Informe Final del Proyecto

Colegio:

Vocacional Monseñor Sanabria.

Especialidad:

Electrotecnia.

Sub Área:

Control de Maquinas Eléctricas.

Tema:

Tarjeta de 9 leds de alta luminosidad conectados a 120V

Profesor:

Luis Fernando Corrales Corrales.

Estudiante:

Marvin Daniel Arley Castro.

Sección:

11-9.

Fecha de Entrega:

28/03/2014.

Introducción

El siguiente proyecto se realizara con un trabajo que consista en una parte previa de investigación en el que se deberá adquirir conocimiento con el fin de poder realizar la parte práctica que consistirá en elaborar una tarjeta de 9 leds de alta luminosidad conectados a 120Voltios, la cual servirá como una señalización.

El proyecto se deberá realizar utilizando además de los leds, componentes como diodos, resistencias y terminales de block que se especificaran más adelante.

Este proyecto tendrá como función servir como una tarjeta indicadora de señalización mediante el uso de los Leds, estos estarán en tríos de un mismo color, verde, amarillo y rojo. Su funcionamiento se basa en que cuando la placa está montada en su énfasis de funcionamiento con un especifico circuito, la luz roja significa que algo anda mal o sea hay peligro, cuando la luz esta en amarillo algo no funciona como debe, indica precaución y cuando alumbra verde significa que el circuito colocado está funcionando correctamente.

Este proyecto se realizara en una placa de bakelita en donde se montara el circuito a utilizar, para posteriormente iniciar su ensamblaje y estañar los componentes, además se montara en un chasis hecho de acrílico para su protección.

Justificación

El motivo del siguiente proyecto es realizar una señalización que se utilice en futuros proyectos de automación y en circuitos en los cuales se desee utilizar esta placa, con la función principal de servir como un método de seguridad y con el cual se pueda realizar un trabajo más seguro.

El proyecto se realiza con el fin de poseer una útil placa de señalización para utilizarla en trabajos de automatización, este trabajo servirá como un método de alerta ante eventualidades que se puedan dar en estos procesos, de ahí viene su importancia para su realización.

El anteproyecto se realiza por la razón principal de que es un paso muy importante para el proceso de elaboración de un proyecto y se realiza con el fin de presentarlo antes para comprobar que se ha hecho un análisis inicial adecuado del trabajo para la presentación del mismo, además al realizarlo se adquiere un conocimiento primordial de lo que se hará después y de esta manera uno se ayuda para la presentación del montaje solicitado en el proyecto, confiando en presentarlo de buena manera por lo hecho con anterioridad.

El problema planteado seria como se conectaran 9 diodos leds a 120 Voltios sin que se quemen, y aúnmás importante, que funcionen.

El proyecto cuando finalice su elaboración se verá que los diodos leds quedaran protegidos de una buena manera, por medio de la colocación de

diodos y resistencias de un valor específico, los cuales protegerán a los mismos.

Al investigar sobre el proyecto se observara y encontrara la manera adecuada de realizar el circuito con el fin de hacer funcionar los 9 leds.

-Impacto a corto mediano plazo largo:

El proyecto realizado ayuda a la comprensión de los problemas planteados y mejora conocimientos acerca de ciertos componentes usados en la electrónica. Además realizado el proyecto se tendrá una útil tarjeta de 9 leds indicadora, la cual se podrá utilizar en futuros trabajos.

Lo que vamos a hacer nos beneficia de modo que así obtendremos un mejor entendimiento del uso de los leds, diodos y resistencias, además de realizar una tarjeta de 9 leds de alta luminosidad, la cual será útil para diversas aplicaciones.

-El interés del proyecto es realizar una tarjeta de 9 leds de alta luminosidad conectados a 120 Voltios, para observar su funcionamiento y aplicar sus utilidades como el uso para indicador, además la novedad del proyecto sería la utilización de leds conectados a 120 V, lo cual no es muy habitual.

Marco Teórico

En el marco teórico se explicaran los componentes utilizados para la elaboración del proyecto y además se explicara lo necesario para su realización.

-Diodo LED:

Los leds se usan como indicadores en muchos dispositivos y en iluminación.

-Existen tres formas principales de conocer la polaridad de un Led:

.La pata más larga siempre va a ser el ánodo.

.En el lado del cátodo, la base del Led tiene un borde plano.

.Dentro del Led, la plaqueta indica el ánodo. Se puede reconocer porque es más pequeña que el yunque, que indica el cátodo.

-Funcionamiento:Cuando un Led se encuentra en polarización directa, los electrones pueden recombinarse con los huecos en el dispositivo, liberando energía en forma de fotones. Este efecto es llamado electroluminiscencia y el color de la luz (correspondiente a la energía del fotón) se determina a partir de la banda de energía del semiconductor.

- Características: Los leds se especifican por el color o longitud de onda de la luz emitida, la caída de voltaje directa (VF), el voltaje máximo inverso (VR), la máxima corriente directa (IF) y la intensidad luminosa. Típicamente VF es del orden de 1,6V a 2,8V y VR del

orden de 4V a 5V. Entre mayor sea la corriente aplicada mayor es el brillo, y viceversa. El valor de VF depende del color, siendo mínimo para Leds rojos y máximos para leds azules.

-Medidas de Protección: Los diodos deben estar protegidos mediante una resistencia en serie, para limitar la corriente a través suyo a un valor seguro, inferior a la IF máxima. Los leds deben también protegerse contra voltajes inversos excesivos, por ejemplo un voltaje inverso superior a 5V causa generalmente su destrucción inmediata.

Para el caso del proyecto se utilizaran diodos leds de alta luminosidad.

-Diodo 1n4007:

El diodo 1N4007, el cual será utilizado para el proyecto, conduce una corriente máxima de 1 Amperio y soporta una tensión inversa de 1000 Voltios. Se utiliza para rectificar a la frecuencia de la red (50 o 60 Hz). Suele ser de plástico.

La polaridad del diodo rectificador se reconoce sabiendo que la banda plateada es el cátodo y que por consiguiente el otro lado seria el ánodo.

-Funcionamiento: Un rectificador como este es el componente que permite convertir la corriente alterna en corriente continua en polarización directa, este proceso se llama rectificación, es un diodo de baja potencia dado que maneja corrientes menores de 1 Amperio.

-Resistencia:

-Funcionamiento: La principal función que tiene este componente es disipar energía en un circuito por efecto joule.

Su aplicación es diversa ya que un arreglo de resistencias puede ser utilizado para disminuir la corriente que fluye por un cable o para establecer una caída de voltaje en algún otro elemento de un circuito. Una resistencia se opone al flujo de electrones, al pasar la corriente por ella se calienta según los amperios que circulen. Controla el flujo de electrones y se usa como divisor de tensión o como un limitador al paso de voltaje o corriente en un circuito.

Las resistencias poseen un código de colores para determinar su valor especifico, en el caso del proyecto se usaran 9 resistencias de 27k de ½ watt, su valor permitirá el buen funcionamiento del circuito protegiendo a los leds.

-Conectores de Block:

En el caso del proyecto se utilizaran terminales de block de tres pines, los cuales tendrán como función servir de conectores con el circuito.

-Discusión de Resultados Obtenidos:

Los resultados obtenidos durante la elaboración del proyecto han sido buenos, ya que con esto he logrado adquirir nueva experiencia en el uso de los Leds, además de poder realizar un trabajo que me servirá para futuros proyectos y practicas relacionadas con la especialidad (automatización), si bien me he equivocado en algunos detalles del trabajo realizado, creo que lo he finalizado de buena manera, ya que la placa de señalización ha funcionado de buena manera, y los procesos previos para su elaboración se han realizado con satisfacción.

A continuación se observa un diagrama con el que seguí la elaboración del circuito en la placa:

Aquí observamos una imagen de las pistas ya estañadas del circuito ya realizado:

Además en la siguiente imagen se muestra el circuito del proyecto montado en una protoboard con el fin de probar bien el mismo antes de su montaje final:

Para finalizar, el montaje del proyecto se realizara en una placa de cobre como se observa en la imagen de abajo, además de realizar el proceso conocido de dibujar el circuito en la placa con un pilot, sumergir y mezclar la placa con ácido muriático y agua oxigenada, para que quede impreso el circuito realizado, y luego realizar los huecos para los componentes, estos se deberán soldar y luego se podrá pasar una capa de esmalte a la placa (opcional) con el fin de cuidar su no deterioro por oxidación, finalmente se elaborara un chasis para el proyecto ya finalizado.

Por último obtenemos el resultado final del proyecto ya realizado en las siguientes imágenes, con el chasis ya incluido:

-Precios, Costos del Proyecto (Presupuesto):

Leds: 250 colones cada uno.

Diodos: 25 colones cada uno.

Resistencias: 4 colones cada una.

Conectores de Block: 30 colones la unidad.

Placa de cobre: 700 colones la pieza.

Tornillos para Chasis (con tuercas y empaques): 740 colones en total con tuercas y arandelas.

-Bibliografía:

http://es.wikipedia.org/wiki/

http://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=

http://www.slideshare.net/dispositivos-semiconductores

Floyd, Thomas L., Principios de Circuitos Eléctricos, Pearson Educación, México, 2007.

Conclusiones

- Concluyo que el trabajo elaborado tendrá una función para poder utilizarlo en trabajos de automatización como una placa de Leds señalizadora.

- Una conclusión del proyecto sería el aprendizaje logrado durante la elaboración del mismo adquiriendo y mejorando los conocimientos sobre los componentes trabajados.

- Se logran realizar las maneras propuestas para solucionar el problema planteado al inicio del trabajo, con lo cual se logra realizar el funcionamiento de los 9 leds conectados a 120V.

- Durante la elaboración del proyecto se adquieren nuevos conocimientos sobre el tema tratado, por ejemplo se aprende los valores de resistencias que se deben usar para conectar a 120 Voltios diodos leds de alta luminosidad.

- Logre comprobar que los diodos rectificadores funcionan de manera tal, que protegen al LED contra la tensión inversa, eso sí, el valor debe ser especifico, en este caso un diodo rectificador 1N4007, el cual soporta una tensión inversa de 1000 Voltios.

- También comprobé que los resistores cumplen la función de proteger al LED de buena manera, ya que colocándolos en serie con los mismos protegen limitando la corriente a través del LED a un valor seguro.