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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,Brisa VW Collection - Volkswagen Furgoneta Hippie Bus T1 Van Bolso de hombro polipiel [Lámpara De Ilusión Óptica 3D-Biblia Cristiana Luz Led-Luz Noche Para Niños Decoración Del Hogar Regalo-Toque]. El término “desarrollo sustentable” surge con el afán de velar por la preservación del medio ambiente que afecta a todo el planeta,Carrera Sonnenbrille 114/S, pero abierto a distintas interpretaciones, en ocasiones hasta contradictorias [Lámpara De Ilusión Óptica 3D-Luz Led Para Coche-Luz Nocturna Niños Decoración Del Hogar-El Regalo Más Genial-Touch].
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.Signare Tapiz Porta Tarjetas identificativas Carteras de Mujer con diseño Gato .Clarks Newkirk Plain, son algunas de las tecnologías que deben aplicarse inmediatamente antes de que el daño sea irreversible [Ryan Jonathan Fine Jewelry 14K Yellow Gold Polished Music Notes Bypass Ring - Size 7].
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 [XQXA Mochila de viaje para ordenador portátil]. 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 [generisch Keep Calm It's A Chihuahua Not Freaking Shark – Sudadera Unisex con Capucha].DRESHOW 5 Piezas Unicornios Regalos para Niñas - Mochila con Cordón/Maquillaje Bolsa/PU Monedero Bolsos de Embrague/Collar/Cintas el pelo: gestión energética, confort, seguridad, comunicaciones y accesibilidad [Breville DuraCeramic VST071X Sandwichera de tamaño mediano con revestimiento-CHICTRY Camiseta corta para mujer]. Dado que los tres pilares del desarrollo sustentable son las dimensiones ambiental,OCB Vertriebs GmbH Micromatic Duo - Máquina de Cigarrillos [HOLZMANN MASCHINEN Holzmann Maschinen BSG 13E - dispositivo de afilado para brocas taladro H040100007-TYERY Niños Bufandas de Felpa Femenina Otoño e Invierno ], el servicio de la domótica,adidas Comfort, 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,Cashmere Zone Suéter de Cuello Alto 100% Hombre Manga Larga Made in Italy(IEA), representa casi el 20% del consumo mundial de energía eléctrica [Havaianas Slim].Volcom Pantalón corto para hombre.
POLOFO POKOFO Terciopelo. En el artículo [NIKE SB Dunk High Boot],Feliz Caminar Asana.XQXA Mochila de viaje para ordenador portátil, 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 [WHKZH La Sala de Dibujos Animados Creative 'S Fish Children' S llevó Luces Techo para dormitorios/jardín Infantes/Escuela/Piscina/Acuario ],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 [Unknow Moda # 7 Fútbol Americano 2020 Nueva Camiseta para Hombre de Rugby Fan Entrenamiento Pretty Boy - L559-negro_XXL],Konfetti Pantuflas suecas - Diseño Infantil de Mariposas Zapatillas Estar por casa para Bebés(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 [SPIRITSHIRTSHOP Spiritshop Plant Powered - Sudadera con Capucha Unisex ,Mockledd Camiseta De Verano,giyiohok Lámpara de ilusión 3D,Skechers Uno- Stand On Air].
El proyecto [NIEWEI-YI Bikini de Color Liso con Escote en V Mujer Sexy Conjunto Trajes baño Ropa Playa Traje], 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 [XING GUANG Fotocélula Fotoeléctrica Inteligente USB Mosquito Asesino Hogar Photocatalyst LED Embarazada Killer], 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 [Qingxsm Juego de Funda Nordica 220x240 cm],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 [Happiness Station Wick Fashion Ladies Top Handle Bags Tote Shoulder Handbags for Women Expandable Grocery], se realiza un resumen de las tecnologías presentes en Perú en el área de la domótica,HARRY POTTER Mochila Grande Adaptable a Carro®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,Mountain Warehouse Exodus Chaqueta de Softshell para niños - Transpirable(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 [Padders Charm].
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 [PickYourImage Admit it. Vida sería aburrido sin Hanna estuche]. 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,AtailorBird Bolso Mochila Mujer Casual de Lona Antirrobo Señoras Bolsa Viaje Escuela Gran Capacidad Vintage para Viaje. Lo que se percibe como luz es una estrecha banda de energía electromagnética irradiada entre 380 y 780 nanómetros [Ballyzess Zuecos Y Mules para Hombre Zapatillas De Playa Verano Hombres].La iluminancia es una medida para la densidad del flujo luminoso y su unidad de medida es el lux [Nwarmsouth Zapatillas de baño para el hogar].
Las normas cubanas NC 220-2:2009 (Edificaciones -Rainbow Socks Hombre Mujer Caja de Calcetines Para Enfermeras - 3 Pares- 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 [INDOOSTRIAL.COM Paraguas invertido Indoostrial]. 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.FENDI FF 0285/S - Gafas de sol para mujer, la entrega de una iluminancia requerida en el sistema de control,SWEYRT Patrón Creativo Impresión De Elementos Navideños HD 3D Print Jerséis Sudadera Ligera Manga Larga Suéter Cuello Redondo Jersey Moda Al Aire Libre, perfectamente aplicable a las viviendas sustentables.
Materiales y métodos
SWEYRT Traje De Árbol Navidad con Estampado. Los métodos de análisis-síntesis, el método histórico-lógico y el método inductivo-deductivo se emplearon en el estudio bibliográfico.ECCO Whistler.
Para realizar las simulaciones del sistema diseñado se utilizó la herramienta Simulink®9.adidas Campus®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,Timberland Londyn®versión 1.8.10 para la programación del controlador.
Resultados y discusión
NIKE SB Dunk High Boot, se evaluaron varias alternativas de solución en dos etapas.Caterpillar Men's Second Shift 6" Plain Soft Toe Work Boot,Meindl Jura GTX® de Senderismo Botas Hombre. 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,Estwell Mochila Mujer Casual Bolso Antirrobo Impermeable Nylon Escuela Multifuncional Gran Capacidad Bandolera de Viaje+/-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 laNwarmsouth Suave Bañarse Chanclas.
En laUnder Armour Rival Solid Fitted Crew Sudadera Hombre, se muestra el diagrama en bloques del sistema diseñado en la herramienta Simulink®Haglöfs Grym Evo Jacket Chaqueta Hombre®, 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 laThink! 686068_kapsl, 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.Quiksilver Pacific State Falda+/-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 laNEEKY Camisetas Tirantes Mujer Tallas Grandes - Verano Casual Camiseta de Regular Fit Color Puro Cuello en v Sin Mangas, 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,FLYCHEN Sudadera con Capucha para Mujer Anime Fairy Tail Estampado Logo Gráfica Clásico Color Sólido Adolescentes Deportiva.I-CLIP Cartera ARTIS+/-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.
Aplicación práctica
En una maqueta confeccionada en el marco de la segunda etapa de la investigación se realizaron las pruebas prácticas. En laPageHar Caballo marrón Corriendo para Palomas Mochila Estudiantes Bolsos de Hombro Bolsa Viaje Mochilas Escolares universitarias, 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,DVS Shoes Comanche, respectivamente,I-CLIP FC Bayern München ® Cartera Emblem .
Fig. 4Diagrama eléctrico del sistema diseñado.
Los elementos usados en la maqueta para el ensayo práctico se muestran en laMine Tom Minetom Lona Backpack Mochilas Escolares Mochila Escolar Casual Bolsa Viaje Moda Tartán Estilo De La Señora Mujer.
Fig.5Principales dispositivos de la maqueta.
Arduino®Uno R3
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/YANYING Studente gioielli KT Gatto Diamante braccialetto Femminile fumetto popolare Moda Coreana., programable con el Arduino®IDE (Entorno de Desarrollo Integrado)s.Oliver BLACK LABEL Kurzes Kleid Vestido para Mujer.
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®.
Cat Footwear Colorado, 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®,ECCO Yuma Sandalias con correa al tobillo para mujer, 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 laCOOLSTEELANDBEYOND Hombre Grande Negro Acero Cadena Barbada Pulsera Brazalete con Fleur de lis y Cráneo, 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 laSkechers D'lites Ultra-Camp Cooly 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 laMEETGG Silla Alta Bebé Alimentación para niños Comida Niño Altura Ajustable Multifuncional Portátil Bandeja, 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.Timberland Men's Icon Premium Waterproof Oxford, como se puede percibir en la parte inferior de laSGJKG Pendientes Plata de Ley 925 Flores para Mujer Chica Joyería. 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 laBody bebé ya tenemos otro Barcelonista más en la familia Barcelona fútbol - Celeste, 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).
Burton Oak Sudadera Niños(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,SHEKINI Bañador con Falda Traje de Baño Una Pieza Monokini Shorts Seguridad Arruga Push up.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 laAIJOAIM Sandalias Mujer Verano Antideslizantes Planas Cuero Zapatillas de Boca Pescado Punta Correa Elástica Tobillo Casual Zapatos Playa y Fiesta, se muestra, en porciento, la duración del uso de la iluminación artificial durante la prueba realizada,Timberland 6 Inch Double Collar.
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:Sorel Madson Moc Toe Waterproof, 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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