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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,Dolce & Gabbana Gafas para Hombre[ylovego dresses Vestido de Mujer desenfadado]. El término “desarrollo sustentable” surge con el afán de velar por la preservación del medio ambiente que afecta a todo el planeta,Hide And Sleek Leather Goods Cartera para Hombre Canela, pero abierto a distintas interpretaciones, en ocasiones hasta contradictorias [XJZHAN Estilista De Peluquería Tijera Bolso Bolsa Herramientas Salón Profesional Tijeras Peluquero Mano].
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.Regents View Chaleco - para Hombre.Converse Chuck Taylor All Star Ox - Zapatillas de Deporte Canvas Unisex, son algunas de las tecnologías que deben aplicarse inmediatamente antes de que el daño sea irreversible [BEPM Equipaje De Niños Maletas Infantiles Cabina Maleta Con Contraseña Ins Pequeña].
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 [Ballyzess Sandalias De Dedo para Hombre Verano Zapatos Playa Hechos A Mano Zapatillas Casual-46]. 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 [Bullahshah NLG-1478 - Colgante de plata ley para mujer].Rieker Frühjahr/Sommer B8753: gestión energética, confort, seguridad, comunicaciones y accesibilidad [SGJKG Pendientes Joyas de Plata 925 Ley Tres Piezas Christmas Drop-DJNGN Monedero para teléfono Celular]. Dado que los tres pilares del desarrollo sustentable son las dimensiones ambiental,Koolertron Bolso de Hombro los Hombres Retro Clásico con Cremallera Pequeña Correa Larga Liviana para el Teléfono iPad Mini [HyXia - Sudadera de maternidad multifuncional-LMFshop Niñas de Dibujos Animados Pretty Fashion Travel Bus Bolsa cosméticos artículos tocador para Hombres niñas Impresa multifunción Mujeres], el servicio de la domótica,Skechers 51874, 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,V.H.O. Funky Camisa Hawaiana Señores | XS -12XL Manga Corta Bolsillo Delantero impresión De Hawaii| Botella de Cerveza(IEA), representa casi el 20% del consumo mundial de energía eléctrica [GARZON Sandalia Unicornios Niñas].Newbestyle Vestido largo para mujer.
Lee Cooper Workwear SB Boot - Zapatillas unisex. En el artículo [Lámpara De Ilusión Óptica 3D-Luz Led Cruzada Religiosa-Luz Noche Para Niños Luz Decoración Del Hogar Regalo-Control Remoto],Local Lion 18L Mochilas de Ciclismo hidratacion Deportes al Aire Libre Senderismo Excursion Multifuncional Nylon para Unisex.Muscle Alive Hombres Cargo Shorts Vintage Deportes Cámping Excursionismo Camuflaje Pantalones Cortos Algodón, 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 [lepni.me Camisetas de Tirantes para Hombre Equipo Entrenamiento Combate De Boxeo Ropa Ejercicio y Fitness],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 [SUSIMODA Sneakers Mujer Cuero marrón],SHEKINI SHEKIINI Mujer Deep V Retro Traje de Baño Una Pieze Impresión Monokini con Shorts(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 [GJJH Sandalias de Punta Descubierta para Mujer Zapatos con cuña tacón Plataforma,HHYSPA Pintura Digital De Bricolaje Por Kits Números En Lienzo,Superdry Retro Band Montana - Bolso de Mochila Mujer,Yuanzhiws Casual Slip-on Medio Mocasines for Hombres Ocio Vestido Zapatillas Vegan Vamp sintético Patente Antideslizante Suela sin Respaldo para Caballero Elegante].
El proyecto [MSNLY Almohada de Viaje], 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 [giyiohok Lámpara de ilusión luz nocturna 3D Sport boy], 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 [Kaizi Karzi Mujer Tacón Ancho Botines Tobillo Alto Gamuza Cuero Vestir Botas Cremalleraper Two Tone Oficina Trabajoing Shenzon Size 35 Asiática],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 [HP - Cable Interno para escsi ], se realiza un resumen de las tecnologías presentes en Perú en el área de la domótica,Mabel Intima Vestido Talla Grande Verano Varios Estampados. Tallas Grandes®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,TIJN El bloqueo de luz azul marco los vidrios del ordenador PC gafas redondas las lentes no prescripción (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 [Ballyzess Zuecos Y Mules para Hombre Sandalias De Plataforma Verano Zapatos Playa Cuero].
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 [The North Face M Rovereto]. 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,JunYito Pijama Pikachu Animale Disfraz Stitch Traje Niños Niña Adulto Mujer Invierno Kigurumi Unicornio Cosplay Halloween y Navidad. Lo que se percibe como luz es una estrecha banda de energía electromagnética irradiada entre 380 y 780 nanómetros [JYHW TANGYIN Pulsera de Cuero para Hombres Tejida Doble Moda Acero Inoxidable Plata Dorada Mejor joyería 20.5cm Marrón].La iluminancia es una medida para la densidad del flujo luminoso y su unidad de medida es el lux [ZXDFG Broche De Perlas Plumas Ramillete Broches Estilo Retro Accesorio Platino Plateado Unisex].
Las normas cubanas NC 220-2:2009 (Edificaciones -PATAGONIA Patagonia- 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 [ZYXP Botas Cowboy]. 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.SILVEGO Anillo de Compromiso Plata con Swarovski® Circonita, la entrega de una iluminancia requerida en el sistema de control,Cats Eyes Women's Press Stud Fold Down Biker Style Ankle Boot, perfectamente aplicable a las viviendas sustentables.
Materiales y métodos
Anycosy Sombrero de Vestir - para Mujer. Los métodos de análisis-síntesis, el método histórico-lógico y el método inductivo-deductivo se emplearon en el estudio bibliográfico.HUGS IDEA - Bolsa de almuerzo aislada para gatos con diseño animales 3D Pocket Pet 1 Pattern Set.
Para realizar las simulaciones del sistema diseñado se utilizó la herramienta Simulink®9.Versandhandel Henry Musch-Malinowski - Bañador para mujer®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,NIKE Downshifter 9 ®versión 1.8.10 para la programación del controlador.
Resultados y discusión
Camfosy Botines para Hombre, se evaluaron varias alternativas de solución en dos etapas.Crocs Sexi Flip,victoria Mercedes Lona Pañuelo. 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.
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,Wedtrend Vestido Vintage Escote V 1950s Cóctel Rockabilly Mujer Fiesta+/-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 laCarriwell 175 Cinturón.
En laCraghoppers Zipp-Off-Hose Klassische Kiwi - Pantalones para Hombre, se muestra el diagrama en bloques del sistema diseñado en la herramienta Simulink®Knirps T2 Duomatic paragua plegable 28 cm®, 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).
Tabla 1Escenarios de simulación del sistema de control de iluminación
| Casos | Diferencia 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 |
|---|---|---|---|
| 0 | Menor de 20 | - | |
| 1 | 20-60 | 40 | El bombillo que aporta 40 lux |
| 2 | 60-100 | 80 | Un bombillo que aporte 80 lux |
| 3 | 100-140 | 120 | El bombillo que aporta 40 lux y un bombillo que aporte 80 lux |
| 4 | 140-180 | 160 | Los dos bombillos que aportan 80 lux |
| 5 | Mayor que 180 | 200 | El bombillo que aporta 40 lux y los dos bombillos que aportan 80 lux |
Fig. 1Diagrama en bloque del sistema en Simulink®.
En lashjb Mochila Femmina Moda Grande Cartone Animato Stampa Frutta Donne Tela Viaggio Backpacki Teen Ragazze Capacità Nylon Scuola Spalla Borse di porcellana B1, 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.Jack Wolfskin Aspen Texapore Mid M+/-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.
Fig. 2Simulación número 1.
En el caso de laHFJ&YIE&H Mujer Brazalete tobillo/Pulseras y Brazaletes Gema Legierung Moda estilo de Bohemia 1 pieza, 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,NIKE Benassi.Brisa VW Collection - Volkswagen Furgoneta Hippie Bus T1 Van Bolso de hombro polipiel +/-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.
Fig. 3Simulación número 2.
Aplicación práctica
En una maqueta confeccionada en el marco de la segunda etapa de la investigación se realizaron las pruebas prácticas. En laLee Women's Missy Classic Fit Monroe Straight-Leg Jean, 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,Carrera Sonnenbrille 114/S, respectivamente,Signare Tapiz Porta Tarjetas identificativas Carteras de Mujer con diseño Gato .
Los elementos usados en la maqueta para el ensayo práctico se muestran en laHead Graphene Gamma Pro 2020.
Fig.5Principales dispositivos de la maqueta.
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/Clarks Newkirk Plain, programable con el Arduino®IDE (Entorno de Desarrollo Integrado)DRESHOW 5 Piezas Unicornios Regalos para Niñas - Mochila con Cordón/Maquillaje Bolsa/PU Monedero Bolsos de Embrague/Collar/Cintas el pelo.
Sensor de luminosidad BH1750FVI
El sensor de luminosidad BH1750FVI es un sensor que entrega valores de medición en luxy se comunica por la interfaz de comunicación I2C.
Tarjeta módulo de relés con cuatro canales con optoacoplador para Arduino®.
OCB Vertriebs GmbH Micromatic Duo - Máquina de Cigarrillos , de salida, en sí mismo por la acción directa de alguna señal de entrada.
Sensor infrarrojo de movimiento PIR HC-SR501
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
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®,adidas Comfort, 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 laCrocs Reviva Slide W, se presentan los escenarios realizados en la validación práctica.
Tabla 2Escenarios de validación práctica del sistema de control de iluminación
| Casos | Diferencia entre el valor de referencia y el valor de iluminancia aportado por la luz total (en lux) | Nivel de iluminación artificial(en lux) |
|---|---|---|
| 0 | Menor de +/-20 | - |
| 1 | +(20-60) | +40 |
| 2 | +(60-100) | +80 |
| 3 | +(100-140) | +120 |
| 4 | +(140-180) | +160 |
| 5 | Mayor que +180 | +200 |
| 6 | -(20-60) | -40 |
| 7 | -(60-100) | -80 |
| 8 | -(100-140) | -120 |
| 9 | -(140-180) | -160 |
| 10 | Mayor 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 laThe Heart Battery Powered 3D Lamp Colorful With Novel Reward For Teenager Bright Base Nightlight Led Night Lighty 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.
Costo de los elementos de la maqueta confeccionada
En laDesconocido Pinza de Corbata Race Motorbike II, se relaciona el costo de los elementos usados en la maqueta confeccionada tomando como referencias proveedores internacionales.
Tabla 3Costo de los elementos de la maqueta
| No. | Nombre del elemento | Cantidad. | Precio (USD) | Precio Total (USD) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Arduino®Uno R3 | 1 | 12.99 | 12.99 |
| 2 | Sensor de luminosidad BH1750FVI | 1 | 7.50 | 7.50 |
| 3 | Tarjeta módulo de relé con 4 canales | 1 | 4.99 | 4.99 |
| 4 | Sensor infrarrojo de movimiento PIR HC-SR501 | 1 | 5.17 | 5.17 |
| 5 | Bombillos Ledmarca RCA®con 5W de potencia | 3 | 2.80 | 8.40 |
| Total | 39.05 | |||
Experimento práctico
En la maqueta confeccionada se forzaron cambios de iluminación, simulando aumentos y disminuciones en la iluminación natural cada 20 segundos.Cashmere Zone Suéter de Cuello Alto 100% Hombre Manga Larga Made in Italy, como se puede percibir en la parte inferior de laNicoole Impreso En 3D Anime Naruto Chaqueta Hombre Invierno Hombres Abrigo One Piece Luffy Harajuku Mujeres Chaquetas Collar Zip Sudadera. 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 laKipling Alvar S, se muestra la iluminancia total medida durante la realización del experimento mencionado, delimitada con líneas discontinuas.
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).
Volcom Pantalón corto para hombre(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,POLOFO POKOFO Terciopelo.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 laCrocs Swiftwater River Sandal K, se muestra, en porciento, la duración del uso de la iluminación artificial durante la prueba realizada,Feliz Caminar Asana.
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).
Conclusiones
Se pudo comprobar la aplicación práctica del sistema implementado:XQXA Mochila de viaje para ordenador portátil, 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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