tesis sistema electrónico automático

5/11/2018 tesis sistema electr nico autom tico - slidepdf.com

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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

PLAN DEL PROYECTO

PROPUESTO POR:

Leonardo Arellano

ÁREA DEL TEMA:

Electrónica

AUSPICIADO POR: FECHA:

1) Tema o Título del Proyecto

Diseño e Implementación de un sistema electrónico de a pagado y encendido

automático y manual para lámparas fluorescentes en el edif icio internado del

Instituto Nacional Mejía

2) Planteamiento del Problema

Una de las más importantes instituciones laicas del país ha sido pilar fundamental en la f or mación de bachilleres para la sociedad en el mundo

entero, el colegio Mejía, el cual posee un gran número de estudiantes ytra bajadores tanto en la sección diurna y nocturna, se ha visto invadido por un pro blema no solo interno sino que también se lo a precia en dif erentes instituciones pú blicas y privadas del mundo entero, el eléctrico. A pesar de que grandes cambios se han ido implementando para la generación de una energía eléctrica más limpia y amiga ble con el medio

ambiente y los programas gubernamentales y privados han ido al mismo tiempo mejorando la ef iciencia y el ahorro en el consumo de electricidad

de los productos eléctricos, se ve todavía un des pilf arro de dicha energía a causa de dif erentes as pectos. Básicamente nos enf ocaremos en el colegio Mejía que luego de un análisis exhaustivo, minucioso de las lámparas fluorescentes ubicadas en el edif icio internado en el cual funcionan los dos horarios de tra bajo (diurno y

nocturno), se pudo o bser var que de bido a la f alta de conciencia en los seres humanos , estas quedan prendidas luego de f inalizadas las clases, periodo

en el cual los docentes, alumnos y algunos tra bajadores de la institución horario diurno salen del edif ico sea para irse a la casa , almuerzo o tramites

distintos que cada uno tiene planif icado, es ahí en donde se pudo o bser var algunas horas considera bles en las que varias lámparas fluorescentes quedan

encendidas en pasillos y aulas vacías. Por otro lado en muchas ocasiones los alumnos de varios cursos y

Secciones de ben movilizarse a dif erentes puntos estratégico de la



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institución, ya sea por conf erencias, por clases de educación f ísica, por clases

que de ban reci bir en la boratorios o dif erentes situaciones programadas, y es aquí en donde también se ve el descuido por parte no solo de alumnos y

prof esores a cargo sino también de sus res pectivos ins pectores so bre ela pagado de las lámparas de las aulas.

Para f inalizar, hemos tomado en cuenta a la sección nocturna ya que esta inicia por las 6 de la tar de y f inaliza 10 y 30 , son las mismas

o bser vaciones que el de la sección diurna pero en menos intensidad ya que el pro blema es más notorio y los tra bajadores de turno están más pendientes

pero aún sigue persistiendo en menor grado el pro blema. Como consecuencia se puede o bser var per didas económicas cada mes en la

f acturación (implícitamente), en las lámparas que van reduciendo su vida útilal igual que los res pectivos balastros.

3) Formulación y Sistematización del Problema

1. Reco pilación de inf or mación necesaria so bre electricidad en li bros, tutores y demás medios.

2. Reco pilación de inf or mación necesaria so bre instalaciones eléctricas en li bros, tutores y demás medios.

3. Reco pilación de inf or mación necesaria so bre electrónica en li bros, tutores y demás medios.

4. Reco pilación de inf or mación necesaria so bre sistemas con micro procesadores en li bros, tutores y demás medios.

5.

Reco pilación de inf or mación necesaria so bre sensores en li bros, tutores y demás medios. 6. Realizar un chequeo minucioso de las instalaciones eléctricas,

lámparas, balastros, ca bles, puntos eléctricos, toma corrientes, etc. 7. Estudio detallado so bre la ideología de los estudiantes, prof esores,

funcionarios, pares de f amilia con res pecto al ahorro de energía

eléctrica. 8. Realizar un estudio detallado so bre el nivel de intensidad luminosa

necesario para cada pasillo, aula y of icinas del edif ico internado. 9. Calcular los valores de voltaje, corriente, potencias de cada lámpara,

necesarios para su funcionamiento.

10. Investigar las tecnologías a pro piadas y existentes que mejor se aco ple a los requerimientos esta blecidos en los puntos anteriores para

proceder al diseño del sistema electrónico. 11. Diseñar el sistema electrónico de a pagado y encendido automático de

lámparas fluorescentes. 12. Simular el sistema por un medio virtual para compro bación de

errores o modif icaciones que se de ba hacer.



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13. Ar mar el prototi po en el la boratorio. 14. Calcular el presupuesto de dicho proyecto para su implementación. 15. Compra de materiales. 16. Implementación del proyecto.

4) Objetivos de la Investigación

a)Objetivo General

Reducir las pér didas económicas al máximo posi ble, mediante el

diseño y la implementación de un sistema electrónico de a pagado yencendido automático

b) Objetivos Específicos

i. Aumentar el tiempo de vida útil de lámparas y balastros instalados en el edif ico internado del colegio Mejía. ii. Destinar el dinero so brante, del planif icado para consumo

eléctrico, en otras necesidades fundamentales que tenga elesta blecimiento.

iii. Ayudar al a pagado automático de las lámparas cuando la situación esta blecida lo amerite.

iv. Facilitar al guar dia de la sección nocturna el resguar do de la edif icación.

v. Disminuir el nivel de estrés en las personas ocasionado por elolvido de a pagar las lámparas.

5) Justificación del proyecto

a) Justificación Práctica

Este diseño es de gran importancia tanto en la tecnología como en el

mejoramiento del medio ambiente y de la institución ya que es un buen instr umento que ayudar á a reducir el consumo de la energía

eléctrica y a mejorar las necesidades del colegio destinando f ondos

económicos ahorrados que se generan con este sistema.

Las lámparas tienen un deter minado tiempo en horas de vida útil, en

muchos casos se o bser va que estas están encendidas en dif erentes lugares sin que se sienta su benef icio de alumbrado, es por eso que el

sistema contri buir á a la solución del pro blema a mediano y corto plazo



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El proyecto ir á concienciando a las personas so bre la importancia del

a pagado de las lámparas ya que de una u otra f or ma van ha darse cuenta el momento en que se encienda y se a pague la misma, así se

ir á inculcando la educación eléctrica implícitamente.

La seguridad e integridad del guar dia de turno y de los bienes delcolegio son de es pecial interés cada noche es por esto que el sistema

a portar á con una ayuda para cuidar los y se hace imprescindi ble suimplementación en el menor tiempo posi ble

Lo que se har á en este proyecto es conjugar el extenso campo de la

electrónica y electricidad al ser vicio no solo del colegio sino de entidades publicas y privadas, un mecanismo algo costos pero fácilde implementar y muy útil a mediano y largo plazo como lo es elsistema electrónico de a pagado y encendido automático para

lámparas fluorescentes.

Los resultados que se o btendr án ser á la instalación eléctrica f ísica de dicho proyecto el cual brindar á comodidad al usuario.

6) Marco de Referencia

a) Marco Teórico

y ELECTRICIDADo Circuitos Eléctricos

o Super posición o Ley de Maxwello Ley de Norton

o Ley de Ohm

y INSATALACIONES ELÉCTRICASo Acometida

o Intensidad Luminosa

o Funcionamiento de lámparas fluorescentes

o Medidor o Conductores

y MICROPROCESADORES

o Generalidades o Funcionamiento o Aplicaciones

y CONTROL CON MICROPROCESADORESo Fundamentos del pic 16f870 o Fundamentos del programa micro c o Fundamentos de programación o Fundamentos de simulación (proteus)



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y TRANSDUCTORESo Características generales de los sensores o Ti pos de sensores o Funcionamiento de sensores

y ELECTRÓNICA

o Diodos Semiconductores o Aplicaciones o Transistores bi polares de unión o Aplicaciones o Amplif icadores Operacionales o Amplif icadores de Potencia o Dis positivos pn pn y otros

b) Marco Conceptual

y LA CORRIENTE ELÉCTRICA

La corriente eléctrica es simplemente la circulación de electrones y los ef ectos que producen en el conductor y en el

entorno. Los electrones más alejados del núcleo pueden desligarse del mismo y circular entre los átomos del cuer po, como sucede en los metales, dando lugar a la corriente eléctrica.

y LAMPARA FLUORESCENTE

Es una luminaria que cuenta con una lámpara de va por de mercurio a baja presión y que es utilizada nor malmente para

la iluminación doméstica e industrial. Su gran ventaja f rente a otro ti po de lámparas, como las incandescentes, es su

ef iciencia energética.

o Tubo de descarga: Es un tubo que se encuentra recubierta con una ca pa de sustancia f osf orescente o

fluorescente, que convierte los rayos de luz ultravioleta en radiaciones de luz visi ble. se encuentra

relleno con un gas inerte, generalmente argón (Ar) y

una pequeña cantidad de mercurio (Hg) líquido.

o Casquillos: Son pines de contactos eléctricos

externos, conectadas interior mente con los f ilamentos de caldeo o de precalentamiento. Estos f ilamentos

están f a bricados con metal de tungsteno, conocido también por el nombre químico de wolf ramio (W), recubiertos de calcio (Ca) y magnesio (Mg) y su



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función princi pal en los tubos de las lámparas

fluorescente es calentar previamente el gas argón que contienen en su interior para que se puedan encender.

y CAPATADORES FOTOELÉCTRICOS

Es un ti po de sensor que se encuentra basado en la emisión de luz, y en la detección de esta emisión realizada por los f oto

detectores. La constr ucción de este ti po de sensores, se encuentra basada en el empleo de una fuente de señal

luminosa (lámparas, diodos LED, diodos láser etc...) y una célula rece ptora de dicha señal, como pueden ser f otodiodos, f ototransistores o LDR etc.

y INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN

o Un fotómetro es cualquier instr umento usado para medir la intensidad de la Luz. Los que se utilizan para

la f otometría instalaciones eléctricas son instr umentos para detectar :

y Intensidad de luz dis persa. y Absor bancia. y Fluorescencia.

7) Hipótesis de trabajo

El diseño e Implementación de un sistema electrónico de a pagado y

encendido manual y automático para lámparas fluorescentes en el edif ico internado del Instituto Nacional Mejía resuelve el pro blema del mal uso de

la iluminación que pro porcionan las lámparas mencionadas, al mismo tiempo que disminuye el costo en cierto porcentaje de las planillas eléctricas

mensuales de la institución

8) Aspectos Metodológicos

Como primer punto para o btener la solución al pro blema es ins peccionar detalladamente los hábitos culturales en lo que res pecta a la materia de ahorro de energía eléctrica de cada persona razón por la cual se llevar á a ca bo un ti po

de encuesta que per mita ver con claridad estadísticamente por que punto de



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partida de bemos iniciar, para luego llevar a ca bo una adquisición de teoría y

re o pilación de temas ya estudiados durante la carrera universitaria que f acilite la a plicación de las mismas en la solución inicial del pro blema, posterior mente la investigación mediante tutorías dentro y fuera del es pacio de investigación llevaría a profundizar de mejor manera los conce ptos en este

tema. Luego se de ber á poner en marcha otra ins pección detallada so bre la

inf raestr uctura misma del edif ico con ayuda de planos ar quitectónicos, eléctricos y guías de personas que conocen mejor que uno el esta blecimiento

para o btener datos precisos de puntos de conexión fuentes de voltaje cajas de distri bución y demás datos necesarios

Una vez co pado al máximo de conce ptos fundamentales y claves al res pecto se podr á empezar a ela borar por escrito todos los puntos que contiene la

investigación al mismo tiempo diseñar mediante cálculos de todas las varia bles necesarias que inter vienen en el proyecto para luego entrar en la

f ase de búsqueda de tecnología a pro piada que mejor se adecúe a nuestros

requerimientos. Llevaría este plan junto con la búsqueda de cotización de las mismas Para luego en un sistema virtual poder lo simular ya con las características es pecif icas de cada elemento tecnológico que hayamos elegido. Esto de be ingresar a una f ase de pr ue ba a pequeña escala por lo que la implementación de pr ue ba en cada sitio estratégico del edif icio seria ó ptimo

para ver las f alencias que tiene el sistema y las ventajas que of rece el mismo Una vez alcanzado el o ptimo funcionamiento a pequeña escala podríamos

deducir que ser vir á para gran escala ya que es cuestión de implementar lo como una unión de partes haciendo uso de princi pio DIVIDE Y VE NCERÁS

o btendremos ya , el producto f inal con lo cual estaría listo para realizar la

cotización a gran escala y por ende realizar los tramites pertinentes que toda institución gubernamental pide como requisito , es decir entraría al consejo del plantes para su presentación y res pectiva a pro bación, con el proyecto puesto

en marcha se recurriría a la f ase f inal que ser á la implementación pro piamente dicha , f ase de pr ue ba,de puración y culminación del proyecto

9) Temario

Capítulo 1 : Antecedentes de la investigación. Capítulo 2 : Def inición de sistema automático.

Capítulo 3

:T

i pos de sistemas automáticos. Capítulo 4 : Sensores. Capítulo 5 : Iluminación. Capítulo 6 : Electrónica a plicada a los sistemas de instalaciones

eléctricas. Capítulo 7 : Domótica a plicada a la iluminación de edif icios

inteligentes Capítulo 8 : Diseño de un sistema de a pagado y encendido automático



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de lámparas fluorescentes Capítulo 9 : Fase de pr ue ba general del sistema Capítulo 10 : Descri pción de componentes electrónicos y componentes

generales del sistema Capítulo 11 : Constr ucción e instalación del sistema automático de

a pagado y encendido Capítulo 12 : Ela boración de presupuesto Capítulo 13 : Resultados Capítulo 14 : Conclusiones Capítulo 15 : Recomendaciones Capítulo 16 : Bi bliograf ía

10) Bibliografía

1. htt p://instalacioneselectricas10-03. blogs pot.com/2010/07/marco-

teorico.html2. htt p://es.wiki pedia.org/wiki/Fot%C3%B3metro 3. htt p://www. prof esor molina.com.ar /tecnologia/sens_transduct/que_es.htm4. htt p://www.asifunciona.com/electrotecnia/af _ fluorescentes/af _ fluorescent

es_ 4.htm5. htt p://es.wiki pedia.org/wiki/Luminaria_ fluorescente

11) Cronograma de Actividades

Modo de tarea Nombre de tarea Duración Comienzo Fin Predece

Programada

manualmente

inspección de hábitos

culturales eléctricos de las

personas dentro de colegio

mejía

20 días lun 18/06/12 vie 13/07/12

Programada

manualmente

recopilación de

fundamentos y bases

teóricas sobre materias de

la carrera que se van ha

utilizar

30 días lun 04/06/12 vie 13/07/12

Programada

manualmente

Inspección detalladaeléctrica y arquitectónica

sobre la edificación con

propósito de estudio

33 días lun 16/07/12 mié 29/08/12 2

Programada

manualmente

elaboración por escrito del

proyecto de investigación60 días jue 07/06/12 mié 29/08/12 3

Programada

manualmentediseño del proyecto 60 días jue 07/06/12 mié 29/08/12 3



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Programada

manualmente

búsqueda de la tecnología

adecuada para la

implementación del

proyecto

20 días jue 02/08/12 mié 29/08/12 4

Programadamanualmente

búsqueda de cotizaciones

respectivas de productospara pequeña escala de

implementación

20 días jue 30/08/12 mié 26/09/12 4

Programada

manualmente

fase de prueba a pequeña

escala del prototipo31 días jue 19/07/12 jue 30/08/12 6

Programada

manualmente

cotización de productos a

gran escala3 días vie 31/08/12 mar 04/09/12 8

Programada

manualmente

tramites gubernamentales

para la implementación del

proyecto en el colegio mejía

30 días mié 05/09/12 mar 16/10/12 9

Programadamanualmente

Implementación del

proyecto a gran escala en eledifico internado del

colegio mejía

30 días mié 17/10/12 mar 27/11/12 10

Programada

manualmente

fase de prueba y

depuración a gran escala

del proyecto

14 días mié 28/11/12 lun 17/12/12 11

Programada

manualmenteasuntos varios 9 días

mar

18/12/12vie 28/12/12 12

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