🔋 Calculadora de Duración de Batería

Una calculadora de duración de batería responde a la pregunta que todo maker acaba planteándose: “¿cuánto tiempo funcionará esto de verdad?” La respuesta es una sola división. Tomas la energía almacenada en la batería, su capacidad, y la divides entre el ritmo al que tu dispositivo la consume. El resultado es la duración en horas. Es la misma contabilidad básica que usas al dimensionar la resistencia de un LED o al revisar el consumo en reposo detrás de un divisor de tensión, solo que expresada en tiempo en lugar de resistencia.

La capacidad se mide en miliamperios-hora (mAh) o amperios-hora (Ah). A pesar del nombre, es una medida de carga, no de potencia: una celda de 2000 mAh puede entregar 2000 mA durante una hora, o 100 mA durante veinte horas, o cualquier otra combinación cuyo producto dé 2000. La corriente que consume tu dispositivo se mide en miliamperios (mA). Divide los dos y las unidades de “miliamperio” se cancelan, dejando horas.

Para una batería de 2000 mAh, la tabla muestra cómo se encoge la duración a medida que crece la carga:

La fórmula central es solo una proporción entre carga y corriente:

Duración (h) = Capacidad (mAh) ÷ Carga (mA)

Si varios dispositivos idénticos comparten una batería, multiplica primero la carga por el número de dispositivos. La calculadora lo hace por ti: una batería de 2000 mAh que alimenta cuatro aparatos de 100 mA consume 400 mA en total, así que dura 2000 ÷ 400 = 5 horas en lugar de 20. Vigila el denominador: duplicar la corriente reduce la duración a la mitad, siempre. Esa misma lógica de “súmalos” aparece al combinar celdas en paralelo, donde la capacidad se comporta como las corrientes de rama en una red de resistencias en paralelo.

Como comprobación derivada, la calculadora también informa de la tasa C, que es la corriente de carga dividida entre la capacidad expresada en las mismas unidades: C = I(mA) ÷ Capacidad(mAh). Una descarga de 0,05 C (100 mA desde 2000 mAh) es un goteo suave y favorable para la longevidad; una descarga de 1 C significa que la batería se vacía exactamente en una hora; cualquier cosa por encima de 2 C es una descarga dura que genera calor y acorta la vida de la celda. La tasa C es el número que las hojas de datos de baterías citan de verdad, así que es la forma honesta de comparar una pila botón diminuta con una 18650 robusta.

Las baterías reales esconden dos arrugas. Primera, la capacidad se suele clasificar a una tasa C modesta (a menudo 0,2 C); si aprietas más, obtienes menos de lo que dice la etiqueta: esa caída es el efecto Peukert, más visible en plomo-ácido y en NiMH antiguas. Segunda, importa la tensión de corte: un dispositivo que muere a 3,0 V exprime más tiempo de una batería de iones de litio que uno que se apaga a 3,4 V. La calculadora da la cifra ideal; trátala como un límite superior con confianza.

Montar un paquete de celdas es una decisión aparte de las cuentas de duración. Las celdas apiladas en serie suman tensiones pero mantienen la misma capacidad, así que la duración no cambia; las celdas en paralelo suman capacidad (y capacidad de corriente) manteniendo la tensión, así que la duración crece en proporción. Un paquete de iones de litio “3S2P” dura por tanto aproximadamente el doble que una cadena serie única y a triple tensión. La capacidad que escribas en la calculadora debe ser ese total sumado en paralelo, no la clasificación de una sola celda.

1. Introduce la capacidad de la batería y elige su unidad (mAh para celdas pequeñas, Ah para paquetes grandes).
2. Introduce la corriente que consume tu dispositivo y elige su unidad (mA, A o uA).
3. Introduce cuántos dispositivos idénticos comparten la batería (déjalo en 1 si solo hay uno).
4. Pulsa Calcular para ver la duración en horas y días, la corriente total y la tasa C.
5. Compara la tasa C con la hoja de datos de tu celda y mantente claramente por debajo de 1 C para una vida larga.

¿Por qué mi dispositivo se apaga antes de lo que predice la calculadora?

La cifra es ideal. Las celdas reales entregan menos con una descarga alta (efecto Peukert), la tensión de corte recorta la duración y la autodescarga merma en reposo. El frío también encoge la capacidad útil. Espera el 80-90% del número en la práctica.

¿Qué es una tasa C segura?

Por debajo de 0,5 C es suave y favorable para la longevidad en la mayoría de las químicas. Alrededor de 1 C es normal en móviles y herramientas. Descargas sostenidas por encima de 2 C generan calor y desgastan la celda; solo las celdas diseñadas para ello lo toleran.

¿Puedo usarla para una batería externa USB (power bank)?

Sí, pero lee los mAh nominales a nivel de celda de 3,7 V, no la cifra de salida de 5 V impresa en la caja, porque el número de 5 V ya incluye pérdidas de conversión y subestima lo que las celdas guardan de verdad.

¿Una batería más grande dura siempre proporcionalmente más?

En el modelo ideal, sí, porque dobla los mAh y dobla las horas. En la realidad, una celda mayor también tiene menor resistencia interna y se mantiene más fría, así que en descargas muy altas recupera parte de la capacidad perdida. La relación es casi lineal para cargas moderadas.

¿Cómo tengo en cuenta un dispositivo que duerme la mayor parte del tiempo?

Haz la media de la corriente en un ciclo completo, por ejemplo si consume 5 mA durante 9 segundos y 100 mA durante 1 segundo, la media es de unos 14,5 mA. Introduce esa media en la calculadora para una estimación realista.

Para nodos inalámbricos de baja potencia, apunta a un consumo medio por debajo de 0,05 C: una batería de iones de litio de 2000 mAh que bebe 20 mA supera los cuatro días, lo que encaja de forma natural con la idea de corriente en reposo detrás de un divisor de tensión construido con resistencias grandes.

Al dimensionar una fuente, recuerda que el número de la calculadora es un techo. Si tu producto debe sobrevivir una semana fría con una sola carga, diseña para aproximadamente el 70% de la duración ideal y no te pillarás con el pie cambiado.

Mezclar celdas nuevas y viejas en serie es una falsa economía: la celda más débil alcanza el corte primero y el paquete muere, aunque las demás aún tengan carga. Sustituye toda la cadena serie a la vez.

Si la duración se queda corta, sube la capacidad o baja el consumo, y revisa las fugas pasivas como un LED de estado que nunca se apaga: un único indicador siempre encendido de 5 mA puede comerse tranquilamente un tercio de la vida de una batería pequeña.

En los nodos de radio, el ciclo de trabajo une dos mundos: la corriente media que introduces aquí decide la duración, mientras que la portadora que emites la fija el cálculo de longitud de onda de una herramienta de frecuencia a longitud de onda. Recorta el tiempo de transmisión y mejoran tanto la batería como el presupuesto de la antena.

La temperatura roba capacidad en silencio: una batería de iones de litio a 0 °C entrega quizá el 80% de sus mAh a temperatura ambiente, y bajo cero la cifra baja más mientras la carga se vuelve insegura. Si tu producto vive a la intemperie en invierno, diseña para esa capacidad reducida en lugar del número de laboratorio, y el techo de la calculadora seguirá guiándote bien.