1. Escuela Colombiana de Carreras Industriales JECC
2013
SISTEMA DE CONTROL DE INTENSIDAD
LUMINICA ATRAVEZ DE UNA INTERFAZ
GRAFICA
Amaya Andrés, Granados Jorge y Becerra Gilber
Escuela Colombiana de carreras industriales ECCI
Bogotá, Colombia
andresamaya202@gmail.com.jorgeasistencia@gmail.com.gilber255@hotmail.com
Resumen- En este documento se muestra un sistema de control
de intensidad lumínica, interactuando con una interfaz grafica
un usuario tiene la capacidad de proporcionar la solución de
controlar y comunicar el estado actual de iluminación, a través
de un microcontrolador se implementa el desarrollo de
comunicación y la etapa de control, se realiza la etapa de
potencia la cual es llevada por sistemas rcl, este diseño nace a
partir de la necesidad de solucionar los diferentes
requerimientos de los usuarios.
Palabras Claves- Ahorro, Control, Iluminación, Hardware,
Firmware, Software
I. INTRODUCCIÓN
En los últimos años el consumo de energía eléctrica se ha
elevado a un ritmo superior al crecimiento económico, ya
que suple las necesidades del aparato productivo, porque
está relacionado con mayores niveles de vida y
propósitos no materializados, mezcla esta que lleva a
reflexionar, sobre todo si se tiene en cuenta que en
energía se gasta una importante cantidad, con este
proyecto deseamos mostrar como podemos disminuir
este consumo y llevarlo de manera asequible al usuario
final para disminuir el impacto de consumo de la energía.
El control de la intensidad de luz que emiten las
bombillas, consiste en controlar la cantidad de energía
que se les suministra, una forma de controlar la
intensidad es la que estas utilizando, consistente en tener
luz durante periodos mas o menos cortos de tiempo, de
forma que la potencia promedio resulte menor a la que se
tendría dejando la bombilla lucir todo el rato, esto sólo
funciona bien si los tiempos de respuesta de la bombilla
son suficientemente y rápidos
En este proyecto deseamos mostrar un sistema de
control el cual obtiene la salida deseada de un sistema o
proceso, en general se tiene una serie de entradas que
provienen del sistema a controlar y se diseña un sistema
para que a partir de estas entradas se modifiquen ciertos
parámetros con lo que las señales a tratar varíen de
acuerdo a la necesidad requerida, existen infinitos
sistemas ya sea análogos o digitales o mixtos de los
cuales su estructura puede ser; clásica o moderna y su
diseño en una lógica sencilla o compleja, para ello
obtenemos herramientas muy primordiales y de las
cuales aprovechamos actualmente.
Una interfaz grafica GUI realizada bajo Visual Basic
Express que permite diversas soluciones a sistemas
complejos, interactúa de una manera mas sencilla con el
sistema haciendo mas fácil su solución, en este caso la
interfaz grafica permite controlar y monitorear un
sistema de control de intensidad lumínica, los datos
obtenidos son enviados a través de una comunicación
RS232 por un microcontrolador, estos datos son tomados
por un PC que los muestra por la interfaz grafica, desde
la interfaz se controla y monitorea la intensidad requerida
por el usuario final.
II. CONTENIDO
A. Presentación histórica
Thomas alba Edison fue quizás el mayor inventor
estadounidense quien patento en 1903 la mayor parte de
sus inventos, la trascendencia histórica de su bombilla
incandescente, el fonógrafo y filmes comerciales se
dieron a conocer dentro de sus mayores inventos, diseño
la primera estación de energía para el suministro de luz,
las bombillas pueden modelarse como resistores dando
lugar a un modelo de circuito equivalente resistivo.

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El verdadero comienzo de la electrónica esta abierto al
debate, pues en muchas ocasiones se le atribuyen a los
primeros científicos que aplicaron potenciales a traces
de cubiertas de cristal al vacío, luego hubo un periodo de
siguiente en La transmisión de ondas de radio en 1887
por Heinrich Hertz al verificar la ecuaciones de Maxwell,
en 1903 se añadió un tercer elemento y se vero el primer
amplificador, pero en la década de 1930 nace la
televisión y las primeras trasmisiones de imágenes a
blanco y negro, no obstante así la empresa IBM
desarrollo ENIAC basado en bulbos que era un sistema
completamente electrónico. En 1947 investigadores de
laboratorios Bell Telephone efectuaron la demostración
del primer transistor en estado solido revolucionando así
la tecnología del futuro.
B. Aplicación
La mayoría de los sistemas de control tanto de procesos
como de movimientos, consta de elementos funcionales
similares que se utilizan para controlar un determinado
sistema, en nuestro caso los elementos se determinan
como actuadores, controles tipo interfaz para controlar el
sistema de intensidad lumínica.
Los actuadores y controladores operan sobre una gran
variedad de niveles y tipos de señales, a menudo
incompatibles , por lo tanto empleamos una interfaz
grafica sobre Visual Básic Expess 2010 que acondiciona
la señal recibida y retransmite esta señal para verificar el
estado actual donde un usuario controla el sistema a la
necesidad deseada.
Fig. 1. Diagrama de un sistema de control
C. Hardware
En este proyecto utilizamos una PCB de propósito
general la cual nos simplifica un ambiente de diseño que
nos optimiza el tiempo y material a utilizar, dentro de
nuestra PCB el microcontrolador PIC 18f4550 es un
dispositivo capaz de realizar diversas tareas especificas,
el cual se programa con una serie de rutinas y un
programa principal que realiza dicha tarea, para ello el
control de la salida de PWM y la comunicación RS232,
lectura de datos, control y verificación, nos proporciona
la solución a nuestro control de intensidad lumínica;
dentro de la tarea especifica la comunicación con un
MAX 232 a través de el PC realiza la operación por USB
proporcionando así la TX y RX de la interfaz grafica.
Fig. 2. PCB de propósito general
Fig. 3. Diseño experimental para el control de iluminación
Una etapa es determinada por un timmer, un circuito
sencillo que controla la intensidad lumínica de una
bombilla para alcanzar la intensidad deseada el TIP 131
y el LM741 dos dispositivos semiconductores que se
utiliza en corriente continúa a 12 volts para mitigar el
consumo de energía el cual es el objetivo del proyecto.
Un sensor de luz como señal de referencia detecta la
iluminancia que permite gobernar automáticamente las
escenas de luz en función de la luz natural. En los
espacios interiores es posible obtener una iluminancia
constante a través del control llevándolo así a un apagado
Proceso
Sensores
Actuadores
Control del
sistema
Variables
de salida
Señales de
referencia
Variables
de entrada
Control de
actuador
Acondicionar
señal

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total o intensidad máxima, la acción del control GUI
realiza las tareas deseadas en cada ciclo censado.
D. Firmware
Este proyecto se ha basado bajo el lenguaje de
programación en C18, dentro de las necesidades
requeridas de implementación, la programación para el
microcontrolador ha dispuesto de variables, librerías y
rutinas para el proceso de comunicación, control y
visualización con la interfaz grafica GUI, se desarrolla
una estructura de programación que supla el
requerimiento del proyecto capaz de interpretar los datos
obtenidos y los datos a enviar, una interacción entre
hardware y software da como resultado el firmware,
todos lo valores binarios son procesados y llevados a una
conversión ADC donde el microcontrolador transfiere y
recibe variables que luego son el resultado de una
información equivalente, también dependemos del PIC a
trabajar, de lo cual utilizamos para ello 18f4550 de
Microchip que nos ofrece un desarrollo mas avanzado
para cada necesidad requerida.
E. Software
Una interfaz grafica GUI se implementa en este diseño
hemos tomado como referencia VISUAL BASIC
EXPRESS 2010 un programa de desarrollo en entorno
de desarrollo integrado Soporta varios lenguajes de
programación tales como Visual C++, Visual C#, Visual
J#, ASP.NET y Visual Basic .NET, aunque actualmente
se han desarrollado las extensiones necesarias para
muchos otros. Es de carácter gratuito y es proporcionado
por la compañía Microsoft Corporation orientándose a
principiantes, estudiantes y aficionados de la
programación web y de aplicaciones, ofreciéndose dicha
aplicación a partir de la versión 2005 de Microsoft
Visual Studio.
Una de las características mas importantes y que trae un
valor agregado es el desarrollo de las interfaces graficas
GUI, un menú entonces seria un elemento que define la
acción a realizar, dentro del asistente se creo un grupo
como lector para observar las señales ADC transmitidas
por el microcontrolador, y la programación en C++
basada para la comunicación entre el PIC y la interfaz
grafica.
La adquisición de datos a través del puerto USB se logra
a partir de la interacción del software y hardware el cual
como dispositivo de interfaz humana HID posee
parámetros definidos en el firmware y el canal de
comunicación hace que la aplicación esta contenida en
las herramientas de programación deseadas para el
usuario final.
La grafica nos proporciona de una manera más clara el
control de usuario final que se diseño para este proyecto,
el control y el puerto definido para la comunicación, los
datos obtenidos en ADC y los datos transmitidos
Fig. 4. Interfaz grafica de usuario
F. Diseño experimental
Para el diseño del prototipo hemos desarrollado un
entorno que simule la manera mas sencilla el control de
iluminación que realiza un usuario final, la
realimentación desde el procesó hacia el sistema de
control a través del sensor nos permite visualizar de una
manera clara como hemos aplicado el proyecto a la
necesidad del usuario y los recursos utilizados para dicho
proyecto, el diseño de implementación realizado bajo la
herramienta de PROTEUS 7 PROFESSIONAL nos
proporciona la simulación del circuito para identificar los
problemas que existen al realizar las aplicaciones reales,
inicialmente se utilizaron diversos componentes para este
proyecto basándonos en el objetivo de consumir la
energía menos posible, la interfaz grafica GUI se diseña
con el fin de obtener el control del circuito utilizando
todos lo medios posibles existentes, un PC realiza la
solución para el control total del sistema ya que con unos

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comandos muy sencillos se logra la iluminación deseada
por el usuario final.
Se realiza una maqueta experimental con el fin de
facilitar la interacción con un usuario dando a conocer
las posibles soluciones existentes que se encuentran en el
mercado, para ello el sistema de control de intensidad
lumínica propone una solución de costos muy bajos con
un ahorro de consumo de energía favorable y una
mayor facilidad de manipulación ya que el usuario lo
logra a través de un PC controlando la iluminación
deseada.
Fig. 5. Maqueta prototipo proyecto
III. CONCLUSIONES
El presente proyecto da a conocer las diversas soluciones
que se ofrecen a las necesidades requeridas, dentro de
ellas presentamos este prototipo el cual busca un objetivo
principal economizar el consumo masivo de energía que
ha incrementado drásticamente y que a pesar de la
evolución de la tecnología no se ha llegado a soluciones
que enfaticen esta problemática.
¿Como podemos participar en este proceso de ahorro de
energía? El desarrollo de esta aplicación implementa un
sistema tipo hardware, firmware y software que
proporciona una solución con un consumo de energía
muy bajo, solo con una pequeña cantidad de voltaje el
sistema tiene la capacidad de controlar y monitorear el
estado actual de la iluminación para que un usuario final
obtenga el control total de dicha iluminación.
El desarrollo de nuevas aplicaciones esta abierto a las
soluciones tempranas de dichos requerimientos, un nivel
competitivo dentro del mercado que logre resumir el
alcance y los costos.
IV. REFERENCIAS
[1] Charles k. Alexander y Matthew O. Sadiku
“Fundamentos de Circuitos Eléctricos”, 3ra ed.
McGraw-Hill interamericana previus 2004-2000 capitulo
2 pp. 59-60
[2]Compilador_c_ccs_y_simulador_proteus_para_micro
controladores_pic Autor Eduardo García Brujo, primera
edición: Alfa omega grupo editor México, junio 2008,
pp. 276.
[3] Boylestad L Robert, “Introducción al Análisis de
circuitos” 10ra ed. Pearson Prentice Hall, México 2004.
Pp. 6-7
[4] Eco portal.Net “Consejos para el ahorro de energía en
el hogar”
[5] http://www.monografias.com/trabajos55/ahorro-de-
energia/ahorro-de-energia.shtml.
[5] Visual Basic “Visual Basic”, http://goo.gl/JDO9W,
2012.
[6] “Microsoft Visual Studio Express”
http://es.wikipedia.org/wiki/Microsoft_Visual_Studio_E
xpress.
[7] J.P Contreras “Modulación por ancho de pulso
(PWM)”, http://goo.gl/23zj0, 2005.
[8] Información adquirida de la hoja de especificaciones
del Amplificador LM741 disponible en:
https://www.national.com/ds/LM/LM741.pdf
[9]Información adquirida de la hoja de eespecificaciones
del Transistor TIP31. Disponible en:
http://users.ece.utexas.edu/valvano/Datasheets/TIP31.pdf
[10] “MPLAB® C18 C COMPILER USER’S GUIDE”
Microchip’s quality system for the design and
manufacture of development systems is ISO 9001:2000
certified. 2005
[11] “PIC18F2455/2550/4455/4550 Data Sheet”.
28/40/44-Pin, High-Performance, Enhanced Flash, USB
Microcontrollers with Nano Watt Technology Microchip
2005.
Autores
A. Andrés Eduardo Amaya
Sánchez nacido en Bogotá,
Colombia el 05 de Octubre de
1979. Se graduó como
Tecnólogo en Electrónica
Industrial en Septiembre de
2011, a nivel profesional se a
formado como desarrollador
de nuevas aplicaciones para la
automatización en la industria,
actualmente se desempeña como Jefe del Departamento
de Instrumentos y Válvulas en una reconocida compañía
Colombiana, sus temas de interés en investigación es el
desarrollo e implementación de tecnologías para la

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automatización en el sector industrial que comprendan
aplicaciones de Software y Hardware.
B. Gilber Becerra Acosta
nacido en Bogotá, Colombia
el 25 de febrero de 1982 se
graduó como Tecnólogo en
Electrónica el 18 de julio de
2009, actualmente culmina
sus estudios en Ing.
electrónica, se ha formado
como Tecnólogo de Campo
en al área de las
Telecomunicaciones para
proyectos de equipos en red de datos a nivel Colombia,
ha laborado para importantes compañías en
comunicaciones, sus temas de interés van a la mano con
su carreara en desarrollo de nuevas comunicaciones e
implementación.
C. Jorge Eliecer Granados
Jiménez nacido en Bogotá,
Colombia el 01 de Enero de
1974, se graduó como
Tecnólogo Electrónico el 19 de
mayo de 2011, actualmente
culmina estudios en Ing.
Electrónica, profesionalmente se
ha desempeñado como
coordinador de instalaciones en una reconocida empresa,
ha desarrollado implementaciones en control de
incendios para diversos clientes y se proyecta en nuevas
tecnologías a soluciones económicas.