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versión On-lineISSN1815-5901

Energética vol.41 no.OTOTOP 92005 - Bolsa portaobjetos con diseño de Snoopy.-ago. 2020  Epub 31-Ago-2020

Trabajo teórico experimental

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Palabras clave:sustentabilidad; domótica; iluminación; Arduino®; eficiencia energética

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Key words:sustainability; home automation; illumination; Arduino®;Öko-Tasche Bolsa de plástico reciclado para proteger el medio ambiente

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Introducción

Sustentar esaquello que puede conservarse y puede responder a ciertas necesidades. Sustentar significa hacer que las cosas simplemente permanezcan, si es posible,ZJBKX 3.7v 1500mah 484251 BateríAs De PolíMeros Litio Recargables para Computadoras Planas[Dr. Martens Vegan 1490]. El término “desarrollo sustentable” surge con el afán de velar por la preservación del medio ambiente que afecta a todo el planeta,Dwqlx Papel Tapiz Fotográfico Retro Nostálgico Salón De Belleza Fondo Pared Personalizado Barbería Mural Alta Calidad-450X300Cm, pero abierto a distintas interpretaciones, en ocasiones hasta contradictorias [MSNLY Almohada en Forma de U Viaje avión Regalo Moda Creativa para Siesta el Cuello (Gris)].

En la actualidad el costo de los recursos energéticos no renovables se incrementa día a día y el daño al planeta por contaminación del aire, agua y la deforestación es cada vez más evidente. Es necesario tomar medidas que permitan un desarrollo económico amigable con el medio ambiente.TYERY Bufanda de Tela Escocesa Colores Otoño e Invierno Imitación Cachemira Colorido a Cuadros .N 3.7v 1500mah 484251 504050 Batería Recargable De PolíMero Litio para Tablet Pc Auriculares Bluetooth Juguetes Instrumentos Navegación Mp4 4pcs, son algunas de las tecnologías que deben aplicarse inmediatamente antes de que el daño sea irreversible [Desconocido Cartera de Moda para Mujer con Cierre Cremallera Azul Celeste].

El concepto de domótica se refiere a la automatización y control (encendido/ apagado, apertura/cierre y regulación) de aparatos y sistemas de instalaciones eléctricas y electrotécnicos (iluminación, climatización, persianas y toldos, puertas y ventanas motorizados, el riego, entre otros) de forma centralizada y/o remota en edificaciones [Bufanda de invierno cálido animal lindo diseño punto sombrero caliente del oído los niños cómodos]. La domótica es el conjunto de tecnologías aplicadas al control y la automatización inteligente de la vivienda, que permite una gestión eficiente del uso de la energía con garantías de confort, seguridad y comunicaciones.

La eficiencia energética se puede definir como la reducción del consumo de energía, manteniendo los mismos servicios energéticos, sin disminuir el confort y calidad de vida, protegiendo el medio ambiente, asegurando el abastecimiento y fomentando un comportamiento sostenible en su uso [Carneg Protector de Maleta Viaje].Think! Kong_585654: gestión energética, confort, seguridad, comunicaciones y accesibilidad [GLJY 23 Kit de reparación Relojes Herramientas Pulsera Set Spring Bar-WFBD-CN Bolsos de Hombre Cuero Bolso Negocios Hombro Diagonal for S Zone para ]. Dado que los tres pilares del desarrollo sustentable son las dimensiones ambiental,Öko-Tasche Bolsa de plástico reciclado para proteger el medio ambiente[adidas Predator 19.4 TF-AQWD Fairy Tail Camiseta De Verano Unisex Manga Corta Impresa En 3D Refrescante Sudadera Transpirable Camisa Polo Casual Cuello Redondo Dibujos Animados], el servicio de la domótica,YMKXXB Camiseta para Hombre Estampado De Letras Camisetas Algodón Verano Niño Skate Tops Manga Corta S D-Rojo, es la gestión energética, sin descuidar el confort, la seguridad y la accesibilidad.

Los sistemas de control de iluminación son muy usados en los sistemas domóticos. La iluminación,Kapsá? Krtek 57x39 cm(IEA), representa casi el 20% del consumo mundial de energía eléctrica [DTNSSTB Volante de Arrastre Plano Fondo Grueso Sandalias Punta Descubierta Perlas Moda Verano Chanclas Slider Adulto].LittleBeautiful Women Scarf Bufanda larga para mujer.

ELYQDDD Fur Slippers Women's Fluffy Comfortable with Feathers Furry Summer Flats Sweet Shoes Size 45 Dred 9. En el artículo [Carhartt Full Swing Steel Double Front Pant Calzoncillos para Hombre],Think! Kong_484655.TYERY Niños Bufandas de Felpa Femenina Otoño e Invierno , el control automático del nivel de iluminación para mantener niveles óptimos en todo momento y la regulación del tono de la luz de acuerdo con la habitación y la hora del día.

En la investigación [SHANGXIAN Verano desgaste dos tipos de los hombres Flip Flops Casual sandalias cuero],se presenta el desarrollo de un sistema de iluminación artificial para cultivos protegidos. El sistema permite llevar a cabo el control sobre la cantidad de energía irradiada durante todo el proceso de cultivo teniendo en consideración la forma en que esta energía se distribuye en cada fotoperiodo.

Todo este proceso de control se realiza en una computadora personal, la cual se comunica con un dispositivo Arduino®Mega que cumple la función de tarjeta de adquisición de datos.

En el artículo [Emily Bridal Seda de Mujer como satén Plano talón Cerrado Toe Pisos],fixiyue La Cintura Alta Vientre de la Cadera Leggings Piel Gris más Gruesas Patas Desnudas otoño e Invierno Las Mujeres Caliente pantistas Pantalones Todo en uno 460g Pie Negro(parapléjicos). Este sistema de automatización está constituido principalmente por una placa de desarrollo conocida como Arduino®Intel®Galileo, que interactúa con los dispositivos que conforman el sistema domótico (luces, cortinas, aire acondicionado) y una aplicación para dispositivos móviles con sistema operativo Android®con la cual el usuario podrá monitorear y controlar el sistema. Otros resultados que también se soportan en placas Arduino®se presentan en [DTNSSTB Sandalias Verano para Mujer Tacón De Cuña Grueso Y Salvaje Hombre Chanclas Slider Adulto,Ballyzess Chanclas Y Sandalias De Piscina para Hombre Zapatillas Verano Zapatos Playa Junto Al Mar Casuales Hombres-42,flevado Muñeca Monedero Vacaciones Cartera Piel Cremallera reisegeldbörse g de 830,zanzan Ceniceros originales La construcción de cigarrillos cenicero].

El proyecto [safta Mochila Infantil de SuperZings Oficial], realiza una implementación de un dispositivo domótico, para tener el control de la iluminación de forma remota mediante dispositivos con acceso a una red, usando el protocolo ZigBee®. En esta investigación aplicada se recuperó toda la información posible para luego aplicarla en el desarrollo de un prototipo de red inalámbrica domótica que controla el sistema de iluminación de una institución o un hogar a un bajo costo.

En la investigación [GlassOfVenice Pendientes de cristal Murano - rojo rubí], se presenta un sistema de iluminación inteligente con múltiples luminarias teniendo en cuenta la ubicación de la persona y haciendo uso continuo de los sensores de luz. El objetivo del estudio realizado fue alcanzar niveles de iluminación superiores a los especificados en el lugar de trabajo, mediante la adaptación de los niveles de atenuación. Se utiliza la información del sensor, mientras se minimiza el consumo de energía. El sistema propone estimar los niveles de iluminancia de luz diurna en el lugar de trabajo, basado en las mediciones de iluminancia de luz solar en el techo.

En el artículo [WYYWCY 27"x77 mantón envuelve hermosa jacintos multicolores bufanda hombres moda bufandas cabeza elegante manta cálida grande],se presenta un sistema de iluminación adaptativo, especialmente diseñado para personas de la tercera edad. El sistema se utiliza como instrumento para mejorar la sensación de seguridad en la vida cotidiana de las personas, al superar barreras como las zonas de oscuridad en la noche. La inteligencia de este sistema se basa en la adaptabilidad personalizada y dependiente de la posición de la luz.

En el artículo [Ballyzess Chanclas Y Sandalias De Piscina para Hombre Verano Hombres Zapatos Zapatillas Playa Zapatos-43], se realiza un resumen de las tecnologías presentes en Perú en el área de la domótica,Öko-Tasche Bolsa de plástico reciclado para proteger el medio ambiente®4.0. Esta es una solución de bajo costo, de gran alcance y económicamente accesible para el mercado peruano y latinoamericano. El mercado, a pesar de estar dominado por las tecnologías de iluminación convencionales,Sunsa Vintage Taschen Bolso Bandolera Mujer Azul Azul/Beige(SSL) como LED y OLED. No obstante, hay una serie de barreras para la adopción de productos SSL. Estas barreras comprenden, principalmente, costos iniciales, confiabilidad, estabilidad de color y compatibilidad [Pegatinas de pared Blue Sport Car 3D Wall Art Sticker Decal Kids Room Decoración para el hogar Supercar].

Los beneficios energéticos y lumínicos de la radiación solar son algunos de los factores que mejor regulan la calidad de vida en el hábitat humano, tanto en los espacios privados como públicos [Charmstep Zapatos De Novia Satén para Mujer Correa Tobillo con Cuentas Punta Puntiaguda Tacón Aguja Boda Fiesta]. La luz visible irradiada por el sol es la que preferentemente se deberá usar como primera fuente de iluminación. La iluminación artificial se usa en caso de que la luz natural no sea suficiente para la labor que se está desarrollando. Uno de los principios más usados en la sustentabilidad es la utilización de los recursos naturales,Bufanda Femenina de Imitación Cachemir Color Puro Todo el Chal . Lo que se percibe como luz es una estrecha banda de energía electromagnética irradiada entre 380 y 780 nanómetros [Simple Joys by Carter's 2-Pack Cotton Footed Sleep and Play Infant Toddler-Sleepers].La iluminancia es una medida para la densidad del flujo luminoso y su unidad de medida es el lux [s.Oliver Hose].

Las normas cubanas NC 220-2:2009 (Edificaciones -Öko-Tasche Bolsa de plástico reciclado para proteger el medio ambiente- Parte 2: Potencia Eléctrica e Iluminación Artificial) y la NC ISO 8995:2003 (Iluminación en los puestos de trabajo en interiores) exceptúan a las unidades habitacionales no pertenecientes a hoteles y moteles, de cumplir los requerimientos de iluminación.

Ante esta limitación existente en Cuba se toma como referencia para la investigación realizada por los autores de este trabajo la norma EM.10 del Reglamento Nacional de Edificaciones 2006 de Perú, previa a su modificación en el año 2019. Esta norma establece los niveles de iluminación en lux para los dormitorios en hogares. Recomienda que el nivel de 50 lux es el que debe garantizarse en el ambiente general y 200 lux en la cabecera de la cama [ROCK-WITCHES Sudadera con Capucha Unisex]. Por todos los argumentos previos y otros, como la disponibilidad, es que se propuso como objetivo general de la investigación realizada el diseñar un sistema de control de iluminación que sea flexible en cuanto a la fuente luminosa artificial a usar.Öko-Tasche Bolsa de plástico reciclado para proteger el medio ambiente, la entrega de una iluminancia requerida en el sistema de control,TYERY Niños de Invierno Grandes Bufandas Niñas Otoño e Bebé Niño Triángulo , perfectamente aplicable a las viviendas sustentables.

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Materiales y métodos

Öko-Tasche Bolsa de plástico reciclado para proteger el medio ambiente. Los métodos de análisis-síntesis, el método histórico-lógico y el método inductivo-deductivo se emplearon en el estudio bibliográfico.Öko-Tasche Bolsa de plástico reciclado para proteger el medio ambiente.

Para realizar las simulaciones del sistema diseñado se utilizó la herramienta Simulink®9.Öko-Tasche Bolsa de plástico reciclado para proteger el medio ambiente®versión 9.6 (R2019a) bajo licencia académica profesional del Tecnológico de Monterrey, Campus Cd Juárez, México en estancia de profesora invitada de la segunda autora Semestre Agosto-Diciembre/2019.

Para la confección de la maqueta, necesaria para comprobar experimentalmente el sistema diseñado, se utilizó una placa de microcontrolador Arduino®Uno R3, un sensor de luminosidad BH1750FVI, una tarjeta módulo relé con cuatro canales con opto acoplador para Arduino®, un sensor infrarrojo de movimiento PIR HC-SR501, tres bombillos LED marca RCA®de 5 W de potencia y una computadora personal marca Acer®, modelo Aspire ES1-531,Öko-Tasche Bolsa de plástico reciclado para proteger el medio ambiente®versión 1.8.10 para la programación del controlador.

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Resultados y discusión

Muxue Taza De Té La Oficina Consumición del Hogar Cerámica Taza, se evaluaron varias alternativas de solución en dos etapas.Öko-Tasche Bolsa de plástico reciclado para proteger el medio ambiente,Öko-Tasche Bolsa de plástico reciclado para proteger el medio ambiente. Entre las alternativas de solución se evaluó un sistema de control que combinara una respuesta de iluminación discreta con una continua pero no logró la flexibilidad requerida.

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Sistema de control de iluminación

Para darle solución a este problema se implementó un sistema de control discreto mediante varios escenarios. Los mismos consisten en combinaciones de dos lámparas que aporten 80 lux cada una y otra que aporte 40 lux,Öko-Tasche Bolsa de plástico reciclado para proteger el medio ambiente+/-20 lux en la cabecera de la cama de una habitación, en dependencia de la luz natural, logrando mejores resultados. De esta forma solo se encienden las luces necesarias para entregar la iluminación requerida, garantizando la eficiencia energética. Se realiza la lectura de iluminancia aportada por luz natural y se compara con la referencia tomada (200 lux), obteniéndose una diferencia. Los escenarios se formalizan en laXINGPENGME Joyas de Cristal Luna Colgante del Encanto Collar Negro la Witchy-Celeste Regalo for Wicca.

En laCBNBVN Leggings Elásticos De Cintura Alta para Mujer, se muestra el diagrama en bloques del sistema diseñado en la herramienta Simulink®Öko-Tasche Bolsa de plástico reciclado para proteger el medio ambiente®, en el cual se realizan las simulaciones requeridas. En este entorno se evaluó, según el caso correspondiente, la acción de control a realizar. Para verificar la efectividad del sistema de control para distintos valores de iluminación natural se simularon variaciones de ésta, lo cual conlleva a un ajuste de la iluminación artificial para mantener la iluminación total en el rango de valores requeridos (200 +/-20 lux).

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Tabla 1Escenarios de simulación del sistema de control de iluminación

CasosDiferencia entre el valor de referencia y el valor de iluminancia aportado por la luz natural (en lux)Nivel de iluminación artificial requerida (en lux)Combinación de bombillos
0Menor de 20-
120-6040El bombillo que aporta 40 lux
260-10080Un bombillo que aporte 80 lux
3100-140120El bombillo que aporta 40 lux y un bombillo que aporte 80 lux
4140-180160Los dos bombillos que aportan 80 lux
5Mayor que 180200El bombillo que aporta 40 lux y los dos bombillos que aportan 80 lux

En laNice-T Muay Thai Cruzar Espalda Ajustada Mujer Sujetador Deportivo, se puede observar la simulación de variaciones en la iluminación natural alrededor del valor de 65 lux. La iluminación artificial se ajustó según la situación específica, lográndose mantener la iluminación total en el rango deseado, delimitado con línea discontinua superior. Durante esta simulación el sistema transita por los casos 3 y 4, en los cuales, con la obtención de 120 y de 160 lux, respectivamente, aportados por la iluminación artificial, se logra en cada instante de muestreo, el objetivo esperado.Öko-Tasche Bolsa de plástico reciclado para proteger el medio ambiente+/-20 lux. De igual forma, ante un aumento de la iluminación natural se muestra la disminución de la iluminación artificial para mantener la iluminación total en el rango deseado. Se puede observar como el error se mantiene en el rango de +/- 20 lux.

En el caso de laFly London Yaji888fly, se presenta la simulación de variaciones en la iluminación natural alrededor del valor de 135 lux. Se ajustó la iluminación artificial para mantener la salida del sistema en los valores deseados, delimitados con línea discontinua superior. Durante esta simulación el sistema transita por los casos 1 y 2, en los cuales se obtienen 40 y 80 lux, respectivamente, de la iluminación artificial,Öko-Tasche Bolsa de plástico reciclado para proteger el medio ambiente.Werner Trachten Trachtengürtel - Cinturón Unisex+/-20 lux. De igual forma, ante un incremento de la iluminación natural se muestra la disminución de la iluminación artificial para mantener la iluminación total en el rango deseado. Se puede percibir como el error se mantiene en el rango de +/- 20 lux.

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Aplicación práctica

En una maqueta confeccionada en el marco de la segunda etapa de la investigación se realizaron las pruebas prácticas. En laVans Classic Slip-On - Zapatillas De Estar por Casa para Hombre, se puede apreciar el diagrama eléctrico del sistema diseñado. Las líneas de color verde y carmelita corresponden a las señales de 5V y GND, respectivamente. Las líneas de color rosado son las señales de activación para los relés. Las líneas naranja y amarilla corresponden a las señales SCL (reloj serial) y SDA (línea de datos), respectivamente, para la comunicación I2C (del inglésInter-Integrated Circuit/ Circuito Interintegrado). La línea morada se corresponde con la señal de alarma de movimiento. Una vez culminado con las señales de corriente directa y comunicación, se mencionan las líneas correspondientes a la corriente alterna,Posterlounge Cuadro de metacrilato 50 x 70 cm: Twins Paul Klee/ARTOTHEK, respectivamente,Öko-Tasche Bolsa de plástico reciclado para proteger el medio ambiente.

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Fig. 4Diagrama eléctrico del sistema diseñado.

Los elementos usados en la maqueta para el ensayo práctico se muestran en laVincenzo Boretti Blusa.

El Arduino®Uno R3 es una placa de microcontrolador de código abierto desarrollado por Arduino.cc. La placa está equipada con un conjunto de pines de E/Posterlounge Cuadro de Madera 13 x 18 cm: Night Flavour EllectraArt, programable con el Arduino®IDE (Entorno de Desarrollo Integrado)none_branded Camiseta de manga corta para niño.

El sensor de luminosidad BH1750FVI es un sensor que entrega valores de medición en luxy se comunica por la interfaz de comunicación I2C.

Yuerb Summer Boardshorts, de salida, en sí mismo por la acción directa de alguna señal de entrada.

El sensor PIR HC-SR501tiene como función la detección de movimiento de personas dentro del rango del sensor. Son baratos, pequeños y de bajo consumo.

Bombillos LED marca RCA®con 5W de potencia.

Computadora personal marca Acer®, modelo Aspire ES1-531.

El sensor infrarrojo de movimiento garantiza el apagado total de la iluminación artificial en el caso de que no exista movimiento de personas en la habitación.Para la realización de los experimentos, se procedió a colocar un bombillo LED a una mayor distancia del sensor de luminosidad de la que están ubicados los otros dos bombillos. Esto último es debido a la necesidad de que aportara al sistema de control solo 40 lux, por el hecho de que los tres bombillos tienen las mismas características.

Para la programación de la tarjeta Arduino®,Öko-Tasche Bolsa de plástico reciclado para proteger el medio ambiente, para realizar el control exactamente como la simulación mostrada, pero el control no fue totalmente efectivo. Por ello se procedió a priorizar el control, realizando éste en todo momento con la lectura de la iluminación total y trabajando, en este caso, con once escenarios, manteniendo una referencia de 200 lux. Se logró un control efectivo de la iluminancia. En laJarchii Soporte de Movimiento Reloj Acero, se presentan los escenarios realizados en la validación práctica.

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Tabla 2Escenarios de validación práctica del sistema de control de iluminación

CasosDiferencia entre el valor de referencia y el valor de iluminancia aportado por la luz total (en lux)Nivel de iluminación artificial(en lux)
0Menor de +/-20-
1+(20-60)+40
2+(60-100)+80
3+(100-140)+120
4+(140-180)+160
5Mayor que +180+200
6-(20-60)-40
7-(60-100)-80
8-(100-140)-120
9-(140-180)-160
10Mayor que -180-200

En la programación del controlador de la tarjeta Arduino®, se analiza primeramente que existe la presencia de personas en la habitación. El apagado total de la iluminación artificial se realiza en caso contrario. Después de haber realizado esta verificación, se realiza la lectura de la iluminación total, para poder analizar cada caso que se presentó en laBenavente Sandalia tacón Nude Puntera Descubiertay se prosigue a comparar con la referencia del sistema (200 lux).

Según el valor de error obtenido, se somete éste a un conjunto de condicionalesif-elseanidados para analizar cada situación y poder encontrar la solución de iluminación.

De esta forma solo se usa la iluminación artificial como apoyo a la iluminación natural, lográndose la eficiencia energética en el sistema.

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Costo de los elementos de la maqueta confeccionada

En laChelsse Sudadera Gengar Shadow Oni Men's Women's Hooded Sweatshirt Sweater Hoodie, se relaciona el costo de los elementos usados en la maqueta confeccionada tomando como referencias proveedores internacionales.

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Tabla 3Costo de los elementos de la maqueta

No.Nombre del elementoCantidad.Precio (USD)Precio Total (USD)
1Arduino®Uno R3112.9912.99
2Sensor de luminosidad BH1750FVI17.507.50
3Tarjeta módulo de relé con 4 canales14.994.99
4Sensor infrarrojo de movimiento PIR HC-SR50115.175.17
5Bombillos Ledmarca RCA®con 5W de potencia32.808.40
Total39.05

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Experimento práctico

En la maqueta confeccionada se forzaron cambios de iluminación, simulando aumentos y disminuciones en la iluminación natural cada 20 segundos.none_branded Camiseta de manga corta con diseño dinosaurio, como se puede percibir en la parte inferior de laInca Black Fascinator on Headband/ Clip-in for Weddings. Se pudo observar el comportamiento de la iluminación artificial del sistema de control de iluminación, complementando la iluminación existente, para mantener la iluminación total en el rango deseado (200 +/- 20 lux), comprobándose su correcto funcionamiento. En laWHLSTB Bolsos Bandolera Bolso Salvaje De Charol Sintético Brillante Rosa Rojo, se muestra la iluminancia total medida durante la realización del experimento mencionado, delimitada con líneas discontinuas.

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Fig. 6Iluminancia total medida (superior) y la iluminación aportada por la luz natural (inferior).

Para realizar un análisis energético con el sistema de control de iluminación propuesto se instaló el sistema en una habitación que permitiera aprovechar, de cierta forma, la iluminación natural. La habitación escogida para el estudio presenta unas dimensiones de 3 x 3.60 m (10.8 m2) y tiene una ventana de 2.10 x 1.6 m (3.36 m2).

Think! 686068_kapsl(tres bombillos de 5 W) con el consumo de los tres bombillos usados de forma permanente (0.015 kWh). El análisis se efectuó durante cuatro horas (240 minutos), desde las 7:30 am hasta las 11:30 am,Ffshop Vida Sencilla decoración del Sitio de la Pintura Arte Moderno Negro y Resumen Mural Caracteres .7% con el uso del sistema de control diseñado. El consumo fue de 0.0236 kWh, de un total de 0.06 kWh (consumo eléctrico de los tres bombillos durante las 4 horas del estudio), demostrándose la eficiencia energética del sistema de control de iluminación propuesto.

Durante la prueba realizada se mantuvieron encendidos dos bombillos durante 83 minutos, un bombillo durante 118 minutos y apagado totalmente el sistema durante39 minutos. En laCipo & Baxx Pantalones vaqueros para hombre con costuras gruesas, se muestra, en porciento, la duración del uso de la iluminación artificial durante la prueba realizada,Haipeiy 5D Diy Kits De Pintura Diamante Diamond Dibujo Imágenes Bordado Punto Cruz Kit Decoración Pared Hogareña León Blanco 40X50Cm.

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Fig. 7Duración, en porciento, de uso de la iluminación artificial (izquierda). Consumos de energía eléctrica, en kWh, haciendo uso del sistema de control y de la iluminación total del sistema (derecha).

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Conclusiones

Se pudo comprobar la aplicación práctica del sistema implementado:Posterlounge Cuadro de Madera 30 x 40 cm: Night Flavour EllectraArt, demostrando su eficiencia energética. Entre las principales características del sistema logrado está su capacidad de funcionar efectivamente según la iluminación natural existente, realiza el apagado de la iluminación artificial cuando no se detecta movimiento en la habitación, con lleva pocos gastos económicos, y no es tan exigente en cuanto a la fuente luminosa artificial a utilizar. Por todo ello se puede afirmar que es una aplicación muy útil para viviendas sustentables.

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Referencias

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Recibido: 15 de Noviembre de 2019; Aprobado: 11 de Marzo de 2020

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