¿Qué es la calculadora de capacidad de batería?
Esta herramienta estima la capacidad de batería, en miliamperios-hora (mAh), que necesitas para alimentar un dispositivo durante el tiempo de funcionamiento deseado. Al incluir un factor de eficiencia (o de capacidad aprovechable), te da un objetivo mucho más realista que una simple multiplicación y evita que te quedes corto con una batería que se agotaría antes de tiempo.
Cómo usarla
Introduce el consumo medio de corriente de tu dispositivo en miliamperios (mA), el número de horas que quieres que funcione y un factor de eficiencia entre 0 y 1. La eficiencia tiene en cuenta las pérdidas de los convertidores, la autodescarga, la temperatura y el hecho de que rara vez conviene descargar una celda al 0 %. Los valores habituales rondan 0,8–0,9 para dejar un buen margen. La calculadora te devuelve la capacidad necesaria en mAh y en Ah.
La fórmula explicada
La relación básica es $$\text{Capacidad (mAh)} = \frac{\text{Consumo (mA)} \times \text{Autonomía (h)}}{\text{Eficiencia}}$$ El consumo multiplicado por las horas de funcionamiento da la demanda bruta de carga en mAh; al dividir entre la eficiencia, esa cifra aumenta para que la parte realmente aprovechable de la batería siga cumpliendo tu objetivo de autonomía. Dividiendo el resultado entre 1000 conviertes los mAh en Ah.
Ejemplo práctico
Supongamos que un dispositivo consume 500 mA y debe funcionar durante 10 horas, con una eficiencia de 0,85. Demanda bruta = \(500 \times 10 = 5{.}000 \text{ mAh}\). Al dividir entre 0,85 obtenemos $$5{.}000 \div 0{,}85 \approx 5{.}882{,}35 \text{ mAh},$$ es decir, unos 5,88 Ah. Por tanto, elegirías una batería de unos 6.000 mAh o más.
Elegir y dimensionar su batería
Una vez que la calculadora le da una capacidad objetivo, convierta ese número en bruto en una opción de batería real con estos pasos:
- Redondee hacia arriba al siguiente tamaño de paquete estándar. Las celdas y paquetes vienen en capacidades fijas (por ejemplo, celdas individuales 18650 alrededor de 2000–3500 mAh, o paquetes LiPo tipo bolsa de 500, 1000, 2000 mAh, etc.). Siempre elija el siguiente tamaño hacia arriba en relación con su requisito calculado en lugar del tamaño más cercano hacia abajo.
- Agregue un margen de 20–30%. La capacidad utilizable disminuye durante la vida útil de la batería y cae bruscamente a bajas temperaturas, y rara vez desea descargar una celda al 0%. Multiplicar su capacidad calculada por aproximadamente 1,2–1,3 le da un margen de seguridad práctico. Para el ejemplo de 1129 mAh anterior, eso significa apuntar a aproximadamente 1350–1470 mAh.
- Compruebe la clasificación C de descarga contra su corriente máxima. La corriente promedio establece la capacidad, pero la batería también debe entregar picos breves (transmisiones de radio, arranque del motor). Una celda clasificada con 1C a 1000 mAh suministra aproximadamente 1 A de forma continua; si sus picos superan eso, elija una clasificación C más alta o un paquete más grande para que el voltaje no baje y no active un reinicio de bajo voltaje.
- Compare la energía en vatios-hora cuando los voltajes difieren. Los miliamperios-hora solo se comparan justamente al mismo voltaje. Para comparar una celda de 3,7 V con un paquete de 7,4 V, convierta a vatios-hora: una celda de 2000 mAh, 3,7 V almacena 7,4 Wh. Los vatios-hora le permiten sopesar el tamaño, el peso y el costo en diferentes químicas y voltajes en igualdad de condiciones.
- Tenga en cuenta la química y el punto de corte. El ion de litio/LiPo, NiMH y alcalino tienen diferentes voltajes nominales y profundidad de descarga utilizable. Integre el límite de profundidad de descarga en su factor de eficiencia en lugar de asumir que puede usar el 100% de la capacidad indicada.
Si su carga se especifica en vatios en lugar de miliamperios, dimensione el paquete a partir de la energía, luego convierta. Esta es orientación de ingeniería general para propósitos de estimación, no una certificación de seguridad — siga las clasificaciones de la hoja de datos del fabricante y use un circuito de protección apropiado y un cargador para su química de batería.
Preguntas frecuentes
¿Qué eficiencia debo usar? Para circuitos simples alimentados directamente por la batería, usa 0,9–0,95; para diseños con reguladores de tensión o que funcionan en condiciones de frío, es más seguro usar 0,7–0,85.
¿Tiene en cuenta la tensión? No: los mAh son una medida de carga a una única tensión nominal. Si cambias la tensión de la batería, compara también los vatios-hora (\(\text{Wh} = \text{Ah} \times \text{V}\)).
¿Por qué se divide entre la eficiencia en lugar de multiplicar? Necesitas carga almacenada de más para compensar las pérdidas, así que la capacidad requerida es mayor que la demanda bruta; de ahí que se divida.
