SECRETARIA DE EDUCACIÓN PÚBLICA

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1 SECRETARIA DE EDUCACIÓN PÚBLICA ESCUELA SECUNDARIA TÉCNICA No. 62 REVOLUCIÓN MEXICANA ALUMNOS: BUCK MANZO AZUL GONZALEZ CONTRERAS ANA KARLA COTE ESCUTIA MIGUEL ANGEL CALDERON AGUILAR ISAID ASESOR: ING. LARA CARRERA JUAN CARLOS PROYECTO DE LUCES AUDIORÍTMICAS INALÁMBRICAS QUE SE ACOPLEN A CUALQUIER LUGAR FÍSICO U OBJETO

2 Índice Desarrollo del Proyecto I. Planteamiento del problema 1 II. Análisis del problema 2 III. Alternativas de solución 2 IV. Representación gráfica 4 V. Planeación 5 VI. Desarrollo del proyecto 7 VII. Evaluación 7 VIII. Comunicación 8 Fuentes de consulta 9

3 Proyecto Planteamiento del problema Vivimos en la era digital que se basa en la creación y desarrollo de dispositivos electrónicos cada vez más poderosos y presentes en prácticamente todas nuestras actividades cotidianas. La ingeniería y producción de tales dispositivos es lo que marca el rumbo que ha tomado el desarrollo de la sociedad moderna. Los dispositivos óptico-acústicos han tomado un papel importante y de mucho interés en la actualidad, sus usos se extienden desde aparatos electrodomésticos, lugares sociales, restaurantes, centros comerciales, etc. Por tanto, este proyecto pretende diseñar un dispositivo óptico-acústico (Luces audiorítmicas) que sea fácil de instalar, que se acople a cualquier lugar físico u objeto, de bajo costo y con una alta durabilidad. En la actualidad existen sistemas óptico-acústicos (luces audiorítmicas) que consumen una alta cantidad de energía eléctrica, que no se pueden situar en cualquier lugar físico por ser de gran tamaño y demasiado cableado y que además son muy costosos (Véase Imagen 1). Imagen 1.- Luces audiorítmicas con bombillas de Halógeno. 1

4 Análisis de la información Existe una gran variedad de información en libros, internet, etc. Para este proyecto nos apegaremos en libros de electrónica básica y en páginas web, tomando en cuenta la experiencia en el uso de dispositivos electrónicos por parte del asesor y de los alumnos. Para el diseño de las luces audiorítmicas, estudiaremos los circuitos y kit s (Véase Imagen 2) ya existentes en el mercado para buscar mejorarlos e innovarlos tanto en reducir el número de componentes, lo cual reducirá el costo, así como de maximizar su eficiencia y viabilidad, haciéndolo más fácil de instalar y colocar en cualquier espacio físico. Imagen 2.- Kit de luces audiorítmicas. Alternativas de solución En la actualidad existen muchas opciones en dispositivos de alumbrado, en este proyecto nos avocaremos a 3 principalmente: Luces con focos incandescentes: Son de tamaño considerable y de mucho consumo de energía eléctrica, la cual no la aprovechan al máximo ya que gran parte de esta energía se transforma en calor, actualmente el 85% se transforma en calor y el otro 15% restante en luz (Véase Imagen 3). 2

5 Imagen 3.- Foco incandescente. Aunque sean de bajo costo, también son las de más bajo rendimiento luminoso de 12 a 18 lm/w (lúmenes por watt de potencia) y la que menor vida útil o durabilidad tiene de tan solo unas horas. Luces con bombilla de Halógeno: Son de gran tamaño y aunque se reduce el consumo de energía eléctrica, esta sigue siendo considerable al tener el filamento de tungsteno contenido en un gas inerte y una pequeña cantidad de halógeno, hace que la combinación de los gases halógenos y el filamento de tungsteno genere una reacción química conocida como ciclo de halógeno, que aumenta la vida útil del filamento y evita el oscurecimiento de la bombilla (Véase Imagen 4). Imagen 4.- Lámpara Halógena. 3

6 La lámpara halógena tiene un rendimiento de 18 a 22 lm/w y su vida útil se aumenta hasta las y horas de funcionamiento. Luces con Led s de alta luminosidad: Son de bajo tamaño y de muy poco consumo eléctrico, los ledes de alta luminosidad están diseñados para potencias del orden de los 30 a 60 mw, el 80% transforman la energía en luz y el otro 20% en calor (Véase Imagen 5). Imagen 5.- Led de alta luminosidad. Los led s de alta luminosidad tienen una eficiencia luminosa de 150 lm/w utilizando para ello una corriente de polarización directa de 20 miliamperios (ma). Su vida útil es horas de funcionamiento. Representación grafica En este proyecto usaremos los led s de alta luminosidad por las siguientes razones: Económicas: El costo de los led s de alta luminosidad oscila entre los $3 y $5 pesos MXN, lo cual resulta muy viable en la compra de grandes cantidades. Los focos incandescentes oscilan entre los $7 y $ 9 pesos MXN y los de halógeno entre $50 y $80 pesos MXN, lo cual no es muy viable en la compra de un gran número de estos. 4

7 Tamaño: Debido a que pretendemos situar las luces audiorítmicas de manera inalámbrica y en cualquier superficie física como: dentro de mangueras flexibles, playeras, a la intemperie, que recorran superficies no uniformes, etc., el componente más adecuado es el led por su bajo tamaño y flexibilidad a la hora de instalar. Consumo eléctrico: El led es el de menor consumo eléctrico, por lo cual las luces audiorítmicas podrían ser alimentadas con baterías de poco voltaje y fáciles de transportar. Interfaz con el menor número de componentes electrónicos: Ya que los led s trabajan con corriente directa (C.D.), podemos colocar una interfaz con un número muy reducido de componentes electrónicos, de bajo costo y fáciles de remplazar. Desarrollo del proyecto Básicamente el circuito está conformado por cuatro etapas las cuales se plasman en el siguiente diagrama a bloques (Véase Imagen 6): Imagen 6.- Diagrama a bloques de luces audio rítmicas. Fuente de alimentación: Consta de una o dos baterías pequeñas de 9 volts recargable ya que se pretende que el dispositivo sea inalámbrico y con el menor número de cableado. Fuente de audio: Esta etapa la forma un piezoeléctrico de audio del tipo cerámico con la finalidad de no utilizar cableado del estéreo u otro hacia nuestro dispositivo. 5

8 Amplificador: Consta de un transistor BJT y configuración NPN (TIP-31B o TIP-41C) dependiendo de cuantos led s se conectaran. Iluminación: La compone un número considerable de led s de alta intensidad según el lugar, zona u objeto a iluminar. De esta manera podemos representar en un diagrama electrónico el dispositivo de luces audiorítmicas (Véase Imagen 7). Imagen 7.- Diagrama electrónico de luces audiorítmicas (Electronics Workbench). Planeación El objetivo es diseñar y construir un dispositivo óptico-acústico (Luces audiorítmicas) de bajo costo, con el menor número de componentes, inalámbrico, de fácil manufactura y flexible a cada entorno, lugar u objeto a colocar. Las acciones a seguir en la construcción del dispositivo serán las siguientes: 1.- Determinar el lugar u objeto en donde se colocaran las luces audiorítmicas. En este punto se analiza las dimensiones y formas del lugar, o bien se estudia el objeto, por ejemplo una playera, gorra, etc. 6

9 2.- Se realiza el armado de las etapas: fuente de poder, fuente de audio y amplificador por separado pero considerando el lugar u objeto a colocar. 3.- Se arma la etapa de iluminación considerando las dimensiones del lugar u objeto a iluminar. 4.- Se coloca la etapa de iluminación en el lugar u objeto a iluminar. 5.- Se unen y colocan todas las etapas colocando la fuente de audio en el mejor lugar audible. Se espera que el dispositivo una vez construido y situado tenga una buena aceptación en la sociedad, para los estudiantes con fines electrónicos y para las personas que deseen portar o tener un objeto con las luces audiorítmicas inalámbricas. Evaluación Se elabora un estudio mediante preguntas concretas sobre el tamaño, color y secuencia de la iluminación a personas que intervengan o asistan a lugares sociales entre 12 y 35 años. Se propondrá un lugar u objeto con las luces audiorítmicas a fin de realizar una observación y un registro de la aceptación del dispositivo. Se analizaran los resultados obtenidos a fin de mejorar o modificar las luces audiorítmicas. Comunicación Se comunicaran los resultados a la comunidad educativa aprovechando espacios como lo son las juntas C.T.E. y reuniones de padres en firma de boletas. Se informara sobre los resultados positivos, negativos, impacto ambiental, tiempo y costo de manufactura, uso y aplicaciones del proyecto, es decir: Los dispositivos ópticos y acústicos han tenido un gran auge y aceptación en la actualidad en lugares concurridos, así como en equipos u objetos electrodomésticos, automóviles, etc. Se espera que el dispositivo tenga buena aceptación entre personas de 12 y 20 años que les guste portar objetos con iluminación para algún evento social y de carácter acústico. Se estima que las luces audiorítmicas tengan una buena aceptación entre personas de 18 y 35 años que gusten de asistir a lugares sociales y de convivencia. 7

10 Referencias Luis Antonio Magaña Pineda (2013) Electrónica, Comunicación y Sistemas de Control. México D.F. Ediciones ECA. Wikipedia (2002) Lámpara de Halógeno. Consultada en abril 03 de 2014 en: Wikipedia (2000) Lámpara incandescente. Consultada en abril 03 de 2014 en: Wikipedia (2004) LED. Consultada en abril 03 de 2014 en: 8