Los sistemas de iluminación son desarrollos que permiten al hombre visualizar de una mejor forma a los objetos desde un punto de vista artístico y funcional. Estos sistemas tienen un amplio campo de aplicación en nuestra vida diaria. Están referidos al proceso en el cual la iluminación forma parte del diseño del objeto usando dispositivos capaces de satisfacer el tipo, calidad y color de luz que se requiere. Dado que en el Perú los sistemas de iluminación cumplen una gran importancia como elemento que forma parte del diseño de espacios públicos y comerciales, es necesario enfrentar el problema de la iluminación conociendo las características de ella. Por esto se plantea la utilización de una nueva tecnología como el LED (Light-Emitting Diode) de potencia en el desarrollo de sistemas de iluminación aprovechando las características que este dispositivo trae. La presente tesis consiste en el rediseño e implementación de un sistema de iluminación aplicado a un display1 publicitario de una superficie de 25x25cm2. Uno de los objetivos es mejorar la iluminación mediante la aplicación de la nueva tecnología, el LED RGB (Red Green Blue) que permite obtener un color determinado, rojo, verde y azul; además de variar su intensidad de brillo. Con el uso de lentes convergentes es posible mezclar los colores primarios para obtener los colores secundarios; amarillos, cian y magenta; y el color blanco. El siguiente documento se encuentra dividido en cuatro capítulos principales; el primero de ellos explica la importancia de la iluminación publicitaria en espacios publicitarios. El segundo capítulo brinda información sobre la evolución de los sistemas de iluminación convencionales hasta llegar a la tecnología LED. El tercer capítulo muestra las consideraciones para el rediseño e implementación del sistema, los componentes elegidos, así como los cálculos y criterios de selección. El último capítulo menciona los resultados obtenidos, análisis de costo y conclusiones finales. Al final del documento se muestra las recomendaciones, sobre el rendimiento del sistema de iluminación y como mejorarlo, las referencias utilizadas y en la sección de anexos hojas de datos de los componentes utilizados.

El presente trabajo tiene como objetivo desarrollar una propuesta para optimizar los procedimientos de mantenimiento, reparaciones, ajustes y recambios de luminarias de naves industriales. Los procedimientos tradicionales para realizar estas actividades se caracterizan por su dificultoso acceso a las luminarias, considerables costos de personal y equipamiento necesario; a la vez que en ocasiones suponen suspensiones temporales de los procesos de producción de las empresas. Por ello se propone el diseño de un sistema mecatrónico para el izaje de luminarias de naves industriales, de tal manera que el mantenimiento pueda realizarse de una manera segura, rápida, oportuna y eficiente a nivel del piso, otorgando seguridad y condiciones de trabajo ventajosas a operarios encargados del mantenimiento y limpieza de las luminarias, y eliminando los accidentes ocasionados por caídas de altura. A través del sistema mecatrónico se podrá acceder de manera rápida y oportuna a la batería de luminarias industriales para solucionar problemas de paradas y fallas imprevistas. Asimismo, se aprovechará la facilidad de acceso para proporcionar mantenimiento y limpieza permanente con la finalidad de conservar la calidad de la iluminación y colaborar con el aumento de la productividad, reduciendo así costos de mantenimiento y reposición, costos de operarios y gastos ocasionados por accidentes. Un elemento clave para la buena iluminación de naves industriales es la altura de operación de las luminarias. Para asegurar los correctos niveles de iluminación se debe tener en cuenta la normativa para este tipo de instalaciones para evitar una baja iluminación o un exceso de esta. Teniendo los sistemas de iluminación fijos se imposibilita el manejo de diferentes alturas con el objetivo de variar la iluminación más adecuada según la relación potencia — altura. De este modo, a través del sistema mecatrónico, se facilitará el posicionamiento de las luminarias a la altura de óptima iluminación requerida por la nave o el usuario en un momento dado según la naturaleza de los trabajos que se realicen. En el Capítulo l se presenta la problemática con la que cuentan las empresas al no tener un acceso rápido que facilite el mantenimiento y posicionamiento de las luminarias. En el Capítulo 2 se presentan las condiciones y requerimientos que el sistema mecatrónico propuesto debe ser capaz de satisfacer y una introducción acerca del modo en que el sistema logrará cumplir tales requerimientos. En el Capítulo 3, se detalla los elementos mecánicos, componentes electrónicos y red inalámbrica a implementar en la nave industrial propios del sistema mecatrónico; así como la explicación de su funcionamiento a través de ilustraciones, planos y esquemas. En el Capítulo 4 se calcula el costo de operación del sistema y el costo de fabricación. En el Capítulo 5 se presentan las conclusiones del trabajo de diseño, así como las recomendaciones pertinentes. Por último, se ha detallado en los anexos los cálculos de diseño del sistema de carga y los elementos mecánicos que conforman el sistema, la configuración de los elementos de la red inalámbrica, los requerimientos para la selección de los componentes electrónicos, las cotizaciones, las especificaciones técnicas y hojas de datos de las piezas, y los planos de despiece y ensamble.

En el Año 2009, la vía que une los distritos de Laredo y El Porvenir no contaba con alumbrado público; es así que la Municipalidad Distrital de Laredo y en coordinación con la Empresa Hidrandina poner en marcha el Proyecto denominado: “Alumbrado Público Vía enlace Distritos de Laredo y El Porvenir”; en la etapa de ejecución, se realiza cálculos de los parámetros de iluminación con los componentes físicos de diseño planteados en el diseño del estudio definitivo, los mismos que no eran óptimos y si bien cumplían con la Norma Técnica DGE “Alumbrado de Vías Públicas en Zonas de Concesión de Distribución”, sus valores se encontraban cerca al rango mínimo, no garantizando su cumplimento en la toda etapa de funcionamiento. Esta investigación tiene como propósito mejorar los parámetros de iluminación y garantizar la calidad de alumbrado público a la vía, acorde con lo establecido en la Norma, con la puesta en operación del Proyecto en mención. La metodología para el estudio necesito emplear la estrategia experimental, a través de la manipulación variables independientes tales la longitud de los vanos, los equipos y accesorios de iluminación considerados en el diseño del Proyecto; con la finalidad de poder contrastar los efectos sobre las variables dependientes como son los parámetros de iluminación. Para ello se usó como herramienta de cálculo el software Calculux. El análisis se hizo mediante ensayos, modificando las dimensiones del diseño constructivo del pastoral, tales como el alcance horizontal y el ángulo de inclinación y calculando los parámetros de iluminación para cada caso. Con los ensayos realizados se pudo verificar la variación de los parámetros de iluminación respecto a las modificaciones del dimensionamiento del pastoral. Así mismo mediante una evaluación adecuada se pudo optimizar las dimensiones del diseño constructivo del pastoral planteado inicialmente en el Proyecto, permitiendo establecer un nuevo diseño con la dimensión más óptima, la misma que fue considerada para ejecución de la obra. Concluida la ejecución de la obra se realizaron pruebas de campo, tales como luminancia media, iluminancia media y uniformidad media de Iluminancia, cuyos valores eran próximos a los calculados teóricamente con el nuevo diseño, los mismos que se encontraban dentro de los rangos permitidos establecidos en la Norma

La minería es una de las actividades económicas primarias más relevantes en el mundo. En el Perú, viene siendo el impulso para el desarrollo económico actual del país. Como en toda actividad extractiva se busca obtener la mayor producción posible; por eso, es muy frecuente ver el trabajo nocturno en estas, el cual sería muy inseguro e incluso imposible sin la adecuada iluminación para la actividad realizada. La minería de cielo abierto se realiza en amplios espacios, los cuales van cambiando conforme avanza la producción, por ello es necesario el uso de torres de iluminación móviles. Una torre de iluminación es un equipo que se usa para iluminar lugares remotos donde no es posible el acceso a la corriente eléctrica. En la actualidad estos equipos son implementados mediante generadores de corriente eléctrica que funcionan gracias a la quema de combustible. En esta tesis se propone implementar un equipo de iluminación, que obtendrá energía a partir de un sistema fotovoltaico. Dado que es un equipo electrónico alimentado por energía renovable logrará reducir costos de operación y mantenimiento, así como reducirá la contaminación sonora y del medio ambiente.

El servicio de Alumbrado Público de vías, parques y plazas es brindado en el Perú, simultáneamente con el servicio domiciliario de electricidad, por empresas concesionarias de distribución. Debido a las “fallas de mercado” que caracteriza a la prestación de este servicio, el estado peruano a través del OSINERGMIN, regula esta actividad estableciendo las tarifas y llevando a cabo las acciones de supervisión necesarias para que dicho servicio se brinde de acuerdo a determinados estándares de calidad pre-establecidos.

El objetivo de la presente tesis consiste en diseñar y desarrollar un sistema de iluminación automatizado y que pueda ser controlado desde un dispositivo móvil que permita administrar mejor la energía eléctrica dedicada a la iluminación del hogar. Para llegar a este objetivo, se optó por usar el protocolo de comunicación Zigbee para poder comunicar inalámbricamente las distintas partes del sistema. Para la interfaz de usuario, se usó diseño web utilizando lenguajes PHP y librerías de Jquerry Mobile; para el manejo de base de datos se usó MySQL y para el programa que se ejecuta en el servidor se utilizó el lenguaje de programación JAVA. Se llegó a la conclusión de que se pudo cumplir satisfactoriamente el desarrollo del sistema automatizado controlable desde la aplicación web, con un tiempo de respuesta aceptable, con algoritmos que toman en consideración niveles de iluminación y presencia y con una interfaz de usuario moderna y eficaz. También se pudo observar que este el sistema tiene varios aspectos por mejorar para poder llegar a tener un sistema de nivel comercial.

En la actualidad la iluminación arquitectónica está tomando cada vez más cabida en el mundo de la iluminación decorativa; para tal fin existen en el mercado diferentes tecnologías de iluminación. Para que una tecnología de iluminación sea eficiente debe cumplir parámetros tales como: una alta eficiencia lumínica, bajo consumo de energía y una gran durabilidad. El reto entonces está en elegir una tecnología que sea capaz de cumplir con tales requisitos para que el sistema de iluminación sea eficiente y tenga una buena performance. Es por eso que se plantea la implementación de un sistema que use tecnología de iluminación en estado sólido, es decir, usando LEDs (diodos emisores de luz) de alta potencia, más conocidos como Power LEDs. Dichos dispositivos aseguran altos índices de eficiencia, ahorro de energía y duración, constituyéndose así como la tecnología de iluminación del futuro. El objetivo entonces es el de realizar el diseño de un sistema de iluminación exterior en el edificio Mac Gregor de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP), iluminando el logo de la universidad mediante la tecnología de LEDs de potencia. El sistema completo consta de los siguientes subsistemas: subsistema de luminarias, subsistema de circuitos de excitación de los LEDs, subsistema de control (programación) y subsistema de la fuente de alimentación. La presente tesis sólo abarca el diseño de los dos primeros subsistemas, es decir, el subsistema de luminarias y el subsistema de circuitos de excitación de los LEDs de potencia. En el Capítulo 1 se trata el tema de sistemas de iluminación arquitectónica para edificios. Se ven las diferentes técnicas, estrategias y tecnologías actuales que los ingenieros de iluminación aplican en obras de iluminación en edificios modernos. En el Capítulo 2 se trata el tema de sistemas de iluminación con LEDs de potencia. Se ven las ventajas, áreas de aplicación, fabricantes actuales, ejemplos de edificios en el mundo y una teoría sobre circuitos de excitación de LEDs de potencia. En el Capítulo 3 se ve el diseño de los subsistemas mencionados y además se contempla la necesidad de incluir el subsistema de comunicación. En el Capítulo 4 se muestran los resultados del diseño en base a la implementación de un prototipo de luminaria. Se presenta también un estudio de costos y tiempos de ejecución del proyecto en general para una futura implementación.

En la actualidad, la iluminación arquitectónica de exteriores está tomando gran fuerza en el mercado de la arquitectura logrando generar importantes cifras de dinero puesto que este tipo de sistema da un valor agregado a las estructuras arquitectónicas; estos sistemas están siendo utilizados como parte decorativa en una gran cantidad de edificios, que hace mucha más vistosa la parte exterior de estos dándoles un enfoque de gran modernidad y estatus. A nivel mundial hay gran desarrollo con respecto a este tema y es por eso que existe una gran variedad de productos para cada parte de estos sistemas; como ejemplos de iluminación arquitectónica en otros países tenemos al Rascacielos “La Torre” ubicado en Barcelona España, el Edificio del LED ubicado en China, el Complejo de Ocio Xicui en Pekín en China. Nuestro país no es una excepción a estas tendencias, podemos encontrar varios ejemplos como la Torre de Interbank ubicada en el cruce de Paseo de la República con Javier Prado, el Teatro Mario Vargas Llosa ubicado en Javier Prado al costado del Museo de la Nación y el edificio de Edelnor en el distrito de San Miguel. El objetivo de la presente tesis es el diseño de un sistema de Iluminación del área exterior del edificio C del complejo Mc. Gregor con un tipo específico de luminaria, seleccionando su excitador y por medio de un controlador lograr iluminarlo con efectos, que podrán ser programados mediante este. Además también se diseñará la fuente de alimentación necesaria para energizar el sistema. En el capítulo 1 se encontrará información acerca de la situación actual en la iluminación de exteriores, encontrando ahí también tipos de iluminación empleada en el mercado para este tipo. En el capítulo 2 se encuentra información más técnica acerca de iluminación de exteriores, conceptos básicos para poder entender el desarrollo de los objetivos de esta tesis: se encuentran en él: la tecnología LED para este tipo de iluminación, protocolos de iluminación y tipos de luminarias de acuerdo al tipo de iluminación que se quiera emplear. En el capítulo 3 se podrá apreciar el diseño realizado para la fuente de alimentación del sistema, el diseño del controlador del sistema, el diseño de un interfaz para el usuario para poder comunicarse con el controlador, la selección de un tipo específico de luminaria para el tipo de iluminación que se debe emplear y además la selección de un excitador para esta última. Finalmente en el capítulo 4 se mostrarán simulaciones de los diseños realizados y además algunos ensayos físicos de estos que corroboren resultados de las simulaciones realizadas.

Actualmente existe un aumento constante del consumo de energía, la modernización de los procesos industriales y el crecimiento económico son las principales causas de este fenómeno. Ante esta realidad, el uso eficiente de este recurso se convierte hoy en día en una prioridad con el fin de preservar los recursos energéticos y establecer cambios oportunos orientados al desarrollo sostenible en armonía con el medio ambiente. El sector industrial se constituye hoy en día en un potencial consumidor de energía eléctrica, sin embargo muchas de sus instalaciones no cuentan con un control y uso adecuado de energía. Muestra de ello son los sistemas de iluminación, pues se han identificado numerosas deficiencias en torno a su uso siendo la más crítica mantener encendidas las lámparas durante periodos no productivos, lo cual conlleva a incrementar el impacto económico para la empresa y ambiental para el mundo. En la presente tesis se diseña un sistema de automatización para el sistema de iluminación de una planta industrial que permita optimizar el uso de energía eléctrica evitando que las lámparas permanezcan encendidas durante períodos no productivos. Es decir, se diseñará la automatización de alumbrado que asegure una iluminación de calidad durante el tiempo que sea necesario. El diseño consta de la selección de sensores y actuadores, diseño de un programa en lenguaje “Ladder” que permita controlar la secuencia de encendido de los contactores de fuerza de los circuitos de iluminación en función a los períodos de producción y la señal de sensores en las zonas elegidas. Así mismo se ha diseñado la interfaz de usuario la cual permite: ingresar los horarios de producción, realizar el control manual de los circuitos de iluminación desde la interfaz y monitoreo de horas de consumo. El usuario podrá controlar el sistema de iluminación a través de la interfaz de usuario la cual estará comunicada con el controlador a través de una red industrial que también será diseñada. Como parte del desarrollo de la tesis, se hicieron pruebas aisladas y se comprobó el correcto funcionamiento del programa implementado mediante la comunicación de una computadora personal con el controlador, así mismo, las pruebas realizadas verifican la respuesta en tiempo real del controlador empleado en el diseño.

Actualmente existen diversas tecnologías de iluminación, pero ninguna tan versátil y eficiente como la de estado sólido, o LED (Diodo Emisor de Luz). Aparte de esto, los LEDs poseen un largo tiempo de vida y pueden ser controlados fácilmente con la finalidad de crear efectos de iluminación. En los países denominados del primer mundo esta tecnología se encuentra ampliamente difundida, en el nuestro, aún no es muy conocida, ni tomada en cuenta para las distintas aplicaciones que se puedan encontrar. Es por ello que se plantea el diseño de un sistema de iluminación con LEDs para el edificio McGregor, ubicado en la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP). Con la finalidad de que éste asegure características tales como: alta eficiencia, ahorro de energía, largo tiempo de vida y la posibilidad de crear efectos de iluminación. Luego de un análisis, se ha pensado en distribuir este sistema de iluminación en cuatro subsistemas, los cuales son: subsistema de alimentación, subsistema de control (Incluye programación y comunicación), subsistema de circuitos de excitación de LEDs y subsistema de luminarias para LEDs. Los dos últimos subsistemas fueron diseñados y validados en una tesis previa, por lo tanto esta tesis abarcará el diseño de los dos primeros subsistemas: alimentación y control. Queda en evidencia que los objetivos de esta tesis serán el diseño de una fuente de alimentación y el diseño de un protocolo de comunicación y control que permita crear efectos de iluminación. En el capítulo 1 se encontrará información general e introductoria a la tecnología LED, así como un resumen de lo alcanzado en la tesis previa en la cual se desarrollaron los subsistemas de luminarias y circuitos de excitación. En el capítulo 2 se encontrará información más concisa y relevante de acuerdo a los objetivos de esta tesis, ya que en éste se trataran los temas de fuentes de alimentación, protocolos de comunicación y microcontroladores. En el capítulo 3 se podrá apreciar el diseño realizado tanto para el subsistema de alimentación como para el subsistema de control y comunicación. Finalmente en el capítulo 4 se encontrará el resultado de las simulaciones para el subsistema de control y comunicación mediante software y la implementación de un pequeño módulo de comunicación.