SEP
CARRERA ING. EN INFORMÁTICA MATERIA
AUDITORIA INFORMÁTICA
REPORTE DE PROYECTO CARACTERÍSTICAS Y OPERACIONES DE FACILITADOR: DOCENTE: HECTOR HECTOR ANGEL MARTINEZ MARIANO MARIANO
Alumnos: OLIVER MÁRUEZ SERRANO EDSON RA R AVELLI TORRE!LANCA "IMENEZ
SEMESTRE VII CD. ALTA ALTAMIRANO# MIRANO# GRO A DE $% DE DICIEM!RE DEL &$'( . SUBSECRETARIA DE EDUCACION SUPERIOR DIRECCION GENERAL DE EDUCACION SUPERIOR TECNOLOGICA
INTRODUCCION: Viendo la problemática que tenemos muchos de los estudiantes y trabajadores que hacemos trabajos en computadora durante las noches y que no solo con tareas sino que también tenemos la problemática de ahorrar energía para cuidar el gasto que se hace. Por eso nos dimos a la tarea de iniciar este proyecto, que desde el principio de implantación de la idea, se quiso cubrir ambas necesidades , el de iluminar y ahorrar energía al mismo tiempo. Buscando algunas posibles soluciones nos topamos con esta tecnología de luces Leds, que a pesar de ser peque!as , tienen la capacidad de iluminar per"ectamente un área especi"ica y además nos permite ahorrar energía, ya que no consume ni la mitad de lo que consume una bombilla de las que usamos en nuestro hogares.
Just i ficaci ón. #ctualmente el uso irresponsable de los a$ances tecnológicos y la cultura consumista mundial, han deteriorado irremediable de nuestro medio ambiente, al grado que las inno$aciones tecnológicas buscan remediar todos los problemas causados, la contaminación, la de"orestación, calentamiento global entre otros. % han emergido el reciclado y reutili&ación de productos, así como el uso de energías reno$ables. 's por esto que en este proyecto se plantea la construcción de una lámpara de leds para la reducción del coste monetario y medio ambiental, ya que aunque la in$ersión inicial pudiera parecer "uerte económicamente( haciendo un análisis a mediano pla&o se $e un ahorro signi"icati$o en el pago de la energía eléctrica y sobre todo hay una ahorro en la producción de la misma, ya que para la producción de energía eléctrica en los hogares, irremediablemente se sigue contaminando y utili&ando recursos no reno$ables. 'n )***, el +.- de la electricidad se produjo en centrales térmicas /con combustión de deri$ados del petróleo, gas natural y carbón0, el )-.1 en centrales nucleares, )-.2 en hidroeléctricas y ).+ mediante otras "uentes de energía. % solo el 13 de la producción de energía son reno$ables /4'# 13310. Por tal moti$o es de suma importancia lograr un ahorro signi"icati$o en el consumo de la energía para así
logra que se sigan consumiendo y gastando el material no reno$able y por su puesto disminuir la contaminación que se genera con la producción de la misma.
Obj et i v os.
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5ise!ar una lámpara de L'5s de bajo consumo de energía que redu&ca el pago de lu& #nali&ar el dise!o mediante la simulación por computadora 6enerar una propuesta para producción de la lámpara y sustituirlas en los hogares
Mar coTeór i co Defini ci óndeLámpar adeLEDs
7na l)m*+,+ - l- es una lámpara de estado sólido que usa L'5s /5iodos 'misores de Lu&0 como "uente luminosa. 5ebido a que la lu& capa& de emitir un led no es muy intensa, para alcan&ar la intensidad luminosa similar a las otras lámparas e8istentes como las incandescentes o las "luorescentes compactas, las lámparas de led están compuestas por agrupaciones de led, en mayor o menor n9mero, seg9n la intensidad luminosa deseada.
Apl i caci onesdel asl ámpar asdeLEDs
#ctualmente las l)m*+,+s - l- se pueden usar para cualquier aplicación comercial, desde el alumbrado decorati$o hasta el de $iales y jardines, presentado ciertas $entajas, entre las que destacan su considerable ahorro energético, arranque instantáneo, aguante a los encendidos y apagados continuos y su mayor $ida 9til, pero también con ciertos incon$enientes como lo es su ele$ado costo inicial. Los diodos "uncionan con energía eléctrica de corriente continua /::0, de modo que las lámparas de L'5 deben incluir circuitos internos para operar desde el $oltaje :# estándar. Los L'5 se da!an a altas temperaturas, por lo que las lámparas de L'5 tienen elementos de gestión del calor, tales comodisipadores y aletas de re"rigeración. Las lámparas de L'5 tienen una $ida 9til larga y una gran e"iciencia energética, pero los costos iniciales son mas altos que los de las lámparas "luorescentes.
Descr i pci óndel at ecnol ogí aLED
La iluminación de propósito general necesita lu& blanca. Los L'5 emiten lu& en una banda de longitudes de onda muy estrecha, "uertemente coloreada. 'l color es característico de la banda prohibida de energía de un material semiconductor usado para "abricar el L'5. Para emitir lu& blanca es preciso combinar L'5 de lu& roja, $erde y a&ul, o usando "ós"oro para con$ertir parte de la lu& a otros colores. 'l primer método /L'5 ;6B0, usan m9ltiples chips de L'5 cada uno emitiendo una longitud de onda di"erente en las pro8imidades, para "ormar el amplio espectro de lu& blanca. La $entaja de este método es que la intensidad de cada L'5 puede ser ajustada para
des$entaja es la incapacidad para cambiar dinámicamente el carácter de la lu& y el hecho de que la con$ersión de "ós"oro reduce la e"iciencia del dispositi$o. 'l bajo costo y el desempe!o adecuado lo hace la tecnología más utili&ada para la iluminación general hoy en día. 7n solo L'5 es un dispositi$o de estado sólido de baja tensión /$oltaje0 y no puede "uncionar directamente en una corriente alterna estándar sin alg9n tipo de circuito para controlar el $oltaje aplicado y el "lujo de corriente a tra$és de la lámpara. 7na serie de diodos y resistores /resistencias0 podrían ser usados para controlar la polaridad del $oltaje y limitar la corriente, pero esto es ine"iciente, ya que la mayoría de la tensión aplicada se desperdicia en "orma de calor en la resistencia. 7na cadena 9nica de L'5 en serie podrían minimi&ar la pérdida de la caída de tensión, pero la "alla de un solo L'5 podría e8tinguir toda la cadena. 'l uso de cadenas en paralelo redundantes incrementa la "iabilidad, usándose com9nmente tres cadenas o más. Pueden ser 9tiles para la iluminación del hogar o en espacios de trabajo, un n9mero de L'5 debe ser colocados juntos en una lámpara para combinar sus e"ectos de iluminación. 'sto es porque cada L'5 emite solamente una "racción de la lu& de las "uentes de lu& tradicionales. :uando se utili&a el método de la me&cla de colores, puede ser di"ícil de lograr una distribución de color uni"orme, mientras que la adaptación de L'5 blancos no es crítica para el equilibrio de color. #demás, la degradación de L'5 di"erentes en $arios momentos en una lámpara de colores combinados puede producir una salida de color uni"orme. Las lámparas de L'5 usualmente consisten en grupos de L'5 en una cubierta con dispositi$os electrónicos, un disipador y óptica.
Fuent edeal i ment aci ónpar al ámpar asdeLEDs
'n electrónica, una /un0 - +l1mn0+213n es un dispositi$o que con$ierte la tensión alterna de la red de suministro, en una o $arias tensiones, prácticamente continuas, que alimentan los distintos circuitos del aparato electrónico al que se conecta /ordenador , tele$isor , impresora, router , etc.0.
Cl as i fic aci ón Las "uentes de alimentación, para dispositi$os electrónicos, pueden clasi"icarse básicamente como "uentes de alimentación lineales y conmutadas. Las lineales tienen un dise!o relati$amente simple, que puede llegar a ser más complejo cuanto mayor es la corriente que deben suministrar, sin embargo su regulación de tensión es poco e"iciente. 7na "uente conmutada, de la misma potencia que una lineal, será más peque!a y normalmente más e"iciente pero será más compleja y por tanto más susceptible a a$erías. Para el caso de la lámpara de leds es necesario utili&ar una "uente de alimentación lineal.
Fuent esdeal i me nt ac i ónl i nea l e s Las "uentes lineales siguen el esquema= trans"ormador , recti"icador , "iltro, regulación y salida. 'n primer lugar el trans"ormador adapta los ni$eles de tensión y proporciona aislamiento gal$ánico. 'l circuito que con$ierte la corriente alterna en continua se llama recti"icador , después suelen lle$ar un circuito que disminuye elri&ado como un "iltro de condensador . La regulación, o estabili&ación de la tensión a un $alor establecido, se consigue con un componente denominado regulador de tensión. La salida puede ser simplemente un condensador . 'sta corriente abarca toda la energía del circuito,esta "uente de alimentación deben tenerse en cuenta unos puntos concretos a la hora de decidir las características del trans"ormador.
Vent aj as de l as LEDs f r ent e a l a ment i r a de l as l ámpar as de baj o consumo 'n realidad, las lámparas de bajo consumo no han $enido a descubrir el agujero del mate, porque básicamente son 14u+ls + los 516os 7 s*+n0osos 0u8os /luo,s2n0s que se usan desde hace más de medio siglo. #mbos dispositi$os de iluminación emplean un recubrimiento de ó8ido de mercurio en su pared
interior, más un a!adido de "ós"oro que se e8cita con la ele$ada corriente que corre entre sus electrodos y produce la lu&. Los $iejos balastos de los tubos "uncionan a 23 o +3 >& /o ciclos por segundo0, por lo que la "recuencia de encendido y decaimiento del "ós"oro es de 23 >& y eso produce algunos incon$enientes en talleres que usan tornos y otras máquinas rotati$as y algunas $eces han sido causa de accidentes menores o gra$es en los operarios. ?e debe a que 23 >& está muy cerca del tiempo de persistencia de la sensación en la retina /)@)+ de segundo0 y el tiempo de demora del "ós"oro para disminuir o aumentar su luminancia agra$a el problema. Las nue$as lámparas de bajo consumo son "luorescentes que tienen una "orma más compacta, tienen el balasto incluido dentro de su a9n $oluminoso &ócalo, y las más baratas siguen con su "recuencia de 23A+3 >& de encendido apagado. Las más caras y modernas que no $ienen de :hina, por supuestoA tienen balastos que trabajan en la "recuencia de los 1333 >&, por lo que el problema de $isión titilante es totalmente eliminado. Pero poco se ha anali&ado el problema del mercurio y el "ós"oro, tanto en los $iejos tubos como en las modernas malditas bombitas de bajo consumo. 'l pol$illo blanco que recubre su interior es ó8ido de mercurio y "ós"oro. ;esulta sorprendente y paradójico que 6reenpeace haya participado muy acti$amente en el pasado en campa!as para la eliminación y reciclado de las pilas eléctricas, y toda$ía lo sigue haciendo /aunque las pilas de ó8ido de mercurio se dejaron de "abricar desde más o menos )*C- trate de comprar una pila de mercurio y cuénteme si la encuentra0, pero no se haya percatado ni alertado acerca del peligro o los riesgos para la salud que surgen de los tubos "luorescentes que se rompen a diario en la #rgentina y las lámparas de bajo consumo que patrocina en esta su nue$a sospechosa campa!a. 'n 'stados 7nidos se usan las lámparas de bajo consumo desde hace a!os, aunque se están promocionando actualAmente la tecnología L'5, que no contiene mercurio o "ós"oro, tienen menor consumo que las "luorescentes, mejor rendimiento, menor costo y mayor duración. Pero parece que ni el gobierno ni 6reenpeace se han actuali&ado lo su"iciente como para recomendar el uso de esta nue$a e inno$adora tecnología en lugar de una que tiene ya más de medio siglo de antigDedad. Pero es claro que no se le pueden pedir peras al olmo.
¿Cómosonl osLEDs? >ay dos maneras de "abrica una lámpara L'5 /Light emittingdiode, o diodos emisores de lu&0. 7no de ellos me&cla m9ltiples longitudes de onda de di"erentes
L'5s para producir lu& blanca, permitiendo al "abricante ajustar la lu& blanca a una temperatura especí"ica de color, en el caso de las hogare!as, a una temperatura de entre C33 y 2333E Fel$in, mientras más alta la temperatura F, más a&ulada será la lu&, y mientras más baja sea dará lu& más cálida o roji&a0. 'l segundo método usa L'5s con un compuesto de 4ndioA6alioAGitride /4n6aG0 con una capa de "ós"oro para crear lu& blanca. 'ste es el método más usad para "abricar los L'5 blancos. >ay "ábricas de L'5s, como la Philips holandesa, que "abrican lámparas que cubren un amplio espectro, entre los 1-33 F y los )3,333 F, es decir, entre una lu& bastante rojoAamarillenta y una sumamente a&ulada. ;ecordemos que la lu& solar de mediodía tiene una temperatura de entre 2,+33 a +,333 F. Los L'5s son arte"actos electrónicos de estado sólido, y son ampliamente usados en todos los aparatos electrónicos, radios, grabadores, computadoras, y en multitud de objetos de uso diario, donde se $en esos puntitos luminosos indicando que un aparato está encendido.
Gast odeener gí aenLEDs Los L'5s con$ierten la energía eléctrica directamente a una lu& de un solo color. #sí hay L'5s rojos, $erdes, a&ules, amarillos, etc. Porque emplean una tecnología de generación de lu& "ría, los L'5s no gastan energía en "orma de calor que no produce lu&. 'n comparación, una bombita incandescente emite en la banda del in"rarrojo /no $isible0 una gran porción de la energía que produce. :omo resultado, tanto las incandescentes como las "luorescentes producen una gran cantidad de calor que es un desperdicio de energía. #demás de producir lu& "ría, los L'5s= Pueden ser alimentados a partir de baterías portátiles, pilas o a9n un panel
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solar. • •
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?on de tama!o peque!o y resistente a los golpes. Hienen un muy rápido tiempo de encendido /+3nano segundos $ersus )3 milisegundos para las incandescentes, y ) segundo o más para las "luorescentes0 Hienen una e8celente rendición de color y presentan bajo a nulo peligro de shocI eléctrico porque trabajan en el rango de 2 a )1 $oltios, corriente continua.
Cont ami naci óndel asl ámpar asdebaj oconsumo Las lámparas ahorradoras "luorescentes ponen en peligro la salud de los acuí"eros ya que contienen 2 mg de mercurio. Por ejemplo, el mercurio de una micropila puede contaminar +3.333 litros de agua, Jcuánta agua contaminan los 2 mg de mercurio que tiene cada lámpara de bajo consumo 5icen los diarios= <'s necesario hacer conocer a la población que las lámparas de bajo consumo contienen una carga de 2 miligramos de mercurio y también "ós"oro y que ambos agentes son contaminantes y con e"ectos noci$os para la salud<, e8presó la ingeniera 6raciela 6erola, de la #gencia de Protección #mbiental de Buenos #ires. 'n el 4nstituto Gacional de Hecnología 4ndustrial /4GH40 descartaron que estos "ocos encierren alg9n peligro para la salud. 'n cambio, ad$irtieron, luego de anali&ar el "uncionamiento de 2KK lámparas de bajo consumo en el laboratorio de luminotécnia del :entro de ísica y Metrología que la mayoría
Elahor r odeener gí a La e"iciencia energética es sin duda su gran atracción de cara a clientes comerciales como los hoteles, pero los L'5s a9n tienen otra gran $entaja= duran hasta 23.333 horas, seg9n a"irman los "abricantes. #mpliamente por encima de las )3.333 horas que duran los "luorescentes y de las ).333 horas que duran las incandescentes. Go tener que en$iar al bedel a rempla&ar las bombillas "undidas implica también un ahorro en costes de mantenimiento. ?e considera que a apro8imadamente a las 23.333 horas, es cuando su "lujo decae por debajo del -3 de la inicial, eso signi"ica apro8imadamente + a!os en una aplicación de 1K horas diarias +2 días@a!o. 'sto permite una reducción enorme de costes de mantenimiento ya que no se necesita reempla&arlas, por lo que el :oste de 4luminación es mucho menor.
#simismo, por su naturale&a el encendido se produce instantáneamente al )33 de su intensidad sin parpadeos ni periodos de arranque, e independientemente de la temperatura. # di"erencia de otros sistemas no se degrada por el n9mero de encendidos. 'l 2on0,ol - los l-s es otro de los "actores importantes. 5ada su naturale&a son "ácilmente controlables, pudiendo producir e"ectos y permitiendo controles de energía que con otros dispositi$os es más di"ícil y caro de obtener. Por otra parte los dispositi$os L'5 son ecológicos ya que no contienen mercurio, tienen una duración mayor, ahorran gran cantidad de energía, un punto signi"icati$o a tener en cuenta en las instalaciones y especialmente en las de tipo p9blico, y no producen casi contaminación lumínica, otro aspecto importante en aplicaciones publicas y especialmente de trá"ico.
Hi st or i adel asLámpar asdeLED :on el ad$enimiento de los L'5 comerciales en los a!os +3, sin embargo, una nue$a clase de iluminación llegó a estar disponible. Los L'5 pueden consumir menos electricidad que la iluminación con$encional y pueden producir menos del calor a consecuencia del subproducto. ?in embargo, los sistemas comerciales del L'5 no son actualmente tan e"icientes como la iluminación "luorescente. Vea la e"icacia luminosa para una comparación. Los L'5 iniciales eran rojos en color, con las $ariantes amarillas y anaranjadas siguiendo pronto después de eso. Producir un dispositi$o blanco del ??L, sin embargo, un L'5 a&ul era necesario, el cual "ue descubierto más adelante con la ciencia material e in$estigación y se desarrollo e8tensi$amente. 'n )**, ?hujiGaIamura de las industrias químicas de Gichia subió con un L'5 a&ul usando el nitruro del galio /6aG0. :on esta in$ención, era posible ahora crear la lu& blanca combinando la lu& de L'5 separados /rojo, $erde, y a&ul0, o colocando un L'5 a&ul dentro de un paquete especial con un "ós"oro ligero interno de la con$ersión A algo de la salida a&ul llega a ser roja y $erde con el resultado que la emisión ligera del L'5 aparece blanca al ojo humano. 'l ??L /L'5 de lu& blanca0 ha sido descrito por el Ministerio de 'stados 7nidos de 'nergía como la tecnología que emergía giratoria que promete alterar encenderse en el "uturo. 's la primera nue$a tecnología de la iluminación a emerger adentro sobre K3 a!os y, con sus rendimientos energéticos y ahorros de costo, tiene el potencial de sustituir muchos accesorios e8istentes de iluminación.
Compar aci ón Tecnol ógi ca de Lámpar as de Baj o ConsumoyAhor r ador es
Las
lámparas
incandescentes
(bombillas) :rean
la
lu&
"uncionando
con
electricidad a tra$és de un "ilamento "ino, de tal modo calentando el "ilamento a una muy alta temperatura y produciendo la lu& $isible. 'l proceso incandescencia, sin embargo, se considera altamente ine"ica&, sobre el *C de su energía se emite como lu& in"rarrojo in$isible /o calor0. Las lámparas incandescentes, sin embargo, son relati$amente baratas de producir. La esperan&a de $ida típica de una lámpara incandescente es alrededor ).333 horas. Las lámparas fluorescentes (bombillas) uncionan pasando electricidad a tra$és del $apor de mercurio, que alternadamente produce la lu& ultra$ioleta. La lu& ultra$ioleta entonces es absorbida por un "ós"oro que se cubre dentro de la lámpara, haciéndola brillar intensamente, y e8pedir lu& "luorescente. Mientras que el calor generado por las lámparas "luorescentes es mucho menor que sus contrapartes incandescentes, las e"icacias toda$ía se pierden en la generación de la lu& ultra$ioleta y con$ertir esta lu& en lu& $isible. #demás, el mercurio es perjudicial a la salud, y debido a una ruptura de la lámpara, la e8posición a la sustancia puede ser peligroso. Las lámparas "luorescentes son típicamente de cinco a seis $eces más caras a comparación de las lámparas incandescentes,
pero tienen $idas alrededor de )3.333 horas, duran )3 $eces más que la bombilla con$encional. El SSL (LED de luz blanca) #lcan&a su propósito agrupando mas L'5 peque!os en una manera ordenada, de tal modo creando una $iga uni"icada. 'l ??L se puede abarcar del L'5 blanco, o de unos que sean me&cla de di$ersos colores de L'5, se me&clan para producir la lu& blanca o similar. Las $entajas inherentes del ??L son iguales que las de un L'5. Las $entajas incluyen= • • •
Al0+ -u,+81l1-+- A ning9n "ilamento o tubo que se pueda romper( Al0+ 51-+ A los L'5 duran apro8imadamente 23,333 a )33.333 horas( Consumo - 8+6+ l20,121-+- A ;educción en el pago de su pro$eedor de ser$icios eléctricos(
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Fl9181l1-+- n l 0+m+o A Por su tama!o usted puede utili&ar $arios L'5s en un mismo dispositi$o, dependiendo de la iluminación que requiera( !+6+ 4n,+213n - 2+lo, A 'l ??L genera menor calor a comparación de las bombillas tradicionales. Hambién debido a su bajo consumo de energía. 'l L'5 puede ser encendido por medio de celdas solares de carga las cuales pueden abastecer el mismo por un tiempo prolongado. ?u uso está siendo muy importante en cuestiones de $ialidad y tránsito.
Di señodel al ámpar adeLEDs 'l dise!o de la lámpara de leds se basa en las características técnicas de los mismos, de tal manera que un led requiere $olts apro8imadamente para su óptimo "uncionamiento. Por lo tanto se propone crear una "uente de alimentación de )1 V para así, comentar cuatro bloques de cuatro leds en serie como lo muestra la "igura siguiente. 'n base a esto, se utili&a el siguiente material.
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Hrans"ormador a )1V de salida )33 m#. Puente de diodos a ) #mpere :apacitor 1133 u ;esistencia 113 ohms Leds
Si mul aci ón 'ste circuito "ue simulado mostrando que los leds se encienden y tienen un consumo de corriente de 1C.KCm# y .-1 $olts lo cual entra dentro del rango especi"icado en las hojas de datos. La lámpara en total consume )3*.- m# de corriente y )K.+ $olts. 5ando una potencia de ).+N de potencia de consumo de la lámpara.
Consumor ealdel al ámpar adel eds Las mediciones obtenidas del multímetro indican que la lámpara tiene un consumo de corriente de )K1m# y )Volts, dando una potencia de ).CK+Natts.
142 mA consumo de corriente 13 v voltaje Potencia = corriente eléctrica x voltaje
Potencia= (.142 A)(13) =1.846 watts Arox. 2 watts de consumo (medido con mult!metro)
LAMPARA TERMINADA Concl usi ones 'n conclusión se logro dise!ar y simular el circuito de la lámpara de leds, para después implementar el dise!o, obteniendo un alampara de leds ahorradora, la cual se puede sustituir por lámparas incandescentes y así mejorar el consumo de energía eléctrica.
Bi bl i ogr af í a Energía Internacional 2002, Administración de Información de energía
Páginas de internet:
5e"inición de L'5 http=@@es.OiIipedia.org@OiIi@L:#)mparaL'5 #rtículo= L'5s $s Lámparas de bajo consumo http=@@poOerled.com.co
#rticul!o= Lamparas de L'5 de Bajo :onsumo de 'nergía con Vida Larga http=@@OOO.pantallasled.com.m8
