|
1. Introducción Este artículo presenta un aparato audiovisual, de carácter didáctico, capaz de detectar la radiactividad ambiental y rayos cósmicos. Diseñado especialmente para el Manual de Supervivencia Maker, el objetivo es que cualquiera con algo de experiencia en construcción de circuitos electrónicos pueda realizar el montaje con éxito. Los niños y adultos con curiosidad científica descubrirán el mayor atractivo de este aparato en su vertiente audiovisual, que lo hace parecer "vivo". Quien se sitúe ante el montaje observará que éste responde ante la radiactividad "invisible" del entorno, haciéndonos conscientes de que "no estamos solos", sino rodeados de una enorme actividad de partículas atómicas que interactúan a nuestro alrededor. El montaje utiliza tres tubos Geiger SBM-20, capaces de detectar cada uno un "suceso" radiactivo (partícula o rayo). Según el número de partículas detectadas simultáneamente, se iluminarán con un pulso de luz uno, dos o los tres tubos llenos de líquido fluorescente (amarillo, naranja, azul). Se emitirán y mezclarán diferentes sonidos: una campanilla (partícula individual), un acorde de guitarra (dos partículas simultáneas) y una breve melodía de piano si se detecta un rayo cósmico (tres partículas simultáneas).
2. Radiactividad natural, rayos cósmicos y tubos Geiger La radiactividad natural es un fenómeno físico que sucede en la naturaleza de forma espontánea y sin intervención del ser humano. Su forma más habitual es la emisión de radiación, ondas o partículas, desde el núcleo de los átomos de algunos elementos químicos, precisamente aquellos que llamamos isótopos radiactivos. Un radioisótopo muy común es el Carbono 14, presente en pequeña proporción en todos los compuestos orgánicos (madera, papel, tierra, animales y plantas) y utilizado para datar la antigüedad de los fósiles. Otros radioisótopos comunes y que nos resultarán familiares son el Potasio 40, presente en todos los plátanos en pequeñísimas e inocuas cantidades, los del Uranio, Radio, Cesio o Plutonio. Otros menos menos conocidos son el Deuterio (Hidrógeno 2) y el Tritio (Hidrógeno 3). En cualquier caso, todos ellos se encuentran a nuestro alrededor, presentes en todos los lugares y, aunque invisibles al ojo humano, interaccionan a nivel subatómico con todos los objetos que nos rodean. De forma aproximada, cada centímetro cuadrado de nuestra piel es atravesado por una partícula u onda radiactiva, cada segundo.
Un tubo Geiger-Müller es un dispositivo que se utiliza para detectar ondas o partículas radiactivas. Debe su nombre a sus dos inventores, los físicos alemanes Hans Geiger y Walther Müller. Su construcción y funcionamiento es muy sencillo: se trata de un pequeño tubo o disco metálico en el que se ha hecho el vacío salvo por una pequeña cantidad de gas inerte. Al aplicar una alta tensión entre sus dos electrodos, el tubo permanecerá inerte, salvo que atraviese una partícula u onda radiactiva. Cuando esto sucede, el interior del tubo se ioniza y el gas inerte se convierte en conductor de la electricidad durante un breve instante de tiempo (millonésimas de segundo). Normalmente se utilizan con un circuito que "cuenta" el número de veces que se va ionizando el tubo, por lo que estos medidores se suelen llamar contadores Geiger. En este proyecto, utilizaremos tubos del modelo SBM-20, fabricados por la antigua Unión Soviética durante la guerra fría y hasta las décadas de los 80-90, pero que todavía se pueden encontrar a través de Internet, en eBay y otras tiendas online, a un precio de entre 12 y 15 euros por tubo. Por ese precio podremos comprar no sólo un tubo muy sensible a la radiación gamma y rayos X, sino también un trocito de Historia. Los tipos de ondas y partículas radiactivas que existen en la naturaleza son, de forma muy resumida: ● Rayos gamma. Radiación electromagnética formada por fotones de muy alta energía (mayor que los rayos X). Pueden atravesar todo tipo de materiales, para bloquearlos hacen falta blindajes gruesos compuestos por metales densos y hormigón. Cuando son de altísima energía (rayos cósmicos) no se pueden bloquear fácilmente, ni siquiera con blindajes pesados. ● Rayos X. Radiación electromagnética formada por fotones de alta energía (menor que los rayos gamma). Penetran en todo tipo de materiales blandos. Pueden bloquearse con un blindaje moderado, típicamente de plomo. ● Partículas beta. Son electrones o positrones emitidos por el núcleo de algunos isótopos radiactivos. No son tan penetrantes como las anteriores, pueden bloquearse con aluminio de unos pocos milímetros de espesor. ● Partículas alfa. Son paquetes de cuatro partículas (dos protones y dos neutrones), idénticos al núcleo del átomo de Helio, que salen expulsados desde el núcleo de un radioisótopo. Sólo pueden viajar unos centímetros a través del aire y se bloquean con una simple hoja de papel. 3. Funcionamiento del detector y diagrama de bloques
4. Circuito electrónico Como se ha explicado en el punto anterior, el circuito electrónico es el corazón del detector de radiactividad. Entre las funciones que realiza, destacan: 1. Genera los 400 voltios de alta tensión necesarios para el funcionamiento de los tres tubos Geiger, 2. Detecta la señal eléctrica generada cuando uno de los tubos se ioniza por causa de un rayo o partícula radiactiva, 3. Permite controlar de forma sencilla los tres LED de alta potencia, encendiéndolos o apagándolos desde la placa Raspberry Pi. En la figura adjunta se puede observar el esquema eléctrico del circuito, sobre el que iremos describiendo su funcionamiento. Para mayor claridad se ha dividido en tres partes: el circuito oscilador y de control, el generador de alta tensión y los detectores de pulso.
Empezaremos describiendo el circuito elevador de tensión, cuya misión es generar una tensión de 400V para alimentar los tubos Geiger. Se trata de un circuito clásico denominado "convertidor conmutado elevador de tensión" (boost switching converter), del que puede encontrarse amplísima bibliografía en libros técnicos e Internet. A pesar de que diseñar un circuito de este tipo requiere conocer algo de teoría y realizar los cálculos pertinentes, comprender su funcionamiento es muy sencillo. En este caso, partimos de una tensión de 5V y queremos elevarla a 400V. ¿Cómo lo hacemos? Utilizaremos cuatro componentes fundamentales: la bobina L1 (almacenamiento de energía y elevador de tensión) , el MOSFET Q1 (conmutador), el diodo D5 (bloqueo de la tensión de salida) y el condensador C4 (almacén de energía). El conmutador Q1 está controlado por la señal HV_SWITCH, que proviene del circuito oscilador. El ciclo del circuito elevador pasa por varias fases que se repiten continuamente: Fase 1. La señal HV_SWITCH se pone a nivel alto y el conmutador Q1 se activa (ON), conectando el segundo terminal de la bobina L1 a masa. En este momento, se aplican los 5V de la alimentación a la bobina L1, que empieza a aumentar su corriente de forma lineal con el tiempo (rampa). La bobina es un componente magnético, que "almacena" energía de forma instantánea siempre que haya una corriente circulando a través de ella. Fase 2. Transcurridos algo más de 150 microsegundos (marcados por la frecuencia del circuito oscilador), la señal HV_SWITCH se pone a nivel bajo. En este momento, la corriente de la bobina a través del conmutador Q1 queda interrumpida de forma brusca, por lo que la bobina genera una tensión en sus bornes, con polaridad opuesta a la de la alimentación de 5V y que se suma a ésta. La tensión generada, llamada de "inercia" (flyback) puede tomar valores muy elevados, de cientos o incluso miles de voltios. El límite de la tensión máxima alcanzada por la bobina viene dado únicamente por las pérdidas por disipación y la potencia que consuma el resto del circuito (D5, C4, tubos Geiger y resto de componentes). Fase 3. La tensión de inercia genera una corriente que conduce a través del diodo D5 y que carga el condensador C4, aumentando la tensión que hubiera previamente. Esta corriente dura sólo un instante (microsegundos), agotando y transfiriendo la energía almacenada previamente en el campo magnético. Fase 4. Habiéndose agotado la energía magnética de L1 y mientras Q1 siga desconectado, no existe corriente que atraviese L1, ni a través de Q1 ni a través de D5. El circuito queda en reposo hasta que se vuelva a activar la señal HV_SWITCH. Con lo anterior, vemos que la tensión en bornes del condensador C4 irá aumentando con cada ciclo del oscilador. ¿Hasta cuánto? Para evitar superar los 400V deseados, tenemos la rama formada por los componentes D6-D7-R15-R16, formada por dos diodos zéner de 200V cada uno y un divisor resistivo. La salida HV_SENSE tomará un valor de cero voltios cuando la salida del circuito elevador sea inferior a 400V y empezará a aumentar su valor, gradualmente conforme la tensión supere los 400V. A modo de ejemplo: cuando el elevador alcance los 402V, la salida HV_SENSE alcanzará 1V, cuando el elevador llegue a los 404V, HV_SENSE llegará a los 2V... De esta forma, cuando HV_SENSE supere los aproximadamente 3V (406V en los tubos Geiger), el circuito oscilador y control, descrito a continuación, interrumpirá su funcionamiento, con lo que la alta tensión de los tubos Geiger dejará de aumentar. Por el contrario, cuando HV_SENSE baje de 2V (404V en los tubos Geiger), el circuito oscilador y control volverá a activar su funcionamiento. De esta forma habremos conseguido, de un lado elevar la tensión de entrada de 5V hasta algo más de 400V y, por otro lado, mantener la tensión estable. El circuito oscilador y de control se ha diseñado utilizando puertas lógicas de tipo NAND. Recordemos que la tabla de la verdad de una puerta NAND, es decir, los diferentes valores que se obtienen a la salida de la puerta en función de los diferentes valores presentes en sus dos entradas, puede resumirse de la siguiente manera: "una puerta NAND generará a su salida un nivel lógico 0 (bajo) siempre y cuando sus dos entradas estén a nivel lógico 1 (alto); en cualquier otro caso su salida será un nivel lógico 1 (alto)". Otra forma de ver la puerta NAND, muy útil para analizar este circuito es imaginar que una de las entradas sirve para activar o desactivar la puerta, mientras que la otra entrada se traslada a la salida de forma invertida: Si una de las entradas de la puerta NAND, que llamaremos ENABLE, permanece a nivel BAJO, la puerta quedará desactivada y su salida permanecerá a nivel ALTO. Si la entrada ENABLE está a nivel ALTO, la puerta está activada y su salida será igual en todo momento a la negación o inversión de la otra entrada. A partir de lo anterior ya podemos descifrar el comportamiento de las 4 puertas NAND utilizadas en el circuito. La puerta U1B forma el oscilador propiamente dicho, junto con el condensador C1 y la resistencia R3. Se trata de un circuito muy común en electrónica digital, denominado "multivibrador astable". Su frecuencia de oscilación es inversamente proporcional al producto de los valores R3 y C1 (constante de tiempo), según una fórmula aproximada que se incluye en las notas del esquemático. Lamentablemente, la frecuencia de este simple oscilador depende de la tecnología o familia de la puerta NAND empleada (CMOS, TTL, HC, HCT...), así como de las variaciones individuales de cada circuito integrado y las tolerancias de R3 y C1. Sin embargo, para nuestra aplicación, donde la frecuencia exacta del oscilador no es crítica, es un circuito perfectamente válido. Se han seleccionado valores comunes para R3 y C1 para generar una señal de frecuencia cercana a los 3KHz. En cuanto al resto de puertas: Las puertas U1A y U1C están controladas por la señal ENABLE, que se gobernará directamente desde la placa Raspberry Pi. Cuando ENABLE está a nivel bajo, la salida de U1A permanece fija a nivel alto y llega a través del diodo D1 a una de las entradas de U1C, bloqueando la señal del oscilador (pin 6). Por tanto, si ENABLE está a nivel bajo, la salida HV_SWITCH quedará fija a nivel bajo. Por el contrario, al activar ENABLE, la señal del oscilador (pin 6) saldrá, invertida, por la salida HC_SWITCH. La puerta U1D se utiliza para desactivar el oscilador cuando la señal HV_SENSE esté a nivel ALTO. De esta forma, cuando el circuito de alta tensión llegue a los 400V, se desactivará el oscilador momentáneamente, para que el circuito elevador no aumente todavía más la tensión de los tubos Geiger. Por el contrario, cuando la alta tensión baje por debajo de 400V, se desactivará HV_SENSE y U1D activará el oscilador de nuevo, reactivándose el circuito elevador de tensión. Por último, el circuito detectores de pulso y control de LEDs se encarga de detectar la señal generada cuando uno de los tubos Geiger se ioniza. Para ello, cada uno de los tubos Geiger está alimentado a unos 400V, a través de una resistencia de protección (R12/R13/R14). A su vez, el cátodo de cada tubo está conectado a un sencillo comparador digital, formado por dos resistencias, un diodo zéner de protección y una puerta NAND. Tomemos como ejemplo el tubo número 1. Cuando se produce la ionización del tubo, éste actúa como si fuera un interruptor en cortocircuito, lo que hace que los 400V de alimentación generen una pequeña corriente que atraviesa R12-R4. En los terminales de R4 se generará un pulso de tensión máxima unos 7-8V y duración entre 100 y 200 microsegundos (dependiendo del tipo de tubo Geiger empleado). La resistencia R1 y el zéner D2 sirven para proteger la entrada de la puerta NAND. Cuando el tubo está en reposo, la tensión en R1 es cero voltios y la salida de la puerta NAND (PULSE_1) será nivel alto. Cuando el tubo detecta una partícula, aparecerá un pulso de 100-200 microsegundos en la resistencia R4, que se transferirá a PULSE_1 como un pulso a nivel bajo de la misma duración de tiempo. Por otro lado, se han previsto 3 conmutadores MOSFET (Q2/Q3/Q4) que servirán para encender o apagar los 3 LED de alta potencia que utiliza el circuito. El resto de símbolos del esquema eléctrico representan los diferentes conectores que facilitarán la interconexión con la Raspberry Pi, los tubos Geiger y los LED de potencia. 5. Instalación de la placa Raspberry Pi Se ha utilizado una placa mini-ordenador Raspberry Pi, con sistema operativo Linux, que hará las veces de cerebro del sistema completo: Entradas digitales: detección de las señales de partícula radiactiva (PULSE_1/2/3), activación de la señal de alta tensión que alimenta los tubos Geiger (ENABLE). Salidas digitales: activación de los LED de potencia (LED1/2/3_CTRL). Salida de audio: generación de los sonidos que alertarán sobre los diferentes tipos de sucesos radiactivos. Se ha seleccionado la Raspberry Pi por ser un equipo de bajo coste y gran flexibilidad, lo que nos permitirá realizar cualquier modificación o mejora futuro al proyecto, por ejemplo: añadir una pantalla LCD que indique el nivel de radiactividad ambiental en unidades científicas (uSv/h), cambiar los sonidos que genera actualmente el proyecto (campanilla, acorde, melodía), conectar el medidor a un servidor en la nube para registrar en todo momento el nivel de radiactividad medido... La preparación de la Raspberry Pi para este proyecto requiere varios pasos: El autor ha utilizado una placa Raspberry Pi modelo B, revisión 2, 512MB de RAM, aunque se puede utilizar cualquier otra, simplemente ajustando los puertos de E/S que se conectarán al circuito detector. Descargar e instalar la distribución Linux Raspbian (Debian Wheezy), especialmente creada para Raspberry Pi. La imagen ocupa algo menos de 1GB (comprimida) y algo más de 3GB (descomprimida), por lo que será necesario utilizar una tarjeta SD de al menos 4GB para la instalación. También puede instalarse otra cualquier otra distribución compatible con Raspberry Pi, aunque esta guía asume que se ha instalado Raspbian. http://www.raspberrypi.org/downloads/ Una vez configurada la distribución y completado el primer arranque, el usuario por defecto es pi (clave raspberry). Opcionalmente instalaremos un dongle WiFi o utilizaremos un cable Ethernet, si es que necesitamos acceso a Internet y para poder actualizar los paquetes del sistema. Es recomendable actualizar los paquetes del sistema la primera vez que lo utilicemos, para lo que ejecutaremos el comando, sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade Para ajustar el volumen del audio se recomienda utilizar la aplicación alsamixer. Ya podemos crear el script Python que contiene la aplicación. Para ello se recomienda crear un directorio dedicado dentro de la carpeta del usuario. Dentro del directorio, procederemos a copiar el script Python y los ficheros con las muestras de audio. Todos estos ficheros están disponibles en el github del proyecto. Opcionalmente, podemos editar el fichero de arranque /etc/rc.local y añadir una línea que ejecute la aplicación Python. De este modo, cada vez que iniciemos la placa Raspberry Pi, sin necesidad de teclado o intervención de ningún tipo, el detector de radiactividad arrancará automáticamente. 6. Aplicación Python Se ha desarrollado una pequeña aplicación o script Python, encargado de activar las luces fluorescentes y mezclar los diferentes sonidos en respuesta a las detecciones de radiactividad. Gracias a la flexibilidad y capacidad expresiva del lenguaje Python, junto a la velocidad de la placa Raspberry Pi, es posible monitorizar continuamente las señales de detección de pulsos (PULSE_1/2/3) y actuar sobre las luces LED y el mezclador de sonido. El script requiere Python versión 2.x, no es compatible con las versiones 3.x. El programa está formado por un único script run.py y los ficheros bell_long.wav, cminor7.wav, piano2.wav. Todos ellos se pueden descargar del github del proyecto. Otro detalle importante que no debemos olvidar es ejecutar el comando Linux que otorga permisos de ejecución al script Python, chmod +x run.py Para ejecutar el script manualmente, bastará con escribir, dentro del directorio correspondiente, ./run.py Por limitaciones de espacio, describiremos únicamente por encima el funcionamiento de la aplicación, sección a sección: Primeras líneas de configuración, donde podremos cambiar la asignación de pines para la detección de pulsos, la activación de la placa detector (ENABLE) y el control de los LED. Funciones setup() y cleanup(), configuran los pines de entrada y salida de la Raspberry Pi al comienzo y finalizacón del programa, respectivamente. Funciones set_light(), light_on() y light_off(), para facilitar el encendido y apagado de cada uno de los LED. Además, estas funciones mantienen el estado de las luces en la estructura de datos light_queues (array de colas/listas). Función flash(), enciende inmediatamente una de las luces y programa un temporizador (timer) para que se ejecute dentro de medio segundo y apague la luz. Función play(), crea un nuevo proceso a nivel de sistema operativo que a su vez ejecuta el reproductor de audio “aplayer” con los argumentos correspondientes para que suene la muestra de audio deseada (fichero .wav). Función detect(), es la más importante del programa. Ejecuta un algoritmo que lee continuamente las tres señales de entrada hasta que detecta un pulso simple, doble o triple. El primer paso es esperar hasta que una de las entradas pase de nivel alto a nivel bajo, lo que indica que comienza un pulso en esa entrada. A continuación, seguirá leyendo continuamente las tres entradas de pulsos, hasta que se cumpla la condición de salida: que todas las señales vuelvan a su nivel alto (reposo). Dependiendo del número de señales que se hayan activado entre el arranque y la condición de salida, se determinará si ha sucedido una colisión simple, simultánea doble o simultánea triple. El código principal utiliza las funciones anteriores, primero inicializa los puertos de E/S con setup() para a continuación entrar en un bucle infinito, donde se llama a detect() y, según el caso, a las funciones flash() y play(). Además de algunas librerías estándar de Python, la aplicación utiliza la excelente librería RPi.GPIO, 7. Interconexión Para conectar todos los componentes del montaje, se recomienda seguir, a modo de guía, el diagrama adjunto. Prestaremos especial atención a la polaridad de los tubos Geiger, ya que si se conectan al revés corremos el riesgo de estropearlos. Para ello, observaremos detenidamente cada uno de los tubos, en busca del extremo marcado con un símbolo más, correspondiente a la polaridad positiva. El otro extremo de cada tubo (y el cuerpo cilíndrico), forman el polo negativo. Los terminales positivos de los tubos Geiger se conectarán al conector de tipo clema, con tornillos, pines 1/3/5, mientras que los terminales negativos se conectarán a los pines 2/4/6 del mismo conector. Evitaremos cualquier tipo de soldadura en los tubos Geiger, utilizando en su lugar conectores de tipo "clip" para fusibles de 6,35mm de diámetro (un cuarto de pulgada). Otros componentes cuya polaridad debe tenerse en cuenta son los diodos LED, a cada uno de los cuales conectaremos una resistencia en serie de valor unos 22 ohmios. Estas resistencias limitarán la corriente de los LED, para ajustar su intensidad y evitar que se "quemen" por exceso de corriente. Su instalación es obligatoria. El otro extremo de las resistencias se conectará a la alimentación de la placa (5V). Conectaremos también las señales de control entre las placas detectora y Raspberry Pi. Estas señales, algunas de entrada y otras de salida, deberán coincidir con la definición de pines de la Raspberry Pi en el programa Python. Las conexiones pueden realizarse utilizando cables individuales de tipo hembra-hembra. En la siguiente tabla se detallan estas conexiones:
8. Atril expositor y tubos fluorescentes Para hacer el montaje más atractivo visualmente, se ha diseñado un atril que servirá de expositor para el conjunto. El atril se ha fabricado en plástico acrílico (también conocido como metacrilato o Plexiglass), utilizando para ello la máquina de corte y grabado láser de Makespace Madrid. El dibujo para el grabado y corte se ha realizado con la herramienta de código abierto LibreCAD, disponible para Linux, OS X y Windows. Se ha buscado dar todo el protagonismo a los tubos Geiger y tubos fluorescentes, que se montarán en el atril de forma visible, mientras que el resto de componentes (placas detector y Raspberry Pi) quedarán instalados en una superficie horizontal, mesa, mueble... fuera del atril.
En cuanto a los "tubos fluorescentes", se han construido de forma casera, aunque también pueden utilizarse en su lugar cualquier otro tipo de sistema de iluminación de baja tensión: LEDs individuales o en tiras, bombillas incandescentes pequeñas, tiras electroluminescentes (EL)... Los tubos aquí mostrados se han construido de la siguiente manera: Los tubos se han cortado a partir de tubo acrílico transparente de 25 milímetros de diámetro. La longitud de cada tubo es de 20 centímetros y se han cortado con una sierra fina para metales, lijándose posteriormente los extremos para que queden lo más planos que sea posible. En uno de los extremos del tubo se fijará un cuello de plástico con rosca, previamente cortado de una botella de refresco de 2 litros. El truco está en recortar el cuello de la botella de plástico, en un punto en el que el diámetro sea ligeramente mayor que el diámetro de nuestro tubo de acrílico. Posteriormente, se unirán el cuello de la botella de plástico y el tubo acrílico con pegamento epoxy de dos componentes y secado rápido. En el otro extremo instalaremos un conjunto formado por lente más reflector metálico para LED de potencia de 1W. Este tipo de lente es fácil de adquirir a través de eBay y tiene un coste razonable. Nos servirá para canalizar la luz emitida por los LED, horizontalmente, iluminando el tubo fluorescente. Utilizaremos lentes y reflectores de algo más de 20 milímetros de diámetro, que encajan perfectamente dentro del tubo acrílico. Para cementar la lente, reflector y tubo acrílico usaremos de nuevo pegamento epoxy, esta vez con sumo cuidado de no manchar con pegamento la parte frontal de la lente. Ahora vamos a rellenar los tubos con líquido fluorescente, para lo cual utilizaremos extraeremos primero la tinta fluorescente de tres subrayadores. El proceso es sencillo. Utilizando unos alicates, sacaremos la punta fluorescente de un subrayador y lo meteremos en un bote pequeño con agua limpia. Tras unas horas de reposo veremos que toda la tinta fluorescente ha pasado al agua, quedando ésta con un color parecido al del subrayador. Añadiremos una gotas de lejía para evitar que se formen bacterias en el agua. De esta tinta, echaremos un poco en el tubo acrílico y diluiremos el resto con agua. Es importante que el tubo acrílico quede muy diluido en agua, ya que de lo contrario la luz del LED no será capaz de atravesar el agua tintada. Se aconseja realizar algunas pruebas con distintos grados de dilución y LEDs de diferentes colores. Antes de poner el tapón del extremo del tubo, llenaremos hasta el borde cada uno de los tubos, para evitar la formación de burbujas dentro del tubo. Para asegurar un cierre hermético, si el tapón no fuera de muy buena calidad, puede aplicarse un poco de cinta de teflón (de uso habitual en fontanería) alrededor de la rosca, antes de apretar el tapón. Fijaremos un LED de 1W de potencia, del tipo que tiene un disipador de aluminio con forma de estrella hexagonal, a cada uno de los extremos con lente y reflector. En este caso, en lugar de epoxy, es mejor utilizar pistola de cola caliente traslúcida para fijar el LED a la lente. De esta forma, si queremos cambiar posteriormente el LED por uno de otro color, podremos quitar el pegamento sin dificultad. Por último, aplicaremos cinta aislante del color que más nos guste alrededor de los extremos del tubo acrílico, para ocultar las zonas de unión y que el conjunto quede listo para montar en el atril.
9. Consideraciones prácticas El atril diseñado para esta primera versión del montaje y mostrado en la figura presenta el inconveniente de que los tubos Geiger están demasiado separados entre sí. Esto implica que la frecuencia con la que se detectarán los pulsos dobles y triples (rayo cósmico) será muy baja, del orden de minutos (pulsos dobles) u horas (pulsos triples). Al separar 10 cm cada tubo Geiger del siguiente, hemos construido un "telescopio de rayos cósmicos", ya que únicamente se detectarán los rayos que crucen exactamente y provengan de la dirección que une los tres tubos. Para evitar el inconveniente anterior y aumentar la frecuencia de detección de los pulsos dobles y triples, se deberán montar los tres tubos Geiger con una separación de uno o dos centímetros entre tubo y tubo. El diseño de esta segunda versión del atril se publicará en el repositorio github del proyecto. Cuadro "Precaución: alta tensión" El circuito presentado genera una alta tensión de 400V. Aunque su capacidad de corriente (microamperios) y potencia (milivatios) es mínima, podría causar una descarga eléctrica peligrosa para las personas. No construyas este dispositivo a no ser que comprendas estos riesgos y tengas experiencia previa en el montaje y reparación de circuitos electrónicos de alta tensión. 10. Referencias Repositorio Github del proyecto: https://github.com/joseangeljimenez/noestamossolos Librería Python para control de los puertos de E/S de la Raspberry Pi: https://pypi.python.org/pypi/RPi.GPIO Herramienta LibreCad: http://librecad.org/cms/home.html www.ebay.com/itm/1pcs-1W-High-Power-LED-Pure-White-Star-Emitter-6000K-7000k-/111060945709 Artículo divulgativo sobre la radiactividad: http://www.lapizarradeyuri.com/2011/03/27/radioactividad/ Ilustración de los rayos cósmicos, dominio público, por Simon Swordy (U. Chicago), NASA. Ilustración tipo de partículas y ondas radiactivad, dominio público, autor desconocido . |
||||||||||||||||||||||
