Aprender electrónica básica construyendo una luciérnaga

• En un estado de no saber nada de electrónica, es la historia de aprender lo básico al construir un circuito que imita una luciérnaga.
• Se explora cómo lograr el parpadeo de un LED a través de circuitos de componentes mínimos, como un Astable Multivibrator.
• Se acumula experiencia usando distintos componentes como LDR y potenciómetro para que funcione solo de noche y con un parpadeo más lento.
• Comparte con mucha claridad los aprendizajes obtenidos por fallos y averías, así como por la experimentación directa.
• Se revalora el sentido de la inmersión y la alegría de disfrutar el reto de probar cosas nuevas.

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Visión general

Con cero conocimientos de electrónica, el autor, que extrañaba la luciérnaga desaparecida, decidió fabricar una luz que imitara a una luciérnaga. Esta nota es un relato real en el que se documentan con honestidad los éxitos, los errores y los ensayos. El objetivo era aprender electrónica básica y, al mismo tiempo, crear una “luciérnaga” que funcionara de forma autónoma.

Primeros intentos y diseño del circuito

• Se descubre que un circuito llamado Astable Multivibrator hace que el LED se encienda y apague automáticamente.
• Sin saber ni la diferencia entre voltaje y corriente, fui aprendiendo uno por uno los principios básicos de resistencias, capacitores, transistores y cada componente.
• Con conocimientos teóricos mínimos obtenidos de un chatbot de IA y YouTube, compré piezas directamente en una tienda y ensamblé el primer circuito.
• Para mi sorpresa, confirmé que el LED parpadeaba correctamente en el primer intento.

Proceso de mejoras y refinamiento

• En la retroalimentación se encontraron los siguientes problemas
  • El LED parpadeaba durante las 24 horas.
  • La velocidad de parpadeo era demasiado rápida comparada con una luciérnaga real.
• Para que funcionara solo de noche, incorporé el concepto de LDR (Light Dependent Resistor).
  • Al conectar el LDR al circuito, logré que el LED se encendiera solo con poca luz.
  • Descubrí que al insertar una resistencia adicional en serie también podía ajustar la sensibilidad a la luz.
• Para ajustar la velocidad de parpadeo utilicé un potenciómetro.
  • Ajusté fácilmente el valor de resistencia y pude cambiar el período de parpadeo del LED entre 1 y 5 segundos.
  • También optimicé el circuito modificando experimentalmente el valor de los capacitores.
• Para mejorar la eficiencia de la iteración en el proceso de pruebas, desarrollé y usé un Astable Delay simulador web.
  • Comparé el período de parpadeo esperado con el resultado real del circuito.

Gestión de energía y validación

• Medí el consumo de energía del circuito con un multímetro.
  • Confirmé que la combinación de un capacitor de baja capacidad y una resistencia alta era favorable para la vida útil de la batería.
  • Con un Battery Life Calculator de mi autoría, calculé que la duración estimada de la batería era de aproximadamente 8 meses.

Ensayos, errores y resolución de incidentes

• Incidente #1: problema con jumpers
  • Al dejar de funcionar repentinamente el circuito, revisé componente por componente y confirmé que había fallas de contacto y alta resistencia en los jumpers.
  • Luego lo sustituyo por hookup wire para asegurar la confiabilidad.
• Incidente #2: fallo al usar simuladores
  • Intenté simular el circuito real en sitios como tinkercad.com y falstad.com, pero en circuitos complejos no funcionó.
  • Observé que algunos simuladores en línea son incompletos para circuitos analógicos complejos.
• Incidente #3: humo de soldadura
  • Sentí en carne propia que el humo producido durante la soldadura afecta la respiración.
  • Reemplacé temporalmente con un extractor usando el ventilador de un CPU de segunda mano y un adaptador de 12V.
• Incidente #4: reutilización de componentes
  • De noche apareció la necesidad de capacitores adicionales, y reutilicé piezas que extraje directamente de una placa de fuente de alimentación descartada.
• Incidente #5: prueba con luciérnagas reales
  • Observé el circuito terminado en una habitación oscura y logré imitar con éxito a una luciérnaga real.

Finalización del hardware y fabricación en distintas formas

• Para rematar e instalar el circuito usé pegamento caliente, un lápiz 3D económico y otros elementos para fabricar soportes y carcasas con funcionamiento estable.
• Fabricé y instalé al aire libre un total de 5 “luciérnagas” en distintas formas, incluyendo montajes en breadboard y método deadbug.
• Ver varias luces parpadeando en la oscuridad durante la noche me dio una gran satisfacción y orgullo.

Reflexión y aprendizajes

• A través de este proyecto, volví a vivir la verdadera inmersión y la alegría de crecer al desafiar algo nuevo.
• Sentí una emoción similar a la de mis comienzos con los lenguajes de programación.
• Surgió la motivación de crear una luciérnaga que brille por más tiempo y de forma más inteligente.
• Finalmente, confirmé que el proceso de aprender, fabricar y tropezar era lo más significativo.

Cierre

• La experiencia de comenzar electrónica con un proyecto práctico me recordó que los fallos y las pruebas forman parte valiosa del aprendizaje.
• El circuito de la luciérnaga es un excelente proyecto introductorio para fortalecer la mentalidad de ingeniería mediante operación, experimentación y mejoras creativas.
• Este recorrido todavía continuará.

[GN⁺]

Comentarios de Hacker News

• Me gustan muchísimo las luciérnagas, pero en los últimos años desaparecieron de algún modo y ya no se ven esos pequeños puntos brillantes en las noches oscuras; las extraño más de lo que esperaba. No sé bien por qué, pero la contaminación lumínica y los pesticidas parecen ser causas importantes. Las poblaciones de insectos en general están disminuyendo gravemente. Incluso hay un artículo que dice que en 25 años desaparecieron tres cuartas partes de los insectos voladores en reservas naturales de Alemania enlace

  • Hasta donde sé, las luciérnagas son muy vulnerables a los químicos para el césped y a la contaminación lumínica. Pasan 2 años en estado larvario y apenas unas semanas sobre la superficie como adultas. Los insecticidas para jardín matan a las larvas y las luces interfieren con el apareamiento.
  • Otra razón es que la gente retira las hojas secas. Las luciérnagas ponen huevos en montones de hojarasca, así que si no hay hojas tampoco habrá luciérnagas que lleguen a aparearse.
  • Recuerdo que antes, al manejar de noche, el parabrisas terminaba lleno de insectos. Ahora ya no pasa.
  • Cuando me mudé al área de The Heights en Houston hace 30 años, era famosa por sus luciérnagas, pero los vecinos antiguos ya me decían que no era como antes. Hace unos 20 años ya casi habían desaparecido por completo.

• El software está limpio, así que el contraste con lo desordenado que está el esquema realmente impacta. Aun así, impresiona que funcione. Hoy la mayoría simplemente pondría un temporizador con un microcontrolador y ya, pero ahí no hay nada de diversión. Hay una elegancia minimalista propia del diseño analógico y una satisfacción especial en trabajar con los electrones tal como son.

  • Hoy gran parte de la comunidad maker tiende a preferir lo barato, rápido y fácil de hacer funcionar, pero en mi experiencia la comunidad DIY de sintetizadores es todo lo contrario. Incluso evitan circuitos integrados y diseños demasiado básicos, y prefieren configuraciones simples con fundamentos muy claros.
  • Los circuitos analógicos son un campo realmente emocionante. Como todavía no he explorado mucho, me parecen aún más fascinantes. Antes también jugué con tubos de vacío y fue muy divertido. Los transistores me resultaron demasiado difíciles durante bastante tiempo, pero me fui familiarizando al construir un patio de juegos de transistores basado en los libros de Forrest Mims III, haciendo compuertas lógicas. El material relacionado está aquí y aquí.
  • Hace poco volví a tocar este tipo de cosas después de mucho tiempo, y me dio curiosidad saber qué tan barato se puede conseguir en 2025 un chipset simple estilo Arduino con algo de GPIO para manejar un LED amarillo.
  • Todavía no me acostumbro a que la notación de los esquemas electrónicos esté invertida con respecto al funcionamiento real y que todos simplemente lo acepten.

• Una de las razones fundamentales por las que el autor ve menos luciérnagas es que las poblaciones de insectos están disminuyendo globalmente entre 2% y 10% por año enlace relacionado

  • De verdad siento que esto es impactante.

• Este post me provocó muchas emociones. En "¿Sueñan los androides con ovejas eléctricas?" de Philip K. Dick, los animales salvajes se extinguen por las secuelas de la guerra y la mayoría de la gente termina teniendo animales eléctricos como mascotas. La creativa luciérnaga electrónica de este post se siente todavía más triste y significativa al pensar que la iluminación artificial y la contaminación lumínica por LED realmente interfieren con el apareamiento y la comunicación de las luciérnagas, reduciendo su población estudio1, estudio2

• Aunque tengo una licenciatura en ingeniería electrónica, todavía siento que no entiendo bien los circuitos, especialmente los que incluyen transistores. He intentado imaginar el flujo eléctrico/electrónico de varias maneras, pero no he encontrado un modelo mental que lo explique al 100%. Creo que me cuesta porque prefiero pensar en pasos, como un flujo algorítmico, en vez de calcular muchas variables a la vez dentro de mi cabeza.

  • En la universidad llevé una clase durísima donde cada semana había que resolver un problema distinto con un nuevo circuito analógico. Al principio solo podíamos usar BJT, resistencias y capacitores; más adelante teníamos que construir un temporizador 555 con transistores para “desbloquear” el permiso de usar IC. Al final ya podíamos usar opamps y una variedad mayor de IC. Incluso 20 años después, esa clase me dejó una comprensión intuitiva de la electrónica analógica. No hay atajos: lo más importante es el esfuerzo constante. Con el aprendizaje de IA de hoy pasa lo mismo: la motivación sigue siendo el punto clave. La IA quizá haga el proceso más entretenido, pero la esencia no cambia.
  • Siento que no sirve seguir reduciendo todo mentalmente a algo como “si escribo 0x69 al GPIO, el LED se enciende”.
  • La carrera que estudié (Electronic Engineering BEng) iba más por este lado, mientras que el BEng general en Electrical Engineering se enfocaba más en potencia, control y motores, así que era un campo distinto al de estos circuitos de hobby.

• Empecé primero con programación, pero no sabía absolutamente nada sobre circuitos analógicos. Hasta seguí el kit 160-in-one de Radio Shack, pero pensaba que cada componente solo hacía su tarea como si fuera una estación en una banda transportadora. Al final fue en la universidad, aprendiendo circuitos LRC y conectándolos con los conceptos de ondas y oscilación, cuando por fin sentí la atracción casi mágica de los circuitos. Lo verdaderamente interesante no es cada componente por separado, sino combinarlos para crear un “sistema de ondas”. Se puede hacer muchísimo controlando corriente y voltaje.

  • De niño tuve el ScienceFair Advanced Electronics Lab de RadioShack (kit de 300 proyectos) foto del producto. Justo ayer lo volví a encontrar en una tienda de electrónica muy antigua y ahora estoy pensando, por pura nostalgia, si heredárselo a mi sobrino o mejor mejorarlo antes de dárselo. Al revisarlo me di cuenta de dos cosas: 1) no se puede entender bien un circuito LRC y similares sin un osciloscopio; de verdad habría sido genial tener aunque fuera uno barato cuando era niño; 2) el manual del kit era demasiado flojo y no estimulaba la exploración creativa. Como explicaba mal las cosas, no logré aprender bien los conceptos hasta la universidad. Aun así, lo más divertido de ese kit fue terminar quemando un LED rojo, y sí me ayudó mucho a familiarizarme con símbolos, protoboards y a perderle el miedo a la electricidad.
  • Me pregunto si hoy existe algún buen kit que reemplace esos kits vintage de Radio Shack.
  • Siempre quise el 160-in-one, pero nunca lo tuve. En cambio sí armé muchos kits de Radio Shack.

• También se nota la desaparición de los insectos al pescar. He pescado toda mi vida, y muchos pescadores veteranos también dicen que hay menos insectos. Creo que algunas carnadas que antes funcionaban bien ahora ya no, porque los peces no han tenido experiencia generacional con esos insectos.

  • También he escuchado eso, pero por mi experiencia la causa principal son los pesticidas. La gente esparce veneno para matar mosquitos, pulgas, hormigas y cucarachas, y al final disminuyen todos los insectos. Cuando cancelé mi servicio de mantenimiento del césped, volvieron los pájaros a buscar comida, las flores de lantana se llenaron de mariposas y por la noche también se ven bastantes luciérnagas.

• El simulador de circuitos de tinkercad.com funcionó bien con circuitos simples, pero el circuito astable multivibrator que hice no funcionó correctamente. En falstad.com/circuit pasó lo mismo. Me di cuenta de que este tipo de simuladores a veces no funciona bien con circuitos complejos. De verdad agradecería recomendaciones de software de diseño/simulación de circuitos para hobby que pueda usarse en macOS o en línea. He probado kicad, diylc, fritzing y varias cosas más, pero ninguna me parece realmente útil. Hasta me da la impresión de que la gente que hizo este software tiene la cabeza medio rota de una forma muy específica. Mi software ideal haría diseño electrónico y espacial del circuito, pruebas de funcionamiento y fabricación de placas, con soporte especial para stripboard.

  • Mi instinto de programador me hace pensar “¿de verdad es tan difícil hacer un simulador de circuitos?”, pero el hecho de que aún no exista una solución realmente adecuada me hace dudar.
  • En mi experiencia como aficionado, lo mejor ha sido usar programas distintos para diseño de circuitos y para simulación. Uso LTspice para simular y KiCad/EasyEDA para diseñar placas. Parece que para llevarse bien con este software hace falta una forma de pensar bastante peculiar. Por ejemplo, en LTspice está buena la función para variar los valores de componentes dentro de la simulación, pero aprender a usarlo resulta desesperantemente difícil y frustrante.
  • No conocía el astable multivibrator, así que quería volver a preguntar por eso.

• Creo que si el simulador no funciona bien, también puede ser porque el circuito real aprovecha características parásitas. Por ejemplo, un joule thief en teoría no tiene capacitor, pero la resistencia, inductancia y capacitancia propias de los componentes físicos influyen en el funcionamiento real.

• Las luciérnagas también pueden parpadear en respuesta a la luz. Si se encontrara un fotosensor lo bastante sensible, estas “luciérnagas electrónicas” podrían comunicarse entre sí. Incluso quizá podrían comunicarse con luciérnagas reales. Además, si el circuito se diseñara para reaccionar solo a cambios en la luminosidad ambiente, se podría evitar que se active todo el día.

  • Se puede hacer incluso con una combinación simple de fotocelda CdS y transistor. Las luciérnagas reales también se sincronizan más o menos así. Si se conecta una fotocelda CdS y una resistencia en serie al transistor de disparo del circuito, puede responder a pulsos de luz externos encendiéndose y al mismo tiempo seguir parpadeando de manera autónoma.
  • Un producto llamado Le Dominoux también funciona de forma parecida con un 555 y se activan entre sí video
  • En el insectario de San Francisco hicieron una obra de arte donde pusieron un fotodiodo en cada luciérnaga. La instalaron en un lugar oscuro y filtraron las ventanas, así que las luciérnagas podían percibir suficientemente los destellos unas de otras.
  • Yo también pensé algo parecido: me imaginé si luciérnagas artificiales podrían atraer de vuelta a las reales. Pero la señal luminosa de una luciérnaga real es un mensaje de apareamiento, así que la comunicación basada en fotones seguramente es un sistema mucho más complejo que un simple LED parpadeando al azar. Al final, quizá las luciérnagas simplemente ignoren las “señales raras” y se vayan.