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TALLER DE ASTRONOMÍA

ACTIVIDAD Nº 5: Construye tu linterna de observación nocturna.

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ATENCIÓN: Esta actividad requiere la presencia y la colaboración de un adulto.

Puede ser que la página tarde un poco en cargarse ya que hay muchas fotos, mientras puedes ir leyendo. Gracias.

Los mapas y los libros se convierten en una herramienta imprescindible cuando observamos el firmamento a simple vista, a través de los prismáticos o a través del telescopio. La luz blanca de las linternas convencionales hace que perdamos nuestra adaptación a la oscuridad, por lo que no son aptas para realizar consultas, son mejores las lámparas con luces rojas (hay quién opina que son mejores las que poseen luces verdes, aunque ese podría ser motivo de debate).

Una forma de solucionar este problema es situando varias capas de papel de celofán rojo delante de la bombilla, aunque existe una opción mucho más aconsejable: utilizar leds rojos. Los LEDs (Light Emiting Diode) son diodos que emiten luz cuando atraviesan por ellos la corriente eléctrica, por tanto nos indican si un aparato está funcionando o no. También pueden servir como emisores de rayos infrarrojos (utilizados en mandos a distancia), en grandes pantallas de televisión (Jumbotron, por ejemplo), en pantallas informativas (como las de las pescaderías o carnicerías), en semáforos, como emisores de rayos láser, de azul-ultravioleta para detectar billetes falsos o como linternas, como en este caso. Tienen la particularidad que la corriente sólo puede circular en un sólo sentido, por lo que deberemos tenerlo en cuenta si queremos que funcione. Además pueden conseguirse en una amplia de colores. Es preciso situar una resistencia ya que si no el LED podría quemarse.

De entre las ventajas de los leds respecto a las bombillas incandescentes podemos destacar:

• Su duración: Pueden durar más de 100.000 horas antes de que dejen de funcionar, cien veces más que una bombilla incandescente. Seguramente antes de cambiar los LEDs ya se te habrá roto la caja (y eso que están hechas de plástico duro ;)).
  

• Su resistencia: Al estar hechos de plástico es difícil que se rompa tanto la bombilla como el filamento, por lo que podrán aguantar muchos golpes: en las bombillas convencionales un golpe brusco puede romper el filamento o el cristal. Además, el mismo plástico actúa de lente focalizando y evitando la dispersión de la luz.
  

• Su eficiencia: No se calientan, por lo que son mucho más eficientes que las bombillas incandescentes en las que toda la energía se emplea en calentar el filamento, lo que produce una gran cantidad de calor y una pequeñísima emisión de luz visible. En este caso toda la energía se emplea en producir luz gracias a saltos energéticos entre distintos orbitales atómicos (ufff, qué lío, bueno, no tanto, si quieres consulta la página sobre la construcción de un espectroscopio casero, allí podrás encontrar más información acerca de este tema).
  

• Su monocromatismo: Emiten luz en una longitud de onda muy precisa, en este caso correspondiente al color rojo (aproximadamente unos 635nm), por lo que no necesitaremos utilizar filtros.
  

• Su bajo consumo: Consumen muy poca energía, quizás tengamos que cambiarles las pilas pasados unos años, es más probable que se caduquen antes ;). Bueno, eso siempre dependerá del uso que hagamos de ella, pero su duración siempre será superior al de una linterna con bombilla.
  

En esta página explico como construirte una linterna de observación nocturna utilizando leds rojos. Para realizarla me he basado en el artículo aparecido en la revista UNIVERSO nº15-16, en la página 92, aunque he realizado algunas ligeras modificaciones.

A diferencia del artículo, he elegido leds de alto brillo de color rojo, aunque según los gustos pueden elegirse otros leds rojos que brillen menos, como los Jumbo o los standards.

Para construirla necesitarás:

1. Una caja para realizar montajes electrónicos (mide aproximadamente 9x5,5x2cm).
2. Una taladradora con una broca de un diámetro ligeramente menor o igual al diámetro del conmutador.
3. Dos leds.
4. Un conmutador de dos posiciones para un circuito.
5. Una resistencia de unos 47 ohm y 1/4 watt.
6. Un portapilas para dos pilas tipo AA (1,5V cada una).
7. Dos pilas de tipo AA (de 1,5v cada una), sin Mercurio ni Cadmio (más ecológicas), a poder ser de tipo Alcalina.
8. Un alfiler
9. Unas tenazas.
10. Filamentos de cobre extraídos de un cable eléctrico.

Manos a la obra...

1. En esta fotografía aparecen algunos de los materiales que necesitarás para construirla, los números corresponden a los mismos que aparece en la lista de materiales de arriba. También necesitarás pegamento de contacto (no utilices cianoacrilato porque puede disolver el plástico de la caja y los leds), goma elástica, una llama y un destornillador.	2. Sitúa la caja de tal forma que puedas ver la tapa de la caja con el tornillo de cierre en la parte inferior: esta será la cara posterior de la caja. Ahora tendrás que perforar la parte superior del lateral izquierdo si eres diestro y el derecho si eres zurdo, de tal forma que puedas encender o apagar la linterna utilizando el dedo pulgar una vez esté terminada. En la fotografía aparece la cara anterior y el taladro perforando el lateral izquierdo.
3. Una vez realizado y alisado el agujero, llega el momento de enroscar el conmutador (también puedes situar un interruptor, si así lo prefieres). Asegúrate que una parte de las anillas quede en la parte interior de la caja y la otra parte quede fuera. Enrosca las anillas fuertemente utilizando las tenazas, procurando que la palanca se desplace de arriba a abajo, aunque si te es más cómodo puedes situarla de tal forma que se mueva de delante hacia atrás.	4. Ahora tenemos que hacer 4 agujeros, calentando un alfiler, que nos permitirán introducir las patas de los leds. Procura que queden a la misma altura que el conmutador y bien centrados. La separación entre ambos leds será de un par de centímetros, la separación entre los agujeros de un mismo led tienen que ser la misma que la distancia que presentan las patas del led. Fíjate que se han realizado de forma que un par de agujeros queda paralelo al otro par. Calienta el alfiler con una llama hasta que se ponga al rojo, con mucho cuidado para no quemarte (utiliza las tenazas). Hazlo en un lugar aireado para evitar respirar humos tóxicos.
5. Tienes que identificar la polaridad de las patas del led, para ello fíjate en su interior: una de las patas finaliza en una especie de cuenco minúsculo y es más larga que la otra: esa pata corresponde al polo positivo, por lo tanto la otra pata corresponde al negativo. La pata negativa también puede identificarse observando que el diodo presenta una cara plana en ese lado. He pintado la pata "positiva" de color lila y la "negativa" de color verde, de esa forma será más fácil identificarlas en las siguientes fotografías.	6.Ahora introduce las patas positivas en el agujero superior, y las negativas en el inferior. Puedes poner una gota de pegamento en la base de cada LED para que queden más fijos.
7. Enrolla las patas "positivas" y las "negativas" entre sí, es preferible hacerlo con un soldador, pero no siempre se tiene uno a mano ;). -Enrolla un filamento de cobre alrededor de una de las salidas del conmutador a una de las "patas" de la resistencia (si ves que son muy largas, córtalas un poco). -Enrolla otro filamento que vaya de la resistencia a los ánodos (las "patas positivas"), puedes poner una gota de pegamento en cada unión para que queden más fijas o puedes soldarlas. -Enrolla el cable "positivo" del portapilas (generalmente de color rojo) al conmutador y el cable "negativo" (generalmente negro) a las patas "negativas". -Prueba la linterna y comprueba que los leds se enciendan y se apaguen. Puede que no se enciendan o se apaguen en la posición del conmutador que tenías pensado, en ese caso tendrías que situar el filamento que va hacia la resistencia a la pata central del conmutador y la que viene del portapilas a la pata inferior.	8. Las cajas para montajes electrónicos suelen tener dos tornillos en su interior. Puedes aprovecharlos para fijar el portapilas en el interior utilizando una goma elástica tal como se muestra en la fotografía.
9. Introduce el portapilas con las pilas puestas, cierra y atornilla la tapa de la caja y...	10.... ya está listo para funcionar.

Esta es una propuesta de construcción de una linterna con luz roja, pero podemos modificar una linterna para adaptarla a la observación nocturna. En este caso modificaré una linterna plegable, comprada en una tienda de productos de "bajo precio", sustituyéndole la pequeña luz blanca por un led rojo.

Estos son los materiales que necesitarás para modificarla:

1. Una linterna para dos pilas tipo AA, con sus correspondientes pilas.
2. Una resistencia de 100 ohm y 1/4 watt.
3. Un led rojo.
4. Unas tijeras.
5. Pegamento.
6. Un destornillador.

Y aquí están las instrucciones...

1. En esta fotografía aparecen los materiales que necesitarás para convertir una linterna de luz blanca en una linterna de observación nocturna. En este caso utilizaremos una resistencia de 100 ohm porque sólo utilizaremos un LED.	2.En esta linterna la corriente de las pilas pasa a la bombilla por los tubos metálicos extensibles, parecidos a antenas de radio. He pintado de color lila el tubo y los cables por los que pasa la corriente positiva y en verde la negativa para que se vea más claro.
3. Quita la cubierta reflectora para poder manipular los cables.	4. Este es el proceso más largo y complicado: -En primer lugar extrae la bombilla blanca cortando los cables de su base. -Corta el cable positivo por la mitad para poder añadir la resistencia R tal como se muestra en la fotografía. -Dobla las patas del LED como aparece en la figura derecha de tal forma que, una vez introducido por el agujero de la cubierta reflectora por el que salía la bombilla, la pata positiva coincida con el cable positivo y viceversa. Con esto conseguimos que la luz se dirija hacia abajo una vez montado. -Dobla nuevamente las patas hacia los lados para evitar que los cables de cobre se toquen y se produzcan cortocircutos y enróllalos alrededor de las patas o bien suéldalos. -Acciona el conmutador y comprueba que el LED funciona. -Para evitar que el led se mueva, pon una gota de pegamento y déjalo secar.
5.Atornilla la cubierta reflectante, cierra la tapa de las pilas y ya podrás usarla.	6.Ahora ya está lista para consultar mapas o libros mientras realizamos observaciones nocturnas.

Con un poco de ingenio podrás modificar cualquier linterna para adaptarla a la observación nocturna cambiando las bombillas incandescentes por LEDs rojos (o verdes, según los gustos). En todos los casos tenemos que tener en cuenta la resistencia que ponemos según el número de leds y el voltaje que utilizaremos, también es muy importante respetar la polaridad del LED ya que si no lo tienes en cuenta no funcionará. Recuerda poner siempre la resistencia en el cable positivo.

En estas lámparas he utilizado resistencias algo mayores a las que requerirían, para reducir el brillo. Cuantos más leds utilices, menor valor de resistencia necesitarás. Mediante la siguiente fórmula puedes calcular qué resistencia necesitarás según el voltaje de las baterías y el número de leds:

R= (V_pila - V_leds)/I_led

Siendo:

R=La resistencia en ohmios.

V_pila y V_leds= el voltaje de la pila y los leds.

I_led=La intensidad, en este caso 20miliamperios, o bien, 0.02 amp.

Los leds rojos requieren voltajes de entre 1.2 y unos 4.5 voltios, dependiendo del color en el que emitan. Los leds rojos son los que menos voltaje necesitan.

Si dispones de un soldador y muchísima paciencia puedes modificar una pequeña bombilla incandescente para poderla utilizar en una linterna de dos pilas de tipo AA, para ello tendrás que romper el cristal de la bombilla y extraer, con cuidado, todos los fragmentos de cristal del interior. Luego corta las patas del led y la resistencia hasta algo menos de un centímetro. Suelda uno de los bordes de la resistencia a la parte metálica del fondo del casquete de la bombilla, suelda el otro borde al cátodo (la pata "positiva") del led. Ahora suelda el ánodo del led (la pata "negativa") en el interior del casquete metálico e introduce la resistencia y luego el led con mucho cuidado evitando que se rompan las soldaduras y que no hayan contacto entre las distintas patas. El resultado es parecido a este corte esquemático. Ahora ya estará listo.
Puedes utilizar una resistencia de 47 ohm de 1/4 watt, o bien una de 100 ohm si prefieres menos brillo.

Piensa que el coste total de cada una de estas linternas propuestas en esta página es inferior a los 3 €/$. Puedes comprar parte de los materiales en alguna tienda especializada en productos electrónicos. Si necesitas una, ya sabes: manos a la obra.

Espero que esta actividad te sea útil. Hasta pronto.

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Página creada por Antonio Hernández en enero de 2003.
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