Baston Electronico

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IV FERIA NACIONAL DE INVESTIGACIÓN E INNOVACIÓN INTI 2015 NOMBRE DEL PROYECTO: BASTÓN ELECTRONICO ESPECIALIDAD: EQUIPOS ELECTRÓNICOS DE CONSUMO MÓDULO: SISTEMAS ELECTRÓNICOS DE TELEVISIÓN ASESOR(A): CHAMPA CHANGANAQUÍ IRMA INÉS ESTUDIANTES: VALENTÍN SÁNCHEZ SALOMÓN EFRAÍN VALLADARES CARRANZA ROGER JACINTO ÍNDICE

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cetpro huacho

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IV FERIA NACIONAL DE INVESTIGACIÓN E INNOVACIÓN INTI 2015

NOMBRE DEL PROYECTO: BASTÓN ELECTRONICO

ESPECIALIDAD: EQUIPOS ELECTRÓNICOS DE CONSUMO

MÓDULO: SISTEMAS ELECTRÓNICOS DE TELEVISIÓN

ASESOR(A): CHAMPA CHANGANAQUÍ IRMA INÉS

ESTUDIANTES: VALENTÍN SÁNCHEZ SALOMÓN EFRAÍN

VALLADARES CARRANZA ROGER JACINTO

ÍNDICE

1. Resumen ejecutivo del proyecto de investigación tecnológica.

2. Identificación del problema.

3. Objetivos.

4. Marco referencial.

a. Marco contextual (Institución educativa, población beneficiaria,

recursos técnicos y tecnológicos)

b. Marco teórico

c. Marco conceptual

5. Metodología y desarrollo del proceso de investigación.

6. Costo del proyecto.

7. Resultados.

8. Conclusiones y recomendaciones.

9. Bibliografía y webgrafía.

10.Anexo

1) Resumen ejecutivo del proyecto de investigación tecnológica

El presente proyecto de investigación titulado BASTÓN ELECTRONICO tiene como

objetivo principal determinar la influencia del bastón electrónico para evitar accidentes de

las personas de la tercera edad, dentro del cual se explica claramente que el bastón

electrónico no solo será utilizado como apoyo para sostener a la persona, sino también para

prevenir accidentes y localización del bastón electrónico.

La Investigación de acuerdo con el tipo del Problema y sus propósitos establecidos se

identifica como una INVESTIGACIÓN APLICADA. Porque está interesada en la

búsqueda de soluciones para el problema planteado. La investigación propuesta es de nivel

EXPERIMENTAL, y se encuentra dirigida a modificar la realidad con el propósito de crear

el fenómeno mismo que se indaga, y así poder observarlo.

La población estudiada es de 20 personas de la tercera edad.

2) Identificación del problema.

La elaboración del proyecto, se realiza por los escasos de un bastón que nos proporcione

seguridad al caminar por las calles de la ciudad y comodidad, la cual tuvo resultados muy

favorable al experimentar con las personas de la tercera edad. La pérdida de memoria de la

persona para ubicar el bastón siendo apropiado el bastón electrónico ya que le permitirá

utilizarlo con comodidad teniendo: linterna, reflector en la oscuridad, detector de

obstáculos y fácil de guardar.

3) Objetivos.

Determinar la influencia del bastón electrónico para evitar accidentes de las personas de la

tercera edad, facilitar la localización del bastón electrónico, que también nos da una mejor

visión con la linterna que incorpora, detecta obstáculos y fácil de guardar al ya no utilizar.

4) Marco referencial.

a. Marco contextual

Reseña de la Centro de Educación Técnica Productiva:

Mediante Resolución Directoral Zonal Nº0173-81, y con fecha 19

De Marzo de 1981, la Zona de Educación Nº06 resolvió “crear a partir del 1 de

Abril del año en curso (1981) un CENECAPE con las opciones ocupacionales de

Industria del vestido, Artesanía, Platería y Electricidad...”De esta manera, se

habían sentado las bases de lo que anteriormente fue el Centro Educativo Estatal

“Huacho”. Posteriormente, se ampliarían sus servicios a las Especialidades de

Enfermería Técnica, Secretariado Ejecutivo, Administración y Contabilidad.

Asimismo la especialidad de Electricidad fue reconvertida a Electrónica.

Después se crearon las especialidades de Cosmetología, Computación e

Informática, industria Alimentaría y Hotelería y Turismo. En el año 2005, el

CEO Estatal Huacho, Se Convierte a Centro de Educación Técnica Productiva

(CETPRO HUACHO)a mérito de la R.M. Nº 0285-ED del 05 MAYO 2005.

Iniciando a partir de Agosto del 2005 el Ciclo Básico en toda sus especialidades

Técnicas. Posteriormente en agosto del 2006 se le Autoriza el ciclo Medio en las

especialidades de Computación e Informática, Electrónica, Hotelería y Turismo,

Industria del Vestido. Formalizándose definitivamente la autorización al ciclo

medio de algunas especialidades con la R.D.R. N° 001109-09.

Esta Institución Pública básicamente centra su interés en atender las necesidades

de preparación laboral de los sectores poblacionales menos favorecidos, no solo

de nuestro distrito y pasa más allá de las .Con el esfuerzo de sus directivos,

docentes, estudiantes se ha convertido en la Institución Educativa de mayor

cobertura y prestigio en su género en toda la provincia de Huaura. Tenemos el

único compromiso de seguir formando técnicos para la inserción, reinserción al

mercado laboral. Principalmente formando a nuestros estudiantes con mentalidad

empresarial para que ellos mismos sean promotores de su empleo.

Población:

La población estudiada es de 20 personas de la tercera edad.

b. Marco teórico

El bastón electrónico es una herramienta inteligente con el fin de mejorar la

calidad de vida de las personas de la tercera edad y evitar accidentes

consecutivos con el uso de los bastones tradicionales.

c. Marco conceptual

1. El PIC16F84:

Es un microcontrolador a 8 bits de la familia PIC perteneciente a la Gama

Media (según la clasificación dada a los microcontroladores por la misma

empresa fabricante) Microchip.

Estructura:

Se trata de uno de los microcontroladores más populares del mercado actual,

ideal para principiantes, debido a su arquitectura de 8 bits, 18 pines, y

un conjunto de instrucciones RISC muy amigable para memorizar y fácil de

entender, internamente consta de:

Memoria Flash de programa (1K x 14 bits).

Memoria EEPROM de datos (64 x 8 bits).

Memoria RAM (68 registros x 8 bits).

Un temporizador/contador (timer de 8 bits).

Un divisor de frecuencia.

Varios puertos de entrada-salida (13 pines en dos puertos, 5 pines el puerto

A y 8 pines el puerto B).

Otras características son:

Manejo de interrupciones (de 4 fuentes).

Perro guardián (watchdog).

Bajo consumo.

Frecuencia de reloj externa máxima 10MHz. (Hasta 20MHz en nuevas

versiones). La frecuencia de reloj interna es un cuarto de la externa, lo que

significa que con un reloj de 20Mhz, el reloj interno sería de 5Mhz y así

pues se ejecutan 5 Millones de Instrucciones por Segundo (5 MIPS)

No posee conversores analógicos-digital ni digital-analógicos.

Pipe-line de 2 etapas, 1 para búsqueda de instrucción y otra para la ejecución

de la instrucción (los saltos ocupan un ciclo más).

Repertorio de instrucciones reducido (RISC), con tan solo 30 instrucciones

distintas.

4 tipos distintos de instrucciones, orientadas a byte, orientadas a bit,

operación entre registros, de salto.

Usos

En los últimos años se ha popularizado el uso de este microcontrolador

debido a su bajo costo y tamaño. Se ha usado en numerosas aplicaciones,

que van desde los automóviles a decodificadores de televisión. Es muy

popular su uso por los aficionados a la robótica y electrónica.

Puede ser programado tanto en lenguaje ensamblador como en Basic y

principalmente en C, para el que existen numerosos compiladores. Cuando

se utilizan los compiladores Basic, es posible desarrollar útiles aplicaciones

en tiempo récord, especialmente dirigidas al campo doméstico y

educacional.

Datos curiosos sobre este PIC

El PIC16F84 posee una UAL (Unidad Aritmética Lógica) limitada que

impide hacer cálculos matemáticos básicos, como por ejemplo, una

multiplicación de dos números a 8 bits en una única instrucción, o una

división en una única instrucción. Por lo que el programador debe valerse de

otras técnicas matemáticas que se apoyan en el juego de instrucciones

aritméticas disponibles en este PIC para realizar este cálculo matemático

básico.

Los datos almacenados en la memoria EEPROM pueden durar almacenados

por más de 40 años.

La memoria de datos no se puede acceder completamente en un único

registro sino que se debe acceder por bancos, por lo que se debe estar atento

al momento de escribir el programa de no sobrescribir algún registro en el

banco 0 queriendo escribir sobre el banco 1.

Muchos estudiantes de electrónica, por no decir la mayoría, eligen este PIC

para iniciarse en la programación de microcontroladores cuando en el

mercado existen otros PIC con una arquitectura interna mucho más simple

que la que posee este microntrolador.

2. Resistores:

Se denomina resistor al componente electrónico diseñado para introducir

una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito

eléctrico. En el propio argot eléctrico y electrónico, son conocidos

simplemente como resistencias. En otros casos, como en las planchas,

calentadores, etc., se emplean resistencias para producir calor aprovechando

el efecto Joule.

Es un material formado por carbón y otros elementos resistivos para

disminuir la corriente que pasa. Se opone al paso de la corriente.

La corriente máxima y diferencia de potencial máxima en un resistor viene

condicionada por la máxima potencia que pueda disipar su cuerpo. Esta

potencia se puede identificar visualmente a partir del diámetro sin que sea

necesaria otra indicación. Los valores más comunes son 0,25 W, 0,5 W y

1 W.

Existen resistores de valor manualmente ajustable, llamados potenciómetros,

reostatos o simplemente resistencias variables. También se producen

dispositivos cuya resistencia varía en función de parámetros externos, como

los termistores, que son resistores que varían con la temperatura;

los varistores que dependen de la tensión a la cual son sometidos, o las

fotorresistencias que lo hacen de acuerdo a la luz recibida.

Comportamiento en un circuito

Los resistores se utilizan en los circuitos para limitar el valor de lacorriente o

para fijar el valor de la tensión. Véase la Ley de Ohm. A diferencia de otros

componentes electrónicos, los resistores no tienen polaridad definida.

Sistemas de Codificación

Para caracterizar un resistor hacen falta tres valores: resistencia eléctrica, disipación máxima y

precisión o tolerancia. Estos valores se indican normalmente en el encapsulado dependiendo del

tipo de éste; para el tipo de encapsulado axial, el que se observa en las fotografías, dichos

valores van rotulados con un código de franjas de colores.

Estos valores se indican con un conjunto de rayas de colores sobre el cuerpo del elemento. Son

tres, cuatro o

cinco rayas;

dejando la raya

de tolerancia

(normalmente

plateada o

dorada) a la

derecha, se leen

de izquierda a

derecha. La

última raya

indica la

tolerancia

(precisión). De

las restantes, la

última es el

multiplicador y

las otras indican

las cifras

significativas del

valor de la

resistencia.

El valor de la resistencia eléctrica se obtiene leyendo las cifras como un

número de una, dos o tres cifras; se multiplica por el multiplicador y se

obtiene el resultado en Ohmios (Ω). El coeficiente de temperatura

únicamente se aplica en resistencias de alta precisión o tolerancia menor del

1%.

Color de la banda

Valor de la 1°cifra

significativa

Valor de la 2°cifra

significativa

Multiplicador

Tolerancia

Coeficiente de temperatura

Negro 0 0 1 - -

Marrón 1 1 10 ±1% 100ppm/°C

Rojo 2 2 100 ±2% 50ppm/°C

Naranja 3 3 1 000 - 15ppm/°C

Amarillo 4 4 10 000 ±4% 25ppm/°C

Verde 5 5 100 000 ±0,5% 20ppm/°C

Azul 6 6 1 000 000 ±0,25% 10ppm/°C

Morado 7 7 10 000 000 ±0,1% 5ppm/°C

Gris 8 8 100 000 000 ±0.05% 1ppm/°C

Blanco 9 9 1 000 000 000 - -

Dorado - - 0,1 ±5% -

Plateado - - 0,01 ±10% -

Ninguno - - - ±20% -

Como leer el valor de una resistencia

En una resistencia tenemos generalmente 4 líneas de colores, aunque

podemos encontrar algunas que contengan 5 líneas (4 de colores y 1 que

indica tolerancia). Vamos a tomar como ejemplo la más general, las de 4

líneas. Con la banda correspondiente a la tolerancia a la derecha, leemos las

bandas restantes de izquierda a derecha, como sigue: Las primeras dos

bandas conforman un número entero de dos cifras:

La primera línea representa el dígito de las decenas.

La segunda línea representa el dígito de las unidades.

Luego:

La tercera línea representa la potencia de 10 por la cual se multiplica el

número.

El resultado numerico se expresa en Ohms.

Por ejemplo:

Observamos la primera línea: verde= 5

Observamos la segunda línea: amarillo= 4

Observamos la tercera línea: rojo= 2 o 100

Unimos los valores de las primeras dos líneas y multiplicamos por el valor

de la tercera

54 X 102 = 5400Ω o 5,4 kΩ y este es el valor de la resistencia expresada en

Ohmios

3. Circuito Integrado 7404:

El circuito integrado 7404 cuenta con 6 inversores independientes con

tecnología TTL. Cada inversor puede ser usado sin la necesidad de conectar

los demás. Su salida es el estado inverso a su entrada, la cual no debe ser

superior al voltaje de alimentación del circuito integrado.

Tabla de verdad del circuito integrado 7404, en donde se puede observar su

comportamiento electrónico con respecto a sus estados digitales.

Características:

- Tecnología: TTL

- Voltaje de alimentación 5v a 5.5vdc

- Temperatura: 0ºC a 70ºC.

- Encapsulados disponibles: PDIP - SOIC.

Tabla de verdad del 7404

4. Zumbador:

Zumbador, buzzer en inglés, es un transductor electroacústico que produce

un sonido o zumbido continuo o intermitente de un mismo tono

(generalmente agudo). Sirve como mecanismo de señalización o aviso y se

utiliza en múltiples sistemas, como en automóviles o en electrodomésticos,

incluidos los despertadores.

Inicialmente este dispositivo estaba basado en un

sistema electromecánico que era similar a una campana eléctrica pero sin el

badajo metálico, el cual imitaba el sonido de una campana. 

Funcionamiento

Su construcción consta de dos elementos, un electroimán y una lámina

metálica de acero. El zumbador puede ser conectado a circuitos integrados

especiales para así lograr distintos tonos.

Cuando se acciona, la corriente pasa por la bobina del electroimán y produce

un campo magnético variable que hace vibrar la lámina de acero sobre la

armadura.

5. Sensor:

Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas,

llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables

eléctricas. Las variables de instrumentación pueden ser por ejemplo:

temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación,

desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, movimiento, pH, etc.

Una magnitud eléctrica puede ser una resistencia eléctrica (como en

una RTD), una capacidad eléctrica (como en un sensor de humedad),

una tensión eléctrica (como en un termopar), una corriente eléctrica (como

en un fototransistor), etc.

Un sensor se diferencia de un transductor en que el sensor está siempre en

contacto con la variable de instrumentación con lo que puede decirse

también que es un dispositivo que aprovecha una de sus propiedades con el

fin de adaptar la señal que mide para que la pueda interpretar otro

dispositivo. Como por ejemplo el termómetro de mercurio que aprovecha la

propiedad que posee el mercurio de dilatarse o contraerse por la acción de la

temperatura. Un sensor también puede decirse que es un dispositivo que

convierte una forma de energía en otra.

Áreas de aplicación de los sensores: Industria automotriz, robótica, industria

aeroespacial, medicina, industria de manufactura, etc.

Los sensores pueden estar conectados a un computador para obtener ventajas

como son el acceso a una base de datos, la toma de valores desde el sensor,

etc.

Características de un sensor

Rango de medida: dominio en la magnitud medida en el que puede aplicarse

el sensor.

Precisión: es el error de medida máximo esperado.

Offset o desviación de cero: valor de la variable de salida cuando la variable

de entrada es nula. Si el rango de medida no llega a valores nulos de la

variable de entrada, habitualmente se establece otro punto de referencia para

definir el offset. (down)

Linealidad o correlación lineal.

Sensibilidad de un sensor: suponiendo que es de entrada a salida y la

variación de la magnitud de entrada.

Resolución: mínima variación de la magnitud de entrada que puede

detectarse a la salida.

Rapidez de respuesta: puede ser un tiempo fijo o depender de cuánto varíe la

magnitud a medir. Depende de la capacidad del sistema para seguir las

variaciones de la magnitud de entrada.

Derivas: son otras magnitudes, aparte de la medida como magnitud de

entrada, que influyen en la variable de salida. Por ejemplo, pueden ser

condiciones ambientales, como la humedad, la temperatura u otras como el

envejecimiento (oxidación, desgaste, etc.) del sensor.

Repetitividad: error esperado al repetir varias veces la misma medida.

Un sensor es un tipo de transductor que transforma la magnitud que se quiere

medir o controlar, en otra, que facilita su medida. Pueden ser de indicación

directa (e.g. un termómetro de mercurio) o pueden estar conectados a un

indicador (posiblemente a través de un convertidor analógico a digital,

un computador y un visualizador) de modo que los valores detectados

puedan ser leídos por un humano.

Por lo general, la señal de salida de estos sensores no es apta para su lectura

directa y a veces tampoco para su procesado, por lo que se usa un circuito de

acondicionamiento, como por ejemplo un puente de

Wheatstone, amplificadores y filtros electrónicos que adaptan la señal a los

niveles apropiados para el resto de los circuitos.

Resolución y precisión

La resolución de un sensor es el menor cambio en la magnitud de entrada

que se aprecia en la magnitud de salida. Sin embargo, la precisión es el

máximo error esperado en la medida.

La resolución puede ser de menor valor que la precisión. Por ejemplo, si al

medir una distancia la resolución es de 0,01 mm, pero la precisión es de

1 mm, entonces pueden apreciarse variaciones en la distancia medida de

0,01 mm, pero no puede asegurarse que haya un error de medición menor a

1 mm. En la mayoría de los casos este exceso de resolución conlleva a un

exceso innecesario en el coste del sistema. No obstante, en estos sistemas, si

el error en la medida sigue una distribución normal o similar, lo cual es

frecuente en errores accidentales, es decir, no sistemáticos, la repetitividad

podría ser de un valor inferior a la precisión.

Sin embargo, la precisión no puede ser de un valor inferior a la resolución,

pues no puede asegurarse que el error en la medida sea menor a la mínima

variación en la magnitud de entrada que puede observarse en la magnitud de

salida.

Tipos de sensores

En la siguiente tabla se indican algunos tipos y ejemplos de sensores

electrónicos.

Magnitud Transductor Característica

Posición lineal y

angular

Potenciómetro Analógica

Encoder Digital

Sensor Hall Digital

Desplazamiento y

deformación

Transformador diferencial de

variación linealAnalógica

Galga extensiométrica Analógica

Magnetoestrictivos A/D

Magnetorresistivos Analógica

LVDT Analógica

Velocidad lineal y

angular

Dinamo tacométrica Analógica

Encoder Digital

Detector inductivo Digital

Servo-inclinómetros A/D

RVDT Analógica

Giróscopo

Aceleración Acelerómetro Analógico

Servo-accelerómetros

Fuerza y par

(deformación)

Galga extensiométrica Analógico

Triaxiales A/D

Presión

Membranas Analógica

Piezoeléctricos Analógica

Manómetros Digitales Digital

Caudal

Turbina Analógica

Magnético Analógica

Temperatura

Termopar Analógica

RTD Analógica

Termistor NTC Analógica

Termistor PTC Analógica

[Bimetal - Termostato I/0

Sensores de

presencia

Inductivos I/0

Capacitivos I/0

Célula fotoeléctrica Analógica

Sensores captura

de movimientoSensores inerciales

Algunas magnitudes pueden calcularse mediante la medición y cálculo de

otras, por ejemplo, la velocidad de un móvil puede calcularse a partir de

la integración numérica de su aceleración. La masa de un objeto puede

conocerse mediante la fuerza gravitatoria que se ejerce sobre él en

comparación con la fuerza gravitatoria ejercida sobre un objeto de masa

conocida (patrón).

6. Oscilador de Cristal:

Varios resonadores piezoeléctricos.

Un oscilador de cristal es aquel oscilador que incluye en

su realimentación un resonador piezoeléctrico.

Características

El oscilador de cristal se caracteriza por su estabilidad de frecuencia y

pureza de fase, dada por el resonador.

La frecuencia es estable frente a variaciones de la tensión de alimentación.

La dependencia con la temperatura depende del resonador, pero un valor

típico para cristales de cuarzo es de 0' 005% del valor a 25 °C, en el margen

de 0 a 70 °C.

Estos osciladores admiten un pequeño ajuste de frecuencia, con un

condensador en serie con el resonador, que aproxima la frecuencia de este,

de la resonancia serie a la paralela. Este ajuste se puede utilizar en

los VCO para modular su salida.

7. Diodo led:

El LED (Light-Emitting Diode: Diodo Emisor de Luz), es un dispositivo

semiconductor que emite luz incoherente de espectro reducido cuando se

polariza de forma directa la unión PN en la cual circula por él una corriente

eléctrica . Este fenómeno es una forma de electroluminiscencia, el LED es

un tipo especial de diodo que trabaja como un diodo común, pero que al ser

atravesado por la corriente eléctrica, emite luz . Este dispositivo

semiconductor está comúnmente encapsulado en una cubierta de plástico de

mayor resistencia que las de vidrio que usualmente se emplean en las

lámparas incandescentes. Aunque el plástico puede estar coloreado, es sólo

por razones estéticas, ya que ello no influye en el color de la luz emitida.

Usualmente un LED es una fuente de luz compuesta con diferentes partes,

razón por la cual el patrón de intensidad de la luz emitida puede ser bastante

complejo.

Para obtener una buena intensidad luminosa debe escogerse bien la corriente

que atraviesa el LED y evitar que este se pueda dañar; para ello, hay que

tener en cuenta que el voltaje de operación va desde 1,8 hasta 3,8 voltios

aproximadamente (lo que está relacionado con el material de fabricación y el

color de la luz que emite) y la gama de intensidades que debe circular por él

varía según su aplicación. Los Valores típicos de corriente directa de

polarización de un LED están comprendidos entre los 10 y 20 miliamperios

(mA) en los diodos de color rojo y de entre los 20 y 40 miliamperios (mA)

para los otros LED. Los diodos LED tienen enormes ventajas sobre las

lámparas indicadoras comunes, como su bajo consumo de energía,

su mantenimiento casi nulo y con una vida aproximada de 100,000 horas.

Para la protección del LED en caso haya picos inesperados que puedan

dañarlo. Se coloca en paralelo y en sentido opuesto un diodo de silicio

común

En general, los LED suelen tener mejor eficiencia cuanto menor es la

corriente que circula por ellos, con lo cual, en su operación de forma

optimizada, se suele buscar un compromiso entre la intensidad luminosa que

producen (mayor cuanto más grande es la intensidad que circula por ellos) y

la eficiencia (mayor cuanto menor es la intensidad que circula por ellos).

Símbolo del LED

ESTRUCTURA DEL LED

COMPOSICION DE LOS LED

Existen diodos LED de varios colores que dependen del material con el cual

fueron construidos. Hay de color rojo, verde, amarillo, ámbar, infrarrojo,

entre otros.

LED rojo: Formado por GaP consiste en una unión p-n obtenida por

el método de crecimiento epitaxial del cristal en su fase líquida, en un

substrato.

La fuente luminosa está formada por una capa de cristal p junto con un

complejo de ZnO, cuya máxima concentración está limitada, por lo que su

luminosidad se satura a altas densidades de corriente. Este tipo de LED

funciona con baja densidades de corriente ofreciendo una buena

luminosidad, utilizándose como dispositivo de visualización en equipos

portátiles. El constituido por GaAsP consiste en una capa p obtenida por

difusión de Zn durante el crecimiento de un cristal n de GaAsP, formado en

un substrato de GaAs, por el método de crecimiento epitaxial en fase

gaseosa.

Actualmente se emplea los LED de GaAlAs debido a su mayor luminosidad.

El máximo de radiación se halla en la longitud de onda 660 nm.

 

LED anaranjado y amarillo: Están compuestos por GaAsP al igual que sus

hermanos los rojos pero en este caso para conseguir luz anaranjada y

amarilla así como luz de longitud de onda más pequeña, lo que hacemos es

ampliar el ancho de la "banda prohibida" mediante el aumento de fósforo en

el semiconductor. Su fabricación es la misma que se utiliza para los diodos

rojos, por crecimiento epitaxial del cristal en fase gaseosa, la formación de la

unión p-n se realiza por difusión de Zn.

Como novedad importante en estos LED se mezcla el área emisora con una

trampa isoelectrónica de nitrógeno con el fin de mejorar el rendimiento.

LED verde: El LED verde está compuesto por GaP. Se utiliza el método de

crecimiento epitaxial del cristal en fase líquida para formar la unión p-n.

Al igual que los LED amarillos, también se utiliza una trampa isoelectrónica

de nitrógeno para mejorar el rendimiento. Debido a que este tipo de LED

posee una baja probabilidad de transición fotónica, es importante mejorar la

cristalinidad de la capa n.  La disminución de impurezas a larga la vida de

los portadores, mejorando la cristalinidad.Su máxima emisión se consigue en

la longitud de onda 555 nm.

Compuestos empleados en la construcción de LED

FUNCIONAMIENTO FISICO DEL LED

El funcionamiento físico consiste en que, en los materiales semiconductores,

un electrón al pasar de la banda de conducción a la de valencia, pierde

energía; esta energía perdida se puede manifestar en forma de un fotón

desprendido, con una amplitud, una dirección y una fase aleatoria. El que esa

energía se manifieste en (calor por ejemplo) va a depender principalmente

del tipo de material semiconductor. Cuando Al polarizar directamente un

diodo LED conseguimos que por la unión PN sean inyectados huecos en el

material tipo N y electrones en el material tipo P; O sea los huecos de la

zona p se mueven hacia la zona n y los electrones de la zona n hacia la zona

p, produciéndose por consiguiente, una inyección de portadores minoritarios.

Ambos desplazamientos de cargas constituyen la corriente que circula por el

diodo. Si los electrones y huecos están en la misma región, pueden

recombinarse, es decir, los electrones pueden pasar a "ocupar" los huecos,

"cayendo" desde un nivel energético superior a otro inferior más estable

Diodo emisor de luz con la unión polarizada en sentido directo

Cuando estos portadores se recombinan, se produce la liberación de una

cantidad de energía proporcional al salto de banda de energía del material

semiconductor. Una parte de esta energía se libera en forma de luz, mientras

que la parte restante lo hace en forma de calor, estando determinadas las

proporciones por la mezcla de los procesos de recombinación que se

producen.

La energía contenida en un fotón de luz es proporcional a su frecuencia, es

decir, su color. Cuanto mayor sea el salto de banda de energía del material

semiconductor que forma el LED, más elevada será la frecuencia de la luz

emitida.

Diodo emisor de luz con la unión polarizada en sentido directa

LED DE COLORES

APLICACIONES DE LOS LED

Los diodos infrarrojos (IRED) se emplean desde mediados del siglo XX en

mandos a distancia de televisores, habiéndose generalizado su uso en otros

electrodomésticos como equipos de aire acondicionado, equipos de música,

etc. y en general para aplicaciones de control remoto, así como en

dispositivos detectores.Los LED se emplean con profusión en todo tipo

de indicadores de estado (encendido/apagado) en dispositivos de

señalización (de tránsito, de emergencia, etc.) y en paneles informativos.

También se emplean en el alumbrado de pantallas de cristal líquido de

teléfonos móviles, calculadoras, agendas electrónicas, etc., así como en

bicicletas y usos similares. Existen además impresoras LED.

También se usan los LED en el ámbito de la iluminación (incluyendo la

señalización de tráfico) es moderado y es previsible que se incremente en el

futuro, ya que sus prestaciones son superiores a las de la lámpara

incandescente y la lámpara fluorescente, desde diversos puntos de vista. La

iluminación con LED presenta indudables

Se utiliza ampliamente en aplicaciones visuales, como indicadoras de cierta

situación específica de funcionamiento y desplegar contadores

- Para indicar la polaridad de una fuente de alimentación de corriente

continua.

- Para indicar la actividad de una fuente de alimentación de corriente alterna.

- En dispositivos de alarma.

VENTAJAS DEL LED

Fiabilidad, mayor eficiencia energética, mayor resistencia a las vibraciones,

mejor visión ante diversas circunstancias de iluminación, menor disipación

de energía, menor riesgo para el medio ambiente, capacidad para operar de

forma intermitente de modo continuo, respuesta rápida, etc. Asímismo, con

LED se pueden producir luces de diferentes colores con un rendimiento

luminoso elevado, a diferencia de muchas de las lámparas utilizadas hasta

ahora, que tienen filtros para lograr un efecto similar (lo que supone una

reducción de su eficiencia energética). Todo ello pone de manifiesto las

numerosas ventajas que los LED ofrecen.También se utilizan en la emisión

de señales de luz que se trasmiten a través de fibra óptica.

DESVENTAJAS DEL LED

Las desventajas del diodo LED son que su potencia de iluminación es tan

baja, que su luz es invisible bajo una fuente de luz brillante y que su ángulo

de visibilidad está entre los 30° y 60°. Este último problema se corrige con

cubiertas difusores de luz.

CONEXIÓN DE LOS LED

Para conectar LED de modo que iluminen de forma continua, deben estar

polarizados directamente, es decir, con el polo positivo de la fuente de

alimentación conectada al ánodo y el polo negativo conectado al cátodo.

Además, la fuente de alimentación debe suministrarle una tensión o

diferencia de potencial superior a su tensión umbral. Por otro lado, se debe

garantizar que la corriente que circula por ellos no excede

los límitesadmisibles (Esto se puede hacer de forma sencilla con una

resistencia R en serie con los LED). Unos circuitos sencillos que muestran

cómo polarizar directamente LED son los siguientes:

PRINCIPIO FISICO

El fenómeno de emisión de luz está basado en la teoría de bandas, por la

cual, una tensión externa aplicada a una unión p-n polarizada directamente,

excita los electrones, de manera que son capaces de atravesar la banda de

energía que separa las dos regiones.

Si la energía es suficiente los electrones escapan del material en forma de

fotones.

Cada material semiconductor tiene unas determinadas características que y

por tanto una longitud de onda de la luz emitida.

 A diferencia de la lámpara de incandescencia cuyo funcionamiento es por

una determinada tensión, los Led funcionan por la corriente que los

atraviesa. Su conexión a una fuente de tensión constante debe estar protegida

por una resistencia limitadora.

TEORIA DE BANDAS

En un átomo aislado los electrones pueden ocupar determinados niveles

energéticos pero cuando los átomos se unen para formar un cristal, las

interacciones entre ellos modifican su energía, de tal manera que cada nivel

inicial se desdobla en numerosos niveles, que constituyen una banda,

existiendo entre ellas huecos, llamados bandas energéticas prohibidas, que

sólo pueden salvar los electrones en caso de que se les comunique la energía

suficiente. En los aislantes la banda inferior menos energética (banda de

valencia) está completa con los e- más internos de los átomos, pero la

superior (banda de conducción) está vacía y separada por una banda

prohibida muy ancha (~ 10 eV), imposible de atravesar por un e-. En el caso

de los conductores las bandas de conducción y de valencia se encuentran

superpuestas, por lo que cualquier aporte de energía es suficiente para

producir un desplazamiento de los electrones.

Entre ambos casos se encuentran los semiconductores, cuya estructura de

bandas es muy semejante a los aislantes, pero con la diferencia de que la

anchura de la banda prohibida es bastante pequeña. Los semiconductores

son, por lo tanto, aislantes en condiciones normales, pero una elevación

de temperatura proporciona la suficiente energía a los electrones para que,

saltando la banda prohibida, pasen a la de conducción, dejando en la banda

de valencia el hueco correspondiente. En el caso de los diodos LED los

electrones consiguen saltar fuera de la estructura en forma de radiación que

percibimos como luz (fotones).

CARACTERISTICAS DEL LED

Dimensiones y color del diodo

Actualmente los LED tienen diferentes tamaños, formas y colores. Tenemos

LED redondos, cuadrados, rectangulares, triangulares y con diversas formas.

Los colores básicos son rojo, verde y azul, aunque podemos encontrarlos

naranjas, amarillos incluso hay un Led de luz blanca.

Las dimensiones en los LED redondos son 3mm, 5mm, 10mm y uno gigante

de 20mm. Los de formas poliédricas suelen tener unas dimensiones

aproximadas de 5x5mm.

5) Metodología y desarrollo del proceso de investigación.

Selección de instrumentos

Selección de materiales que se utilizara en el proyecto

Selección de dispositivos y componentes que necesita el proyecto

Investigar a las personas de la tercera edad de cómo quisiera sea un bastón

6) Costo del proyecto.

MATERIALES

N° CANTIDAD U.M. DESCRIPCION DE PRECIO PRECIO TOTAL

MATERIAL UNITARIOS/. S/.

1 0.8 unidad Resistores de ½ watio .10 .80

2 01 unidad Ic 555 1.00 1.00

3 01  unidad Pic 16F 84 10.00 10.00

4 01 unidad Ic 7404 1.50 1.50

5 01 unidad Caja de plástico 4.00 4.00

6 01 unidad Placa de impreso 8x 8 1.00 1.00

7 04 mt Cable Nª 24 .30 1.20

8 02 mt soldadura .70 1.40

9 01 unidad zumbador 2.50 2.50

10 01 unidad Bastón flexible 13.00 13.00

11 02 unidad espadines 1.20 2.40

12 01 unidad sensor 3.20 3.20

Total costo de materiales 42.00

12Mano de obra 20%

8.4

13 Desgate de instrumento y herramientas10%

4.2

14 Gastos generales 10% 4.2

Total gastos indirectos 16.8

9 Precio de costo 58.8

10 Utilidad 20% 11.76

11 Precio de venta por mayor 70.56

7) Resultados.

Las personas de tercera edad se sienten seguras con el bastón electrónico, es cómoda,

facilita su uso y se puede localizar el bastón electrónico cuando uno ya no sabe dónde lo

había dejado anteriormente.

8) Conclusiones y recomendaciones.

Escases de un bastón cómodo y práctico para apoyo para la persona de la tercera edad

Uso de un bastón electrónico detector, reflector , flexible y linterna

Apoyo y soporte para caminar con seguridad y firmeza

Se recomienda utilizar este bastón electrónico porque lo vas a encontrar rápido, los autos

van a reflejar su luz en el bastón y si hay un obstáculo le avisara mediante un sensor

9) Bibliografía y webgrafía.

Agudelo Fernández F. (1998), Diccionario de términos multimedia: el lenguaje de la

generación digital e Internet. Madrid, Acento.

Birkerts, S.(1999), Elegía a Gutenberg, el futuro de la lectura en la era electrónica, Madrid,

Alianza.

Bolter J. D. (1997), El libro electrónico”, en Crowley D. y Heyer P. (comps.), La

comunicación en la historia: tecnología, cultura, sociedad, Barcelona, Bosch Casa Editorial

S.A., pp. 414-421.

Bou Bouza, G. (1997), El guión multimedia, Barcelona, Anaya.

Bourdieu, P. (1995), Las reglas del arte. Génesis y estructura del campo literario.

Barcelona, Anagrama.

Castro Gil, M. A. (2003), Diseño y desarrollo multimedia: sistemas, imagen, sonido y

video. México, Alfaomega.

https://es.wikipedia.org/wiki/Led

10) Anexo

Fotos de la elaboración