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Abstract What our project to implement analog is an emergency lamp with LED this is an innovative project and we replace traditional lamps by LED bulbs for this case we use high brightness LED bulbs for better light diffusion. The LED bulbs we obtain a lower energy consumption and longer time we last loaded. For this project we will apply the knowledge learned analog during the cycle. To develop the first circuit we had to do it in Breadboard then arm them in Bakelite and assemble them into a box for extra protection. In summary emergency lamp features three LED bulbs high brightness distributed in the box, other than that has a circuit which will make it active in the evening to spend no internal battery of our emergency lamp and finally has a pilot to indicate if we focus the energy of the network is gone. Index Terms Lámparas de emergencias, transistores, diodos rectificadores, capacitores de poliéster, diodos led de alta luminosidad, resistencias, fotorresistor o LDR, pilas recargables, I. OBJETIVOS Diseñar una lámpara de emergencia con LED (alta luminiscencia) diseñada para encenderse automáticamente ante un corte de energía electrica. Plantear teóricamente cada uno de los circuitos relacionados al proyecto a realizar. Aplicar los conocimientos aprendidos de analógica para la elaboración de una lámpara de emergencias con LED. II. INTRODUCCIÓN LÁMPARAS DE EMERGENCIA Cuando hay falla en el suministro eléctrico y su edificio, empresa o centro educativo se encuentran en oscuras, es en esos momentos que se necesita unas lámparas de emergencia para restablecer la energía electrica por algún tiempo para que las personas tengan un tiempo de salir. Los equipos deben estar conectados permanentemente a la red pública de energía, esto asegura que las baterías estarán siempre a plena carga y su operatividad garantizada al momento del requerimiento de su trabajo. El funcionamiento de las lámparas de emergencia es que están alimentadas con una batería de (3.6v) donde harán que funcionen los focos LED, la batería se carga a través de un cargador de baterías. Cuando existe suministro de Energía, el cargador de baterías se encarga de mantener la batería en buen estado. El equipo está diseñado para suministrar una señal de corriente continua filtrada y regulada electrónicamente que garantice que la batería guarde la energía suficiente para la siguiente emergencia. La energía proveniente de la red de la empresa que pasa a través de un transformador y luego es rectificada con los parámetros diseñados por el fabricante para la lámpara de emergencia, la señal es rectificada y luego filtrada para quedar convertida en corriente continua. LAMPARAS DE EMERGENCIAS CON LED Henry Javier Arias Armijos. Universidad Politécnica Salesiana, Facultad de Ingeniería, Cuenca, Ecuador. [email protected]

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Abstract — What our project to implement analog is an emergency lamp with LED this is an innovative project and we replace traditional lamps by LED bulbs for this case we use high brightness LED bulbs for better light diffusion. The LED bulbs we obtain a lower energy consumption and longer time we last loaded. For this project we will apply the knowledge learned analog during the cycle. To develop the first circuit we had to do it in Breadboard then arm them in Bakelite and assemble them into a box for extra protection. In summary emergency lamp features three LED bulbs high brightness distributed in the box, other than that has a circuit which will make it active in the evening to spend no internal battery of our emergency lamp and finally has a pilot to indicate if we focus the energy of the network is gone.

Index Terms — Lámparas de emergencias, transistores, diodos rectificadores, capacitores de poliéster, diodos led de alta luminosidad, resistencias, fotorresistor o LDR, pilas recargables,

I. OBJETIVOS

Diseñar una lámpara de emergencia con LED (alta luminiscencia) diseñada para encenderse automáticamente ante un corte de energía electrica.

Plantear teóricamente cada uno de los circuitos relacionados al proyecto a realizar.

Aplicar los conocimientos aprendidos de analógica para la elaboración de una lámpara de emergencias con LED.

II. INTRODUCCIÓN

LÁMPARAS DE EMERGENCIA

Cuando hay falla en el suministro eléctrico y su edificio, empresa o centro educativo se encuentran en oscuras, es en esos momentos que se necesita unas lámparas de emergencia para restablecer la energía electrica por algún tiempo para que las personas tengan un tiempo de salir. Los equipos deben estar conectados permanentemente a la red pública de energía, esto asegura que las baterías estarán siempre a plena carga y

su operatividad garantizada al momento del requerimiento de su trabajo. El funcionamiento de las lámparas de emergencia es que están alimentadas con una batería de (3.6v) donde

harán que funcionen los focos LED, la batería se carga a

través de un cargador de baterías. Cuando existe suministro de

Energía, el cargador de baterías se encarga de mantener la batería en buen estado. El equipo está diseñado para suministrar una señal de corriente continua filtrada y regulada electrónicamente que garantice que la batería guarde la energía suficiente para la siguiente emergencia.

La energía proveniente de la red de la empresa que pasa a través de un transformador y luego es rectificada con los parámetros diseñados por el fabricante para la lámpara de emergencia, la señal es rectificada y luego filtrada para quedar convertida en corriente continua.

Fig 1. Lámpara de emergencias tradicionales

Aplicaciones.

Las lámparas de emergencia sirven para dar iluminación a sitios críticos como son:

Subestaciones eléctricas. Puertas de entrada y salida. Pasillos y corredores de circulación Ascensores. Sitios de pago. Salas de cirugías y consultorios oficinas. En cuartos donde están las plantas de emergencias o

la subestación electrica para poder hacer mantenimiento cundo no hay ningún tipo de energía.

LAMPARAS DE EMERGENCIAS CON LEDHenry Javier Arias Armijos.Universidad Politécnica Salesiana, Facultad de Ingeniería, Cuenca, Ecuador.

[email protected]

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Fig 2. Lámpara de emergencia LED

Beneficios.

Con las lámparas de iluminación de emergencia se obtiene:

Seguridad, protección, tranquilidad y comodidad. Largo tiempo de duración de la batería. Iluminación adecuada y suficiente. Robustez al medio ambiente.

Mantenimiento

Nuestras lámparas son libres de mantenimiento en el campo. Si usted tiene algún problema técnico nuestro grupo de ventas o de servicio al cliente puede prestarle el servicio o la asesoría que usted necesite. Nuestros equipos son diseñados pensado que no sean desechables sino reparables y que tengan una larga vida de operación libre de problemas.

Fig 3. Forma del foco de la lámpara de emergencia.

Caracteristicas.

Simplemente lo conecta a un toma de 120 VAC y cuando falte energía, automáticamente el enciende las dos lámparas que lleva en su cara superior. Opcionalmente podemos ofrecerlo sin esas lámparas, pero con una salida que pueda alimentar

otras lámparas fijas las cuales también encenderán al faltar energía. Este sistema puede ser usado como iluminación de emergencia para una apartamento o una residencia utilizando lámparas de tipo vehicular también suministradas por nosotros.

Fig 4. Colocación de la lámpara de emergencia.

Elementos usados para la elaboración del proyecto.

TRANSISTOR BJT

Cuando seleccionamos un transistor tendremos que conocer el tipo de encapsulado, así como el esquema de identificación de los terminales. También tendremos que conocer una serie de valores máximos de tensiones, corrientes y potencias que no debemos sobrepasar para no destruir el dispositivo. El parámetro de la potencia disipada por el transistor es especialmente crítico con la temperatura, de modo que esta potencia disminuye a medida que crece el valor de la temperatura, siendo a veces necesaria la instalación de un radiador o aleta refrigeradora. Todos estos valores críticos los proporcionan los fabricantes en las hojas de características de los distintos dispositivos. Una forma de identificar un transistor NPN o PNP es mediante un polímetro: Este dispone de dos orificios para insertar el transistor, uno para un NPN y otro para el PNP.

Fig 5. Transistor BJT

ACTIVA DIRECTA:

El transistor sólo amplifica en esta zona, y se comporta como una fuente de corriente constante controlada por la intensidad de base (ganancia de corriente).Este parámetro lo suele proporcionar el fabricante dándonos un máximo y un mínimo

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para una corriente de colector dada (Ic); además de esto, suele presentar una variación acusada con la temperatura y con la corriente de colector, por lo que en principio no podemos conocer su valor. Algunos polímetros son capaces de medir este parámetro pero esta medida hay que tomarla solamente como una indicación, ya que el polímetro mide este parámetro para un valor de corriente de colector distinta a la que circulará por el BJT una vez en el circuito.

ACTIVA INVERSA:

Esta zona se puede considerar como carente de interés.

Fig 6. Curva del transistor en la zona inversa

El transistor PNP es complemento del NPN de forma que todos los voltajes y corrientes son opuestos a los del transistor NPN.

Fig 7. Forma física del transistor PNP

Para encontrar el circuito PNP complementario:

1. Se sustituye el transistor NPN por un PNP.2. Se invierten todos los voltajes y corrientes.

Conmutación con transistores.

La aplicación de los transistores no se limita solamente a la amplificación de las señales. Por medio de un diseño adecuado pueden utilizarse como interruptor para aplicaciones de control y computadoras. La red de la figura 4.52a puede emplearse como un inversor en circuitos lógicos de computadoras. Nótese que el voltaje de salida VC es opuesto al que se aplica a la base o terminal de entrada. Además, adviértase la ausencia de una fuente de cd conectada al circuito de base. La única fuente de cd está conectada al extremo de colector o salida, y para las aplicaciones de computadoras es típicamente igual a la magnitud del flanco de subida de la señal de salida, en este caso. de 5 V.

Fig 8. Conmutación con transistores.

El diseño adecuado para el proceso de inversión requiere que el punto de operación cambie desde el estado de corte hasta el de saturación, a lo largo de la recta de carga trazada en la figura 4.52b. Para nuestros propósitos supondremos que IC = ICEq = 0 mA cuando IB = 0 uA (una excelente aproximación a la luz de las técnicas mejoradas de construcción), como se muestra en la figura 4.52b. Además, supondremos VCE = vcesat = 0 V en lugar del nivel típico de 0.1 a 0.3 V.

Cuando Vi = 5 V, el transistor estará en estado "encendido" y el diseño debe asegurar que la red está completamente saturada con un nivel de IB mayor que el asociado con la curva de IB que aparece cerca del nivel de saturación. En la figura 4.52b esto requiere que IB > 50 uA. El nivel de saturación para la comente de colector del circuito de la figura 4.52a se define como

Fotorresistor o LDR.

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Fig 9. Forma física del fotorresistor

Brevemente podríamos definir una fotorresistencia como un transistor bipolar capaz de detectar variaciones de luz. Sin embargo este dispositivo encierra una mayor complejidad y merece un mayor reconocimiento debido a la gran importancia práctica que ha adquirido en la segunda parte del siglo XX y en los inicios del nuevo milenio, ya que son múltiples los usos que se realizan con este sensor lumínico: desde cámaras de video, alarmas de seguridad hasta sistemas de encendido y apagado del alumbrado de calles.

La fotorresistencia surgió como resultado de varios descubrimientos entre los que cabe destacar la invención de la resistencia por parte de George Ohm en 1827, posteriormente fueron investigadas las teorías de Albert Einstein sobre el efecto fotoeléctrico, el cual tuvo como base las teorías anteriormente expuestas por Max Planck, ambos son considerados los padres de la teoría cuantica.Por último Willoughby Smith descubridor de la fotoconductividad lo que fue clave para que años despues, mitad del siglo XX, se crearan y patentaran las primeras fotorresistencias en EEUU.

La fotorresistencia, tambien llamada LDR debido a que en terminología inglesa su nombre es Light-Dependet resistor , pertenece al grupo de los llamados sensores fotoeléctricos, es decir aquellos queresponden al cambio en la intensidad de la luz, algunos de ellos ( no es el caso de la fotorresistencia) llevan incorporados una fuente luminosa, generelamente la mayoría de los sensores fotoeléctricos utilizan LEDs como fuentes de luz. Realmente una fotorresistencia( o también llamado fotorresistor, fotoconductor, célula fotoeléctrica) es una resistencia cualquiera que cambia su valor dependiendo de la cantidad de luz que lo ilumina, en especial, disminuye cuando aumenta la intensidad de la luz incidente, el valor de resistencia eléctrica de un LDR es bajo cuando hay luz incidiendo en él (puede variar entre 1K :1000 Ohms hasta 50 Ohms) y bastante alto cuando está en penumbra (aproximadamente 50K : 50,000 Ohms)..

Relés o Relevadores.

Es un dispositivo electromecánico. Funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se acciona un juego de

uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes.

Dado que el relé es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de entrada, puede considerarse, en un amplio sentido, como un amplificador eléctrico. Como tal se emplearon en telegrafía, haciendo la función de repetidores que generaban una nueva señal con corriente procedente de pilas locales a partir de la señal débil recibida por la línea. Se les llamaba "relevadores" [cita requerida]. De ahí "relé".

Fig 10. Forma física del relé.

Resistencias.

Tipos de resistencias y sus características

El objetivo de una resistencia es producir una caída de tensión que es proporcional a la corriente que la atraviesa; por la ley de Ohm tenemos que V = IR. Idealmente, el valor de tal resistencia debería ser constante independientemente del tiempo, temperatura, corriente y tensión a la que está sometida la resistencia. Pero esto no es así. Las resistencias actuales, se aproximan mejor a la resistencia "ideal", pero una cosa es la teoría y otra muy diferente la vida real, en la que los fenómenos físicos son mucho más complejos e intrincados como para poder describirlos completamente con una expresión del tipo de la Ley de Ohm.

Por su composición, podemos distinguir varios tipos de resistencias:

De hilo bobinado (wirewound) Carbón prensado (carbon composition) Película de carbón (carbon film) Película óxido metálico (metal oxide film) Película metálica (metal film) Metal vidriado (metal glaze) Dependientes de la temperatura (PTC y NTC) Resistencias variables, potenciómetros y reostatos

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Resistencias de película metálica.- Este tipo de resistencia es el que mayoritariamente se fabrica hoy día, con unas características de ruido y estabilidad mejoradas con respecto a todas las anteriores. Tienen un coeficiente de temperatura muy pequeño, del orden de 50 ppm/°C (partes por millón y grado Centígrado). También soportan mejor el paso del tiempo, permaneciendo su valor en ohmios durante un mayor período de tiempo. Se fabrican este tipo de resistencias de hasta 2 watios de potencia, y con tolerancias del 1% como tipo estándar.

Fig 11. Forma física de la resistencia

Resistencias de metal vidriado.- Son similares a las de película metálica, pero sustituyendo la película metálica por otra compuesta por vidrio con polvo metálico. Como principal característica cabe destacar su mejor comportamiento ante sobrecargas de corriente, que puede soportar mejor por su inercia térmica que le confiere el vidrio que contiene su composición. Como contrapartida, tiene un coeficiente térmico peor, del orden de 150 a 250 ppm/°C. Se dispone de potencias de hasta 3 watios. Se dispone de estas resistencias encapsuladas en chips tipo DIL (dual in line) o SIL (single in line).

Fig 12. Forma física de la resistencia de metal vidriado.

Resistencias dependientes de la temperatura.- Aunque todas las resistencias, en mayor o menor grado, dependen de la temperatura, existen unos dispositivos específicos que se fabrican expresamente para ello, de modo que su valor en ohmios dependa "fuertemente" de la temperatura. Se les denomina termistores y como cabía esperar, poseen unos coeficientes de temperatura muy elevados, ya sean positivos o negativos. Coeficientes negativos implican que la resistencia del elemento disminuye según sube la temperatura, y coeficientes positivos al contrario, aumentan su resistencia con el aumento de la temperatura. El silicio, un material semiconductor, posee un coeficiente de temperatura negativo.

A mayor temperatura, menor resistencia. Esto ocasiona problemas, como el conocido efecto de "avalancha térmica" que sufren algunos dispositivos semiconductores cuando se eleva su temperatura lo suficiente, y que puede destruir el componente al aumentar su corriente hasta sobrepasar la corriente máxima que puede soportar.

A los dispositivos con coeficiente de temperatura negativo se les denomina NTC (negative temperature coefficient).A los dispositivos con coeficiente de temperatura positivo se les denomina PTC (positive temperature coefficient).

Una aplicación típica de un NTC es la protección de los filamentos de válvula, que son muy sensibles al "golpe" de encendido o turn-on. Conectando un NTC en serie protege del golpe de encendido, puesto que cuando el NTC está a temperatura ambiente (frío, mayor resistencia) limita la corriente máxima y va aumentando la misma según aumenta la temperatura del NTC, que a su vez disminuye su resistencia hasta la resistencia de régimen a la que haya sido diseñado. Hay que elegir correctamente la corriente del dispositivo y la resistencia de régimen, así como la tensión que caerá en sus bornas para que el diseño funcione correctamente.

NTC

PTC

Fig 13. Forma física de las resistencias NTC y PTC

Capacitores.

Tipos de capacitores y sus características

Introducción Capacidad y tensión de trabajo (WV) El dieléctrico Condensador electrolítico Condensador de película Condensador de mica Condensador cerámico Condensador ideal y condensador real. Pérdidas PF y DF. Absorción dieléctrica (DA)

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Factor de calidad Q. Tabla comparativa de condensadores

Introducción.- Dentro de los componentes pasivos, quizás el más complejo de todos, por sus características y variedad de tipos, sea el condensador. Por ser un elemento que presenta una impedancia que es función de la frecuencia de la señal, ofrece unas posibilidades que son aprovechadas en la implementación de circuitos electrónicos, donde desarrolla toda su potencia. Este es el tipo de cosas que gusta a los inventores.

Capacidad eléctrica y tensión de trabajo (WV).- Cuando dos conductores permanecen próximos entre sí, aparece cierta capacidad entre ellos. La magnitud de esta capacidad es directamente proporcional al área de los conductores, e inversamente proporcional a la distancia de éstos y en el caso de un condensador plano de placas paralelas vale:

Donde C es la capacidad en Faradios, es la constante dieléctrica y vale 8.85 x 10^-12 Culombios^2/(N x m^2) para el vacío. A es el área de las placas en m^2d es la distancia que las separa en metros.

Para un condensador dado, si sobrepasamos la tensión de trabajo (Working Voltage, WV) para el que ha sido diseñado, se puede destruir el mismo al producirse un arco eléctrico (chispa) y perforar el dieléctrico. Por este motivo, todos los condensadores tienen asignada una tensión de trabajo. Debemos fijarnos si se refiere a tensión alterna o a tensión continúa, y tener siempre presente este dato cuando trabajemos con tensiones eficaces, pues tendremos que convertir a tensiones de pico. La capacidad de un dieléctrico de soportar una tensión dada sin perforarse, se llama rigidez dieléctrica.

Fig 14. Condensador

El dieléctrico.- En la figura se representa un condensador plano de placas paralelas; el dieléctrico se interpone entre ambas placas, evitando que éstas entren en contacto. Cada dieléctrico posee características diferentes, y es el que confiere las propiedades al condensador, por lo que los condensadores se clasifican por el tipo de dieléctrico que utilizan. En la tabla se dan las constantes dieléctricas de diferentes materiales,

relativas a la del vacío, que se toma igual a la unidad (e0= 1). Para el aire seco tiene un valor e= 1.0006

Tabla 1. Tipos de dieléctrico de los condensadores.

material εr (ε0=1)

aire 1.0006teflón 2.0polipropileno (MKP) 2.1poliestireno 2.5policarbonato (MKC) 2.9poliéster / mylar (MKT) 3.2vidrio 4.0 - 8.5mica 6.5 - 8.7cerámica 6.0 - 50,000óxido de aluminio 7.0óxido de tántalo 11.0

Condensador electrolítico.- Se hacen formando un arrollamiento de película de aluminio, e inicialmente separadas por una capa de un material absorbente como tela o papel impregnado con una solución o gel, aunque modernamente se emplea óxido de aluminio o tántalo. El conjunto se introduce en un contenedor de aluminio, dando un aspecto de "bote".

electrolítico axial electrolítico radial

Fig 15. Forma física de los condensadores

Según la disposición de las patillas, existe la configuración axial y la radial. Los condensadores electrolíticos modernos se fabrican utilizando un electrolito dentro del propio condensador, y la acción de una tensión en bornas del condensador refuerza la capa dieléctrica de óxido, de modo que es imprescindible la correcta polarización del condensador. Si aplicamos una polarización errónea, el dieléctrico se destruye y las placas entran en contacto. Además, generalmente la polarización inversa origina generación de gases por electrolisis y pueden provocar una explosión. La ventaja de este tipo de condensadores es su tamaño reducido, por lo que se consiguen capacidades muy grandes. Esto es debido a la finísima capa dieléctrica.

Al principio, se fabricaban estos condensadores sumergidos en un electrolito formado por agua y glicol, y quizás ácido bórico para incrementar la viscosidad y mejorar el auto sellado del dieléctrico. Sin embargo, la corrosión era un problema, y

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modernamente se emplean electrolitos de tipo orgánico, tales como dimetil acetamida o metil-formamida.

Fig 16. Forma física del condensador de aluminio sólido

Habitualmente se denomina a este tipo de condensadores "polarizados", pero es un término impreciso. Existen condensadores electrolíticos no polarizados, empleados profusamente en crossovers de baja calidad, y cuyo aspecto es exactamente igual al de los polarizados, o sea, parecen un "bote", pero podemos conectarlos sin atender a ninguna polarización. Muchos autores tachan a este tipo de condensadores, incluso a los electrolíticos normales como no aconsejables para su utilización en circuitos de audio de calidad, por su distorsión y sus pérdidas, pero este es un tema que abordaremos en otro apartado.

Condensadores de película.- Todos los condensadores de película son no polarizados, es decir, no requieren marcar una patilla como positiva o negativa, siendo indiferente su conexión en el circuito. Son los preferidos en los circuitos de audio de calidad, siempre que el tamaño lo permita, por sus pocas pérdidas y distorsión reducida. Se pueden construir enrollando el conjunto placas-dieléctrico, similar a un electrolítico, o bien apilando en capas sucesivas como un libro (stacked film-foil). Se emplean mayoritariamente como dieléctricos diferentes plásticos, como polipropileno (MKP), poliéster/mylar (MKT), poliestireno, policarbonato (MKC) o teflón. Pala las placas se utiliza mayoritariamente aluminio con un alto grado de pureza. Según el tipo de dieléctrico utilizado, para una misma capacidad y tensión de trabajo, se obtienen condensadores de distinto tamaño.

Fig 17. Forma física de otro tipo de condensadores.

La alta rigidez dieléctrica del poliéster, permite hacer condensadores de poco tamaño y a costes relativamente bajos, de uso rutinario allí donde no se necesiten calidades especiales. Se disponen de capacidades de entre 1000 pF y 4.7 uF, a tensiones de trabajo de hasta 1000V. El factor de pérdidas por dieléctrico es relativamente alto en el poliéster. Para audio, el polipropileno o poliestireno permiten unas pérdidas mucho menores en el dieléctrico, pero son mucho mayores en tamaño, además de mucho más caros. Los de poliestireno son utilizados en filtros/crossovers. Un inconveniente de los condensadores de poliestireno es el bajo punto de fusión del dieléctrico. Por ello suelen diferenciarse estos condensadores, ya que se protege el dieléctrico separando los pines de soldadura del cuerpo del condensador, tal como muestra la foto.

Condensadores de mica.- Es un dieléctrico de unas características intermedias entre los condensadores electrolíticos y los de película, teniendo una rigidez dieléctrica alta y otras características excelentes, como muy bajas pérdidas, pero su capacidad se limita hasta los 4700 pF aproximadamente.

Fig 18. condensador de mica

Por el contrario, es muy caro, y al ser un material rígido, sólo se pueden construir condensadores en forma de láminas apiladas (stacked-film). Se utiliza en aplicaciones industriales de alta tensión, amplificadores de válvulas cuando se requiera poca capacidad y aplicaciones de precisión.

Condensadores cerámicos.- Son los que tienen un mayor rango de valores de su constante dieléctrica, pudiendo llegar a un valor de 50000 veces superior a la del vacío. Se basan en varias mezclas de óxido de titanio y zirconio, o bien en titanatos o zirconatos de calcio, bario, estroncio o magnesio, y atendiendo a esta variedad de compuestos, dan un rango amplísimo de constantes dieléctricas.

Fig 19. Condensador cerámico

Los materiales de alta constante dieléctrica, pueden ofrecer componentes pequeños para un valor relativamente elevado de

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capacidad. El inconveniente de estos dieléctricos de alta cte. dieléctrica es que el valor de la misma depende mucho de la temperatura, así como las pérdidas en el dieléctrico. Sin embargo, donde el valor de la capacidad es relativamente menos importante, como por ejemplo en filtros pasa RF, estos componentes son ampliamente utilizados.

Diodos de alta luminosidad.

Diodos led de alta luminosidad

Fig 20. Forma del diodo led de alta luminosidad

Los denominados diodos led alta luminosidad son exactamente el mejor exponente con el que la tecnología led cuenta, es decir, son aquellos que definen a la perfección esta gran oferta en la tecnología que es lo que hace que hoy el mercado de la iluminación cuente con productos sumamente importantes e imposibles de obviar si se quiere iluminar con mucha potencia, justamente por sus rasgos distintivos. Por eso es que antes de ahondar con detalle en el mecanismo de los diodos led alta luminosidad, cabe hacer un panorama general de esta tecnología que está tan de moda en la actualidad.Bombillas de luces brillantes

Dentro de las características fundamentales además de la potencia, el bajo consumo podemos decir también que cuenta con otra restante que es imperativa de mencionar: su incandescencia, su perdurabilidad. No es lo mismo, de hecho, un diodo común que un diodos led alta luminosidad. Para esto tenemos que poner como ejemplo a aquellas bombillas que generan una luminosidad importante pero que consume poca energía y que, a su vez, duran muchísimo. La trifecta resulta irresistible para quienes están buscando productos de iluminación. Para ponerlo con un ejemplo, se ha comprobado que las bombillas tanto como las farolas de impronta led o que funcionan u operan con diodos led alta luminosidad pueden llegar a durar hasta casi cuarenta mil horas y ahorran casi el noventa por ciento de la factura de la luz. Impresionante. Sin embargo, no mucha gente consume diodos led alta luminosidad. ¿A qué se debe esto? A que los productos, así como ofrecen ventajas imposibles de rechazar cuando se está

seleccionando un producto de iluminación, también tiene su contrapartida, que es una y fundamental: el costo. Una bombilla led no tiene el mismo precio que una bombilla común. Así como una bombilla puede llegar a costar cerca de veinte pesos promedia, una bombilla led puede llegar a costar casi doscientos. Por eso es que siempre se aconseja, antes de realizar la adquisición, de si se tiene el dinero suficiente como para costear la renovación de la iluminación de un ambiente con la impronta led.La diferencia entre los tipos de diodos

Antes de hacer un poco de historia, especialmente de historia de la evolución de la tecnología led , podemos hacer mención a los motivos de ese auge y, entre ellos, podemos mencionar la imbatible conjunción de dos que se erigen como los principales: la extrema potencia que tienen los diodos led alta luminosidad y el gran ahorro en el consumo de energía que ofrecen. Esto es invalorable no solo como gran beneficio en sí mismo sino también como novedad. Años atrás hubiese sido impensado que los diodos led alta luminosidad o que las bombillas en general puedan ofrecer ambas ventajas de la mano y conviviendo de manera armoniosa. Por lo general, suelen asociarse las lámparas o bombillas de extrema potencia con el consumo de energía que las mismas pueden llegar a generar. Esto se debe a que la evolución de la tecnología led y, en consecuencia, de los mencionados diodos led alta luminosidad, no siempre ofrecieron esa luz brillante e incandescente. El proceso para que esto funcionara de esta manera fue descubierto con el tiempo y fue denominado efecto de electroluminiscencia. El mismo consta, a su vez, en un proceso que realizan los fotones de los diodos, llamado polarización, y que lo llevan a cabo en el hueco mismo de los diodos led alta luminosidad. Este efecto de electroluminiscencia fue, justamente, el que permitió que los diodos led pasen de ser de baja potencia y de tonalidad roja a diodos de extrema potencia y de tonalidad ultravioleta, es decir, a diodos led alta luminosidad.

Aplicaciones

Los leds en la actualidad se pueden acondicionar o

incorporarse en un porcentaje mayor al 90 % a todas las

tecnologías de iluminación actuales, casas, oficinas, industrias,

edificios, restaurantes, arenas, teatros, plazas comerciales,

gasolineras, calles y avenidas, estadios (en algunos casos por

las dimensiones del estadio no es posible porque quedarían

espacios obscuros), conciertos, discotecas, casinos, hoteles,

carreteras, luces de tráfico o de semáforos, señalizaciones

viales, universidades, colegios, escuelas, estacionamientos,

aeropuertos, sistemas híbridos, celulares, pantallas de casa o

domésticas, monitores, cámaras de vigilancia, supermercados,

en transportes (bicicletas, motocicletas, automóviles, camiones

tráiler, etc.), en linternas de mano, para crear pantallas

electrónicas de led (tanto informativas como publicitarias) y

para cuestiones arquitectónicas especiales o de arte culturales.

Todas estas aplicaciones se dan gracias a su diseño compacto.

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Los diodos infrarrojos (IRED) se emplean desde mediados del

siglo XX en mandos a distancia de televisores, habiéndose

generalizado su uso en otros electrodomésticos como equipos

de aire acondicionado, equipos de música, etc., y, en general,

para aplicaciones de control remoto así como en dispositivos

detectores, además de ser utilizados para transmitir datos entre

dispositivos electrónicos como en redes de computadoras y

dispositivos como teléfonos móviles, computadoras de mano,

aunque esta tecnología de transmisión de datos ha dado paso

al bluetooth en los últimos años, quedando casi obsoleta.

Los leds se emplean con profusión en todo tipo de indicadores

de estado (encendido/apagado) en dispositivos de señalización

(de tránsito, de emergencia, etc.) y en paneles informativos (el

mayor del mundo, del NASDAQ, tiene 36,6 metros de altura y

está en Times Square, Manhattan). También se emplean en el

alumbrado de pantallas de cristal líquido de teléfonos móviles,

calculadoras, agendas electrónicas, etc., así como en bicicletas

y usos similares. Existen además impresoras con ledes.

Fig 22. Diodos led de alta luminosidad

El uso de leds en el ámbito de la iluminación (incluyendo la

señalización de tráfico) es moderado y es previsible que se

incremente en el futuro, ya que sus prestaciones son superiores

a las de la lámpara incandescente y la lámpara fluorescente,

desde diversos puntos de vista. La iluminación con ledes

presenta indudables ventajas: fiabilidad, mayor eficiencia

energética, mayor resistencia a las vibraciones, mejor visión

ante diversas circunstancias de iluminación, menor disipación

de energía, menor riesgo para el medio ambiente, capacidad

para operar de forma intermitente de modo continuo, respuesta

rápida, etc. Asimismo, con leds se pueden producir luces de

diferentes colores con un rendimiento luminoso elevado, a

diferencia de muchas de las lámparas utilizadas hasta ahora

que tienen filtros para lograr un efecto similar (lo que supone

una reducción de su eficiencia energética). Cabe destacar

también que diversas pruebas realizadas por importantes

empresas y organismos han concluido que el ahorro energético

varía entre el 70 y el 80 % respecto a la iluminación

tradicional que se utiliza hasta ahora.4 Todo ello pone de

manifiesto las numerosas ventajas que los leds ofrecen en

relación al alumbrado público.

Los leds de luz blanca son uno de los desarrollos más recientes

y pueden considerarse como un intento muy bien

fundamentado para sustituir los focos actuales (lámparas

incandescentes) por dispositivos mucho más ventajosos. En la

actualidad se dispone de tecnología que consume el 92 %

menos que las lámparas incandescentes de uso doméstico

común y el 30 % menos que la mayoría de las lámparas

fluorescentes; además, estos leds pueden durar hasta 20 años

y suponer el 200 % menos de costos totales de propiedad si se

comparan con las lámparas o tubos fluorescentes

convencionales.5 Estas características convierten a los ledes de

luz blanca en una alternativa muy prometedora para la

iluminación.

También se utilizan en la emisión de señales de luz que se

trasmiten a través de fibra óptica. Sin embargo esta aplicación

está en desuso ya que actualmente se opta por

tecnología láser que focaliza más las señales de luz y permite

un mayor alcance de la misma utilizando el mismo cable. Sin

embargo en los inicios de la fibra óptica eran usados por su

escaso coste, ya que suponían una gran ventaja frente al

coaxial (aún sin focalizar la emisión de luz).

Pantalla de leds: pantalla muy brillante formada por filas de

leds verdes, azules y rojos ordenados según la

arquitectura RGB, controlados individualmente para formar

imágenes vivas muy brillantes, con un altísimo nivel de

contraste. Entre sus principales ventajas, frente a otras

pantallas, se encuentran: buen soporte de color, brillo

extremadamente alto (lo que le da la capacidad de ser

completamente visible bajo la luz del sol), altísima resistencia

a impactos.

Pilas recargables.

Funcionamiento.

Las baterías recargables usan reacciones electroquímicas que

son eléctricamente reversibles, es decir:

Cuando la reacción transcurre en un sentido, se agotan los

materiales de la pila mientras se genera una corriente

eléctrica.

Para que la reacción transcurra en sentido inverso, es

necesaria una corriente eléctrica para regenerar los

materiales consumidos.

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Las baterías recargables vienen en diferentes tamaños y

emplean diferentes combinaciones de productos químicos. Las

celdas secundarias ("batería recargable") utilizadas con más

frecuencia son las de plomo-ácido, la de níquel-cadmio

(NiCd), la de níquel-metal hidruro (NiMH), la de iones de litio

(Li-ion), y la de polímero de iones de litio (polímero de Li-

ion).

Las baterías recargables pueden ofrecer beneficios

económicos y ambientales en comparación con las pilas

desechables. Algunos tipos de baterías recargables están

disponibles en los mismos tamaños que los tipos desechables.

Aunque las pilas recargables tienen un mayor costo inicial,

pueden ser recargadas muchas veces. La selección adecuada

de una batería recargable puede reducir los materiales tóxicos

desechados en los vertederos, frente a una serie equivalente de

pilas de un sólo uso. Por ejemplo, los fabricantes de baterías o

pilas recargables de NiMH proclaman una vida de servicio de

100-1000 ciclos de carga/descarga para sus baterías.

Usos y aplicaciones.

Actualmente se utilizan baterías recargables para aplicaciones

tales como motores de arranque de automóviles, dispositivos

portátiles de consumo, vehículos ligeros (como sillas de

ruedas motorizadas, carros de golf, bicicletas eléctricas y

carretillas elevadoras eléctricas), herramientas y sistemas de

alimentación ininterrumpida. También en nuevas aplicaciones

como para vehículos y vehículos eléctricos están impulsando

la tecnología para reducir costos, reducir el peso y aumentar

de la vida útil.

A diferencia de las pilas no recargables (celdas primarias), las

baterías recargables tienen que ser cargadas antes de su primer

uso, aunque algunas vienen recargadas de fábrica. La

necesidad de cargar las pilas recargables antes de su uso

disuade a los posibles compradores que quieran usar las pilas

inmediatamente. Sin embargo, las nuevas baterías de baja auto

descarga permiten a los usuarios comprar una batería

recargable que ya tienen cerca del 70% de su capacidad

nominal, permitiendo a los consumidores utilizar las baterías

inmediatamente y regenerarlas (recargarlas) más tarde hasta el

100% de su capacidad.

Hay aplicaciones de almacenamiento de energía en red que

emplean baterías recargables industriales para nivelación de

carga, almacenando la energía eléctrica durante períodos de

carga máxima para su posterior uso, y para aprovechamiento

de energías renovables, tales como el almacenamiento de

energía generada a partir de paneles fotovoltaicos durante el

día para ser utilizada durante la noche. Al cargar las baterías

durante los períodos de baja demanda y devolver la energía a

la red durante los períodos de alta demanda eléctrica, la

nivelación de carga ayuda a eliminar la necesidad de costosas

plantas de energía en horas punta y ayuda a amortizar el costo

de los generadores durante las horas de más funcionamiento.

Carga y descarga de las pilas.

Durante la carga, el material activo del electrodo positivo

se oxida, liberando electrones, y el material del electrodo

negativo es reducido, captando dichos electrones. Estos

electrones constituyen el flujo de corriente eléctrica que

atraviesa el circuito externo. El electrolito puede servir como

un simple medio de transporte para el flujo de iones entre los

electrodos, como en el caso de la batería de iones de litio y

la batería de níquel-cadmio, o puede ser un participante activo

en la reacción electroquímica, como en la batería de plomo-

ácido.

Fig 23. Diagrama de la carga de una batería de celdas

secundarias.

Fig 24. Un cargador solar de baterías recargables tipo AA.

La energía utilizada para cargar las baterías recargables en su

mayoría proviene de corriente alterna de la red eléctrica,

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utilizando un adaptador (cargador). La mayoría de los

cargadores de baterías pueden tardar varias horas para cargar

una batería. La mayoría de las baterías pueden ser cargadas en

mucho menos tiempo de lo que emplean los cargadores de

baterías más comunes y simples. Duracell y Rayovac ahora

venden cargadores que pueden regenerar o recargar baterías de

NiMH tamaño AA y AAA en sólo 15

minutos; Energizer vende cargadores que pueden recargar

baterías de tamaño C/D y baterías de NiMH de 9 V. Sin

embargo, las altas tasas de carga (por ejemplo, el empleo de

cargadores de 15 minutos o cargadores de 1 hora) causarán

daño a largo plazo en las baterías recargables de NiMH y en la

mayoría de las otras.

Las baterías recargables son susceptibles a daños debido a

recarga inversa (inversión de los polos) si están

completamente descargadas. Existen cargadores de baterías

totalmente integrados que optimizan la corriente de carga.

Además, el intento de recargar las pilas o baterías no

recargables conlleva una pequeña posibilidad de causar una

explosión de la pila.

Las baterías de flujo, que no son utilizados habitualmente por

los consumidores, se recargan mediante la sustitución del

líquido electrolito. En las especificaciones técnicas de los

fabricantes de la batería a menudo se refieren al parámetro

VPC. VPC significa voltios por celda, y se refiere al voltaje de

las celdas individuales que conforman la batería o celda

secundaria. Por ejemplo, para cargar una batería de 12 V (con

6 celdas de 2 V cada una) a 2,3 VPC se necesita una tensión

de 6·2,3 V = 13,8 V a través de los terminales externos de la

batería.

La mayoría de pilas de NiMH tipo AA o AAA disponen de

celdas de 1,2 V. No obstante, esto no es un problema en la

mayoría de los dispositivos porque las pilas alcalinas sufren

una caída de tensión cuando se agota la energía. La mayoría

de los dispositivos están diseñados para seguir funcionando

con un voltaje reducido de entre 0,9 y 1,1 V.

Recarga inversa (polaridad invertida)

La recarga inversa daña las pilas, y se produce cuando una

batería recargable se recarga con la polaridad invertida. La

recarga inversa se puede producir en una serie de

circunstancias, siendo las tres más comunes las siguientes:

Cuando la batería está incorrectamente insertada en el

cargador, con los polos al revés.

Cuando un cargador de baterías de tipo automoción está

conectado a la inversa a los terminales de la batería. Esto

suele ocurrir cuando se está cargando una batería

completamente descargada, de lo contrario se producirán

chispas.

Cuando las celdas están conectadas en serie y muy

descargadas.

Cuando una célula se descarga completamente y no las demás,

las celdas no descargadas aplicarán una corriente inversa a la

celda descargada. Esto es comúnmente llamado "inversión de

la celda". La inversión de celda acorta significativamente la

vida de la célula afectada, por lo que acorta la vida en general

de la batería. En algunos casos extremos, la célula revertida

puede comenzar a emitir humo o incendiarse. Algunas células

de tipo Ni-Cd presentan un efecto memoria. . Algunas células

de tipo Ni-Cd, que no se cargan y descargan completamente

cada cierto tiempo pueden perder su capacidad de mantener

una carga completa, es decir, presentan disminución de la

capacidad. Reciclar una batería multicelda en descarga

profunda para superar este efecto memoria puede causar

reversión de células y hacer más daño que bien. En

aplicaciones críticas que utilizan baterías de Ni-Cd, como en

los aviones, cada célula se descarga individualmente mediante

la conexión de un clip de carga en los terminales de cada

célula, evitando así la inversión de célula para, a continuación,

cargar las pilas en serie.

Profundidad de descarga

La profundidad de descarga se establece normalmente como

un porcentaje de la capacidad nominal en amperios-hora; un

0% de profundidad de descarga significa que no hay descarga.

Puesto que la capacidad utilizable de una batería depende de

la velocidad de descarga y de la tensión admisible al final de

la descarga, la profundidad de la descarga debe estar calificada

para mostrar de qué forma se va a medir. Debido a las

variaciones en la fabricación y el envejecimiento de la batería,

la profundidad de descarga para la descarga completa puede

cambiar con el tiempo y los ciclos de descarga. En general, un

sistema de baterías recargable va a tolerar más ciclos de carga

y descarga si la profundidad de descarga es más baja en cada

ciclo.5

Componentes activos.

Los componentes activos de una celda secundaria son los

productos químicos que componen los materiales activos de

los electrodos positivo y negativo, y el electrolito. Los

electrodos positivo y negativo contienen diferentes materiales:

en el positivo se presentan materiales con un potencial de

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reducción alto o positivos; en el negativo tendremos

materiales con potencial de oxidación bajo o negativos. La

diferencia de estos potenciales es el potencial estándar de

celda o fuerza electromotriz (ε) o tensión de la pila.

En las células primarias los electrodos positivo y negativo son

conocidos como cátodo y ánodo, respectivamente. Aunque

este convenio se traslada a veces a los sistemas recargables -

especialmente las pilas de iones litio, a causa de su origen en

las celdas de litio - esta práctica puede llevar a confusión. En

las pilas recargables el electrodo positivo es el cátodo en la

descarga y el ánodo en la carga, y viceversa para el electrodo

negativo.

Fusibles.

Fig 25. Forma física de una porta-fusible.

En electricidad, se denomina fusible a un dispositivo,

constituido por un soporte adecuado, un filamento o lámina de

un metal o aleación de bajo punto de fusión que se intercala en

un punto determinado de una instalación eléctrica para que se

funda, por Efecto Joule, cuando la intensidad de corriente

supere, por un cortocircuito o un exceso de carga, un

determinado valor que pudiera hacer peligrar la integridad de

los conductores de la instalación con el consiguiente riesgo de

incendio o destrucción de otros elementos.

Características nominales: Términos generales para designar cada una de las magnitudes características que definen en conjunto las condiciones de funcionamiento para las que ha sido diseñado el dispositivo y a partir de las cuales se determinan las condiciones de ensayo.

Corriente presunta de un circuito: Corriente que fluiría en un circuito si el cortocircuito fuera reemplazado por una lámina de impedancia despreciable, sin ningún otro camino ni en el circuito ni en la fuente.

Corriente presunta de ruptura: La corriente presunta correspondiente al instante de iniciación del arco durante la operación de ruptura.

Capacidad de ruptura: Corriente presunta de ruptura que un fusible es capaz de interrumpir en las condiciones prescriptas.

Corriente de ruptura límite El valor máximo instantáneo alcanzado por la corriente durante la operación de ruptura del fusible, cuando opera en forma de evitar que la corriente alcance el valor máximo al que llegaría en ausencia del cortocircuito.

Tiempo de pre-arco: Lapso entre el comienzo de la circulación de una corriente suficiente como para fundir a los elementos fusibles y el aislante en que se inicia el arco.

Tiempo de operación: Suma del tiempo de pre-arco y el tiempo de arco.

Tiempo virtual: I2 t dividido por el cuadrado de la corriente presunta de ruptura.

Tensión de restablecimiento: Tensión que aparece entre bornes de un cortocircuito después de la ruptura de la corriente.

Tensión de ruptura: Valor máximo de la tensión, expresado en valor de cresta, que aparece entre los bornes del cortocircuito durante la operación del fusible.

Fig 26. Dimensiones de un porta-fusibles.

Focos piloto o lámpara de neón.

Una lámpara de neón es una lámpara de descarga de gas que

contiene principalmente gas neón a baja presión. Este término

se aplica también a dispositivos parecidos rellenos de otros

gases nobles, normalmente con el objeto de producir colores

diferentes.

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Se hace pasar por el tubo lleno de Neón, una pequeña corriente eléctrica, que puede ser alterna o continua, provocando que éste emita un brillo rojo anaranjado. La fórmula exacta del gas es típicamente la mezcla Penning (99,5% neón y 0,5% argón), que tiene un voltaje de ruptura menor que el neón puro.

La lámpara de neón es un dispositivo de resistencia negativa, en el que al incrementar el flujo de corriente incrementa el número de iones portadores de carga, reduciéndose así la resistencia de la lámpara y permitiendo que fluyan corrientes mayores. Debido a esto, la circuitería eléctrica externa a la lámpara de neón debe proporcionar un método de limitar la corriente del circuito o éste se incrementará hasta que la lámpara se autodestruya. Para lámparas del tamaño de intermitentes, se usa convencionalmente un resistor para limitar la corriente. Para las de tamaño rótulo, el transformador de alto voltaje suele limitar la corriente disponible, a menudo contando con una gran cantidad de inductancia de fuga en la bobina secundaria.

Fig 27. Lámpara de neón.

Aplicaciones.

Las lámparas de neón pequeñas se usan como indicadores en equipos electrónicos. Las mayores se usan en rótulos de neón, ya que debido a su bajo consumo eléctrico son buenas luces nocturnas. Debido a su relativamente rápido tiempo de respuesta, en los primeros desarrollos de la televisión las lámparas de neón fueron usadas como fuente de luz en muchas pantallas de televisión mecánica. También se usaron para muchos otros fines: dado que una lámpara de neón puede actuar como oscilador de relajación con la adición de una resistor y un condensador, puede ser usada como una lámpara destellante simple u oscilador de sonido. Las lámparas de neón con electrodos de diversas formas llamadas tubos Nixie también se usan como display alfanuméricos.

En las lámparas excitadas con corriente alterna, ambos electrodos producen luz, pero en las excitadas con corriente continua sólo brilla el electrodo negativo, por lo que puede usarse para distinguir entre fuentes de corriente alterna y continua, así como para asegurar la polaridad de las fuentes de continua.

Las lámparas de tamaño pequeño también pueden rellenarse con argón o xenón en lugar de neón, o mezclado con ése. Aunque la mayoría de las características operativas permanecen iguales, las lámparas emiten una luz azulada (incluyendo alguna ultravioleta) en lugar del característico brillo rojo anaranjado del neón. La radiación ultravioleta puede también usarse para excitar un recubrimiento de fósforo del interior de la bombilla y proporcionar así una amplia gama de diversos colores, incluyendo el blanco. Una mezcla de neón y kriptón puede usarse para obtener luz verde.

Fig 28. Foco de luz piloto encendido.

III. MATERIALES

Materiales utilizados para la elaboración de la lámpara de emergencia con los focos led.

Protoboard. Cable Multipar. Cable gemelo de 2x14 unos 3 mts. Resistencias. Condensadores cerámicos y de poliéster. Transistores NPN. Diodos rectificadores. Fotorresistor o LDR Relés o relevadores. Borneras. Porta fusibles y fusibles de 1A. Porta pilas y pilas de 1.5V y de 12V. Foco de luz piloto. Diodos led de alta luminosidad. Boquillas E27. Foco con luz led. Una placa de baquelita. Caja de madera de 30x30 cm.

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IV. DESARROLLO

Para realizar nuestro proyecto de lámpara de emergencia lo primero que se realizo fue buscar un circuito que nos sirva para poder realizar propósito. Una vez obtenido nuestro diagrama lo que vamos hacer el implementarlo en el Protoboard para saber si nuestro circuito vale.

Fig 29. Circuito implementado en el Protoboard

Una vez revisado el circuito que si vale comenzamos a medir el voltaje en cada una de sus terminales para darnos cuenta si el circuito de la lámpara de emergencia funciona correctamente y de ese modo poder poner tanto el foco piloto como el foco led.

Fig 30. Mediciones con el multímetro del circuito

Una vez realizada las mediciones y que el funcionamiento del circuito sea el correcto, comenzamos armar el circuito de los focos led como observamos la gráfica los focos deben quedar de esa manera colocados en una baquelita.

Para lograr que queden asi tenemos que comprar una baquelita perforada, y luego de esto con un molde de un foco cortamos de forma circular para luego colocarlos internamente de la boquilla. La forma de conexión del circuito deberá ser de forma paralela a todos los focos para si no perder todo el voltaje en los led sino ser distribuidas.

Fig 31. Conexión de los focos led en la baquelita.

Una vez realizado el circuito de los focos led, lo probamos en nuestro circuito de la lámpara de emergencia donde vemos que si encienden los led.

Fig 32. Encendido de los focos led en el circuito.

Una vez concluido el circuito de la lámpara de emergencia con LED, implementamos la batería interna para el encendido de los focos LED cuando la energía de la red convencional se halla ido y las colocamos en una porta pilas, como vemos son pilas recargables de 1.5V.

Fig 33. Pilas recargables de 1.5V

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Ya que concluimos el sistema electrónico de nuestro proyecto ahora tenemos que colocarlo en una caja de madera como vemos en la gráfica, es una caja de 30x30cm. La cual nos ayudara para la protección de nuestro circuito y también para colocar las boquilla E27, el porta fusible y el foco de luz piloto.

Fig 34. Caja de madera de 30x30 cm

Colocamos las boquillas E27 para colocar los focos LED y como vemos los cables e la boquilla la ponemos en el interior de la caja para realizar las conexiones.

Fig 35. Colocación de las boquillas E27 en la caja.

Como observamos en la gráfica de abajo ya tenemos colocadas las boquillas en la caja tenemos dos en los extremos y una frontal para lograr asi una mejor distribución de la luz de los LED.

Fig 36. Forma de colocación de las boquillas E27.

Ahora comenzamos a soldar los componentes de nuestro circuito en un a baquelita perforada como vemos en la figura. Con esto logramos que nuestro circuito quede más seguro antes movimiento de los componentes.

Fig 37. Componentes electrónicos en la baquelita perforada.

Observamos en la gráfica como se realiza la soldada de los componentes electrónicos en la baquelita donde utilizamos un cautín y un estaño para pegarlos en la baquelita.

Fig 38. Forma de soldar los componentes en la baquelita.

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Lo siguiente que se realizaremos es las conexiones internas de la baquelita tanto con las boquillas el porta fusible y el foco de luz piloto y aparte de eso la alimentación de energía de la red.

Fig 39. Conexión interna de los componentes.

Por ultimo tenemos terminado nuestra lámpara de emergencia con led como vemos en la gráfica a están colocados los focos LED, también está el foco de luz piloto donde este nos indica si nuestro circuito está conectada a la red de alimentación o no, otro punto también es que en la parte superior de nuestra caja está un LDR donde esta nos activa el circuito en la noche.

Fig 40. Figura de la lámpara de emergencia con LED

CÁLCULOS PARA NUESTRO CIRCUITO.

Para poder hacer este proyecto también necesitamos de cálculos para no tener inconvenientes como sobrecalentamiento de nuestros componentes electrónicos para lo cual realizamos lo siguiente. Lo primero que haremos para realizar el circuito del LDR es lo siguiente para activar o no a los focos LED

Fig 26. Circuito en Protoboard de la primera parte con el LDR

Cálculos para el circuito.

R1=33KΩ V CC=12V hfE=100 V CE=6V LDR con luz=10KΩ LDR con luz=500KΩ

Cálculos con luz.Calcular vTH

vTH=RLD

RLD+R1∗V

vTH=10K

(43)KΩ∗12V

vTH=2.7V

Calcular RTH

RTH=R1∗R2R1+R2

RTH=(10∗33)KΩ(10+33)KΩ

RTH=7.67KΩ

Cálculos sin luz.Calcular vTH

vTH=RLD

RLD+R1∗V

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vTH=500K

(533)KΩ∗12V

vTH=11.25V

Calcular RTH

RTH=R1∗R2R1+R2

RTH=(500∗33)KΩ(500+33)KΩ

RTH=30.45KΩ

Calcular IB

IB=11.25−0.7 v

30.95KΩ

IB=10.55v

30.95kΩ

IB=340uA

Simulación del circuito de la primera parte en multisim.

V212 V

R21kΩKey=A

50%

D11N4004

S1MOTORM

Q1

2N3904

R433kΩ K

K1

EMR011A24

Fig 28 simulación del circuito en multisim.

V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Conclusiones.

Es importante incursionar en estos tipos de proyectos para nuestra carrera como son los sistemas de iluminación con

diodos LED de alta luminosidad. En la actualidad es transcendental cambiar el tipo de iluminación que se tiene por diodos LED de alto rendimiento, menor costo y amigables con el medio ambiente. Las limitaciones de las baterías son unos de los problemas que tienen las lámparas de emergencia tradicionales ya que su duración es corta por tal motivo se ha hecho indispensable la elaboración de otro tipo de iluminación para asi lograr una mayor duración de las baterías.

En el transcurso de la elaboración del proyecto se han aplicado los conocimientos de electrónica analógica como la implementación de circuitos con transistores, fotorresistor o LDR, relés, diodos rectificadores, entre otros componentes más. El diseño electrónico es otro factor importante para lograr que el proyecto funcione correctamente ya que se contó con simuladores como el multisim para observar si nuestro circuito funcionaba correctamente.

CONCLUSION

It is important inroads into these types of projects for our careers such as lighting systems with high brightness LEDs . Today is transcendental change the type of lighting that has LED diodes high performance, lower cost and environmentally friendly . The limitations of the batteries are some of the problems with traditional lamps emergency and its duration is short for that reason it has become an essential need for other types of lighting so more battery life achieved.

During the development of the project have been applied knowledge of analog electronics as the implementation of circuits transistors, photoresistor or LDR, relays, rectifier diodes , among others components. The electronic design is another important make the project work properly factor as it had multisim simulators like to see if our circuit worked properly.

Recomendaciones.

Una de las recomendaciones seria de contar con un poco más de tiempo para poder realizar nuestro proyecto ya que tuvimos algunos inconvenientes con otras materias y por tal motivo se nos ha hecho un poco pesado el desarrollo de nuestro proyecto.

VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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http://es.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9gimen_transitorio_(electr%C3%B3nica)

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http://www.fisicapractica.com/transitorios-rc.php

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http://webs.uvigo.es/enrique.sanchez/PDFs/112_TemaII-Transitorio.pdf.

http://es.wikipedia.org/wiki/Fusible http://www.ecured.cu/index.php/Fusibles http://www.electronicaaranda.com/store/index.php?

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http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_el%C3%A9ctrico http://www.areatecnologia.com/EL%20MOTOR

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%C3%B3n http://www.unicrom.com/cir_luz-emergencia-

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luz-led-ya-tiene-50-anos