LUZ DE EMERGENCIA1.1 Introduccin.-

Este sistema de luz automtica de emergencia enciende una o ms lmparas, cuando el fluido de corriente elctrica se interrumpe. La lmpara funcionar con una batera que estar bajo constante carga mientras haya fluido elctrico.

2.1 Objetivo.-

El circuito debe conectarse a la red de energa local, al estar conectado la luz debe de estar apagada, encendindose de manera automtica al cortar la energa de la red.

3.1 Material e Instrumentacin.-

3.2 Circuito N 1

Diodos: 1 de 3 a 10 Amperios (NTE 156A); 1 - 1N4001

SCR (Silicon Controled Rectifier): SCR GEC106F1 o NTE 5454 o equivalente

Resistores: 2 Ohms (ohmios) / 2 Watts (vatios); 1K / 0.5W; 100 Ohms / 0.5 W.

Capacitores: 1 capacitor de 100 uF (microfaradios) / 25 Voltios, electroltico.

Fusible de 250V 5A

Otros: 1 transformador 110V/220V a 12.6 Voltios, 2 Amperios, 1 lmpara de 12 Voltios, 1 batera de plomo para cargar (de automvil o motocicleta)

3.3 Circuito N 2

Batera de celular de 3.7 Volts o una batera normal de 9 Volts.

Rel

Diodos Led

1 Resistencia de 10 Ohms

Cargador de Celular

3.4 Instrumentacin

Multmetro Software de simulacin (Multisim, LiveWire) Placa perforada Pistola para soldar Estao para Soldar4.1 Ingeniera.-

4.1.1 Circuito N 1

Circuito General:

Simulacin:

Voltaje de entrada220 [V] AC

Voltaje que alimenta la Batera12 [V] AC

Voltaje que alimenta la Lmpara12 [V] DC

Voltaje de salida del trafo12 [V] AC

Diagrama de Bloques:

4.1.2 Circuito N 2 Cargador de celular

Voltaje de entrada al cargador220 [V] Ac - 50Hz

Voltaje de Salida del cargador3.6 [V] Dc

Amperaje de salida del cargador1600 mA

Voltaje de alimentacin de led8 [V] Dc

5.1 Parmetros y Funcionamiento.-

5.1.1 Circuito N 1El sistemacarga la bateraen el ciclo positivo de la onda que se rectifica por eldiodoD1. La corriente que pasa por el diodo pasa tambin por elresistorR1 de 2 Ohms que se utiliza para compensar la diferencia devoltajesentre la batera y la que viene del diodo cuando est es muy alta.Mientras exista voltaje en el secundario deltransformador, el ctodo delSCRest a un nivel de voltajealto y ste no se dispara, el SCR no conduce y por lo tanto no circula corriente por lalmpara. Cuando el fluido elctrico se interrumpe, en el secundario del transformador no hay voltaje y el voltaje en el ctodo del diodo D1 cae a tierra a travs del secundario del transformador.El tiristor (SCR) se dispara por el voltaje de la mismabatera cargadaa travs del resistor R2 de 1K.Cuando el fluido de corriente regresa, el sistema automticamente entra en el proceso decarga de la bateraen que estaba antes de que el fluido elctrico faltara.

5.1.2 Circuito N 2

El voltaje que ingresa gracias al cargador de celular ser de 3.7 Voltios, suficiente para mover el rel, al moverse la conexin entre la batera de 9 Voltios y los leds se interrumpir, lo que mantendr las luces apagadas.Al cortar la energa del cargador, el rel volver a su posicin original, completando el circuito entre la batera y los leds, as estos se encendern.

6.1 Conclusiones.-Al realizar la respectiva investigacin encontr varias maneras de cumplir el objetivo, ya que no tenemos parmetros definidos, mas all de construir una luz de emergencia, esta se puede lograr de muchas formas, por eso decid realizar dos circuitos, uno muy simple, pero que cumple con el objetivo.Y otro un poco ms complejo que recarga la batera que utiliza para su funcionamiento.Al realizar el circuito N 1, encontr un gran problema, el costo de los materiales, especialmente el transformador y la batera, ya que se requiere una batera de 12 voltios que son normalmente utilizadas en las motocicletas.Apartando ese inconveniente, es un proyecto interesante y debido a la gran facilidad al armar el segundo circuito y al bajo costo que este implica, me parece mucho ms til y practico ya que cumple el objetivo plateado a la perfeccin.

ANEXOFuncionamiento de un Cargador de Celular.-

Un cargador lo podemos dividir en las siguientes fases, rectificacin de entrada, oscilador Mosfet, transformador de salida, rectificador de salida y el circuito controlador del osciladorRECTIFICACION DE ENTRADA

Recibe el voltaje alterno de entrada ya sea 220V o 110V y por medio de un puente de diodos (diode bridge con 4 diodos) se convierte en corriente directa. Este voltaje es poco estable y posee un gran rizado (ripple) por eso de ah pasa por el Condensador de entrada (electroltico, alto voltaje y gran tamao) que reduce el riple a niveles manejables por el oscilador mosfet. En esta etapa tambin por proteccin encontramos el fusible el cual se quema en caso de cortocircuito. Nota: En cargadores de alta calidad (para mercados europeos o estados unidos) en esta rea encontraremos tambin un circuito para aumentar el factor de poder (lo exigen en la unin europea) y un circuito para eliminar cualquier interferencia pueda emitir el cargador a la lnea de voltaje principal, en cargadores para el mercado latinoamericano por lo general se omiten.OSCILADOR MOSFET:

Es un Transistor MOSFET de alto voltaje. Se enciende y apaga a una alta frecuencia para producir un voltaje alterno que pueda alimentar el transformador de salida(los transformadores solo trabajan con corriente alterna). Este MOSFET es controlado ya sea por otro transistor (diseos sencillos) o por un Integrado que reciben retroalimentacin del optocoupler. El Oscilador MOSFET enciende y apaga a una frecuencia de 50KHz o ms, se escoge esta alta frecuencia por dos razones, la primera para que esta oscilacin no sea audible (por lo general no detectamos sonidos de ms de 20KHz) y la segunda para hacer ms pequeo el cargador ya que entre mayor la frecuencia el transformador de salida se puede hacer ms pequeo (por eso los cargadores antiguos eran grandes y pesados ya que el transformador era grande debido a que trabajaba a los 50-60hz de la corriente de lnea). Este MOSFET es la parte ms importante en la calidad de un cargador, un buen MOSFET es algo costoso por lo cual es comn que los chinos usen MOSFET usados en los cargadores econmicos. Aunque en teora esta oscilacin es muy eficiente, la verdad se producen perdidas ya sea por corrientes parasitas opor la pequea resistencia interna del mosfet por lo cual siempre se va a desperdiciar algo de energa en forma de calor, entre mayor sea la capacidad en vatios del cargador ms se calienta por lo cual en algunos casos debe hacerse ms grande o ponerle un disipador.TRANSFORMADOR DE SALIDAEste provee la aislacin elctrica entre el circuito secundario (corriente directa) y el circuito primario (corriente alterna). El funcionamiento de un transformador se basa en las propiedades de los inductores (bobinas) las cuales se resisten los cambios de corriente elctrica, este como los otros transformadores consta de un devanado de entrada, un ncleo (ferrita, aire) y un devanado de salida. La corriente alterna producida en el oscilador mosfet llega al devanado de entrada e induce una corriente equivalente pero de menor voltaje en el devanado de salida del transformador. La corriente inducida en el devanado de salida luego pasa por el diodo rectificador de salida.RECTIFICADOR DE SALIDAEl voltaje que sale del transformador es alterno y como sabemos las tabletas trabajan con corriente directa, para hacer la rectificacin se usa un diodo Schottky ya que tienen menor tiempo de recuperacin y menor cada de voltaje que los diodos normales(en algunos diseos usan un MOSFET).SALIDAEl voltaje que sale del diodo rectificador ya es directo pero tiene mucho ruido y Rizado (ripple), para filtrar ese ruido y rizado usamos el condensador de salida (electroltico), ya filtrado el voltaje va a los terminales de salida. Tambin tenemos un diodo Zener que detecta el voltaje que va a controlar el optocoupler para la regulacin de voltaje. Algunos cargadores tambin incorporan un LED (va con su respectiva resistencia).CIRCUITO CONTROLADOR DEL OSCILADOREl voltaje de salida del cargador es regulado por medio de un circuito de retroalimentacin que consta de un diodo zener, optocoupler y el circuito controlador del Oscilador mosfet. El diodo zener recibe parte del voltaje de salida y genera una seal que controla el optocoupler, el optocoupler internamente consta de un led y una fotocelda, segn la seal de entrada el led del optocoupler produce una seal luminosa la cual es convertida nuevamente a electricidad por la fotocelda (en china es comn usar optocoupler usados en los cargadores baratos). La corriente de salida del optocoupler es la que llega al transistor que controla los ciclos de encendido-apagado del oscilador mosfet. Al apagar-encender el mosfet a cierto ratio se afecta el ciclo de trabajo (duty cicle) de la corriente de salida del oscilador mosfet lo cual por ende cambia las caractersticas del voltaje de salida.