Telégrafo de pulsador

Qué va a aprender

• Que un circuito puede medir metros: la corriente llega al otro extremo del cable en una fracción de segundo.
• Qué es un pulsador (normalmente abierto) y cómo dos pulsadores en paralelo pueden controlar los mismos avisadores.
• A codificar y descodificar letras con puntos y rayas, y la importancia de las pausas (ritmo 1–3–7).
• Que el LED y el zumbador activo tienen polaridad y que el LED necesita una resistencia (100 Ω con 3 V).
• Cómo funcionaba el telégrafo de Morse y Vail (1844), el primer sistema de mensajes instantáneos.

Prepara antes

• Imprime las plantillas al 100 %: 2 pulsadores B, 2 bases superiores A y 2 tarjetas Morse C.
• Prueba cada zumbador y LED con el portapilas antes (zumbador: rojo con rojo; LED: pata larga al + a través de la resistencia).
• Corta los 3 hilos de 5 m (o separa 3 hilos del cable multihilo) y pela 15 mm de cada extremo.
• Comprueba que las chinchetas son metálicas: raspa la cabeza con una moneda; si sale pintura, no sirven.
• Pega las 3 capas de cada base con cola blanca y ponles peso encima 30 min antes de la sesión.

Materiales y herramientas

• Zumbador activo — 2 (uno por puesto) comprar
  activo, 3–24 V (o «3 V»), Ø 12 mm, con patas o cables; la pata larga / cable rojo es el +
• LED rojo — 2 (+1 de repuesto) comprar
  5 mm, 2 V / 20 mA, pata larga = +
• Resistencia de 100 Ω — 2 comprar
  1/4 W (bandas marrón-negro-marrón)
• Pilas AA — 2 comprar
  1,5 V alcalinas (3 V en total)
• Portapilas 2 × AA — 1 comprar
  con cables rojo (+) y negro (−), mejor con interruptor
• Cable de 3 hilos — 5 m (+ 30 cm para conexiones) comprar
  cable de alarma o telefonía de 4 hilos (0,22 mm²), o 3 cables finos de distinto color de 5 m (rojo, amarillo, negro)
• Chinchetas metálicas — 4 (2 por puesto)
  de latón o acero con la cabeza de METAL sin pintar, pincho de ≤ 8 mm
• Clips metálicos — 2 (1 por puesto)
  32 mm, de acero sin plastificar
• Cartón corrugado — 6 rectángulos de 150 × 100 mm
  3–4 mm (3 capas por puesto)
• Cartulina — 1 A4
  200 g, para los pulsadores y las tarjetas Morse
• Cinta aislante — 1 m
  de electricista, para forrar los empalmes
• Cinta adhesiva y cola blanca — ≈ 1 m de cinta y un chorrito de cola
  para sujetar cables y laminar las bases

Herramientas

• Tijeras y regla — recortar plantillas y medir el cable
• Cúter y base de corte — cortar las capas de cartón adulto
• Pelacables o tijera vieja — pelar 15 mm de cada extremo de cable adulto
• Alicates de punta — retorcer empalmes y doblar el clip
• Punzón — hacer el agujero guía de las chinchetas adulto

Piezas y plantillas

• A · Base superior (plano de montaje) ×2 — cartón corrugado 3–4 mm
• A2 · Capas inferiores de la base ×4 — cartón corrugado 3–4 mm
• B · Pulsador (tarjeta) ×2 — cartulina 200 g
• C · Tarjeta Morse ×2 — cartulina 200 g (forrada con cinta transparente)

Paso a paso

1. Lamina las bases

   Para cada puesto, pega con cola blanca 3 rectángulos de cartón de 150 × 100 mm: abajo las dos capas A2 y arriba la capa A con el plano impreso. Alterna la dirección de las ondas y pon peso encima 30 minutos.

   Comprueba: La base mide unos 10 mm de grosor y no se dobla.

2. Pega el pulsador adulto

   Recorta las tarjetas B y pega una en la zona «PULSADOR» de cada base. Marca con el punzón los dos agujeros guía, a 20 mm uno de otro, atravesando la tarjeta y 3–4 mm de cartón.

3. Prepara los cables cortos del pulsador adulto

   Corta 2 trozos de cable de 15 cm por puesto (rojo para X, amarillo para Y) y pela 15 mm de un extremo de cada uno. Retuerce el cobre de cada uno formando una anilla pequeña de 3 mm.

4. Clava la chincheta 1 con el clip

   Pasa la chincheta 1 por la anilla del cable rojo y por el bucle pequeño de un extremo del clip, y clávala hasta el fondo en el agujero de la izquierda. Cabeza, clip y cobre deben quedar apretados juntos, aunque el clip todavía puede girar alrededor de la chincheta.

5. Clava la chincheta 2

   Gira el clip hacia un lado para dejar libre el otro agujero. Pasa la chincheta 2 por la anilla del cable amarillo y clávala en ese agujero, a 20 mm. Vuelve a girar el clip para que pase por encima de la chincheta 2 y dóblalo hacia arriba desde la chincheta 1, de modo que el tramo del clip que queda sobre la cabeza de la chincheta 2 esté 4–5 mm por encima de ella, sin tocarla. La punta sobresale unos 12 mm más allá: ahí se aprieta.

   Comprueba: Al apretar el clip toca la chincheta 2; al soltarlo sube solo. Si se queda abajo, dóblalo un poco más hacia arriba.

6. Monta el zumbador y el LED

   En cada puesto, sujeta el zumbador con cinta sobre su marca y el LED sobre la suya. Retuerce la resistencia de 100 Ω a la pata larga del LED (4 vueltas). Dobla las patas en horizontal para que queden planas sobre el cartón.

   Truco: Escribe «+» con rotulador junto a la pata larga del LED y al cable rojo del zumbador para no confundirte después.

7. Haz el nudo Y de cada puesto adulto

   Une en un solo empalme: el cable amarillo del pulsador, el + del zumbador y el extremo libre de la resistencia del LED. Retuerce los cobres juntos al menos 4 vueltas y deja un hilo libre para el cable largo amarillo.

8. Haz el nudo Z de cada puesto adulto

   Une en otro empalme el − del zumbador (cable negro) y la pata corta del LED. Este empalme irá al cable largo negro. Forra los dos empalmes con cinta aislante para que no se toquen entre sí.

   Comprueba: Ningún cobre pelado de un empalme debe poder tocar el otro empalme ni el clip.

9. Tiende la línea

   Estira los 3 hilos de 5 m entre los dos puestos (rojo, amarillo, negro). Átalos con cinta cada 50 cm para que vayan juntos. Pega cada extremo a la base con cinta, 3 cm antes de pelarlo, para que un tirón no arranque las conexiones.

10. Conecta el puesto A

    En el puesto A: une el rojo largo con el cable rojo del pulsador (X), el amarillo largo con el nudo Y y el negro largo con el nudo Z. Retuerce 4 vueltas y forra cada unión con cinta aislante.

11. Conecta el puesto B y el portapilas adulto

    En el puesto B haz las mismas tres uniones y además: cable rojo del portapilas al empalme X (rojo) y cable negro del portapilas al empalme Z (negro). Pega el portapilas en la parte de atrás de la base con cinta.

    Comprueba: Antes de poner las pilas, revisa: el rojo del portapilas solo llega al clip de los pulsadores; el negro solo a los − del zumbador y del LED.

12. Pon las pilas y prueba

    Coloca las 2 pilas AA respetando + y −. Aprieta el clip del puesto B: deben sonar los 2 zumbadores y encenderse los 2 LEDs. Suelta y prueba el clip del puesto A.

    Comprueba: Si el LED no se enciende pero el zumbador suena, el LED está al revés: dale la vuelta.

13. Prepara las tarjetas Morse

    Imprime la tarjeta C en cartulina, recórtala y forra con cinta ancha transparente. Pon una junto a cada puesto, con la regla: punto = 1 tiempo, raya = 3, pausa entre letras = 3, entre palabras = 7.

14. Primer mensaje

    Separa los puestos en dos habitaciones. Manda SOS (··· ——— ···) varias veces, después tu nombre, letra a letra, mientras la otra persona lo apunta en un papel.

¿Funciona? La prueba

Con los puestos a 5 m (o en habitaciones distintas), uno manda una palabra de 4 letras elegida en secreto y el otro la apunta. Después se cambian los papeles.

Qué debe pasar: Cada pulsación hace sonar y encender los dos puestos a la vez, sin retraso apreciable. Un principiante transmite una palabra corta en ≈ 20–40 s. Al soltar, todo debe quedar en silencio y apagado.

Si algo falla

• No suena ni se enciende nada — Pilas al revés o gastadas, chincheta con cabeza pintada o empalme suelto. Solución: Comprueba el portapilas uniendo directamente rojo con el nudo Y: si suena, el fallo está en el pulsador. Usa chinchetas de metal y aprieta la anilla de cobre bajo la cabeza.
• Suena siempre, sin apretar — El clip toca la chincheta 2 en reposo o los empalmes X e Y se tocan. Solución: Dobla el clip hacia arriba 4–5 mm y forra bien cada empalme con cinta aislante.
• El zumbador no suena pero el LED se enciende — Zumbador pasivo o conectado al revés. Solución: Dale la vuelta (rojo/pata larga al nudo Y). Si sigue mudo, es pasivo: cámbialo por uno activo de 3–24 V.
• El LED no se enciende pero el zumbador suena — LED al revés o resistencia mal empalmada. Solución: Gira el LED (pata larga hacia la resistencia y el nudo Y).
• Funciona en un puesto y en el otro no — Un hilo de la línea cortado o un empalme flojo en ese puesto. Solución: Revisa las tres uniones del puesto que falla; tira suavemente de cada cable: si se sale, rehaz el empalme con más vueltas.
• El sonido es flojo — Pilas gastadas o zumbador de 5–12 V que a 3 V suena poco. Solución: Cambia las pilas o usa un portapilas de 3 × AA (4,5 V) en lugar del de 2 × AA y entonces cambia las resistencias a 150 Ω.

Seguridad

• El cable de 5 m cruza el suelo: pégalo con cinta o pásalo pegado a la pared para que nadie tropiece.
• Las chinchetas pinchan: clávalas con el pulgar protegido por una goma de borrar, y guárdalas lejos de los menores de 3 años.
• Pelar cables con tijera o cúter lo hace un adulto.
• No unas los cables rojo y negro del portapilas directamente: es un cortocircuito y las pilas se calientan.
• Quita las pilas cuando no lo uses y llévalas gastadas al contenedor de pilas.
• Nunca conectes el telégrafo a un enchufe ni a un cargador.

La ciencia detrás

Para los niños

La electricidad es como el agua dentro de una manguera llena: cuando abres el grifo en un extremo, el agua sale por el otro al instante, aunque la manguera sea larguísima. Al apretar el clip abres el «grifo» y la electricidad hace sonar el zumbador del otro puesto enseguida. El código Morse convierte las letras en pitidos cortos y largos, como un idioma secreto de ritmos. Hace casi 200 años la gente se mandaba mensajes de una ciudad a otra así.

Para el adulto

Los dos pulsadores están en paralelo entre el hilo X (+3 V) y el hilo Y (señal); los dos zumbadores y las dos ramas LED + resistencia están en paralelo entre Y y Z (−). Cerrar cualquier pulsador pone Y a 3 V y activa los cuatro avisadores; por eso basta con 3 hilos para comunicación bidireccional (semidúplex: uno habla y el otro escucha). Un zumbador activo integra un oscilador (≈ 2–4 kHz) y un disco piezoeléctrico o una bobina: suena con tensión continua y consume ≈ 10–30 mA. LED rojo: I = (3,0 − 2,0)/100 ≈ 10 mA. Consumo total ≈ 40–80 mA solo mientras se pulsa. La línea de 2 × 5 m de cobre de 0,22 mm² tiene R ≈ 0,0175·10/0,22 ≈ 0,8 Ω: cae < 0,1 V, despreciable. La señal no es la velocidad de los electrones (muy lenta) sino la del campo electromagnético en el cable, ≈ 2/3 de la velocidad de la luz: 5 m se recorren en ≈ 25 ns. El código Morse (Morse y Vail, 1838; primera línea Washington–Baltimore en 1844) usa una unidad de tiempo: punto = 1, raya = 3, pausa interna = 1, entre letras = 3, entre palabras = 7. Las letras más frecuentes en inglés tienen los códigos más cortos (E = ·, T = —): es una codificación de longitud variable, precursora de la compresión de datos.

• telégrafo: aparato para mandar mensajes a distancia con impulsos eléctricos por un cable.
• código Morse: alfabeto de puntos (toques cortos) y rayas (toques largos).
• pulsador: interruptor que solo cierra el circuito mientras lo aprietas.
• en paralelo: conectados lado a lado, de forma que cada uno puede funcionar por su cuenta.
• codificar: convertir un mensaje en señales siguiendo unas reglas que conocen el que manda y el que recibe.

Por edades

• 5–7 años: El adulto hace las conexiones; el niño lamina las bases, clava las chinchetas con ayuda, decora y juega a mandar SOS y su inicial.
• 8–10 años: Montan los pulsadores y los avisadores y hacen los empalmes con supervisión; practican con la tarjeta letras de 1–2 símbolos y luego palabras cortas.
• 11–12 años: Dibujan el esquema eléctrico, calculan la corriente de cada rama y diseñan un tercer puesto o un sistema con código propio (cifrado César + Morse).

En grupo o en clase

Equipos de 4 (2 por puesto), un telégrafo por equipo (≈ 5–6 € de componentes). Antes: laminar bases, cortar y pelar los cables, probar zumbadores y LEDs. Sesión de 90 min: 10 min de historia y demostración, 50 min de montaje, 30 min de juego (los puestos de cada equipo en extremos opuestos del aula o del pasillo, mensajes secretos en sobre). Ten pilas, LEDs y clips de repuesto, y cinta para fijar los cables al suelo.

Retos

• Añade un interruptor general en el portapilas para no gastar pilas.
• Construye un tercer puesto y organiza una «red» de 3 estaciones con turnos para hablar.
• Sustituye el LED por uno RGB o pon dos LEDs de colores y un selector para mandar mensajes con color.
• Diseña una llave telegráfica de madera con muelle (pinza de la ropa) que sea más cómoda que el clip.
• Inventa tu propio código de pitidos para 5 mensajes frecuentes (ven, sí, no, espera, cena).

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