Si has visto el artículo de cómo funcionan las cámaras digitales, ya sabrás que se necesita mucha luz para poder exponer una imagen de forma correcta. En la fotografía tradicional, la mayoría de los fotógrafos de interiores, donde hay normalmente una luz de ambiente tenue, deben o exponer la película por un tiempo más largo, o momentáneamente aumentar el nivel de luz para conseguir una mejor imagen.
Aumentar el tiempo de exposición no funciona demasiado bien par ala mayoría de los objetos porque en cualquier movimiento rápido, incluyendo el propio movimiento de la cámara, hacen que la imagen quede borrosa. Los flashes electrónicos son una solución simple y barata para este problema heredado en la fotografía.
Su único propósito es emitir una luz brillante cuando vas a echar la foto. Esto ilumina la habitación por la fracción de segundo en la que la película del carrete es expuesta.
Lo cierto es que un flash de cámara nos da una buena idea de cómo componentes electrónicos básicos pueden trabajar juntos en un simple circuito simple. Un sistema de flash de cámara básico tiene principalmente tres partes: Una pequeña batería que sirve para alimentar el flash, un tubo de gas descargable que es el que produce el flash, y un circuito hecho de un número de componentes electrónicos que conecta la fuente de energía al tubo que produce la luz.
Los dos componentes en los finales del sistema son bastante simples. Cuando enganchas los dos terminales de una batería a un circuito, la batería fuerza electrones para que fluyan a través del circuito de un terminal al otro. Estos electrones en movimiento (o corriente), provee de energía a las varias cosas que están conectadas al circuito.
El tubo descargable es muy parecido a una bombilla o a una luz de neon. Consiste simplemente en un tubo relleno de gas xenón, con electrodos en ambos extremos y un conmutador de metal en el centro del tubo.
La idea básica es conducir la corriente eléctrica – mover electrones libres – a través del gas en el tubo, de un electrodo al otro. Según se mueven los electrones libres, excitan los átomos de xenón, causando que los átomos emitan fotones visibles de luz.
Se puede hacer esto con el gas en su estado normal porque no tiene demasiados electrones libres – lo cual significa que casi todos los átomos están enlazados a los átomos, por lo que apenas hay partículas cargadas en el gas. Para hacer que el gas sea conductivo, hay que introducir electrones libres en la mezcla.
Este es el trabajo de la pletina metálica que hay en el centro del tubo. Si aplicas brevemente un alto voltaje positivo (fuerza electromotriz) a esta pletina, ejercerá una fuerte atracción en los electrones cargados electrónicamente en los átomos. El proceso de retirar los electrones de los átomos se llama ionización.
Los electrones libres tienen una carga negativa, por lo que una vez que están libres, se moverán en dirección al terminal cargado positivamente y alejados del terminal con carga negativa. Según se mueven los electrones, colisionan con otros átomos causando que los átomos pierdan electrones también, ionizando el gas.
Los electrones que circulan a gran velocidad colisionan con los átomos del xenón, los cuales se cargan y generan luz. Para realizar esto, se necesitan un voltaje relativamente alto. Se necesitan unos cuantos cientos de voltios para mover los electrones entre los dos electrones, y se necesitan unos cuantos miles de voltios para introducir suficientes electrones para hacer el gas conductivo.
Una típica batería de cámara solo ofrece 1,5 voltios, por lo que el circuito del flash necesita aumentar el voltaje significativamente. En la siguiente parte del artículo veremos como lo hace.
Componentes de la cámara con flash
Hay docenas de maneras para conseguir este tipo de circuito potenciador, pero la mayoría de las configuraciones contienen los mismos elementos básicos. Todos estos componentes están explicados en otras secciones de electronica-basica.com. Estos elementos son los capacitadores, que son unos dispositivos que almacenan energía agrupando cargas. Los inductores, que son cables bobinados que almacenan energía al generar campos magnéticos. Los diodos, que son semiconductores que dejan que la corriente fluya libre en una sola dirección. Por último, los transistores, que también son semiconductores que pueden actuar como conmutadores eléctricos controlados o amplificadores.
Veamos para empezar como es el corazón de un circuito en una cámara con flash básica, que es el transformador, el cual es realmente el dispositivo que arranca el voltaje inicial necesario. El transformador consiste en dos inductores muy cerca el uno del otro. Para verlo de una manera más clara, podemos ver el siguiente gráfico:
Si has leído nuestro artículo sobre electroimanes, sabrás que pasar corriente a través de una bobina de cables genera un campo magnético. Si también has leído nuestro artículo sobre inductores, sabrás que un campo magnético fluctuante generado por una corriente eléctrica fluctuante, causará un cambio de voltaje en el conductor.
La idea básica de un transformador es hacer funcionar la corriente por un inductor (la bobina primaria) para magnetizar otro conductor (la bobina secundaria) causando un cambio de voltaje en la segunda bobina.
Si varías el tamaño de los dos inductores – el número de vueltas en cada bobina – puedes aumentar o disminuir el voltaje del primario al secundario. En un transformador básico del flash de una cámara como la que se muestra en el dibujo, la segunda bobina tiene más vueltas que la primera bobina.
Esto ocasiona que la segunda bobina tenga una corriente más débil que la primaria. Para poder aumentar la corriente de esta manera, necesitas una corriente fluctuante, como la corriente alterna que tenemos en casa. Una cámara da salida a corriente continua la cual no fluctúa. El inductor del campo magnético solo cambia cuando la corriente continua inicial pasa a través de el.
El circuito del flash provee de la fluctuación por medio de continuas interrupciones del flujo en la corriente continua – al pasar la corriente muy rápidamente, los pulsos interrumpidos de la corriente fluctúan constantemente el campo magnético.
El circuito hace esto con un simple oscilador. Los elementos principales de un oscilador son las bobinas primarias y secundarias, otro inductor y un transistor, el cual actúa como un conmutador eléctrico controlado.
El circuito oscilador y el capacitador en un flash de cámara
Los elementos principales son las bobinas primaria y secundaria, un transistor y otro inductor en forma de bobina. Cuando aprietas el botón de disparo de la cámara, se cierra un conmutador de carga por lo que un corto estallido de corriente fluye desde la batería a través del bobina inductora a la base del transistor.
Aplicando corriente a la base del transistor permite a la corriente fluir del colector al emisor – hace que al transistor brevemente conductivo.
Cuando el transistor es puesto en marcha de esta manera, una carga de corriente puede ir desde la batería a la bobina principal del transformador. Esta carga causa que haya un cambio en el voltaje de la bobina secundaria, la cual a su vez causa un cambio de voltaje en la bobina inductora. Este voltaje en la bobina inductora conduce una corriente al transistor base, haciendo conductivo al transistor y repitiéndose el proceso.
El circuito sigue interrumpiéndose a si mismo de esta manera, gradualmente enviando voltaje a través del transformador. Esta acción en la oscilación produce ese sonido característico cuando el flash está cargándose.
La corriente de alto voltaje entonces pasa por un diodo, el cual actúa como un rectificador – solo deja que la corriente vaya en un sentido, por lo que cambia la fluctuación de la corriente desde el transformador de vuelta a una corriente directa. El circuito del flash almacena está alta carga en un gran capacitador.
Al igual que una batería, el capacitador mantiene la carga hasta que es enganchado por el circuito cerrado. El capacitador es conectado a los dos electrodos en el tubo del flash, pero a menos que el gas xenón este ionizado, el tubo no puede conducir la corriente, por lo que el capacitador no se puede descargar.
El circuito del capacitador está también conectado a un tubo pequeño de descarga de gas por medio de una resistencia. Cuando el voltaje en el capacitador está suficientemente alto, la corriente puede fluir a través de la resistencia para encender el pequeño tubo. Esto actúa como un indicador de luz, avisando que el flash está preparado para funcionar. El conmutador del flash está cableado a un mecanismo.
Cuando haces una foto, el conmutador se cierra brevemente, conectado el capacitador a un segundo transformador. Este transformador inicia la corriente de 200 voltios desde el capacitador hasta incluso los 4000 voltios, y pasa la alta corriente a una pletina metálica cerca del flash del tubo.
La alta carga momentánea en la pletina metálica provee de la energía necesaria para ionizar el gas xenón, haciendo que el gas sea inductivo. La luz del flash entonces se sincroniza con la apertura de la lente.
Los diferentes flashes electrónicos, pueden tener circuitos más complejos que el expuesto aquí, pero la mayoría trabajan básicamente de la misma forma. Es simplemente una manera de lanzar el voltaje de la batería para hacer conmutar una lámpara con gas.
