utilizando espejos por un procedimiento similar al utilizado por Arquímedes. Ehrenfried von Tschirnhaus (1651-1700), que era miembro de la Academia Nacional Francesa de la Ciencia, logró fundir materiales cerámicos mediante la utilización de una lente de 76 cm. de diámetro.

George Louis Leclerc (1707-1788) fabricó un horno solar compuesto por 360 espejos con un foco común e hizo una demostración en los jardines del Palacio de Versalles, encendiendo una pila de leña a 60 m.

A principios del siglo pasado la utilización de la energía solar tuvo especial Interés en Estados Unidos, principalmente en California, donde se hicieron algunos trabajos y estudios en colaboración con astrónomos, construyéndose algunos prototipos de grandes dimensiones. El abaratamiento de los combustibles, como consecuencia de la I Guerra Mundial, dio al traste con todos estos trabajos.

Después de la II Guerra Mundial este tipo de sistemas se extendió también en Israel, pero debido al bajo precio de los combustibles convencionales, el uso de la energía solar quedó relegado a un segundo plano. Ley de ohm:

Establece que "La intensidad de la corriente eléctrica que circula por un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo", Se utiliza mucho en electrónica se definen datos de cualquiera de los tres valores en la vida diaria no se usa mucho pero los aparatos electrónicos lo usan para diferentes

componentes y logra que entre la tensión adecuada solo se use la formula y sus derivaciones. Lo que podemos observar en esta ley es que entre mayor resistencia haya el flujo de corriente es menor y viceversa, en nuestro proyecto podemos observar que la resistencia es variable (esta es la que varía con la luz) cuando hay más resistencia, el foco se apaga, y cuando hay menos resistencia el foco prende. Corriente alterna

La corriente alterna es aquella en que la que la intensidad cambia de dirección periódicamente en un conductor. como consecuencia del cambio periódico de polaridad de la tensión aplicada en los extremos de dicho conductor. La variación de la tensión con el tiempo puede tener diferentes formas: senoidal (la forma fundamental y más frecuente en casi todas las aplicaciones de electrotecnia); triangular; cuadrada; trapezoidal; etc. Si bien estas otras formas de onda no senoidales son más frecuentes en aplicaciones electrónicas. Las formas de onda no senoidales pueden descomponerse por desarrollo en serie de Fourier en suma de ondas senoidales (onda fundamental y armónicos), permitiendo así el estudio matemático y la de sus circuitos asociados. Circuitos en paralelo

Cuando una corriente se desplaza por un circuito de resistencias en paralelo, la corriente total se divide pasando una parte por una resistencia y la otra parte por la otra. La cantidad de corriente que pasa por una resistencia depende del valor que esta tenga. El circuito en paralelo influye en nuestro proyecto en que la corriente eléctrica fluye por diferentes caminos. 2.2

Funcionamiento crepuscular:

del

interruptor

El circuito utiliza un fotorresistor/ fotorresistencia como sensor de luz. Una fotorresistencia presenta una resistencia muy baja cuando está expuesta a una gran intensidad de luz y una resistencia muy alta cuando está en oscuridad. El conjunto R, FR y R forman una división de voltaje. Cuando la fotorresistencia FR es iluminada el voltaje en sus terminales disminuye y el nivel de voltaje en el terminal inversor del amplificador operacional disminuye. El terminal positivo del amplificador operacional está conectado a un potenciómetro que permite ajustar el nivel de oscuridad que hará que la salida del amplificador operacional, pase a nivel alto. Cuando la iluminación natural disminuye, el valor de la resistencia R2 (la fotorresistencia) aumenta, al igual que el voltaje en sus terminales. Esto causa que el valor del voltaje en R3 disminuya causando que la salida del amplificador operacional, que está configurado como amplificador inversor, pase a nivel alto, se activa el relé y se enciende el diodo LED. Cuando estamos en oscuridad y la iluminación natural regresa, se inicia el proceso inverso. El valor de la fotorresistencia disminuye, el voltaje en R3 aumenta sobrepasando el establecido en el terminal no inversor del Op. Amp. Esto causa que la salida del amplificador operacional pase a un nivel bajo, desactivando el relé y apagando el LED. Es muy importante evitar que la fotorresistencia se ilumine por fuentes que no sea la luz natural, pues causaría un efecto no deseado, como por ejemplo desactivar una fuente de luz cuando aún es de noche.

Lista de materiales 

3 condensadores de 100nF(sin polaridad)



1 LDR



1 resistencia de 10k



4 resistencias de 180k



1 resistencia de 56k



1diac



1triac

Condensadores de 100nF (sin polaridad) El capacitor sin polaridad es un capacitor que no tiene preferencia de polos; es decir se la puede instalar de cualquier manera sin dañar su funcionamiento y estructura física.

LDR Su funcionamiento se basa en el efecto fotoeléctrico. Un fotorresistor está hecho de un semiconductor de alta resistencia como el sulfuro de cadmio, CdS. Si la luz que incide en el dispositivo es de alta frecuencia, 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 1 MΩ, o más, en la oscuridad y 100 Ω con luz brillante.

Resistencia Se le denomina resistencia eléctrica a la igualdad de oposición que tienen los electrones al desplazarse a través de un conductor. La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el ohmio, que se representa con la letra griega omega (Ω), en honor al físico alemán George Ohm, quien descubrió el principio que ahora lleva su nombre. En donde ρ es el coeficiente de proporcionalidad o la resistividad del material. La resistencia de un material depende directamente de dicho coeficiente, además es directamente proporcional a su longitud (aumenta conforme es mayor su longitud) y es inversamente proporcional a su sección transversal (disminuye conforme aumenta su grosor o sección transversal) Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene un parecido conceptual a la fricción en la física mecánica. La unidad de la resistencia en el Sistema Internacional de Unidades es el ohmio (Ω). Para su medición, en la práctica existen diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un ohmnímetro. Además, su cantidad recíproca es la conductancia, medida en Siemens.

El DIAC (Diodo para Corriente Alterna) es un dispositivo semiconductor de dos conexiones. Es un diodo bidireccional disparable que conduce la corriente sólo tras haberse superado su tensión de disparo, y mientras la corriente circulante no sea inferior al valor característico para ese dispositivo. El comportamiento es fundamentalmente el mismo para ambas direcciones de la corriente. La mayoría de los DIAC tienen una tensión de disparo de alrededor de 30 V. En este sentido, su comportamiento es similar a una lámpara de neón. Los DIAC son una clase de tiristor, y se usan normalmente para disparar los triac, otra clase de tiristor. Es un dispositivo semiconductor de dos terminales, llamados ánodo y cátodo. Actúa como un interruptor bidireccional el cual se activa cuando el voltaje entre sus terminales alcanza el voltaje de ruptura, dicho voltaje puede estar entre 20 y 36 volts según la referencia. Existen dos tipos de DIAC: 

Además, de acuerdo con la ley de Ohm la resistencia de un material puede definirse como la razón entre la diferencia de potencial eléctrico y la corriente en que atraviesa dicha resistencia, así:



DIAC de tres capas: Es similar a un transistor bipolar sin conexión de base y con las regiones de colector y emisor iguales y muy dopadas. El dispositivo permanece bloqueado hasta que se alcanza la tensión de avalancha en la unión del colector. Esto inyecta corriente en la base que vuelve el transistor conductor, produciéndose un efecto regenerativo. Al ser un dispositivo simétrico, funciona igual en ambas polaridades, intercambiando el emisor y colector sus funciones. DIAC de cuatro capas. Consiste en dos diodos en antiparalelo,

Shockley conectados lo

que

característica bidireccional.

DIAC

le

da

la

explicación de los hechos relacionados con el proceso, así como también investigar sobre mediciones e interpretar los resultados.

TRIAC Un TRIAC o Triodo para Corriente Alterna es un dispositivo semiconductor, de la familia de los tiristores. La diferencia con un tiristor convencional es que éste es unidireccional y el TRIAC es bidireccional. De forma coloquial podría decirse que el TRIAC es un interruptor capaz de conmutar la corriente alterna. Su estructura interna se asemeja en cierto modo a la disposición que formarían dos SCR en direcciones opuestas. Posee tres electrodos: A1, A2 (en este caso pierden la denominación de ánodo y cátodo) y puerta. El disparo del TRIAC se realiza aplicando una corriente al electrodo puerta.

3.2 Modalidad Básica Investigación.

de

la

Las modalidades de la investigación empleadas en el desarrollo del proyecto son: Por el objetivo, corresponde a una investigación aplicada, ya que a través de la misma, se buscan los factores que inciden en la variabilidad de energía, tal como los gastos de tiempo invertidos a los largo del proceso completo, para luego aplicar sus resultados en la solución al problema planteado, que podría basarse en la implementación de un dispositivo para el mejoramiento del proceso, cambiando los parámetros humanos por métodos sistematizados. De acuerdo al lugar de investigación, es de laboratorio, porque se hace prescindible la utilización de materiales y equipos que un ambiente así los posee, tanto para la observación previa como para las pruebas de producción, y también porque se necesitan los fundamentos teóricos que la biblioteca brinda, para analizar correctamente los datos obtenidos.

3.3 Nivel Tipo De Investigación.

CAPITULO III 3.

Metodología. 3.1 Enfoque.

El proyecto se fundamentó en la búsqueda de la comprensión de los hechos productivos, que representa la pérdida de energía en el proceso de iluminación pública y privada, constituyéndose en un enfoque cuantitativo, ya que al mismo tiempo resulta necesario buscar las causas y la

La investigación será exploratoria debido a que se seleccionara mecanismos de características y funcionamiento para así poder obtener los datos para realizar un análisis objetivo de las necesidades del proceso. Sera descriptiva porque se detallará paso a paso el proceso de la obtención de la solución propicia al problema descrito, tomando datos a medida de que el estudio avanza. Sera explicativa porque se expondrá todo los aspectos que intervienen en el proceso de comunicación y así ser comprendidos de una mejor manera por los interesados en el tema.

Cantidad de surtidores de líquido  Espacio físico  Tipo de Botellas  Tiempo de intercambio de botellas  Especificaciones para la construcción

CAPITULO IV 4.

Análisis e Interpretación de Resultados 4.1. Análisis de resultados

Para poder seleccionar un sistema adecuado de posicionamiento de botellas, se ha tomado tres alternativas descritas en la investigación bibliográfica, las cuales son: Posicionador lineal con detenimiento neumático Posicionador de disco rotatorio con mecanismo de cruz de malta. Posicionador de disco rotatorio con control de motor a pasos. Y se ha tomado las siguientes características para poder ponderar de una manera Lógica sistema:  Control  Precisión  Costo

4.2.1. Selección del modelo adecuado Según (Riba, 2006), En las diferentes etapas del proceso de diseño, después de cada despliegue de alternativas, corresponde hacer una evaluación de las mismas que sirva de base para la posterior toma de decisiones. Estas evaluaciones en general no 44 se centran sobre un determinado elemento, sino que se deben ponderar distintos aspectos del sistema en base a criterios que a menudo implican juicios de valor. Método ordinal corregido de criterios ponderados La mayor parte de las veces, para decidir entre diversas soluciones (especialmente en la etapa de diseño conceptual) basta conocer el orden de Preferencia de su evaluación global. Es por ello que se recomienda el método ordinal corregido de criterios ponderados que, sin la necesidad de evaluar los parámetros de cada propiedad y sin tener que estimar numéricamente el peso de cada criterio, permite obtener resultados globales suficientemente significativos. Para el problema de estudio se asignara números a las soluciones:

 Mantenimiento  Acoplabilidad 

4.2. Interpretación de los datos

Manejo

4.1.1. Consideraciones Generales para Acoplamiento del sistema El Posicionador debe regirse a ciertas consideraciones para el buen desempeño en el proceso de embotellado, como son:

Solución 1: Posicionador lineal con detenimiento neumático Solución 2: Posicionador de disco rotatorio con mecanismo de cruz de malta. Solución 3: Posicionador de disco rotatorio con control de servomotor CAPÍTULO V 5. Conclusiones y Recomendaciones

5.1. Conclusiones Con este tipo de proyecto se consigue:  mejorar la gestión de energía, dotando a un pueblo determinado de un inventario actualizado de las instalaciones, desde un punto de vista energético.  Adecuar los requerimientos y características técnicas de las instalaciones a las recomendaciones y normativas vigentes  Fomentar el uso racional de la energía sin perjuicio de la seguridad de los usuarios.  Mantener al máximo posible las condiciones naturales de las horas nocturnas, en beneficio de los ecosistemas en general.  Minimizar la intrusión luminosa en el entorno doméstico y por tanto, disminuir sus molestias y prejuicios.  Ahorro energético, ya que se evita el pago innecesario de energía mal aprovechada.  Mayor respeto y conservación del medio ambiente, pues se disminuyen las emisiones de CO2, lo que contribuye al bienestar general.

 Optimizar el uso de los recursos energéticos es un deber de las futuras generaciones y la energía eléctrica no puede estar ausente de estos cambios.

5.3. Bibliografía. 

http://www.portaleso.com/portaleso/trab ajos/tecnologia/ele.yelectro/act_montaje _interruptor_crepuscular.pdf

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http://electronica.ugr.es/~amroldan/asign aturas/curso04-05/cce/prac1/

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http://www.electronicasi.com/ensenanzas /electronica-elemental/aprenderelectronica-practicando/aprendepracticando-interruptor-crepuscular/

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http://100ciaencasa.blogspot.pe/2015/12/ circuitos-utiles-13-interruptor.html

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http://arduinopractico.blogspot.pe/2015/0 1/interruptor-crepuscular-con-ldr-y.html



http://descargas.cetronic.es/I-42.pdf

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http://www.academia.edu/6597330/Luz_ por_detector_de_movimiento_y_crepusc ular_Senpir_



http://www.neoteo.com/construye-uninterruptor-crepuscular

5.2. Recomendaciones  Como los sensores LDR responden rápidamente a los cambios bruscos de luz, el circuito electrónico de la fotocélula suele incluir un retardo (que en algunos casos puede ser ajustable), de forma que los cambios bruscos de luz(rayos, luces de coches, etc.) no realicen falsas maniobras. Los retardos normales suelen estar entre 10 y 60 segundos.  Si sumamos las aplicaciones vistas de interruptores crepusculares, simuladores de presencia y atenuadores (dimmers) podemos encontrar una interesante variedad de aplicaciones realizables en forma modular y escalar que, a largo plazo, siempre significarán un ahorro energético.