7/23/2019 Reporte de Proyecto ( Lampara de Leds)

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SEP

 NST TUTO

TECNOLOG CO DE CD.

ALTAM RANO

SUBSECRETARIA DE EDUCACION SUPERIOR 

DIRECCION GENERAL DE EDUCACION SUPERIOR

TECNOLOGICA 

CARRERAING. EN INFORMÁTICA

MATERIAAUDITORIA INFORMÁTICA

REPORTE DE PROYECTO

CARACTERÍSTICAS Y OPERACIONES DE

FACILITADOR:DOCENTE: HECTOR ANGEL MARTINEZ MARIANO

Alumnos:

OLIVER MÁRUEZ SERRANO

EDSON RAVELLI TORRE!LANCA "IMENEZ

SEMESTRE VII

CD. ALTAMIRANO# GRO A DE $% DE DICIEM!RE DEL &$'(.

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INTRODUCCION:

Viendo la problemática que tenemos muchos de los estudiantes y trabajadores

que hacemos trabajos en computadora durante las noches y que no solo con

tareas sino que también tenemos la problemática de ahorrar energía para cuidar el

gasto que se hace.

Por eso nos dimos a la tarea de iniciar este proyecto, que desde el principio de

implantación de la idea, se quiso cubrir ambas necesidades , el de iluminar y

ahorrar energía al mismo tiempo.

Buscando algunas posibles soluciones nos topamos con esta tecnología de luces

Leds, que a pesar de ser peque!as , tienen la capacidad de iluminar 

per"ectamente un área especi"ica y además nos permite ahorrar energía, ya que

no consume ni la mitad de lo que consume una bombilla de las que usamos ennuestro hogares.

Justificación.

  #ctualmente el uso irresponsable de los a$ances tecnológicos y la cultura

consumista mundial, han deteriorado irremediable de nuestro medio ambiente, al

grado que las inno$aciones tecnológicas buscan remediar todos los problemas

causados, la contaminación, la de"orestación, calentamiento global entre otros. %

han emergido el reciclado y reutili&ación de productos, así como el uso de

energías reno$ables. 's por esto que en este proyecto se plantea la construcción

de una lámpara de leds para la reducción del coste monetario y medio ambiental,

ya que aunque la in$ersión inicial pudiera parecer "uerte económicamente(

haciendo un análisis a mediano pla&o se $e un ahorro signi"icati$o en el pago de la

energía eléctrica y sobre todo hay una ahorro en la producción de la misma, ya

que para la producción de energía eléctrica en los hogares, irremediablemente se

sigue contaminando y utili&ando recursos no reno$ables. 'n )***, el +.- de la

electricidad se produjo en centrales térmicas /con combustión de deri$ados del

petróleo, gas natural y carbón0, el )-.1 en centrales nucleares, )-.2 en

hidroeléctricas y ).+ mediante otras "uentes de energía. % solo el 13 de la

producción de energía son reno$ables /4'# 13310. Por tal moti$o es de suma

importancia lograr un ahorro signi"icati$o en el consumo de la energía para así

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logra que se sigan consumiendo y gastando el material no reno$able y por su

puesto disminuir la contaminación que se genera con la producción de la misma.

Objetivos.

 

•  5ise!ar una lámpara de L'5s de bajo consumo de energía que redu&ca el pago

de lu&

•   #nali&ar el dise!o mediante la simulación por computadora

•  6enerar una propuesta para producción de la lámpara y sustituirlas en los

hogares

Marco Teórico

 

Definición de Lámpara de LEDs

 

7na l)m*+,+ - l- es una lámpara de estado sólido que usa L'5s /5iodos

'misores de Lu&0 como "uente luminosa. 5ebido a que la lu& capa& de emitir un

led no es muy intensa, para alcan&ar la intensidad luminosa similar a las otras

lámparas e8istentes como las incandescentes o las "luorescentes compactas, las

lámparas de led están compuestas por agrupaciones de led, en mayor o menor n9mero, seg9n la intensidad luminosa deseada.

 

Aplicaciones de las lámparas de LEDs

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 #ctualmente las l)m*+,+s - l- se pueden usar para cualquier aplicación

comercial, desde el alumbrado decorati$o hasta el de $iales y jardines, presentado

ciertas $entajas, entre las que destacan su considerable ahorro energético,

arranque instantáneo, aguante a los encendidos y apagados continuos y su mayor 

$ida 9til, pero también con ciertos incon$enientes como lo es su ele$ado costo

inicial.

Los diodos "uncionan con energía eléctrica de corriente continua /::0, de modo

que las lámparas de L'5 deben incluir circuitos internos para operar desde el

$oltaje :# estándar. Los L'5 se da!an a altas temperaturas, por lo que las

lámparas de L'5 tienen elementos de gestión del calor, tales

comodisipadores y aletas de re"rigeración. Las lámparas de L'5 tienen una $ida

9til larga y una gran e"iciencia energética, pero los costos iniciales son mas altosque los de las lámparas "luorescentes.

Descripción de la tecnología LED

 

La iluminación de propósito general necesita lu& blanca. Los L'5 emiten lu& en

una banda de longitudes de onda muy estrecha, "uertemente coloreada. 'l color 

es característico de la banda prohibida de energía de unmaterial semiconductor  usado para "abricar el L'5. Para emitir lu& blanca es

preciso combinar L'5 de lu& roja, $erde y a&ul, o usando "ós"oro para con$ertir 

parte de la lu& a otros colores.

'l primer método /L'5 ;6B0, usan m9ltiples chips de L'5 cada uno emitiendo

una longitud de onda di"erente en las pro8imidades, para "ormar el amplio espectro

de lu& blanca. La $entaja de este método es que la intensidad de cada L'5 puede

ser ajustada para <a"inar< el carácter de la lu& emitida. La mayor des$entaja es su

alto costo de producción.

'l segundo método, L'5 de "ós"oro con$ertido /pcL'50, usa un L'5 de corta

longitud de onda /usualmente a&ul o ultra$ioleta0 en combinación con el "ós"oro, el

cual absorbe una porción de la lu& a&ul y emite un espectro más amplio de lu&

blanca /'l mecanismo es similar a la "orma de una lámpara "luorescente que emite

lu& blanca de un sistema de iluminación 7V "ós"oro0. La mayor $entaja aquí es el

costo de producción bajo, alto 4;: /índice de reproducción cromática0, mientras la

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des$entaja es la incapacidad para cambiar dinámicamente el carácter de la lu& y el

hecho de que la con$ersión de "ós"oro reduce la e"iciencia del dispositi$o. 'l bajo

costo y el desempe!o adecuado lo hace la tecnología más utili&ada para la

iluminación general hoy en día.

7n solo L'5 es un dispositi$o de estado sólido de baja tensión /$oltaje0 y no

puede "uncionar directamente en una corriente alterna estándar sin alg9n tipo de

circuito para controlar el $oltaje aplicado y el "lujo de corriente a tra$és de la

lámpara. 7na serie de diodos y resistores /resistencias0 podrían ser usados para

controlar la polaridad del $oltaje y limitar la corriente, pero esto es ine"iciente, ya

que la mayoría de la tensión aplicada se desperdicia en "orma de calor en la

resistencia.

7na cadena 9nica de L'5 en serie podrían minimi&ar la pérdida de la caída de

tensión, pero la "alla de un solo L'5 podría e8tinguir toda la cadena. 'l uso de

cadenas en paralelo redundantes incrementa la "iabilidad, usándose com9nmentetres cadenas o más. Pueden ser 9tiles para la iluminación del hogar o en espacios

de trabajo, un n9mero de L'5 debe ser colocados juntos en una lámpara para

combinar sus e"ectos de iluminación. 'sto es porque cada L'5 emite solamente

una "racción de la lu& de las "uentes de lu& tradicionales. :uando se utili&a el

método de la me&cla de colores, puede ser di"ícil de lograr una distribución de

color uni"orme, mientras que la adaptación de L'5 blancos no es crítica para el

equilibrio de color. #demás, la degradación de L'5 di"erentes en $arios momentos

en una lámpara de colores combinados puede producir una salida de color 

uni"orme. Las lámparas de L'5 usualmente consisten en grupos de L'5 en una

cubierta con dispositi$os electrónicos, un disipador  y óptica.

Fuente de alimentación para lámparas de LEDs

 

'n electrónica, una /un0 - +l1mn0+213n es un dispositi$o que con$ierte

la tensión alterna de la red de suministro, en una o $arias tensiones,

prácticamente continuas,   que alimentan los distintos circuitos del aparato

electrónico al que se conecta /ordenador , tele$isor , impresora, router , etc.0.

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Clasificación

Las "uentes de alimentación, para dispositi$os electrónicos, pueden clasi"icarse

básicamente como "uentes de alimentación lineales y conmutadas. Las lineales

tienen un dise!o relati$amente simple, que puede llegar a ser más complejo

cuanto mayor es la corriente que deben suministrar, sin embargo su regulación de

tensión es poco e"iciente. 7na "uente conmutada, de la misma potencia que una

lineal, será más peque!a y normalmente más e"iciente pero será más compleja y

por tanto más susceptible a a$erías.

Para el caso de la lámpara de leds es necesario utili&ar una "uente de alimentación

lineal.

Fuentes de alimentación lineales

Las "uentes lineales siguen el esquema= trans"ormador , recti"icador , "iltro,

regulación y salida.

'n primer lugar el trans"ormador  adapta los ni$eles de tensión y

proporciona aislamiento gal$ánico. 'l circuito que con$ierte la corriente alterna en

continua se llama recti"icador , después suelen lle$ar un circuito que disminuye

elri&ado como un "iltro de condensador . La regulación, o estabili&ación de la

tensión a un $alor establecido, se consigue con un componente

denominado regulador de tensión. La salida puede ser simplementeun condensador . 'sta corriente abarca toda la energía del circuito,esta "uente de

alimentación deben tenerse en cuenta unos puntos concretos a la hora de decidir 

las características del trans"ormador.

Ventajas de las LEDs frente a la

mentira de las lámparas de bajo

consumo'n realidad, las lámparas de bajo consumo no han $enido a descubrir el agujero

del mate, porque básicamente son 14u+ls + los 516os 7 s*+n0osos 0u8os/luo,s2n0s que se usan desde hace más de medio siglo. #mbos dispositi$os

de iluminación emplean un recubrimiento de ó8ido de mercurio en su pared

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interior, más un a!adido de "ós"oro que se e8cita con la ele$ada corriente que

corre entre sus electrodos y produce la lu&. Los $iejos balastos de los tubos

"uncionan a 23 o +3 >& /o ciclos por segundo0, por lo que la "recuencia de

encendido y decaimiento del "ós"oro es de 23 >& y eso produce algunos

incon$enientes en talleres que usan tornos y otras máquinas rotati$as y algunas

$eces han sido causa de accidentes menores o gra$es en los operarios. ?e debe

a que 23 >& está muy cerca del tiempo de persistencia de la sensación en la retina

/)@)+ de segundo0 y el tiempo de demora del "ós"oro para disminuir o aumentar su

luminancia agra$a el problema.

Las nue$as lámparas de bajo consumo son "luorescentes que tienen una "orma

más compacta, tienen el balasto incluido dentro de su a9n $oluminoso &ócalo, y

las más baratas siguen con su "recuencia de 23A+3 >& de encendido apagado. Las

más caras y modernas que no $ienen de :hina, por supuestoA tienen balastos que

trabajan en la "recuencia de los 1333 >&, por lo que el problema de $isión

titilante es totalmente eliminado.

Pero poco se ha anali&ado el problema del mercurio y el "ós"oro, tanto en los

$iejos tubos como en las modernas malditas bombitas de bajo consumo. 'l

pol$illo blanco que recubre su interior es ó8ido de mercurio y "ós"oro. ;esulta

sorprendente y paradójico que 6reenpeace haya participado muy acti$amente en

el pasado en campa!as para la eliminación y reciclado de las pilas eléctricas, y

toda$ía lo sigue haciendo /aunque las pilas de ó8ido de mercurio se dejaron de

"abricar desde más o menos )*C- trate de comprar una pila de mercurio y

cuénteme si la encuentra0, pero no se haya percatado ni alertado acerca del

peligro o los riesgos para la salud que surgen de los tubos "luorescentes que serompen a diario en la #rgentina y las lámparas de bajo consumo que patrocina en

esta su nue$a sospechosa campa!a.

'n 'stados 7nidos se usan las lámparas de bajo consumo desde hace a!os,

aunque se están promocionando actualAmente la tecnología L'5, que no contiene

mercurio o "ós"oro, tienen menor consumo que las "luorescentes, mejor 

rendimiento, menor costo y mayor duración. Pero parece que ni el gobierno ni

6reenpeace se han actuali&ado lo su"iciente como para recomendar el uso de esta

nue$a e inno$adora tecnología en lugar de una que tiene ya más de medio siglo

de antigDedad. Pero es claro que no se le pueden pedir peras al olmo.

¿Cómo son los LEDs?

>ay dos maneras de "abrica una lámpara L'5 /Light emittingdiode, o diodos

emisores de lu&0. 7no de ellos me&cla m9ltiples longitudes de onda de di"erentes

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L'5s para producir lu& blanca, permitiendo al "abricante ajustar la lu& blanca a una

temperatura especí"ica de color, en el caso de las hogare!as, a una temperatura

de entre C33 y 2333E Fel$in, mientras más alta la temperatura F, más a&ulada

será la lu&, y mientras más baja sea dará lu& más cálida o roji&a0.

'l segundo método usa L'5s con un compuesto de 4ndioA6alioAGitride /4n6aG0

con una capa de "ós"oro para crear lu& blanca. 'ste es el método más usad para

"abricar los L'5 blancos.

>ay "ábricas de L'5s, como la Philips holandesa, que "abrican lámparas que

cubren un amplio espectro, entre los 1-33 F y los )3,333 F, es decir, entre una lu&

bastante rojoAamarillenta y una sumamente a&ulada. ;ecordemos que la lu& solar 

de mediodía tiene una temperatura de entre 2,+33 a +,333 F.

Los L'5s son arte"actos electrónicos de estado sólido, y son ampliamente usadosen todos los aparatos electrónicos, radios, grabadores, computadoras, y en

multitud de objetos de uso diario, donde se $en esos puntitos luminosos indicando

que un aparato está encendido.

Gasto de energía en LEDs

Los L'5s con$ierten la energía eléctrica directamente a una lu& de un solo color.

 #sí hay L'5s rojos, $erdes, a&ules, amarillos, etc. Porque emplean una tecnología

de generación de lu& "ría, los L'5s no gastan energía en "orma de calor que no

produce lu&. 'n comparación, una bombita incandescente emite en la banda del

in"rarrojo /no $isible0 una gran porción de la energía que produce. :omo resultado,

tanto las incandescentes como las "luorescentes producen una gran cantidad de

calor que es un desperdicio de energía. #demás de producir lu& "ría, los L'5s=

• Pueden ser alimentados a partir de baterías portátiles, pilas o a9n un panel

solar.

•

?on de tama!o peque!o y resistente a los golpes.• Hienen un muy rápido tiempo de encendido /+3nano segundos $ersus )3

milisegundos para las incandescentes, y ) segundo o más para las "luorescentes0

• Hienen una e8celente rendición de color y presentan bajo a nulo peligro de

shocI eléctrico porque trabajan en el rango de 2 a )1 $oltios, corriente continua.

 

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Contaminación de las lámparas de bajo consumo

 

Las lámparas ahorradoras "luorescentes ponen en peligro la salud de los acuí"eros

ya que contienen 2 mg de mercurio. Por ejemplo, el mercurio de una micropila

puede contaminar +3.333 litros de agua, Jcuánta agua contaminan los 2 mg de

mercurio que tiene cada lámpara de bajo consumo 5icen los diarios=

<'s necesario hacer conocer a la población que las lámparas de bajo consumo

contienen una carga de 2 miligramos de mercurio y también "ós"oro y que ambos

agentes son contaminantes y con e"ectos noci$os para la salud<, e8presó la

ingeniera 6raciela 6erola, de la #gencia de Protección #mbiental de Buenos

 #ires.

'n el 4nstituto Gacional de Hecnología 4ndustrial /4GH40 descartaron que estos "ocos

encierren alg9n peligro para la salud. 'n cambio, ad$irtieron, luego de anali&ar el

"uncionamiento de 2KK lámparas de bajo consumo en el laboratorio de

luminotécnia del :entro de ísica y Metrología que la mayoría <gastan casi lo

mismo que las incandescentes, iluminan poco y duran menos<, sostiene el

in"orme.

El ahorro de energía

 

La e"iciencia energética es sin duda su gran atracción de cara a clientes

comerciales como los hoteles, pero los L'5s a9n tienen otra gran $entaja= duran

hasta 23.333 horas, seg9n a"irman los "abricantes. #mpliamente por encima de las

)3.333 horas que duran los "luorescentes y de las ).333 horas que duran las

incandescentes. Go tener que en$iar al bedel a rempla&ar las bombillas "undidasimplica también un ahorro en costes de mantenimiento.

?e considera que a apro8imadamente a las 23.333 horas, es cuando su "lujo

decae por debajo del -3 de la inicial, eso signi"ica apro8imadamente + a!os en

una aplicación de 1K horas diarias +2 días@a!o.

'sto permite una reducción enorme de costes de mantenimiento ya que no se necesita

reempla&arlas, por lo que el :oste de 4luminación es mucho menor.

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 #simismo, por su naturale&a el encendido se produce instantáneamente al )33 de su

intensidad sin parpadeos ni periodos de arranque, e independientemente de la temperatura. #

di"erencia de otros sistemas no se degrada por el n9mero de encendidos.

'l 2on0,ol - los l-s es otro de los "actores importantes. 5ada su naturale&a son "ácilmente

controlables, pudiendo producir e"ectos y permitiendo controles de energía que con otros

dispositi$os es más di"ícil y caro de obtener.

Por otra parte los dispositi$os L'5 son ecológicos ya que no contienen mercurio, tienen una

duración mayor, ahorran gran cantidad de energía, un punto signi"icati$o a tener en cuenta en

las instalaciones y especialmente en las de tipo p9blico, y no producen casi contaminación

lumínica, otro aspecto importante en aplicaciones publicas y especialmente de trá"ico.

 

Historia de las Lámparas de LED

 

:on el ad$enimiento de los L'5 comerciales en los a!os +3, sin embargo, una

nue$a clase de iluminación llegó a estar disponible. Los L'5 pueden consumir 

menos electricidad que la iluminación con$encional y pueden producir menos del

calor a consecuencia del subproducto. ?in embargo, los sistemas comerciales del

L'5 no son actualmente tan e"icientes como la iluminación "luorescente. Vea la

e"icacia luminosa para una comparación.

Los L'5 iniciales eran rojos en color, con las $ariantes amarillas y anaranjadas

siguiendo pronto después de eso. Producir un dispositi$o blanco del ??L, sin

embargo, un L'5 a&ul era necesario, el cual "ue descubierto más adelante con laciencia material e in$estigación y se desarrollo e8tensi$amente.

'n )**, ?hujiGaIamura de las industrias químicas de Gichia subió con un L'5

a&ul usando el nitruro del galio /6aG0. :on esta in$ención, era posible ahora crear 

la lu& blanca combinando la lu& de L'5 separados /rojo, $erde, y a&ul0, o

colocando un L'5 a&ul dentro de un paquete especial con un "ós"oro ligero interno

de la con$ersión A algo de la salida a&ul llega a ser roja y $erde con el resultado

que la emisión ligera del L'5 aparece blanca al ojo humano.

'l ??L /L'5 de lu& blanca0 ha sido descrito por el Ministerio de 'stados 7nidos de'nergía como la tecnología que emergía giratoria que promete alterar encenderse

en el "uturo. 's la primera nue$a tecnología de la iluminación a emerger adentro

sobre K3 a!os y, con sus rendimientos energéticos y ahorros de costo, tiene el

potencial de sustituir muchos accesorios e8istentes de iluminación.

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Comparación Tecnológica de Lámparas de Bajo

Consumo y Ahorradores

 

Las lámparas incandescentes (bombillas) :rean la lu& "uncionando con

electricidad a tra$és de un "ilamento "ino, de tal modo calentando el "ilamento a

una muy alta temperatura y produciendo la lu& $isible.

 'l proceso incandescencia, sin embargo, se considera altamente ine"ica&, sobre

el *C de su energía se emite como lu& in"rarrojo in$isible /o calor0. Las lámparas

incandescentes, sin embargo, son relati$amente baratas de producir. La

esperan&a de $ida típica de una lámpara incandescente es alrededor ).333 horas.

Las lámparas fluorescentes (bombillas) uncionan pasando electricidad a tra$és

del $apor de mercurio, que alternadamente produce la lu& ultra$ioleta. La lu&

ultra$ioleta entonces es absorbida por un "ós"oro que se cubre dentro de la

lámpara, haciéndola brillar intensamente, y e8pedir lu& "luorescente. Mientras que

el calor generado por las lámparas "luorescentes es mucho menor que sus

contrapartes incandescentes, las e"icacias toda$ía se pierden en la generación de

la lu& ultra$ioleta y con$ertir esta lu& en lu& $isible. #demás, el mercurio es

perjudicial a la salud, y debido a una ruptura de la lámpara, la e8posición a la

sustancia puede ser peligroso. Las lámparas "luorescentes son típicamente de

cinco a seis $eces más caras a comparación de las lámparas incandescentes,

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pero tienen $idas alrededor de )3.333 horas, duran )3 $eces más que la bombilla

con$encional.

El SSL (LED de luz blanca) #lcan&a su propósito agrupando mas L'5 peque!os

en una manera ordenada, de tal modo creando una $iga uni"icada. 'l ??L se

puede abarcar del L'5 blanco, o de unos que sean me&cla de di$ersos colores de

L'5, se me&clan para producir la lu& blanca o similar. Las $entajas inherentes del

??L son iguales que las de un L'5. Las $entajas incluyen=

• Al0+ -u,+81l1-+- A ning9n "ilamento o tubo que se pueda romper(

• Al0+ 51-+ A los L'5 duran apro8imadamente 23,333 a )33.333 horas(

• Consumo - 8+6+ l20,121-+- A ;educción en el pago de su pro$eedor 

de ser$icios eléctricos(

• Fl9181l1-+- n l 0+m+o A Por su tama!o usted puede utili&ar $arios

L'5s en un mismo dispositi$o, dependiendo de la iluminación que requiera(

• !+6+ 4n,+213n - 2+lo,  A 'l ??L genera menor calor a comparación de

las bombillas tradicionales.

Hambién debido a su bajo consumo de energía. 'l L'5 puede ser encendido por 

medio de celdas solares de carga las cuales pueden abastecer el mismo por un

tiempo prolongado. ?u uso está siendo muy importante en cuestiones de $ialidad y

tránsito.

Diseño de la lámpara de LEDs

'l dise!o de la lámpara de leds se basa en las características técnicas de los

mismos, de tal manera que un led requiere $olts apro8imadamente para su

óptimo "uncionamiento. Por lo tanto se propone crear una "uente de alimentación

de )1 V para así, comentar cuatro bloques de cuatro leds en serie como lo

muestra la "igura siguiente. 'n base a esto, se utili&a el siguiente material.

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•  Hrans"ormador a )1V de salida )33 m#.

•  Puente de diodos a ) #mpere

•  :apacitor 1133 u

•  ;esistencia 113 ohms

•  Leds

 

Simulación

'ste circuito "ue simulado mostrando que los leds se encienden y tienen un

consumo de corriente de 1C.KCm# y .-1 $olts lo cual entra dentro del rango

especi"icado en las hojas de datos. La lámpara en total consume )3*.- m# decorriente y )K.+ $olts. 5ando una potencia de ).+N de potencia de consumo de la

lámpara.

Consumo real de la lámpara de leds

Las mediciones obtenidas del multímetro indican que la lámpara tiene un consumo

de corriente de )K1m# y )Volts, dando una potencia de ).CK+Natts.

142 mA consumo de corriente

13 v voltaje

Potencia = corriente eléctrica x voltaje

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Potencia= (.142 A)(13) =1.846 watts

Arox. 2 watts de consumo (medido con mult!metro)

LAMPARA TERMINADA

Conclusiones

'n conclusión se logro dise!ar y simular el circuito de la lámpara de leds, para

después implementar el dise!o, obteniendo un alampara de leds ahorradora, la

cual se puede sustituir por lámparas incandescentes y así mejorar el consumo de

energía eléctrica.

 

Bibliografía

Energía Internacional 2002, Administración de Información de energía

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Páginas de internet:

5e"inición de L'5

http=@@es.OiIipedia.org@OiIi@L:#)mparaL'5

 #rtículo= L'5s $s Lámparas de bajo consumo

http=@@poOerled.com.co

 

 #rticul!o= Lamparas de L'5 de Bajo :onsumo de 'nergía con Vida Larga

http=@@OOO.pantallasled.com.m8