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15/7/2022

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1
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ARAGÓN

SISTEMA DE ILUMINACIÓN CONFIGURABLE PARA VEHÍCULO
ELÉCTRICO

TESIS
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE INGENIERO MECÁNICO

PRESENTA:
PIMENTEL RAMÍREZ EDWIN ULISES

ASESOR:
M.I. HUMBERTO MANCILLA ALONSO

Ciudad Nezahualcóyotl, Estado de México, Abril 2017

UNAM – Dirección General de Bibliotecas
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mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro,
reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el
respectivo titular de los Derechos de Autor.

2
AGRADECIMIENTO

Agradezco a mis familiares y amigos, que me brindaron la fortaleza para continuar este
proyecto, cuando las situaciones adversas se presentaban, siéntanse también parte de este
logro personal, ya que sin su apoyo, no habría podido culminar este trabajo.
Un agradecimiento especial al Club de Mecatrónica de la Facultad de Estudios Superiores
Aragón, por brindarme el apoyo y el espacio de sus instalaciones, para poder llevar a cabo
el desarrollo del proyecto, y no solo por el apoyo, sino por brindarme la posibilidad de ser
parte de esa familia tan especial que es el Club de Mecatrónica.
También quiero agradecer a los maestros que me guiaron en el transcurso de la carrera, y en
especial a los que me brindaron parte de su tiempo y conocimiento, para poder desarrollar y
culminar trabajo aquí presente.

3
ÍNDICE

INTRODUCCIÓN .............................................................................................................................. 5
OBJETIVO .......................................................................................................................................... 7
ANTECEDENTES .............................................................................................................................. 8
LEVANTAMIENTO ........................................................................................................................ 10
PRIMER CAPITULO DISEÑO CONCEPTUAL ............................................................................ 12
1.1TIPOS DE FUENTES DE LUZ ................................................................................................... 14
1.2COLOR ........................................................................................................................................ 14
1.3LUZ LED ..................................................................................................................................... 16
1.4LUMEN........................................................................................................................................ 17
1.5LED ALTA LUMINOSIDAD ..................................................................................................... 17
1.6LED RGB. .................................................................................................................................... 18
1.7LAS VENTAJAS DE LOS LEDS ............................................................................................... 19
1.8NECESIDAD DEL VEHÍCULO ELÉCTRICO .......................................................................... 19
1.9FAROS DELANTEROS .............................................................................................................. 20
1.10CALAVERAS TRASERAS ...................................................................................................... 23
SEGUNDO CAPÍTULO DISEÑO DE DETALLE DE LAS LUCES .............................................. 26
2.1MATRIZ DELEDS ...................................................................................................................... 26
2.2SENSOR DE PENUMBRA ......................................................................................................... 27
2.3DIVISOR DE TENSÍON O VOLTAJE ....................................................................................... 30
2.4PROTEUS / ARES ....................................................................................................................... 31
2.5PCB / PLACA FENOLICA ......................................................................................................... 32
2.6LUCES TRASERAS .................................................................................................................... 32
2.7ARDUINO ................................................................................................................................... 33
2.8PWM ............................................................................................................................................ 35
2.9LABVIEW ................................................................................................................................... 36
2.10SOLID WORKS ......................................................................................................................... 37
TERCER CAPÍTULO ....................................................................................................................... 38
3.1ARMADO DE MATRIZ CONFIGURABLE .............................................................................. 44
3.2PROGRAMACIÓN ..................................................................................................................... 51
3.3CARCASA TRASERA ................................................................................................................ 53
RESULTADOS OBTENIDOS ......................................................................................................... 59

4
LUCES TRASERAS ......................................................................................................................... 64
CONCLUSIÓN ................................................................................................................................. 70
FUENTES DE INFORMACIÓN ...................................................................................................... 72

5
INTRODUCCIÓN

Las luces de un vehículo han eclosionado desde los comienzos de los automóviles a la
actualidad, gracias a las nuevas tecnologías y diseños, se han podido ver que los vehículos
cuentan con muchas mejoras en cuanto a luminaria se refiere.
Las luces externas de un vehículo son de vital importancia, con el paso de los años y a
medida que los automóviles han mejorado, su iluminación también ha tenido que acoplarse
a los diseños y necesidades de estos.
En el presente documento se reportan los resultados obtenidos durante el desarrollo de un
sistema de iluminación configurable externo para un vehículo eléctrico.
Para poder desarrollar el proyecto se investigó sobre los tipos de luminaria y tendencias
existentes en cuanto a iluminación automotriz y requerimientos de esta, que los vehículos
necesitan para circular en la Ciudad de México.
De igual modo, el sistema de iluminación de un vehículo consta de dispositivos
luminiscentes y de señalización montada o integrada en la parte delantera y parte trasera. El
objetivo de este sistema es proporcionar la luz necesaria al manejar para la seguridad del
conductor y de los demás vehículos, tanto en el día como por la noche aumentando la
visibilidad del camino y en algunos casos, mostrar la informaciónacerca de la presencia del
vehículo, posición y tamaño del mismo, por lo que la iluminación vehicular ayuda a los
usuarios a dar avisos a los demás conductores al hacer intercambio de luces, ver el camino
durante la noche, indicar la dirección que se tomará en un caso dado o cambio de carril,
avisar si existe algún accidente cerca, entre otras. En el interior del vehículo, la iluminación
ayuda a que el conductor pueda ver indicaciones de un mapa, buscar algo en el interior, o
en casos de taxistas y transporte público ver a la persona que conduce o pasajeros que se
transportan.
En los últimos años se ha empezado a utilizar la iluminación del vehículo para personalizar
el automóvil al gusto del usuario o darle un toque diferente, ya sea con diferentes colores al
interior o exterior del vehículo con el que el usuario se siente identificado.
En el desarrollo de este trabajo también se encontraran nuevas formas de diseñar tecnología
para dirigirla como luminaria vehicular, y no muy lejos de verse en nuestras calles en los
próximos años.
La presentación de este proyecto consta de tres capítulos. El primer capítulo retoma
conceptos teóricos, por ejemplo ¿qué es la luz?, ¿de dónde se puede obtener la luz? e
información de lo que se utiliza hoy en día en iluminación y lo que posteriormente saldrá a
la venta al mercado vehicular en cuanto a luminaria se refiere.

6
El segundo capítulo muestra el desarrollo de la elaboración de la luz delantera y trasera, el
sensor de penumbra para este sistema, así como, información básica necesaria para saber
cómo funcionan las matrices, programación de la matriz trasera y carcasa trasera.
Finalmente, el tercer capítulo está dirigido al funcionamiento de los sistemas, pruebas,
consumos energéticos.

7
OBJETIVO

El objetivo es generar un sistema de iluminación configurable externo, para el vehículo B-
TRIKE, vehículo eléctrico en desarrollo actualmente por miembros del Club de
Mecatrónica, que cumpla con las normas prescritas por el reglamento de tránsito de la
Ciudad de México, buscando la forma de no afectar su desempeño; y que brinde la
posibilidad de configurar las luces traseras; no existen calaveras en la actualidad que den la
opción de ser configurables en el mercado automotriz, de esta forma se brinda una opción
novedosa y útil en este campo.
Para esto se generarán un par de prototipos, una matriz de LEDs mega brillantes para las
luces delanteras y una matriz de LEDs RGB para las luces traseras, que permitirán asegurar
el consumo energético reducido y la modificación los sectores de dichas luces.

8
ANTECEDENTES

En la Facultad de Estudios Superiores Aragón se diseñó un vehículo de bambú denominado
B-TRIKE el cual está considerado sea eléctrico.
Este vehículo está siendo desarrollado en el Club de Mecatrónica de la Facultad de Estudios
Superiores Aragón, cada uno de ellos se dedica a generar las partes necesarias de este
vehículo por separado: el habitáculo de bambú, suspensión, sistema de tracción y la
iluminación externa para el vehículo.
B-trike habitáculo: Este es un diseño que generó Marco Cuellar estudiante de Diseño
Industrial, con el fin de hacer un vehículo liviano y lo más ecológico posible. (Ver Figuras.
1 y 2).

Fuente. Club de Mecatrónica FES Aragón 1(2015) Fuente. Club de Mecatrónica FES Aragón 2(2015)
Figura. (1) Escala de Habitáculo Figura. (2) Simulación de uso

Habitáculo de bambú
Suspensión: La suspensión de este vehículo se pensó para el uso en las calles de la Ciudad
de México. Esta idea la desarrolló Manuel Adán Esquivel, estudiante de ingeniería
mecánica (Ver Figuras 3 y 4).

Fuente. Club de Mecatrónica FES Aragón 3(2015) Fuente. Club de Mecatrónica FES Aragón 4(2015)
Figura. (3) Sistema montado Figura. (4) Suspensión
Suspensión
Tracción: el sistema de tracción se hizo basado en un mecanismo de motor
electromagnético, desarrollado por Cesar Maravillas Aparicio, como tema de titulación de
la carrera de ingeniería mecánica. (Ver Figura 5).

Fuente. Club de Mecatrónica FES Aragón 5 (2015)
Figura. (5) Tracción.

10
LEVANTAMIENTO

ILUMINACIÓN AUTOMOTRIZ
Al crear este sistema de iluminación configurable para un vehículo eléctrico, se busca que
cumpla con normatividades específicas de la Ciudad de México, y que los sistemas puedan
hacer las funciones de la luminaria requerida de los vehículos.
La iluminación de un vehículo está establecido en el Capítulo II, Artículo 40 sección II y
III, del Reglamento de Tránsito de la Ciudad de México, Zona Metropolitana y NORMA
Oficial Mexicana NOM-068-SCT-2-2000 de la Secretaría de Comunicaciones y
Transportes sección 4. Especificaciones mecánicas y de componentes vehiculares, posibles
defectos y evaluación (secretaria de gobernación, 2015).1
Que a la letra dice en el Capítulo II sección II De las características de los vehículos del
Reglamento de Tránsito de la Ciudad de México.
Sección II en los incisos:
b) Cuartos delanteros, de luz amarilla o blanca y cuartos traseros de luz roja;
c) Faros delanteros que cumplan con las Normas Oficiales Mexicanas, dotadas de
un mecanismo para cambio de intensidad.
d) Luces indicadoras de frenos en la parte trasera; direccionales y luces de parada de
destello intermitente delanteras y traseras; luces para indicar movimiento de reversa;
luces que iluminen la placa de matrícula posterior.
En la NORMA Oficial Mexicana NOM-068-SCT-2-2000 de la Secretaría de
Comunicaciones y Transportes sección 4. Especificaciones mecánicas y de componentes
vehiculares, posibles defectos y evaluación
Sección III En los incisos:
a) Destello intermitente de parada de emergencia
b) Especiales, según el tipo de dimensiones y servicio del vehículo
c) Que indiquen marcha atrás
d) Indicadores de frenos en la parte trasera
e) Direccionales intermitentes

Y sección IV que debe contar con cuartos traseros de luz roja.

1 Secretaría de Gobernación 2015

11
Estos son los requerimientos necesarios que debe cubrir la iluminación y señalización de un
vehículo para que pueda circular en la Ciudad de México (Gobernacíon, 1999)2.
En atención a estas normas se ha diseñado un sistema de iluminación automotriz basado en
tecnología LED de alta luminosidad (mega brillantes) y un circuito de sensado de
penumbra para la parte delantera, lo que permitirá cumplir con la regulación antes
comentada de cambio de intensidad; en la parte trasera del vehículo se usarán LEDs RGB,
que permitirán a las luces traseras ser configurables y harán la función de la iluminación de
un vehículo con luces blancas, ámbar y rojas en la parte posterior del vehículo.
Iluminación delantera del vehículo
Las luces delanteras de color blanco que contarán con un sensor de penumbra para detectar
la variación de intensidad luminosa externa, según condiciones del día y hasta la llegada de
la noche.
Iluminación trasera
Las luces de freno, de color rojo y de mayor intensidad que las de posición.
Las luces de retroceso de color blanco.
Luces intermitentes de emergencia, de color ámbar traseros, que incluye a todos los
indicadores de giro.
Se generó un sistema configurable para poder variar la ubicación de los sectores
mencionados.
La iluminación interna no está contemplada dentro de este trabajo, así como las luces extras
de placa, posición delanteras, y de los componentes de tablero.
Por lo que el B-TRIKE necesita un sistema de iluminación externa para poder transitar en
las calles de la ciudad, y qué mejor si se puede otorgar el plus de que este sistema pueda
contar con luces traseras configurables y con sistema de sensor de penumbra para las luces
delanteras, haciendo más llamativa la idea a un usuario de adquirir un vehículo eléctrico
hecho de bambú que puede ser personalizablesin la necesidad de adicionar cosas fuera del
diseño original del vehículo para este fin, además de que ofrece un bajo consumo de
energía, ya que el sistema de iluminación que se propone, utiliza unidades de tipo LED y no
focos incandescentes como los que se ofertan en el mercado actual.

2 Gobernación 1999

12
PRIMER CAPITULO DISEÑO CONCEPTUAL

¿Qué es la luz y tipos de fuentes en que obtenemos luz?
Al desarrollar el sistema de iluminación configurable para un vehículo eléctrico, se
requieren los siguientes elementos; la luz, para entender qué es y de dónde se puede obtener
y por qué se pueden observar colores, así como, su combinación para genera otros.
La luz es energía que viaja en línea recta a 300,000km por segundo, conocida también
como energía luminosa. La frecuencia de la luz es la que crea una sensación de color por el
espectro visible.
Se llama espectro visible a la región del espectro electromagnético que el ojo humano es
capaz de percibir. La radiación electromagnética en este rango de longitudes de onda se
mide en nanómetros (nm) y se le llama luz visible o simplemente luz. No hay límites
exactos en el espectro visible: un ojo humano responderá a longitudes de onda entre 400 a
700 nm, aunque algunas personas pueden ser capaces de percibir longitudes de onda de 380
hasta 780 nm. (Ver Figura 7).
Esto se observa al pasar luz blanca por un prisma de cristal y la luz se descompondrá o
difractará, descubierto por Isaac Newton y complementado por Laplace, quien demuestra
cómo un rayo de luz al ser dirigido a un prisma de cristal difracta la luz separándola en
colores (Ver Figura 6) (concepto definicion, 2015).3
Entonces la difracción de la luz es la que nos da la posibilidad de poder ver diversos colores
gracias a la longitud de onda que el ojo humano alcance a percibir, y dependiendo la
longitud de onda será el color que se vera

3 Concepto definición, 2015
http://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_electromagn%C3%A9tico
http://es.wikipedia.org/wiki/Ojo
http://es.wikipedia.org/wiki/Luz
http://es.wikipedia.org/wiki/Longitud_de_onda
http://es.wikipedia.org/wiki/Nan%C3%B3metro

13
Longitud de onda en nanómetros (nm).

Figura. (6) Ejemplo de difracción de la luz
Recuperado de (http://campus.ort.edu.ar)(s.f.)

Figura. (7) Longitud de Onda
Recuperado de (http://www.centraldefotografia.com/la-luz/)(s.f.)

14
1.1TIPOS DE FUENTES DE LUZ

La luz puede provenir de diferentes fuentes, sea natural o artificialmente.
 La luz natural es la que resulta de fenómenos naturales como el sol, la que se
genera del fuego o la bioluminiscencia.
 La luz artificial es la creada por el hombre y se obtiene de diferentes fuentes por
ejemplo:

 Incandescentes
Lámparas de inducción, lámparas de halogenuros, por nombrar algunos.
 Luminiscentes
Son los que generan luz a través de otros medios, por ejemplo: químicos,
energía eléctrica, movimientos subatómicos o el estrés en un cristal (CCM, 2015).4
La fuente de luz más conocida es el sol, claro que cuando oscurece el hombre necesita
fuentes alternativas para poder desempeñar algunas de las actividades cotidianas
1.2COLOR

Es la impresión que es producida al incidir en la retina los rayos luminosos difundidos o
reflejados por los cuerpos. Algunos colores toman nombre de los objetos o sustancias que
los representan naturalmente. Orientado al espectro solar o espectral puro, cada uno de los
siete colores en que se descompone la luz blanca del sol: rojo, naranja, amarillo, verde,
azul, turquesa y violeta. Del color se desprende una división que serían los primarios,
tomando como base colores naturales: amarillo, rojo y azul y los secundarios que son los
que surgen de la mezcla de estos: naranja, verde y violeta (Ver Figura 8) (Proyectacolor,
2015)5.
Así se divide la clasificación de los colores según sus combinaciones y recombinaciones de
los colores.

4 CCM,2015
5 Proyectacolor2015

Figura. (8) Cromática
Recuperado de (http://rimasdecolores.blogspot.mx)(2014)
Tono o Matriz: Es el término utilizado para la característica conocida de forma popular,
como color. Es el color mismo.
Saturación: Indica la medida de la pureza de un color. Cuanto más saturado esté un color,
más intenso y vivo aparece. Cuando un color pierde saturación, se va aproximando al gris
neutro.
Luminosidad o Brillo o Acromática: Es la medida de la claridad u oscuridad en un color;
se corresponde con la escala de grises del color dado. (Ver Figura 9).

Figura. (9) Intensidad.
Recuperado de (http://scielo.isciii.es)(s.f.)

16
1.3LUZ LED

Conocida de esta forma por sus siglas en inglés, LED (Light_Emitting_Diode) Diodo
emisor de luz.
(Ver Figura 11).
Dependiendo de la intensidad de la corriente, provoca una recombinación de los portadores
de carga (electrones y huecos). Hay un tipo de recombinaciones que se llaman
recombinaciones conocidas como radiantes (aquí la emisión de luz) modificando su
intensidad luminiscente o la frecuencia con la que prende y apaga el LED.
De tal manera los LED tienen enormes ventajas sobre las lámparas incandescentes
comunes, como: su bajo consumo de energía, mantenimiento casi nulo y una vida útil
aproximada de 100,000 horas de uso continuo. (monografias, s.f.)6
El color de la luz emitida depende del intervalo de energía del material; por ejemplo, el
fosfato de galio arsénico (GaAsP) emite luz de color rojo y el fosfato de galio (GaP) emite
luz de color verde. (unicrom, 2014).7(Ver Figura 10).

Figura. (10) LED seccionado Figura. (11) Partes de los LEDs
Recuperados de Figura 10 (https://www.maximintegrated.com)(s.f.) y Figura
11(http://www.areatecnologia.com)(s.f.)
Los LED son dispositivos que funcionan como generadores de luz artificial de bajo
consumo energético y gracias a la evolución de estos se le pueden dar más usos a estos
dispositivos.

6 Monografías s.f.
7Unicrom, 2014
https://www.maximintegrated.com/
http://www.areatecnologia.com)(s.f.)/

17
1.4LUMEN

El lumen (símbolo: lm) es la unidad del sistema internacional de medidas para medir el
flujo luminoso, una medida de la potencia luminosa percibida.
Es un dato que aparece reflejado en las cajas o en las fichas técnicas de las lámparas, en
algunas convencionales y en casi todas las de LEDs. El rendimiento de una lámpara se
puede medir en lúmenes por W (Wat), es decir, si una bombilla de 100 W emite 1000
lúmenes-> 1000lúmenes/100W = 10 lúmenes/W. (Meetthings, 2011)8
Esta medida es una referencia para calcular el flujo luminoso de los LED
1.5LED ALTA LUMINOSIDAD

Gracias a la invención de los LEDs azules es como se dio paso al desarrollo del LED
blanco, que emite luz azul con recubrimiento de fósforo, que produce una luz amarilla,
dicha mezcla del azul y el amarillo (colores complementarios en el espectro RGB) produce
una luz blanquecina denominada «luz de luna» que consigue alta luminosidad: 7 lúmenes
unidad, (Ver Figura 13) con lo cual se ha logrado ampliar su utilización en otros sistemas
de iluminación, estos LEDs se conocen como ultra brillantes y mega brillantes. Los mega
brillantes un poco más potentes que los ultra en cuanto a emisión lumínica se refiere.
(meetthings, s.f.)9 (Ver Figura 12).

Figura. (12) LEDs ultra apagados Figura. (13) LEDs ultra brillantes encendidos
Recuperados de Figura 12 (https://www.greenprophet.com)(2014) y Figura 13
(http://img.mx.class.p8osot.com)( 2015)

8Meetthings, 2011
9 Meetthings, s.f.

http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%B3sforo
http://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_de_color_RGB
https://www.greenprophet.com/18
1.6LED RGB.

Conocida de esta forma por sus siglas en inglés RGB (Red_Green_Blue).
Los LED RGB son diodos que tienen tres semiconductores cada uno con un color diferente:
el rojo, el verde y el azul. Si controlamos esta mezcla de colores, podemos obtener una
gama inmensa tonalidades en los LEDs. Para lograr controlar los colores sólo hace falta
hacer pasar más o menos corriente por uno u otro semiconductor, por ejemplo; si sólo pasa
corriente por el rojo y por el verde, el color que resultará será el amarillo. (Ver Figura 14).
Los LEDs RGB poseen cuatro pines o patitas del LED, pudiendo tener tres ánodos para los
tres colores (rojo, azul y verde) y un cátodo común, o bien, tres cátodos para cada color y
un ánodo común; combinando los tres colores en sus diferentes luminosidades, podemos
obtener una gran gama de colores. Para variar la luminosidad hay que combinar la
intensidad de corriente (ladelec, 2014).10(Ver Figura 15).
Existen también LEDs RGB de dos pines pero éstos tienen integrado un circuito que varía
los colores aleatoria y automáticamente sin control, solo se puede controlar la velocidad de
cambio con la resistencia utilizada dentro del circuito.

Figura. (14) Colores del LED RGB Figura. (15) LED RGB.
Recuperados de Figura 14(http://seligaartista.blogspot.mx)(2010) y Figura
15(http://www.educachip.com)(s.f.)

10ladelec

19
1.7LAS VENTAJAS DE LOS LEDS

La primera ventaja es el menor consumo de energía en comparación con las lámparas
convencionales. Las bombillas normales emiten luz y a su vez calor (energía que se pierde)
en comparación con los LEDs, se puede establecer que estos también pierden energía en
forma de calor, pero en cantidades mucho menores. Esto hace que casi toda la energía que
se consume se utilice para producir luz y no calor, por consiguiente hay un ahorro
energético.

Ahora bien, el 80% de la energía que consume un LED se transforma en luz, sin embargo,
las bombillas convencionales solo transforman el 20% de lo que consumen en luz, todo lo
demás se vuelve calor. Aún mejor, otra ventaja es el tiempo de vida mucho mayor, mientras
que una bombilla normal cuenta con una vida útil de unas 5.000 horas aproximadamente, la
vida útil de un LED es superior a las 100.000 horas de luz: 11 años de continua emisión
lumínica aproximadamente (areatecnologia, 2014).11
Esto ayuda a que el uso de estos dispositivos en el proyecto reduzca el consumo energético
y sea la opción más viable para el sistema propuesto
1.8NECESIDAD DEL VEHÍCULO ELÉCTRICO

Debido a que el B-TRIKE necesita iluminación vehicular se propone un sistema de luz que
pueda ser configurable de bajo consumo energético y ser alimentado con 12 volts, que es el
voltaje con que se alimentan los vehículos comerciales y eléctricos.
Para poder construir el sistema configurable se generó un sistema basado en matrices de
LED (delantera y trasera), con la consigna de ser modificables según los requerimientos
necesarios o gustos del usuario. En tal caso, la luz delantera puede variar su intensidad de
luminosidad dependiendo de la penumbra o falta de luz presentada. Las luces traseras
pueden configurarse para poner el color rojo, ámbar, blanco en cualquier posición de la
matriz.

11 área tecnológica

20
1.9FAROS DELANTEROS

Los faros delanteros de un vehículo han eclosionado desde los comienzos de los
automóviles a la actualidad, gracias a las nuevas tecnologías y diseños Que dieron como
resultado la posibilidad de ver faros que uno nunca se hubiera imaginado y formas más
estilizadas. (Ver Figuras 16, a la 20).

Figura. (16) Faro común Figura. (17) Faro escondido Figura. (18) Faros de alta difracción
Recuperados de Figura 16 (http://www.karchautopartes.com.mx)(s.f.), Figura 17
(http://noticias.autocosmos.com.mx)(2016) y figura 18 (http://www.osram.es)(s.f.)

Figura. (19) Faro luz de gas Xenón Figura. (20) Faro tipo LED y Halógeno
Recuperados de Figura 19(https://frenomotor.com) (s.f.) y Figura 20
(https://menoswatios.wordpress.com)(2013)
Faros tendencia
Los sistemas de iluminación de los vehículos en la actualidad utilizan focos de halógeno o
xenón, ambos incandescentes con un consumo entre 15W y 35W, lo que hace de esto un
problema para ocupar este tipo de luces en el B-TRIKE por consumo energético y calor
generado. (Ver Figuras 21 y 22).

Figura. (21) Unidades tipo Halógenas Figura. (22) Unidades tipo Xenón
Recuperados de Figura 21 (http://www.todoautos.com.pe)(s.f.) y Figura 22 (http://2.bp.blogspot.com)(s.f.)
La entrada de las nuevas tecnologías brinda una gama de posibilidades para poder tener
unos faros de bajo consumo energético, como lo son los LEDs flexibles OLED’s, LEDs
ultra brillantes, como los que utiliza la marca AUDI en la actualidad en sus autos. Las
tendencias indican usar próximamente, Laser como los que desarrolla en la actualidad la
marca BMW y AUDI para Europa. (Ver Figuras 23 a la 28) (AUDI, 2013)12 (AutoBild,
2015)13

Figura. (23) Muestra LED flexible Figura. (24) Tira LED
Recuperados de Figura 23 (https://wordlesstech.com) (s.f.) y Figura 24 (https://www.taringa.net)(s.f.)

12 AUDI 2013
13autobild 2015
http://www.todoautos.com.pe/
https://wordlesstech.com/

Figura. (25) Tendencia de faro matriz Figura. (26) Prototipo de faro AUDI
Recuperados de Figura 25 (https://lucept.files.wordpress.com)(2013) y Figura 26 (http://www.audi.es)(2013)

Figura. (27) Laser para faro Figura. (28) Prototipo de difracción Laser
Recuperados de Figura 27(http://www.sapiensman.com) (s.f.) y Figura 28 (https://www.guioteca.com) (s.f.)
Buscando la mejor opción para el sistema de iluminación, se descarta la idea de ocupar
luces incandescentes por su excesivo consumo energético y calorífico; las opciones más
viables son los OLED´s, LEDs flexible, láser, LEDs mega brillantes, siendo estos últimos
los LEDs mega brillantes, la mejor opción gracias a su comercialización y fácil disposición
en el mercado Mexicano, así como, los más baratos en el mercado nacional de los LEDs de
alta luminosidad, ya que los láser aún llegan en su totalidad a México, por lo tanto, no se
hallan en el mercado nacional. Los LEDs flexibles como los muestra AUDI en 2012 con
sus tendencias para luces con OLED´s en su vehículo concept SWARM, aún no llega a
México y su importación es demasiado cara, lo que sumado al propio costo del mismo LED
flexible, hace de este una opción poco viable para utilizarse en este proyecto.

https://lucept.files.wordpress.com/
http://www.sapiensman.com/
https://www.guioteca.com/

23
1.10CALAVERAS TRASERAS

La iluminación posterior de un vehículo es de las partes más importantes para el mismo, ya
que es la que informa a los demás conductores qué acción se realizará, lo que permite evitar
algún accidente vial. En la Ciudad de México es probable que varias unidades de
transporte público y algunos particulares, tienen estas luces de gran importancia fundidas,
lo que puede provocar que los demás conductores realicen maniobras de esquivo viraje
intempestivo para no chocar con otros o recurran al freno de emergencia, que causa que las
llantas derrapen para no impactar con ellos, al percatarse de que están en alto total o de que
cambiarán de carril repentinamente. Esto pasa con los focos incandescentes por diferentes
factores: término de vida útil, humedad por inclemencias del clima, por nombrar algunos,
con los LEDs esto puede evitarse, ya que duran más tiempo y difícilmente se funden, a no
ser que estén expuestos a inclemencias de tiempo o sobrepasen su voltaje de uso. Existen
diferentes tipos de calaveras a la venta en el mercado, por ejemplo:
Las calaveras traseras de un vehículocomún son de focos incandescentes. Algunas marcas
ponen imitación LED en sus calaveras pero siguen siendo focos incandescentes. (Ver
Figuras 29 y 30).

Figura. (29) Calaveras comunes Figura. (30) Calavera estándar
Recuperados de Figura 29 (http://www.yonkesenmexico.com.mx) (s.f.) y Figura 30
(http://thumbs.ebaystatic.com)(s.f.)
Una de las marcas automovilísticas más avanzadas en la implementación del uso de LED
para sus vehículos es AUDI en sus modelos recientes, tanto en calaveras como en faros. Lo
más grande que ha presentado con tecnología LED, es un auto cubierto por LEDs flexibles
(OLED) dando así la posibilidad de cambiar de color el carro y sus luces son del mismo
LED flexible. Este vehículo concept SWARM (Ver Figuras 31, 32 y 33) fue presentado
como tendencia en Europa en 2012.
http://www.yonkesenmexico.com.mx/

Figura. (31) Auto SWARM Figura. (32) OLED
Recuperados de Figura 31(https://wordlesstech.com)(2013) y Figura 32 (https://i.blogs.es)(s.f.)

Figura. (33) Luz trasera Auto SWARM
Recuperado de (http://www.formtrends.com)(2013)
Algunas marcas de iluminación automotriz sacaron a la venta calaveras de LEDs pero estas
son en un formato en serie, sin poder cambiar la configuración o estructura de esa
calavera,(Ver Figuras 34 a la 39) utiliza LEDs ultra brillantes en el sitio donde
originalmente iría un foco incandescente. (jalopnik, 2015)14
Y este proyecto busca cumplir con esa parte de reconfiguración de luces traseras, situación
que no se ha visto implementada por las marcas automotrices de alto renombre.

14Jalopink 2015

Figura. (34) Calavera camión Figura. (35) Calavera tipo LED
Recuperados de Figura 34 (http://www.lombra.com) (s.f.) y figura 35 (https://img.clasf.mx)(2016)

Figura. (36) Calavera LED/Incandescente Figura. (37) Calavera tipo LED
Recuperados de Figura 36 (https://http2.mlstatic.com)(s.f.) y figura 37 (https://http2.mlstatic.com)(s.f.)

Figura. (38) Calaveras LED Figura. (39) Calavera LED
Recuperados de Figura 38 (http://thumbs.ebaystatic.com/images/g/H2YAAOSwDk5UGN~e/s-l225.jpg)(s.f.)
y Figura 39 (https://tuningarmando.files.wordpress.com)(2014)
Lo que se observa en estas calaveras es que tiene una ubicación específica para las luces
rojas, amarillas y blancas, es cierto que algunas son de bajo consumo energético, pero no
http://www.lombra.com/
https://http2.mlstatic.com/
http://thumbs.ebaystatic.com/images/g/H2YAAOSwDk5UGN~e/s-l225.jpg

26
tienen la opción de cambiar de lugar los sectores, si un usuario quiere o necesita ubicar el
rojo, amarillo y blanco en un momento dado, en otra parte de la calavera. Situación que con
el sistema de iluminación configurable es posible, dicha modificación de sectores.
SEGUNDO CAPÍTULO DISEÑO DE DETALLE DE LAS LUCES

Luz delantera
La luz delantera se adecuó para cubrir las necesidades de iluminación y que puedan ser
configurables de diferentes maneras. Las posibles formas de configuración se basan en
mantener prendidos sectores y que estos se puedan modificar según sea necesario. Esto se
logra al integrar una matriz de LED de 4x8 de 10cm x 10cm, controlados por un circuito
sensor de penumbra que trabaja a 12 volts.
2.1MATRIZ DELEDS

Una matriz de LEDs consiste en un arreglo de LEDs que pueden ser encendidos y apagados
individualmente desde un micro controlador. Pueden pensar en ella como una pantalla de
pocos pixeles en los cuales pueden presentarse gráficos y textos, tanto estáticos como en
movimiento. Una matriz de LED no es más que un arreglo de LEDS, por ejemplo: en el que
distribuimos los ánodos en 8 columnas de 8 diodos unidos entre sí y los cátodos en 8 filas
de 8 diodos (o viceversa, hay muchos modelos) formando, como su nombre indica, una
matriz de “pixeles”, siendo cada pixel la intersección de una fila con una columna.
Cuando se habla de una matriz 8×8 o 7×5, se refiere a la cantidad de filas x columnas que
posee, por lo que una matriz de 8×8 es una matriz de 64 LED. El diagrama de conexión de
una matriz de un solo color 8×8 con cátodos en filas y ánodos en columnas.
(ivanespinozaespejo, 2015)15 (Ver Figura 40)

15 Ivanespinozaespejo, 2015

Figura. (40) Matriz LED
Recuperado de Figura 40 (https://www.tr3sdland.com)(2012)
El control de estas matrices es como jugar submarino o ajedrez en, fila por columna,
ejemplo:
Fila “i” con una columna “j” nos da una coordenada única, y para encender ese diodo, tan
solo se debe tener la fila o columna conectada a común (tierra) o negativo y la fila o
columna a positivo.
Esto depende como funcionen y estén acomodados los LEDs de la matriz.
Si se tienen varias filas conectadas a común, por ejemplo: 1,3 y 5, al introducir una tensión
(corriente) positiva por la columna 1, se encenderán los diodos correspondientes a F1 – C1,
F3-C1 y F5 – C1, siendo F = Fila y C = Columna (neoteo, 2014)16.
De esta manera las matrices se pueden controlar y encender el LED que se necesite según el
programa o arreglo que se tenga eléctricamente en la matriz.
2.2SENSOR DE PENUMBRA

Para desarrollar este sensor se tomó como base un sistema que utiliza LDRS para
percepción de la luz.
Fotorresistencia. (LDR)(Light_Dependent_Resistors)
Como su nombre lo indica, se compone de un material semiconductor cuya resistencia varía
en función de la iluminación. La resistencia, cuyo valor de resistividad disminuye a medida
que aumenta la energía luminosa incidente sobre ella y viceversa, La fotorresistencia

16Neoteo 2014

28
reduce su valor resistivo en presencia de rayos luminosos, es por ello que también se le
llama resistencias dependientes de luz. (martinezmoreno, 2007)17 (Ver Figuras 41 y 42)

Figura. (41) Símbolo de la Fotorresistencia Figura. (42) Fotorresistencia
Recuperados de Figura 41 (http://4.bp.blogspot.com)(2014) y Figura 42 (http://3.bp.blogspot.com)(s.f.)
Un fotorresistor está hecho de un semiconductor de alta resistencia. Si la luz que incide en
el dispositivo es de alta frecuencia, los fotones son absorbidos por la elasticidad del
semiconductor que da a los electrones la suficiente energía para saltar de la banda de
valencia a la banda de conducción aumentando así la conductividad del dispositivo y
disminuyendo su resistencia. (Ver Figura 43) Las fotorresistencias se caracterizan por la
ecuación: (Ver Ecuación 2.a)
Ec.… (2.a)
R: resistencia de la fotorresistencia.
A,α: constantes que dependen del semiconductor utilizado.
E: densidad superficial de la energía recibida.

Figura. (43) Fotorresistencia en foto generación de Portadores
Recuperado de (http://www.profesormolina.com.ar)(s.f.)

17 martinezmoreno, 2007
http://4.bp.blogspot.com/
http://4.bp.blogspot.com/_pgVhWppMduo/RnRCpNKJfbI/AAAAAAAAACQ/-bOqwUEliZk/s1600-h/Simbolo_Fotoresistencia.jpg
http://3.bp.blogspot.com/_pgVhWppMduo/RnRDG9KJfcI/AAAAAAAAACY/35tWa3A8s_Y/s1600-h/Fotoresistencia.jpg
http://4.bp.blogspot.com/_pgVhWppMduo/RnRDgNKJfdI/AAAAAAAAACg/g5vyAePm-Zw/s1600-h/ecuacion.jpg
http://2.bp.blogspot.com/_pgVhWppMduo/RnRFstKJfeI/AAAAAAAAACo/UB2mGOa_68w/s1600-h/fotogeneracion_p.jpg

29
Si dejamos de iluminar, los portadores fotogenerados se recombinarán hasta volver a sus
valores iníciales; por lo tanto, el número de portadores disminuirá y el valor de la
resistencia será mayor. El material de la fotorresistencia responderá a unas longitudes de
onda determinadas. (Ver Figura 44)

Figura. (44) Fotorresistencia en estado de conducción sin foto generación
Recuperado de (http://www.profesormolina.com.ar)(s.f.)
Un dispositivo fotoeléctrico puede ser intrínseco o extrínseco: En dispositivos intrínsecos,
los únicos electrones disponiblesestán en la banda de la valencia, por lo tanto el fotón debe
tener bastante energía para excitar el electrón a través de toda la banda. Por otro lado, los
dispositivos extrínsecos tienen impurezas agregadas, que tienen energía de estado a tierra
más cercano a la banda de conducción. Puesto que los electrones adquieren una energía
inicial mayor que en el caso intrínseco, y por lo tanto no tienen que saltar lejos, es necesaria
una energía menor para lograr el paso de un electrón a la banda de conducción (blogspot,
2014).18
Las células de sulfuro de cadmio
El sulfuro de cadmio o las células del sulfuro del cadmio (CdS) confían en la capacidad del
cadmio de variar su resistencia según la cantidad de luz que perciba la célula. Cuanta más
luz perciba la célula, más baja es la resistencia. Aunque no es exacta, incluso una célula
simple de CdS puede tener una amplia gama de resistencia de cerca de 600 ohms en luz
brillante a 1 o 2 MΩ en oscuridad.

18Blogspot 2014
http://3.bp.blogspot.com/_pgVhWppMduo/RnRGO9KJffI/AAAAAAAAACw/b9pcILr1GEk/s1600-h/fotogeneracion_cond.jpg

30
2.3DIVISOR DE TENSÍON O VOLTAJE

El circuito esencial de un divisor de tensión, también llamado divisor de potencial o divisor
de voltaje, su fórmula, es: (Ver Ecuación 2.b)

Ec….(2.b)
Donde la tensión de entrada (Vin), puede ser o no la tensión de la fuente de alimentación
conectada a V_arriba, y la otra resistencia V_abajo conectada a tierra o común. La tensión
de la salida (Vout), es el voltaje a extremos de V_abajo y viene dada por:
(Ver Ecuación 2.c)

Ec….(2.c)
Dependiendo de la configuración del divisor de voltaje con la fotorresistencia sustituyendo
a la V_abajo o V_arriba, trabajara como un sensor de oscuridad o un sensor de luz. Este
circuito da una tensión BAJA en la salida cuando el LDR está en la luz, y una tensión
ALTA cuando la LDR está en la penumbra. El circuito divisor de tensión dará una tensión
de la salida que cambia con la iluminación, de forma inversamente proporcional a la
cantidad de luz que reciba. Un sistema de sensor que funcione como este, se utilizará para
controlar los circuitos de iluminación que se encienden (activan) automáticamente por la
tarde. (Ver Figura 45) (martinezmoreno, 2007)19

19Martinezmoreno,2007
http://4.bp.blogspot.com/_pgVhWppMduo/RoscF-dPDRI/AAAAAAAAAG8/Dhk9zJfx0JE/s1600-h/formula.bmp
http://2.bp.blogspot.com/_pgVhWppMduo/RnRJCtKJfiI/AAAAAAAAADI/EGnh9or--yI/s1600-h/ecuiacion+divisor.jpg

Figura. (45) Circuito de acondicionamiento para un detector de oscuridad o de baja luz.
Recuperado de (http://kagiva.galeon.com)(s.f.)

2.4PROTEUS / ARES
Para generar el circuito y las matrices de LEDs, se utilizaron unos programas de electrónica
para poder crear las guías de las tablillas y probar los circuitos teóricamente, en caso de que
sea necesario, corregir algún problema no contemplado al hacer los diagramas, se rectifique
en este momento y no tener errores al hacer las tarjetas.
PROTEUS es una herramienta software que permite la simulación de circuitos electrónicos
con micro controladores. Sus reconocidas prestaciones lo han convertido en el simulador
más popular de software para micro controladores PIC. Esta herramienta permite generar
circuitos y las pistas para la impresión de circuitos impresos en PCB´s
ARES. Este programa es una extensión del programa PROTEUS y permite probar el
circuito generado para saber si tendrá fallas o si está mal algo y poder corregirlo antes de
generar las pistas. (Labcenter)20
Estos programas ayudaron en la elaboración de circuitos y líneas para poder diseñar los
circuitos impresos.

20 PROTEUS

32
2.5PCB / PLACA FENOLICA

En electrónica, “circuito impreso”, (tarjeta de circuitos impresos) o (placa de circuitos
impresos) (del inglés: Printed_Circuit_Board, PCB), es la superficie constituida por
caminos o pistas de material conductor laminadas sobre una base no conductora. El circuito
impreso se utiliza para conectar eléctricamente a través de los caminos conductores, y
sostener mecánicamente, por medio de la base, un conjunto de componentes electrónicos.
Los caminos son generalmente de cobre mientras que la base se fabrica de resinas de fibra
de vidrio reforzada, cerámica, plástico, teflón o polímeros como la baquelita (pcb, 2014).21
Los circuitos impresos ayudan a que al hacer un trabajo eléctrico los componentes no esten
bailando y el circuito se dañe.
2.6LUCES TRASERAS
Sistema configurable
Se diseño un sistema configurable para poder variar la ubicación de los sectores
mencionados (rojo, amarillo, blanco). Esto permitirá al usuario tener la posibilidad de
decidir la ubicación de cada sector del sistema de iluminación y con ello personalizar las
calaveras a su gusto y conveniencia.

Para una luz configurable de bajo consumo energético, se generó una matriz de LED´s
RGB, un sistema de control computarizado a través del programa LabVIEW y el uso de
Arduino como base.

21 PCB

33
2.7ARDUINO

¿Qué es Arduino?
Arduino es un microcontrolador que puede leer información de diferentes sensores, así
como controlar luces, motores y otras cosas. Existe gran cantidad de microcontroladores de
diferentes tamaños, estos no necesitan tener una pantalla o teclado para funcionar. (Ver
Figura 46)

Figura. (46) Arduino Uno
Recuperado de (http://ovtoaster.com)(2013)

Puesto que Arduino no tiene pantalla ni teclado, se necesita un programa externo ejecutado
en un ordenador para poder escribir programas para la placa Arduino. Éste software es lo
que llamamos Arduino IDE (versktad, 2014).22
IDE, por sus siglas en inglés (Integrated_Development_Environment) (Entorno de
Desarrollo Integrado) es un término común para llamar a este tipo de desarrollo de
software. Se escribe el programa en el IDE, se carga en el Arduino y el programa se
ejecutará en la placa. (Ver Figura 47)

Figura. (47) Tabla de programación
Recuperado de (https://sites.google.com/site/arduinofacil)(s.f.)

22Versktad,2014
https://sites.google.com/site/arduinofacil

Las placas Arduino se conectan al ordenador utilizando un cable USB, al igual que
cualquier otro periférico, como la impresora, el teclado, o mouse (ratón), o un mando de
videojuegos. Arduino necesita estar conectado al ordenador a través del cable USB para
cargar un programa. El cable USB sirve también para suministrar energía a la placa, pero
también se alimenta usando una fuente de energía externa, como una batería o un
transformador apropiado (arduino, 2014).23 (Ver Figura 48)
El Arduino es la placa base que se utilizó para programar las configuraciones de la matriz
trasera, y modificar los sectores de la misma gracias a que contiene puertos de entrada,
salida y regulación de señales de señales.

Figura. (48) Arduino Uno con batería
Recuperado de (https://www.arduino.cc/)(s.f.)

23Arduino

35
2.8PWM

La Modulación por Ancho de Pulso (PWM = Pulse_Width_Modulation) es una técnica para
simular una salida analógica con una salida digital. El control digital se usa para crear una
onda cuadrada, una señal que conmuta constantemente entre encendido y apagado. Este
patrón de encendido-apagado puede simular voltaje de entre 0 (siempre apagado) y 5 volts
(siempre encendido), simplemente variando la proporción de tiempo entre encendido y
apagado. A la duración del tiempo de encendido (ON) se le llama Ancho de Pulso (pulse
width). Para variar el valor analógico, modulamos ese ancho de pulso. Si repetimos este
patrón de encendido-apagado lo suficientemente rápido, por ejemplo con un LED, el
resultadoes como si la señal variara entre 0 y 5 volts controlando la intensidad de brillo del
LED.

En el gráfico de abajo las líneas verdes representan un periodo regular. Esta duración o
periodo es la inversa de la frecuencia del PWM. En otras palabras, con Arduino la
frecuencia PWM es bastante próxima a 500Hz lo que equivale a periodos de 2
milisegundos cada uno. La llamada a la función (analogWrite) debe ser en la escala desde 0
a 255, siendo 255 el 100% de ciclo (siempre encendido), el valor 127 será el 50% del ciclo
(la mitad del tiempo encendido) (astrojem, 2014).24 (Ver Figura 49)

Figura. (49) PWM
Recuperado de (http://www.pablogindel.com)(s.f.)
A nuestros ojos el movimiento difumina cada parpadeo del LED en una línea. A medida
que la luminosidad del LED incrementa o atenúa esas pequeñas líneas que crecen o se
reducen. Esto ayuda a que al modificar la intensidad lumínica de los semiconductores
puedan generarse diversos colores.

24 PWM

36
2.9LABVIEW

¿Qué es y para qué sirve LabVIEW?
LabVIEW es un entorno gráfico de programación. El lenguaje utilizado para programar en
él se llama “Lenguaje G”, donde la “G” simboliza que es un lenguaje de tipo gráfico.

Los programas desarrollados en LabVIEW se llaman VI´s (Virtual Instruments). Su origen
provenía del control de instrumentos, pero hoy en día su uso se ha expandido más allá.
LabVIEW tiene un entorno de programación gráfica, por lo que los programas no se
escriben, sino que se dibujan, una labor facilitada gracias a que LabVIEW consta de una
gran cantidad de bloques prediseñados.
Los programas se dividen en dos partes bien diferenciadas, una llamada “Panel Frontal”, y
otra “Diagrama de Bloques”.
 Panel Frontal:
 Es la interfaz con el usuario. Se utiliza para interactuar con el usuario cuando el
programa se está ejecutando. En esta interfaz se definen los controles (se usan como
entradas, pueden ser botones, marcadores etc.) e indicadores (como salidas, pueden ser
gráficas, etc.).

 Diagrama de Bloques:
 Es el programa propiamente dicho, donde se define su funcionalidad. Aquí se colocan
íconos que realizan una determinada función y se interconectan (el código que controla
el programa). Suele haber una tercera parte icono/conector que son los medios
utilizados para conectar un VI con otros VI´s.

En el panel frontal encontraremos todo tipo de controles o indicadores, en el cual cada uno
de estos elementos tiene asignado en el diagrama de bloques una terminal; es decir, se
puede diseñar un proyecto en el panel frontal con controles e indicadores, en que estos
elementos serán las entradas y salidas que interactuarán con la terminal del VI. Se observar
en el diagrama de bloques todos los valores de los controles e indicadores como van
fluyendo entre ellos cuando se está ejecutando un programa VI (national instruments,
2015).25 (Ver Figura 50)
Este programa contribuyo a poder modificar rápidamente los sectores de la matriz y sea
más rápido configurar los sectores de la misma, además de que cuenta con una parte de
interacción con Arduino.

25LabView

Figura. (50) LabVIEW Diagrama de bloques.
Recuperado de (https://ni.i.lithium.com)(s.f.)

2.10SOLID WORKS

SolidWorks es un programa de diseño asistido por computadora para modelado mecánico
desarrollado en la actualidad por SolidWorks Corp., una subsidiaria de DassaultSystèmes
(Suresnes, Francia), para el sistema operativo Microsoft Windows. Es un modelador de
sólidos paramétrico. Fue introducido en el mercado en 1995 para competir con otros
programas CAD como Pro/ENGINEER, NX, Solid Edge, CATIA, y Autodesk Mechanical
Desktop, etc.
El programa permite modelar piezas y conjuntos, y extraer de ellos tanto planos y otro tipo
de información necesaria para la producción. Es un programa que funciona con base en las
nuevas técnicas de modelado con sistemas CAD. El proceso consiste en trasvasar la idea
mental del diseñador al sistema CAD, "construyendo virtualmente" la pieza o conjunto.
Posteriormente todas las extracciones (planos y ficheros de intercambio) se realizan de
manera bastante automatizada (solidworks, 2015).26
Este programa ayudo a poder diseñar la carcasa de la matriz trasera, para protección de los
componentes de la tablilla que conforma la misma y darle un poco más de vista al
funcionamiento de la matriz.

26 Solid Works
https://estuelectronic.files.wordpress.com/2012/08/labview1.png
https://estuelectronic.files.wordpress.com/2012/08/labview1.png

38
TERCER CAPÍTULO
PROTOTIPOS
FARO DELANTERO CON SENSOR DE PENUMBRA
Para diseñar el circuito impreso y la matriz de LED’s del prototipo delantero se necesitaron
los siguientes materiales. (Ver Tabla 1)
Materiales:
1 Placa fenólica de 10x10 cm 1 Fotorresistor
32 Resistencia de 220Ω 1 Resistencia de 2.2kΩ
1 Transistor 2222A 1 Resistencia de 1kΩ
32 LEDs mega brillantes 1 Transistor 7809
Cautín Soldadura
Lija de agua fina Papel cauche
Fuente de 12 Volts Plancha
Cloruro férrico Recipiente de plástico
Brocas 1/32 Taladro
Clavos chicos Martillo
Cables Protoboard
3 Conectores para PCB de 4 pines Multímetro
1 Placa fenólica de 10x10 cm doble vista
Tabla. (1) Materiales para matriz delantera
Fuente: Elaboración propia basado en los materiales utilizados (2015)

Para el circuito sensor de penumbra se diseño un circuito en PROTEUS para
posteriormente aplicarlo en circuito sobre la placa fenólica y generar así la PCB basado en
este formato. (Ver Figura 51)

Figura. (51) Configuración del sensor de penumbra
Fuente: Elaboración Propia basado en diagrama sensor de penumbra (2015)

39
Encendido por ausencia de luz
El LED encenderá cuando no exista presencia de luz o se halle tapando el elemento
principal del circuito la Fotorresistencia, cuya resistencia disminuye con el aumento de
intensidad de luz que este reciba y bajando la intensidad lumínica de la matriz.
Se prueba el circuito con ayuda de una Protoboard (tabla de pruebas) y controlador de
voltaje CN7809 para alimentar el dispositivo 2222n y los LED a la salida para los LEDs
llegan 8.3 volts manteniendo la integridad de los componentes y hace el censado de luz,
con el fin de garantizar que el circuito funcionaba y cumplía con los requerimientos
necesarios del proyecto, que es encender la matriz LED en ausencia de luz y apagarse en la
presencia de luz. Para poder dar el siguiente paso, que es generar el circuito impreso con
las placas fenólicas. (Ver Fotos de 1 a 4)

Foto. (1) Prueba de circuito Foto. (2) Pruebas de LEDs ultra y mega brillante
Fuente elaboración propia Fotos 1 y 2(2015)

Foto. (3) Prueba de sensor en penumbra Foto. (4) Prueba de sensor con luz
Fuente: Elaboración propia Fotos 3 y 4(2015)

40
Una vez rectificado el circuito y asegurando su funcionamiento se generaron las pistas en
Proteus para las PCBs del circuito sensor de penumbra y de la matriz de doble vista. (Ver
Fotos 5 a 7)

Foto. (5) Pista sensor de penumbra Fuente: elaboración propia (2015)

Foto. (6) Pistas de la matriz Foto. (7) Línea de matriz
Fuente elaboración propia Fotos 6 y 7(2015)
Finalizado el trazado de las pistas, se procede a la impresión de las mismas en papel
cauche, con el objetivo de poder plasmar las pistas sobre las placas fenólicas mediante la
técnica de planchado. Para esto, primero se cortan las placas de cobre al tamaño requerido,
después se lijan los filos que y finalmente se lavan y limpian las impurezas de las tablillas.
(Ver Fotos 8 y 9)

Foto. (8) Cortado de placa fenólica Foto. (9) Placa fenólica cortada
Fuente: elaboración propia Fotos 8 y 9(2015)
Se lijan las caras de cobre ligeramente con una lija de agua fina de No. 1000y se limpian
para quitar la mayor cantidad de partículas de cobre pulverizado. (Ver Fotos 10 y 11)

Foto. (10) Lijado de placas fenólicas Foto. (11) Placa limpia
Fuente: elaboración propia fotos 10 y 11(2015)
Terminada esta fase, se procede al planchado de las pistas sobre las caras de cobre. Esto se
realiza ajustando las caras con el dibujo de la pista cuidando de que ambas pistas coincidan
perfectamente para que no se muevan al momento de planchar el circuito. (Ver Foto 12)

Foto. (12) Planchado de circuito en placas
Recuperado de (http://construyasuvideorockola.com)(s.f.)

42
Al terminar el planchado del circuito, se asegura que las pistas están correctamente pegadas
al cobre y que coinciden. Hecho lo anterior, se retira con cuidado el papel pegado al cobre,
sin retirar la pista recién pegada. Utilizando agua común es más fácil esta operación. (Ver
Foto 13)

Foto. (13)Baño de cloruro férrico Fuente: Elaboración propia (2015)
Una vez que tenemos el cobre marcado con las pistas y verificamos que estas coinciden,
procedemos al ataque de las tarjetas con cloruro férrico para que se impriman las pistas de
cobre marcadas y el excedente de cobre se retire; Se vierte el cloruro férrico en un
recipiente y se introduce cuidadosamente la tablilla marcada, (de preferencia se realiza en
un lugar bien ventilado para que los gases expedidos de la reacción química no afecten al
operador). (Ver Foto 14)

Foto. (14) Lavado de placa Fuente: Elaboración propia (2015)
Después de unos minutos se verifica que se ha retirado casi todo el cobre y que han
quedado grabadas las pistas en la PCB. Se retira la tablilla del líquido de cloruro férrico y
se lava para quitar el excedente de cloruro férrico. (Ver Foto 15)

Foto. (15) Placas secas Fuente: Elaboración propia (2015)

43
Ahora se procede al perforado de las tablillas. Se marcan con un martillo y un clavo los
orificios requeridos. Una vez con la guía hecha en cada punto, se realiza la perforación con
ayuda de un taladro (Dremel). (Ver Fotos 16 y 17)

Foto. (16) Marcado de agujeros Foto. (17) Perforación de las marcas
Recuperados de Foto 16(http://www.forosdeelectronica.com)(s.f.) Y Foto 17(http://k37.kn3.net)(s.f.)
Perforadas las tablillas, se colocan los componentes para armar el circuito y la matriz.
Acomodados los componentes, se procede a soldar todas las piezas de las tablillas y se
alambran.(Ver Fotos 18 y 19)

Foto. (18) Componentes acomodados Foto. (19) Placas soldadas y armadas
Fuente: Elaboración propia Fotos 18 y 19 (2015)
La matriz y el circuito están finalizados y quedan de esta manera: se ajusta el alambrado
uniendo las cuatro entradas y las ocho salidas, para que el sistema pueda tener una entrada
y una salida de corriente únicamente y enciendan todos los LEDs de la matriz.

http://www.forosdeelectronica.com/

44
3.1ARMADO DE MATRIZ CONFIGURABLE
Para la generación del prototipo de la luz trasera se utilizaron los siguientes materiales
(Ver Tabla 2).
Materiales:

40 LEDs RGB 6 resistencias de 220Ω
6 resistencias 120Ω Placa fenólica de 20cm x 20cm doble vista
Alambre Lija de agua fina
Cloruro férrico Plancha
Hojas de papel cauche Tarja de plástico
Soldadura Cautín
2conectores para PCB de 4 pines 8 conectores para PCB de 3 pines
Papel aluminio Pegamento
Arduino Mega 2500 Computadora
6 resistencias 200 Ω 6 resistencias 145 Ω
Tabla. (2) Materiales para matriz configurable
Fuente: Elaboración propia basado en materiales utilizados (2015)
Para la matriz trasera se probó con diferentes tipos de LED RGB como tiras de LED, LEDs
de dos pines y los RGB de cuatro pines, siendo estos los utilizados, porque los LEDs RGB
de dos pines se cambian automáticamente y lo único que se puede variar es la rapidez con
que cambia de color (más lento o más rápido), y no se puede obtener un color directo sin
pasar por toda la gama que el circuito integrado maneja; la tira de LEDs viene en
encapsulados de 3 LEDs. (Ver Foto 20)

Foto. (20) Encapsulado de 3 LEDs Fuente: Elaboración propia (2015)
Con la tira de LEDs se podía combinar los colores y la intensidad de los mismos, pero no se
podía prender un LED de manera independientemente; siempre se prendían los tres LEDs y

45
si se desarrollaba el proyecto con pura tira LED, sería demasiado grande mi arreglo de
matriz, entonces, esta opción de tiras de LEDs se tuvo que cambiar por esa razón.
La opción más óptima para satisfacer las necesidades del proyecto son los LEDs de cuatro
pines, dado que con un LED se pueden tener diferentes colores por el espectro RGB y se
puede prender independientemente ese LED, si uno lo desea. Además ofrece la ventaja de
poder conseguir más fácilmente un LED que un módulo de LEDs completo, así como poder
cambiarlo si se llegase a quemar. Pues es más fácil cambiar un LED que cambiar toda una
sección. Por lo que este tipo de LED puede ayudar a generar el sistema de iluminación
configurable.
Para la matriz trasera, se tomó como base una matriz 8x8 pero sobrepuesta tres veces para
controlar cada color de la misma; al final se generó una matriz de 24x8 de 20cm x 20cm.
(Ver Figura 52)

Figura. (52) Matriz RGB Recuperado de (http://www.vcc2gnd.com)(s.f.)
Para probar que sí se lograría la parte de configuración, en PROTEUS viene acompañado
de un programa llamado Ares que permite probar circuitos teóricamente. Se tomó en cuenta
el costo y el número de LEDs que se necesitarían para la matriz, que son 64 LEDs RGB, y
se redujo a un número más accesible y que siguiera cumpliendo con la función, quedando
en 40 LEDs RGB. Para verificar que si existía la posibilidad de que cada sección se podía
modificar de lugar y poder controlar entradas y salidas independientes como se muestra a
continuación. (Ver Fotos 21 y 22)

Foto. (21) Prueba de circuito matriz en programa ARES Fuente: Elaboración propia (2015)

Foto. (22) Programa prueba de encendido independiente y general de la matriz Fuente: Elaboración propia
(2015)

47
Teóricamente es posible configurar la matriz, para probarlo hay que generar la tablilla. Se
deben conseguir los materiales necesarios para este fin y generar en PROTEUS las pistas de
entradas y salidas de la matriz para las placas fenólicas. (Ver Fotos 23 y 24)

Foto. (23) Tierras de la matriz Foto. (24) Líneas de la matriz
Fuente: Elaboración propia Fotos 23 y 24 (2015)
Se hizo el mismo procedimiento que con la matriz delantera, se imprimieron las líneas para
la PCB, se lijó la placa fenólica, se limpió; también se hizo la impresión de las líneas con
plancha por ambos lados, ya que es una PCB de doble vista; se atacó con cloruro férrico, se
lavó la tablilla después del ataque, se recortó en círculo de 20cm de diámetro, se marcaron
los agujeros y fueron perforados. Se empezó a construir la matriz cuidando de que los
LEDs fueran encendidos del mismo modo, para evitar el problema de encendido diferente
por diferencia de lote en la compra de los LEDs. (Ver Foto 25)

Foto. (25) Ensamble Fuente: Elaboración propia (2015)

48
Se colocan las resistencias y los conectores para línea y tierra en la tablilla así como los
LEDs RGB para verificar que los componentes están acomodados correctamente. (Ver
Fotos 26 y 27)

Foto. (26) Componentes presentados sobre la PCB Foto. (27) Componentes soldados
Fuente: Elaboración propia fotos 26 y 27(2015)
Una vez soldadas y acomodados los componentes, Se hicieron pruebas de encendido,
asegurando así que el acomodo de los mismos sea el correcto y todos enciendan
debidamente por diferencia de lote de compra de LEDs. (Ver Fotos 28 a 31)

Foto. (28) Prueba de sección Foto. (29) Prueba de sectores
Fuente: Elaboración propia Fotos 28 y 29(2015)

Foto. (30) Prueba de encendido de matriz Foto. (31) Prueba encendido general de LEDs
Fuente: Elaboración propia Fotos30 y 31(2015)

49
Terminadas las pruebas de encendido, se da inicio a las pruebas de color de la matriz. (Ver
Fotos 32 a 34)

Foto. (32) Prueba color azul Fuente: Elaboración propia (2015)

Foto. (33) Prueba color verde Fuente: Elaboración propia (2015)

Foto. (34) Prueba color rojo Fuente: Elaboración propia (2015)

50
A partir de las pruebas de color general se prueba la combinación de colores para verificar
que es posible obtener los colores necesitados que son el rojo, ámbar y blanco. (Ver Fotos
35 a 37)

Foto. (35) Prueba en color blanco Foto. (36) Prueba de combinaciones de color
Fuente: Elaboración propia fotos 35 y 36 (2015)

Foto. (37) Prueba de encendido intermitente Fuente: Elaboración propia (2015)

51
3.2PROGRAMACIÓN
Programación.
Al principio se comenzó programando con Arduino Uno, pero al empezar a introducir los
códigos para controlar cada LED, se descubrió que Arduino Uno solo tiene unos cuantos
PWM, y la matriz necesita varios puertos de este tipo para su control. Se buscó un Arduino
con más PWM’s, para poder controlar los colores de la matriz y se encontró el Arduino
Mega, que brinda la posibilidad de controlar 12 PWM y la matriz tiene 24 salidas. Se
generó un arreglo a la matriz para reducir la cantidad de salidas a 12, básicamente se
unieron dos columnas de LEDs para que se pudiera utilizar el Arduino Mega.
Al programar en Arduino se suscitaron problemas de configuración variable al cargar el
programa, ya que no se podía modificar fácilmente cada color, así como las filas y
columnas, además de que dicho proceso era muy tardado, también producto de que la
computadora utilizada para estas pruebas, no contaba con la capacidad de procesamiento
que las maquinas actuales brindan.
Al buscar solución a este problema, recordé que al trabajar en programación el software
LabView, tiene una opción de comunicación con los hardware Arduino, el cual permite
programar con mayor facilidad y rapidez, los PWM para la modificación de colores y
sectores de la matriz.
LabVIEW-Arduino
LabVIEW brinda la posibilidad de comunicarse con Arduino, de controlar los diferentes
colores de la matriz, y cambiar de lugar los segmentos de la matriz, además de que permite
controlar las 12 salidas PWM y muestra a parte en la interfaz en este caso la computadora,
qué colores estaría viendo. Aunque con estos LEDsel color sale inverso porque los LEDs
son de ánodo común y el programa es para LEDs de cátodo común pero funciona de las dos
maneras.
Se generó una sección independiente en el programa para que la luz encienda y se apague
constantemente en la matriz, en simulación de luz direccional o luces intermitentes.
El programa generado quedó de la siguiente manera. (Ver Fotos 38 y 39)

Foto. (38) Controles del programa Foto. (39) Programa generado
Fuente: elaboración propia Fotos 38 y 39 (2015)
El programa de control para la matriz se generó en LabVIEW. Se hicieron las pruebas de
trabajo con todas las secciones encendidas y variando los sectores dentro de lo que el
arreglo de la matriz permite hacer en combinaciones de color y sectores dejando fija la
parte de encendido y apagado constante en un costado de la matriz. (Ver Foto 40)

Foto. (40) Prueba del programa Fuente: Elaboración propia (2015)

53
3.3CARCASA TRASERA

Se utilizó el programa SolidWorks para generar una carcasa destinada a la luz trasera y
quedó de la siguiente manera buscando que sea una protección para la matriz y los
componentes de la misma. (Ver Fotos 41 y 42)

Foto. (41) Carcasa diseñada Foto. (42) Vista previa del diseño de la carcasa
Fuente: Elaboración propia Fotos 41 y 42 (2015)
Esta carcasa se hizo considerando imprimirla en 3D, con manufactura aditiva para
protección de los componentes de la matriz, pero las dimensiones de la carcasa eran
demasiado grandes para la impresora, así que la pieza se secciono para que pudiera ser
manufacturada. (Ver Fotos 43 a 46)

Foto. (43) Sección complementaria Foto. (44) Sección base de la carcasa
Fuente: Elaboración propia Fotos 43 y 44 (2015)

Foto. (45) Vista previa impresión Foto. (46) Vista de impresión a generar
Fuente: Elaboración propia Fotos 45 y 46 (2015)
La impresión se hizo con manufactura aditiva en impresora 3D (Ver Fotos 47 y 48)

Foto. (47) Parte base impresa Fuente: Elaboración propia (2015)

Foto. (48) Parte complementaria impresa Fuente: Elaboración propia (2015)

55
Prueba de ensamblado de matriz en la carcasa base (Ver Fotos 49 a 52)

Foto. (49) Ajuste de LEDs a orificios Foto. (50) Prueba de ajuste
Fuete: Elaboración propia Fotos 49 y 50 (2015)

Foto. (51) Prueba de cobertura de matriz Foto. (52) Acoplamiento de la matriz a la base
Fuente: Elaboración propia Fotos 51 y 52 (2015)
Se hicieron pruebas de encendido de la matriz en esta carcasa y se visualiza de la siguiente
manera: (Ver Fotos 53 a 56)

Foto. (53) Prueba de encendido en carcasa Foto. (54) Prueba de difracción
Fuente: Elaboración propia Fotos 53 y 54 (2015)

Foto. (55) Prueba de intensidad luminosa Foto. (56) Variando intensidades de corriente
Fuente: Elaboración propia Fotos 55 y 56 (2015)
Se decidió poner una cobertura de papel aluminio para que la carcasa difractara mejor la
luz, dado que la impresión de color negro no refleja la luz del modo requerido. Además se
considera que el terminado cromado le brinda mayor estética y un terminado similar a una
calavera automotriz. (Ver Fotos 57 a 66)

Foto. (57) Prueba de cubierta con papel aluminio Foto. (58) Cubierta orificio por orificio
Fuente: Elaboración propia fotos 57 y 58(2015)

Foto. (59) Avance de llenado Foto. (60) Avance del llenado
Fuente: Elaboración propia Fotos 59 y 60 (2015)

Foto. (61) Pegado de llenado Foto. (62) Llenado finalizado
Fuente: Elaboración propia Fotos 61 y 62 (2015)

Fotos. (63) Ajuste de cobertura Foto. (64) Medidas para cobertura
Fuente: Elaboración propia Fotos 63 y 64 (2015)

Fotos. (65) Pegado de cobertura Foto. (66) Cobertura pegada
Fuente: Elaboración propia Fotos 65 y 66 (2015)
Se ensamblo la parte complementaria de la carcasa para tener la carcasa completa y se ve
de la siguiente manera la carcasa: (Ver Fotos 67 y 68)

Foto. (67) Ajuste de uniones en carcasa Foto. (68) Ajuste de carcasa
Fuente: Elaboración propia Fotos 67 y 68 (2015)
A la carcasa ya armada se le anexó el circuito de la matriz.
La luz trasera con el reflejante pegado y la matriz montada se ve más estética, aunque de
color blanco/negro no se veía mal, pero esta última presentación blanco/cromo se muestra
más acorde a la estética de una luz trasera automotriz. (Ver Fotos 69 y 70)

Foto. (69) Ajuste de altura de LED Foto. (70) LED a la atura de la base
Fuente: Elaboración propia Fotos 69 y 70 (2015)

59
RESULTADOS OBTENIDOS
Luz Delantera
Las pruebas de la matriz de LED y circuito sensor de penumbra alimentado a 12v con
ayuda de una fuente eléctrica, dando como resultado, que hace bien su sensado de
penumbra y la matriz sube o baja su intensidad de luminosidad según las condiciones
sensadas por el foto resistor. (Ver Fotos 71 a 74)

Foto. (71) Matriz encendida Foto. (72) Matriz apagada
Fuente: Elaboración propia Fotos 71 y 72 (2015)

Foto. (73) Matriz sensando luz Foto. (74) Matriz sensando penumbra
Fuente: Elaboración propia Fotos 73 y 74 (2015)
Aquí se muestra como se ven las zonas obscuras iluminadas con la intensidad de la matriz.
(Ver Fotos 75 a 80)

Foto. (75) Prueba de sensado Foto. (76) Pruebas de penumbra
Fuente: Elaboraciónpropia Fotos 75 y 76 (2015)

Foto. (77) Lugar con penumbra Foto. (78) Iluminación de la matriz
Fuente: Elaboración propia Fotos 77 y 78 (2015)

Foto. (79) Lugar con penumbra Foto. (80) Lugar iluminado con el sensado de penumbra
Fuente: Elaboración propia Fotos 79 y 80 (2015)
Se observó que, con presencia de luz, la matriz de LEDs baja su intensidad luminosa hasta
apagarse por completo. Si el sensor detecta falta de luz o nada de luz, los LEDs aumentan
su intensidad luminosa; y si no hay luz estos se prenden por completo como se muestra en

61
las fotos de la (75) a la (82), dando la intensidad media podría decirse ya que la cantidad de
voltaje que le llega a la matriz es de 8.3Voltz y la matriz no llega iluminarse a toda la
potencia que los LEDs brindan, ya que la matriz es un sistema serie paralelo y cantidad de
voltaje para prender a tope los LEDs fue calculada a 12 Volts, cumple con variación de
intensidad luminosa. Considero que esa intensidad es suficiente para que otros conductores
y personas lo vean sin ser deslumbrarlos por la noche.
Lumínica al cálculo lúmenes
Para uniforme, fuente de luz isotrópica, la luminosa Φv flujo en lúmenes (lm) es igual a la
intensidad luminosa Iv en mili cándelas (mcd) (rapidtaples, 2015),
Veces el ángulo sólido Ω en estereorradianes (sr) dividido por 1000:
Φv (lm) = Iv (mcd) (Ω(sr)
1000
) Ec….(2.d)

El ángulo sólido Ω en estereorradianes (sr) es igual a veces 2 veces pi 1 menos el coseno de
la mitad del ángulo en el vértice θ en grados (º):
Ω (sr) = 2π (1 − cos (θ
2
)) Ec….(2.e)
El flujo luminoso Φv en lúmenes (lm) es igual a la intensidad luminosa Iv en mili cándelas
(mcd),
Tiempos 2 veces pi veces coseno 1 menos de la mitad del ángulo en el vértice θ en grados
(º) dividido por 1000:
Φv (lm) = Iv (mcd) (
(2π(1 − cos(
θ
2
)))
1000
) Ec….(2.f)
Así
Lúmenes = mili cándelas (
(2π (1 − cos (
grados
2
)))
1000
) Ec….(2.g)
O
lm = mcd (
(2π (1 − cos (
º
2
)))
1000
) Ec….(2.h)

62
Datos LED Mega brillante. (Ver Tabla 3)
Voltaje 3,5 Vcc
Potencia 80 mW
Luminosidad 3,800 mcd
Corriente: 100 mA
Diámetro: 5 mm
Angulo de visión 40°
Tabla. (3) Datos LED Mega brillante Fuente: (STEREN, 2013)27

El consumo energético de cada LED mega brillante es de 0.080W esto se multiplica por
cada LED que se utilizó en este caso 32 LEDs y queda de la siguiente manera.
(0.080W) (32 LEDs)=2.56W Ec….(2.i)
Esto igual a 2.56W contra 15W hasta 35W de una lámpara incandescente de un auto.
En tablas de especificación de LED indica que cada LED mega brillante brinda 3,800mcd
(micro candelas) esto en lúmenes es igual a 3.8 lm (lúmenes) de iluminación por LED.
Entonces:
(3.8lm) (32LEDs) =121.6lumens. Ec….(2.j)
(121.6)
(2.56)
= en teoría son 47.5 lúmenes por Watt Ec….(2.k)

En teoría nos brinda 121.6 lúmenes de iluminación la matriz generada contra los 250 lm
que brinda la bombilla incandescente también en tablas. (Ver Tabla 4)
Tabla de equivalencia aproximada incandescente/LED
Incandescente Flujo lumínico LED
150W 2500 lm 30W
100W 1500 lm 20W

27 Tabla de datos

63
75W 1000 lm 15W
60W 800 lm 9W
40W 450 lm 5W
25W 250 lm 3W
Tabla. (4) Comparativa Equivalencia Incandescentes / LED Fuente: (lediagroup, 2015)28
Ya, tomando en cuenta que el ángulo de luminosidad de los LED es de 40°
Resulta que lo que cada LED nos brinda en intensidad luminosa es 5.892 lúmenes
Entonces prácticamente la intensidad de la matriz es:
(5.892) (32) = 188.544 lúmenes Ec….(2.m)
Este es el valor total que brinda la matriz de LED es como traer un faro encendido en
cuartos o conocida como luz de ciudad.
(188.544)
(12.8)
= 14.73 lúmenes por watt Ec….(2.n)

28 Tabla comparativa

64
LUCES TRASERAS

Las pruebas del sistema configurable para la luz trasera con carcasa se empezaron después
de que se depuró el programa para que quedara como funciona en la actualidad.
Trabajando en secciones diferentes se muestra que es más fácil identificar una sección y
cómo se pueden variar las secciones. (Ver Fotos 81 y 82)

Foto. (81) Sectores de la matriz Foto. (82) Pruebas de cambio
Fuente: Elaboración propia Fotos 81 y 82 (2015)
En muestra semejando una luz trasera utilizando todos los sectores se ve de la siguiente
manera: (Ver Fotos 83 y 84)

Foto. (83) Prueba de luz blanca Foto. (84) Seccionando sectores
Fuente: Elaboración propia Fotos 83 y 84 (2015)
Se muestra que la cubierta color cromo ayuda, a que las secciones modificadas se delimiten
mejor, que con el color negro anterior. (Ver Fotos 85 y 86)

Foto. (85) Sectores en amarillo rojo y azul Foto. (86) Simulación prueba todo blanco
Fuente: Elaboración propia Fotos 85 y 86 (2015)
Utilizando el programa generado en LabVIEW y ocupando los colores que se necesitan
para la calavera: blanco, rojo y amarillo, existen estas y más posibilidades de modificar las
secciones de la calavera. (Ver Fotos 87 a 100)

Foto. (87) Prueba de color rojo Foto. (88) Prueba de color rojo general
Fuente: Elaboración propia Fotos 87 y 88 (2015)

Foto. (89) Prueba de sección en colores Foto. (90) Prueba de sectores en color
Fuente: Elaboración propia Fotos 89 y 90 (2015)

Foto. (91) Pruebas de sección Foto. (92) Prueba se sección blanco y rojo
Fuente: Elaboración propia Fotos 91 y 92 (2015)

Foto. (93) Simulación reversa y freno Foto. (94) Simulación freno intermitente
Fuente: Elaboración propia Fotos 93 y 94 (2015)

Foto. (95) Pruebas de color rojo y ámbar Foto. (96) Prueba en color ámbar
Fuente: Elaboración propia Fotos 95 y 96 (2015)

Foto. (97) Prueba de color verde Foto. (98) Prueba de simulación
Fuente: Elaboración propia Fotos 97 y 98 (2015)

Foto. (99) Prueba en color azul Foto. (100) Simulación Intermitente, revesa, freno
Fuente: Elaboración propia Fotos 99 y 100 (2015)
LED RGB especificaciones: (Ver Tabla 5)
Potencia de disipación 100 [mW]
Intensidad luminosa
Rojo 1000 mcd
Azul 600 mcd
Verde 2800 mcd
Longitud de onda
Rojo 620 nm
Azul 465 nm

68
Verde 515 nm
Voltaje de operación
Rojo: 1.8 Vcc
Azul: 2.8 Vcc
Verde: 2.8 Vcc
Tabla. (5) Datos LED RGB Fuente: (Steren, 2013)29

29 Tabla de datos LED RGB

69
CONSUMO ENERGÉTICO

Consumo total en Watts
(.100W)(40LEDs)=4W Ec….(3.a)
El consumo total de la matriz es 4W contra los 35W de la calavera aproximadamente
Intensidad luminosa (lm)
(1000mcd) + (600mcd) + (2800mcd) = 4400mcd Ec….(3.b)
1Lumen = 1000mcd
4400mcd
1000mcd
= 4.4 lúmenes Ec….(3.c)
Lúmenes en teoría esto es lo que la matriz nos brinda toda prendida
176
4
= 44lumenes por Watt Ec….(3.d)
En teoría el consumo energético son 4W y 4.4 lúmenes por LED
En prueba contando los grados 18° de cada color que tiene de proyección de luz ya
prácticamente.
Nos da que cada LED nos brinda 3.013lúmenes.
(3.013)(40)=120.52 lúmenes en total la matriz prendida. Ec….(3.e)
120.52
4
= 30.13lumenespor Watt en realidad. Ec….(3.f)
En total lo que proporciona la matriz es 120.52 lm contra 250 lm, y el consumo es de 4W
contra los 35W, la luminosidad es casi la mitad de lo que una bombilla incandescente y
consume menos energía que la calavera común, además de que el calor no es un factor que
cuente con los LEDs porque estos no generan calor y duración, mientras los focos
incandescentes duran 5000 horas de uso contante, el LED brinda 100,000 horas de uso
constante, esto también ayuda a su mantenimiento por cuestiones de que no se tiene que
preocupar por un foco este fundido, si llegase a pasar, pasara bastante tiempo para que esto
suceda, si pasa se puede no usar