El porqué del círculo negro sobre el sol, y otros mundanos milagros

solnegro

Seguro que habréis visto en alguna ocasión una foto como la de arriba, o quizá incluso os hayáis sorprendido al comprobar que vosotros mismos habíais tomado una similar. ¿Por qué aparece ese punto negro en el centro del sol? Los amantes de las explicaciones fantásticas han recurrido a explicaciones extravagantes como Nibiru, a un misticismo esotérico simbolizado por el sol negro que vaticina un cambio de realidad y de conciencia, o a una señal divina durante la celebración de un acto religioso.

No hace mucho, una fotografía tomada por una webcam en la estación Neumayer de la Antártica, corrió como la pólvora apareciendo como una evidencia de la proximidad del Planeta X.

Neumayer

En este vídeo en cambio, el efecto se muestra como “la manifestación de la Virgen de San Nicolás”:

La explicación es bastante más mundana. Se debe a un defecto de funcionamiento de los sensores CMOS que utilizan las cámaras de bajo coste y los celulares. Me gustaría explicarlo de la manera más  sencilla posible, para que cualquiera con unos mínimos conocimientos sea capaz de entenderlo. De hecho a mi también me costó, y tuve que recurrir a Miguel, un lector del blog (gracias Miguel), para que me echase una mano. A ver si consigo que no os aburráis.

Las cámaras fotográficas captan la luz que entra por el objetivo y lo proyectan sobre un dispositivo llamado sensor. Hay dos tipos de sensores, CMOS y CCD. Los CMOS son los más baratos de los dos, por lo que son los usados preferentemente en los móviles.

sensorcdmos

La superficie del sensor está compuesta por infinidad de fotoreceptores dispuestos en forma de matriz. El número de estos dispositivos es lo que define la resolución en pixeles de la cámara.

Este es el aspecto de dos de estos píxeles:

pixeles

Cada uno de estos píxeles tiene una pequeña microlente encima para maximizar la cantidad de luz que le llega al sensor (fotosensor) que se encuentra en el centro. Algo así como lo que le hacíamos de pequeños a las hormigas con una lupa.

Es esquema eléctrico del sensor (CMOS) es parecido a este:

CMODS

El diodo fotosensor es la pieza marcada con un 6. Al recibir la luz que le enfoca la microlente produce una carga positiva en la zona superior, y no se descarga hacia la masa (abajo) porque el diodo está conectado en inversa y lo impide. Este es un vídeo muy bueno para entender el funcionamiento de un diodo: [1].

La controladora de la cámara selecciona una fila del sensor, activando la línea 1. Al hacerlo, en el hilo marcado con un 2 aparece el valor leído por el fotosensor, amplificado gracias al transistor Msf. Este transistor es como un grifo, cuya llave está controlada por la carga acumulada en el punto 6. Si el fotosensor recibe mucha luz, hay mucha carga en el punto 6, lo que abre el grifo a tope recibiendo en el cable 2 la tensión  Vdd.

La parte interesante viene ahora. Cada lectura se compone de un ciclo normal y uno de reseteo. En el de reseteo, la controladora activa el transistor de reset (número 7), lo que hace que la carga del punto 6 desaparezca, marchándose hacia Vrst. Este desplazamiento de la carga positiva del punto 6, toma un poco de tiempo, que aumenta cuanta más alta es la carga acumulada por el fotosensor. Tras un tiempo programado en la controladora de la cámara se vuelve a hacer una lectura, en la que la carga del punto 6 ya debería de ser 0.

El valor que toma la controladora como lectura del pixel es el valor de la primera lectura (a la que llamaremos Vl), menos, el valor de la lectura del reset (Vr). El resultado es (Vl-Vr).

Ocurre que las cámaras con sensor CMOS puede encontrarse en uno de estos tres casos:

image

En el modo normal, cuanta más luz recibe el sensor más señal devuelve. En el modo saturado, devuelve siempre la misma señal aunque la intensidad de la luz aumente. Y en el modo de sobresaturación, devuelve una lectura menor cuanta más intensidad lumínica recibe. ¿Por qué pasa esto? Porque llega un momento en el que la carga del punto 6 es tan alta, que no da tiempo a ser transferida completamente a Vrst, apareciendo en la lectura de reset un valor mayor que cero. La composición de las lecturas normales y de reset combinadas, producen este efecto.

compisicion

 

En conclusión, el punto negro en el centro del sol se debe a una sobre exposición de los sensores CMOS que no pueden ser reseteados completamente en el tiempo que tiene estipulado la cámara. Ni Nibiru, ni la Virgen, ni ninguna otra cosa extraordinaria.

Referencias:

https://docs.google.com/viewer?a=v&pid=gmail&attid=0.1&thid=135d3fe3529aeade&mt=application/pdf&url=https://mail.google.com/mail/?ui%3D2%26ik%3D51d805f64e%26view%3Datt%26th%3D135d3fe3529aeade%26attid%3D0.1%26disp%3Dsafe%26realattid%3Df_gzbdalj10%26zw&sig=AHIEtbTVCLqpkpsZE5-VVJp5Y4rrzIRF0w

http://en.wikipedia.org/wiki/Active_pixel_sensor

http://www.icmm.csic.es/fis/gente/josemaria_albella/electronica/5%20Aplicaciones%20diodos.pdf

  • ¡Waala!, que explicacion mas compleja…
    Es más fácil Creer y olvidarse de saber.

  • @ Eli Diota:

    Cierto :)

  • Ojala hubiera encontrado un video más afín al tema, pero me parece que los CMOS no entraban en el temario.

    Sun salud☼.

  • Por este tipo de post es que entro todos los días a este blog.
    Excelente explicación.

    Sigue de esa manera.

  • Un artículo fantástico. Felicidades.

  • Con un motorola defy (y el filtro solarizar), consigues fotos decentes en ambientes de poca luz, eso si el sensor se satura con una simple bombilla apareciendo el «famoso» punto negro.

    Enhorabuena por el articulo muy bien explicado :alaba:

  • ¡De nada! Así aprendí yo también por qué pasaba exactamente, que no lo sabía.

  • M. Montes es la persona a la que me refiero en la entrada (Miguel). Gracias de nuevo.

  • @ Persona:

    Tu me parece a mi que eres de mi quita. De 40 para abajo no saben quién es Petete ni por asomo.

  • lamentira dijo:

    @ Persona:
    Tu me parece a mi que eres de mi quita. De 40 para abajo no saben quién es Petete ni por asomo.

    Oye, que Petete duro lo suyo. Uno esta todavia por la treintena y no fallaba ningun Sabado al Libro Gordo de Petete. :-D

  • Hola, buena tu explicación, pero tengo una pregunta? en la estación antártica utilizan que tipos de cámaras? No creo que lleven lo peor a ese lugar no? Gracias por la respuesta. :starviewer:

  • @ Cristobal:
    Tienen esta:
    http://www.mobotix.com/eng_AU/Products/Cameras/DualNight-M12

    Este el el catálogo del producto:
    http://www.mobotix.com/eng_AU/file/2665211/mx_PB_en_110909.pdf

    Ve a la página 8 (abajo)

  • Muy bonito lo de los transistores, los diodos y toda la movida pero no has explicado por que en las fotos se ve «claramente» a Nubiru y a la virgen :-D

    Magnífico post

  • @ Persona:
    @ lamentira:
    @ Javi:

    Aún me falta para los cuarenta y me acuerdo de Petete y de la guapa pelirroja que le hacia tantas preguntas :gusto:

  • :alaba:

    Muy muy bueno @lamentira, y me vino genial, porque hace rato no miraba un circuito :ok: .

    Por cierto, yo todavía no piso los 30 pero sé quién es petete… las últimas veces que lo vi acá lo acompañaba una señorita que estaba bastaaante bien. Será por eso que lo registro :-D

  • @ Nicolás:

    ¿Carolina? Me suena que se llamaba así.

  • @ NewZealander:

    :meparto:

  • Y terminaba más o menos así:
    «El libro gordo te enseña
    el libro gordo entretien
    y yo te digo contento
    hasta el programa que viene».
    Persona, la que has «liao»

  • Creo que no. En la versión del nuevo siglo era una rubia que se llamaba (lo acabo de buscar en la wiki :-D ) Guillermina Valdez

  • Yo tengo un par de fotos donde sale el sol asi, con ese circulo negro, y es cierto todo, muchas gracias por difundir estas cosas, por que uno ya se cansa de leer tanta basura de nibiru, conspiraciones, y todo lo que rula por la web sin cesar, muchas veces sin ser veridica.
    Os leo desde hace un tiempo y me pareceis de lo mejor , seguid asi gente! :alaba:

  • Pasaron algunas presentadoras, Carolina entre ellas, aunque no encuentro ningún video con ella y Petete, pero era esta:

    Pedro ruiz decía a quello de «que buena estas Carolina»:

  • Javi tiene razón, este programa lo repusieron en España a principios de los 80 (yo lo vi con unos cinco años y ahora tengo 36).

    Sobre la compañera de Petete, yo sólo conocí la versión argentina en la que siempre estuvo la misma actriz, Carolina. De hecho Verónica Armengod, la pelirroja de «el kiosko» no tiene nada que ver (lo siento Tru).

    Y aun a riesgo de hablar como un abuelo, en nuestros tiempos los contenidos de la programación infantil eran mil veces mejores. A mi entender, esto tiene mucho que ver con lo que pasa hoy en día.

    Sun salud☼, un orgulloso propietario de todos los tomos del Libro gordo de Petete.

  • @ Persona:
    Si, se llama Verónica…pues mira que me sonaba a mi era la paisana esta…con razón no encontraba ningún video… :ohno:


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