Diseño de un Balón para encender LED

1. Diseño eimplementación deunprototipodebalónparala
generación deenergía
Juan Carlos Vásquez,
#1 Profesional en formación IET, Universidad Técnica Particular de Loja
Jcvasqueztapia3@gmail.com
Resumen— Se este documento se describe la
elaboración de un prototipo de balón de bajo costo, que
es capaz de aprovechar la energía cinética de los golpes y
transformarlos a energía eléctrica para luego ser
almacenada y aprovechada como energía eléctrica.
En los juegos de balón las personas gastan mucha energía
en los golpes al balón, la idea nace con el fin de
aprovechar bien esta fuente de energía renovable, con el
fin de cargar celulares entre otras aplicaciones
adicionales.
Palabras claves— balón, energía cinética, energía
luminosa.
I. INTRODUCCION.
El desarrollo de fuentes de energías renovables. se
considera como una alternativa de las energías
tradicionales, desde hace 20 años se comenzó a formar
otra nueva línea llamada “Energy Harvesting”, que trata
de recolección de energías pequeñas, que se encuentran
en el entorno, con el fin de dar un uso a la energía
recolectada, ya sea alimentación a pequeños LED,
alimentación para celulares, etc.
Los estudiantes de Ingeniería en Electrónica y
Telecomunicaciones matriculados en la materia de
Practicum I, centraron sus esfuerzos en recolección de
energía humana y como parte de la propuesta para el
estudio detallado se presento el desarrollo de un
prototipo de balón para la generación de energía
eléctrica.
II. LINEA BASE DE LA PROPUESTA.
A. Descripción general de la propuesta.
La práctica del Futbol es un método bastante eficaz para
mantener y mejorar nuestra condición física.
Pero a demás de estos beneficios, posible generar
energía eléctrica limpia. Aprovechando la energía
cinética que se brinda al balón al momento de
golpearlo. Véase (fig.1)
Fig.1 Energía cinética del balón
Es posible diseñarun prototipo de balón que sea capaz
de aprovechardicha energía cinética y transfórmala a
energía eléctrica.
B. Diseño del Prototipo de Balón
El balón se basa en el principio de la inducción
electromagnética de imanes en movimiento. Que a su vez
inducen energía eléctrica en las espiras de la bobina
estacionaria, esta bobina puede ser de núcleo de aire, o
núcleo de hierro (ferrita).
El diseño costa de una base donde son montadas 4
bobinas con sus respectivos imanes, como se muestra en
la siguiente figura. (Véase fig. 1).
Fig. 1 Estructura del balón [Autor]

2. Cuando el balón es golpeado los imanes recorren de
extremo a extremo induciendo energía en dicha espira
estacionaria.
A continuación se presenta el diseño ya terminado del
balón (véase fig.2)
Fig. 2 Diseño final del balón [Autor]
Como se menciono anteriormente cada base consta de
su bobina interna y los imanes en la siguiente figura se
detallan la implementación de cada una de las bases. El
imán recorre por todo el tubo (Véase fig. 3).
Fig. 3 base con imanes. [Autor]
Para la conexión de las bobinas en este caso tenemos 4
bobinas las cuales se dividen en 2 grupos conectadas en
serie y posteriormente conectadas dichas bobinas en
paralelo mediante diodos.
Cada vez que el balón sea golpeado la energía es
almacenada en una batería para su previo
aprovechamiento.
El balón también consta de un diseño de circuito que se
encarga de recolectar la energía de dichas bobinas, de
optimizar la entrega de energía, y de abrir el circuito
cuando no este conectada alguna carga en la salida.
(Véase fig. 4).
Fig. 4 Diseño del circuito interno del balón. [Autor]
Se presenta el diseño de la placa del balón, la
instalación de este circuito se mostrara mas adelante.
(Véase fig. 5).
Fig. 5 Diseño de la placa [Autor]
Fig. 6 Fotografía de la Placa [Autor]
Para que las bases se mantengan fijas se uso un molde y
no se dañen al momento de golpear el balón se les coloco
en un molde hecho de espuma Flex. (Véase fig. 9).

3. Fig. 9 molde con espuma Flex. [Autor]
La conexión de la placa, batería, y la estructura se
muestran en la siguiente figura (Véase fig. 10).
Fig. 10 conexiones de bobinas, batería, placa
C. ESPECIFICACIONES DEL BALON
Luego de realizado el prototipo de balón se procede a
enumerar algunas características principales del balón.
Características del balón
Dimensiones 17.2cm(diámetro)
Peso (sin aire) 1100 gramos
(aproximadamente
Forma esférica
Posteriormente se procedió a realizar algunas pruebas
al balón en cuanto al funcionamiento lo cual se obtuvo.
Pruebas del balón
15 min Puede encender un LED de alto brillo por 9.5
minutos
20 min Puede encender un LED de alto brillo por 17
minutos
30 min Puede encender un LED de alto brillo por 28
minutos
40 min Puede encender un LED de alto brillo por 42
minutos
Fig.11 Grafico del desempeño del balón. [Autor]
Características del LED.
LED de alto brillo (Blanco) 5mm
3.0-3.4V Voltaje de alimentación
15-20mA Corriente de consumo.
Desventajas:
 Tiene algunas desventajas en cuanto al
equilibrio.
 No se encuentra apto para golpes muy fuertes.
 No tiene aire.
 Puede encender como máximo 2 LED (si se
conectan mas reducen su intensidad luminosa).
 El prototipo no es capaz de cargar un celular,
pero lo suficiente para encender hasta 2 LED.
D. ANEXO DE FOTOGRAFIAS
0
10
20
30
40
50
0 10 20 30 40 50
Tiempodeencendidoen
minutos
minutos de juego

4. IV. BIBLIOGRAFIA (Links Online)
[1] http://www.canalazul24.com/?p=12660
[2] http://www.unocero.com/2014/01/14/soccket-el-balon-generador-de-energia/
[3]http://www.rinconabstracto.com/2011/07/soccket-el-balon-de-futbol-que-tambien.html
[4] http://blogs.heraldo.es/ciencia/?p=1044
[5] http://veracruz.quadratin.com.mx/Soccket-un-balon-generador-de-energia-distribuido-por-
ONG%E2%80%99s/
[6] http://www.gradiant.org/es/actualidad/noticias/487-energy-harvesting-recoleccion-de-energia.html