TALLER D'ASTRONOMIA

ACTIVITAT Nē 5: Construeix la teva llanterna d'observació nocturna.

Els mapes i els llibres es converteixen en unes eines imprescindibles quan observem el firmament a ull nu, a través dels prismàtics o a través del telescopi. La llum blanca de les llanternes convencionals fa que perdem la nostra adaptació en obscuritat, pel que no són aptes per a realitzar consultes, són millors les llanternes amb llums vermelles (alguns opinen que són millors les que tenen llums verdes, tot i que això podria ser motiu de debat).

Una forma de solucionar aquest problema és situant diverses capes de paper de celˇlofana vermella davant de la bombeta, tot i que existeix una opció molt més aconsellable; utilitzar leds vermells.

Els LEDs (Light Emiting Diode) són díodes que emeten llum quan travessa per ells la corrent elèctrica, per tant ens indiquen si un aparell està funcionant o no. També poden servir com a emissors de raigs infrarojos (utilitzats en els comandaments a distància), en grans pantalles de televisió (Jumbotron, per exemple), en pantalles informatives (com les de les peixateries o carnisseries), en semàfors, com a emissors de raigs làser, de llum blau-ultraviolada per a detectar bitllets falsos o com a llanternes, com en aquest cas. Tenen la particularitat que la corrent solament pot circular en un sol sentit, pel que tindrem que tenir-ho en compte si volem que funcioni. A més poden aconseguir-se una àmplia gamma de colors. És precís situar una resistència ja que si no el LED podria cremar-se.

De entre les avantatges dels leds respecte a les bombetes incandescents podem destacar:

• La seva duració: Poden durar més de 100. 000 hores abans de que deixin de funcionar, cent cops més que una bombeta incandescent. Segurament abans de canviar els LEDS ja s'haurà trencat la caixa (i això que estan fetes de plàstic resistent ;) ).
  

• La seva resistència: En estar fets de plàstic és difícil que es trenquin tant la bombeta com el filament, pel que podran aguantar molts cops: a les bombetes convencionals un cop fort pot trencar el filament o el cristall. A més, el mateix plàstic actua de lent focalitzant i enviant la dispersió de la llum.
  

• La seva eficiència; No s'escalfen, pel que són molt més eficients que les bombetes incandescents en les que tota l'energia s'utilitza en escalfar el filament, el que produeix una gran quantitat de calor i una petita emissió de llum visible. En aquest cas tota l'energia s'utilitza en produir llum gràcies als salts energètics entre diversos orbitals atòmics (buf, això és molt enrevessat, bé, no tant, si vols consulta la pàgina sobre la construcció d'un espectroscopi casolà, allà podràs trobar més informació al voltant d'aquest tema).
  

• El seu monocromatisme: Emeten llum en una longitud d'ona molt determinada, en aquest cas corresponent al color vermell (aproximadament uns 635nm), pel que no necessitarem utilitzar filtres.
  

• El seu baix consum; Consumeixen molt poca energia, potser tindrem que canviar-li les piles passats uns anys, és més probable que es caduquin abans ;). Bé, això sempre dependrà de l'us que fem d'ella, però la seva duració sempre serà superior al d'una llanterna amb bombeta.
  

En aquesta pàgina explico com construir-te una llanterna d'observació nocturna utilitzant leds vermells. Per a realitzar-la me he basat en l'article aparegut a la revista UNIVERSO nē15-16, a la pàgina 92, tot i que he realitzat algunes lleugeres modificacions.

A diferència de l'article, he triat leds d'alta brillantor de color vermell, tot i que segons els gusts poden triar-se d'altres leds vermells que brillin menys, com els Jumbo o els estàndards.

Per a construir-la necessitaràs:

1. Una capsa per a realitzar muntatges electrònics (que mesura aproximadament 9x5,5x2cm).
2. Una trepanadora amb una broca d'un diàmetre lleugerament menor o igual al diàmetre del commutador.
3. Dos leds.
4. Un commutador de dos posicions per a un circuit.
5. Una resistència d'uns 47 ohm i 1/4 watt.
6. Un portapiles per a dues piles tipus AA (1,5V cadascuna).
7. Dues piles de tipus AA (de 1,5v cadascuna), sense Mercuri ni Cadmi (més ecològiques), a poder ser de tipus Alcalina.
8. Una agulla.
9. Unes tenalles.
10. Filaments de coure extrets d'un cable elèctric.

Mans a la feina. ..

1. En aquesta fotografia apareixen alguns dels materials que necessitaràs per a construir-la, els números corresponen als mateixos que apareix a la llista de materials de dalt. També necessitaràs pega de contacte (no utilitzis cianoacrilat perquè pot dissoldre el plàstic de la capsa i els leds), goma elàstica, una flama i un tornavís.	2. Situa la capsa de tal forma que puguis veure la tapa de la capsa amb el cargol de tancament a la part inferior: aquesta serà la cara posterior de la capsa. Ara tindràs que perforar la part superior del lateral esquerra si ets destre i el dret si ets esquerrà, de tal forma que puguis encendre o apagar la llanterna utilitzant el dit polze un cop estigui enllestida. A la fotografia apareix la cara anterior i la trepanadora perforant el lateral esquerra.
3. Un cop realitzat i allisat el forat, arriba el torn d'enroscar el commutador (també pots situar un interruptor, si així ho prefereixes). Assegura't que una part de les anelles quedi a la part interior de la capsa i l'altra part quedi fora. Enrosca les anelles fortament utilitzant les tenalles, procurant que la palanca es desplaci de dalt a baix, tot i que si t'és més còmode pots situar-la de tal forma que es mogui de davant a darrera.	4. Ara tenim que fer 4 forats, escalfant una agulla, que ens permetrà introduir les potes dels leds. Procura que quedin a la mateixa alçada que el commutador i ben centrats. La separació entre ambdós leds serà d'un parell de centímetres, la separació entre els forats d'un mateix led tenen que ser la mateixa que la distància que presenten les potes del led. Fixa't que s'han realitzat de forma que un parell de forats quedin paralˇlels en altre parell. Calenten agulla amb una flama fins que es posi al vermell, amb molt de compte per a no cremar-te (utilitza les tenalles). Fes-ho en un lloc airejat per a evitar respirar fums tòxics.
5. Tens que identificar la polaritat de les potes del led, per a això fixa't en el seu interior: una de les potes finalitza en una espècie de bol minúscul i és més llarga que l'altra: aquesta pota correspon al pol positiu, per tant l'altra pota correspon al negatiu. La pota negativa també pot identificar-se observant que el diode presenta una cara plana en aquest costat. He pintat la pota "positiva" de color lila i la "negativa" de color verd, d'aquesta forma serà més fàcil identificar-les a les següents fotografies.	6. Ara introdueix les potes positives als forats superiors, i les negatives en inferior. Pots posar una gota de pega a la base de cada LED per a que quedin més fixes.
7. Enrotlla les potes "positives" i les "negatives" entre sí, és preferible fer-ho amb un soldador, però no sempre es té un en abast;). -Enrotlla un filament de coure al voltant d'una de les sortides del commutador a una de les "potes" de la resistència (si veus que són molt llargues, talla-les una mica). -Enrotllen altre filament que va de la resistència als ànodes (les "potes positives"), pots posar una gota de pega a cada unió per a que quedin més fixes o les pots soldar. -Enrotlla el cable "positiu" del portapiles (generalment de color vermell) al commutador i el cable "negatiu" (generalment negre) a les potes "negatives". -Proba la llanterna i comprova que els leds s'encenguin i s'apaguin. Pot ser que no s'encenguin o s'apaguin a la posició del commutador que tenies pensat, en aquest cas tindries que situar el filament que va cap a la resistència a la pota central del commutador i la que ve del portapiles a la pota inferior.	8. Les capses per a muntatges electrònics solen tenir dos cargols al seu interior. Pots aprofitar-los per a fixar el portapiles en interior utilitzant una goma elàstica tal com es mostra a la fotografia.
9. Introdueix el portapiles amb les piles posades, tanca i cargola la tapa de la capsa i. ..	10. . .. ja està enllestit per a funcionar.

Aquesta és una proposta de construcció d'una llanterna amb llum vermella, però podem modificar una llanterna per a adaptar-la en observació nocturna. En aquest cas modificarà una llanterna plegable, comprada en una tenda de productes de "baix preu", substituint la petita llum blanca per un led vermell.

Aquests són els materials que necessitaràs per a modificar-la:

1. Una llanterna per a dos piles tipus AA, amb els seus corresponents piles.
2. Una resistència de 100 ohm i 1/4 watt.
3. Un led vermell.
4. Unes estisores.
5. Pega.
6. Un tornavís.

I aquí estan les instruccions. ..

1. En aquesta fotografia apareixen els materials que necessitaràs per a convertir una llanterna de llum blanca en una llanterna d'observació nocturna. En aquest cas utilitzarem una resistència de 100 ohm perquè solament utilitzarem un LED.	2. En aquesta llanterna la corrent de les piles passa a la bombeta pels tubs metàlˇlics extensibles, semblants a antenes de radio. He pintat de color lila el tub i els cables pels que passa la corrent positiva i en verd la negativa per a que es vegi més clar.
3. Treu la coberta reflectora per a poder manipular els cables.	4. Aquest és el procés més llarg i complicat: -En primer lloc extreu la bombeta blanca tallant els cables de la seva base. -Talla el cable positiu per la meitat per a poder afegir la resistència R tal com es mostra a la fotografia. -Dobla les potes del LED com apareix a la figura dreta de tal forma que, un cop introduīt pel forat de la coberta reflectora pel que sortirà la bombeta, la pota positiva coincideixi amb el cable positiu i viceversa. Amb aixó aconseguim que la llum es dirigeixi cap ensota un cop montat. -Dobla novament les potes cap els costats per a evitar que els cables de coure es toquin i es produeixin curtcircuits i enrotlla'ls al voltant de les potes o solda-les. -Acciona el commutador i comprova que el LED funcioni. -Per a evitar que el led es mogui, posa una gota de pega i deixa'l assecar.
5. Cargola la coberta reflectant, tanca la tapa de les piles i ja podràs utilitzar-la.	6. Ara ja està enllestida per a consultar mapes o llibres mentre realitzem observacions nocturnes.

Amb una mica d'enginy podràs modificar qualsevol llanterna per a adaptar-la en observació nocturna canviant les bombetes incandescents per LEDs vermells (o verds, segons els gusts). En tots els casos tenim que tenir en compte la resistència que posem segons el número de leds i el voltatge que utilitzarem, també és molt important respectar la polaritat del LED ja que si no ho tens en compte no funcionarà. Recorda posar sempre la resistència al cable positiu.

En aquestes llanternes he utilitzat resistències una mica més grans que les que requeririen, per a reduir la brillantor. Quants més leds utilitzis, menor valor de resistència necessitaràs. Mitjançant la següent fórmula pots calcular quina resistència necessitaràs segons el voltatge de les piles i el número de leds:

R=(V_pila - V_leds)/I_led

Essent:

R=La resistència en ohms.

V_pila i V_leds= el voltatge de la pila i els leds.

I_led=La intensitat, en aquest cas 20 miˇliampers, o bé, 0. 02 amp.

Els leds vermells requereixen voltatges d'entre 1. 2 i uns 4. 5 volts, depenent del color en el que emeten. Els leds vermells són els que menys voltatge necessiten.

Si disposes d'un soldador i molta paciència pots modificar una petita bombeta incandescent per a poder-la utilitzar en una llanterna de dos piles de tipus AA, per a això tindràs que trencar el cristall de la bombeta i extreure, amb molt de compte, tots els fragments de cristalls de l'interior. Després talla les potes del led i la resistència fins a una mica menys d'un centímetre. Solda una de les "potes" de la resistència a la part metàlˇlica del fons del casquet de la bombeta, solden altra "pota" al càtode (la pota "positiva") del led. Ara solden ànode del led (la pota "negativa") en interior del casquet metàlˇlic i introdueix la resistència i després el led amb molt de compte evitant que es trenquin les soldadures i que no hi hagin contactes entre les potes. El resultat és semblant a aquest tall esquemàtic. Ara ja estarà enllestit.
Pots utilitzar una resistència de 47 ohm de 1/4 watt, o bé una de 100 ohm si prefereixes menys brillantor.

Pensa que el cost total de cada una d'aquestes llanternes proposades en aquesta pàgina és inferior als 3 €/$. Pots comprar part dels materials en alguna tenda especialitzada en productes electrònics. Si necessites una, ja saps: mans a la feina.

Espero que aquesta activitat et sigui útil. Fins aviat.

Torna en inici de la pàgina

Pàgina creada per Toni Hernàndez el gener de 2003.
Si vols utilitzar text o fotos fetes per mi, inclou una referència o un enllaça la meva pàgina. Gràcies.