Gestión de Energía

Arquitectura de Potencia (7.4V)

A diferencia de sistemas portátiles estándar que operan a 3.7V, GITAF PRO utiliza un sistema de alimentación de 2 Celdas (2S) para garantizar que el amplificador de audio reciba suficiente potencia sin distorsión.

Diagrama de Flujo de Energía

graph LR
    Bat[Batería LiPo 2S<br>7.4V - 8.4V] -->|Alta Corriente| INA[Sensor INA219]
    INA -->|Voltaje Variable| REG[Buck Converter LM2596]
    
    subgraph "Regulación Eficiente"
    REG -->|Salida Constante 5.0V| BUS[Bus de Sistema]
    end
    
    subgraph "Consumidores (Cargas)"
    BUS -->|Picos de 1A| AMP[Amplificador Audio]
    BUS -->|~150mA| ESP[ESP32 / WiFi / BT]
    BUS -->|~20mA| PER[Sensores y LEDs]
    end

Telemetría de Batería (Sensor INA219)

El sistema descarta el método tradicional de lectura analógica (ADC) por ser impreciso. En su lugar, se utiliza un sensor digital INA219 vía I2C.

¿Por qué INA219?

1. Precisión: Mide el voltaje con un error de ±10mV.
2. Seguridad: Permite monitorear tanto el voltaje (V) como el consumo de corriente (mA) en tiempo real.
3. Independencia: Libera al procesador ESP32 de realizar cálculos analógicos ruidosos.

Algoritmo de Conversión (Firmware)

El código del sistema implementa un mapeo lineal para transformar el voltaje de una batería 2S en un porcentaje comprensible para el usuario.

// Fragmento del código real del firmware GITAF
void checkAndSendBattery() {
  float busvoltage = ina219.getBusVoltage_V();   // Voltaje en carga
  float shuntvoltage = ina219.getShuntVoltage_mV();
  
  // Voltaje Total = Voltaje Bus + Caída en Shunt
  float loadvoltage = busvoltage + (shuntvoltage / 1000); 
  
  // Mapeo para Batería 2S (7.4V Nominal)
  // 6.4V = 0% (Descargada/Crítico)
  // 8.4V = 100% (Carga Completa)
  int pct = map(loadvoltage * 100, 640, 840, 0, 100);
  
  // Clamp para evitar valores ilógicos
  if (pct > 100) pct = 100; 
  if (pct < 0) pct = 0;

  // Transmisión
  sendTelemetry(pct);
}

Perfil de Consumo Energético

El sistema GITAF PRO tiene un comportamiento dinámico. El consumo varía drásticamente dependiendo de si está emitiendo sonido o esperando comandos.

Tabla de Consumo de Corriente

Estimación de Autonomía Real

Utilizando baterías LiPo estándar de 2000mAh (2S).

Escenario: Entrenamiento Intensivo

• Duración: 2 Horas
• Uso: Disparos de audio frecuentes (cada 30 segundos).
• Cálculo:
• Tiempo Audio (10%): 0.2h * 600mA = 120mAh
• Tiempo Standby (90%): 1.8h * 100mA = 180mAh
• Total Consumido: ~300mAh
• Batería Restante: ~1700mAh (85%)

Escenario: Torneo Completo (Jornada Larga)

• Duración: 8 Horas
• Uso: Disparos normales.
• Consumo Estimado: ~1200mAh
• Resultado: El sistema puede soportar una jornada completa de 8 horas sin necesidad de recarga (sobrando un 40% de batería como margen de seguridad).

Estrategia de Ahorro "Inteligente"

Hemos implementado lógica de software para extender la duración de la batería sin sacrificar funcionalidad:

1. Auto-Apagado de Audio: El firmware no permite que el audio suene indefinidamente. Tras 3 repeticiones (aprox. 9 segundos), el sistema corta la señal al amplificador. Esto evita que un descuido del entrenador agote la batería.
2. Reporte de Telemetría Intervalado: Los esclavos no transmiten datos WiFi continuamente. Solo envían su estado de batería cada 2 segundos. Esto reduce el tiempo de uso de la antena de alta potencia.
3. Alertas Preventivas: La App recibe alertas visuales:

• Verde: > 50%
• Naranja: > 20%
• Rojo: < 20% (Recomendación de carga inmediata)

Instrucciones de Carga y Seguridad

Al usar baterías de litio de 2 celdas en serie, el protocolo de carga es estricto.

Procedimiento Correcto de Carga

1. Desconexión: Apague el interruptor general del sistema.
2. Extracción (Recomendado): Desconecte la batería LiPo utilizando el conector JST/T-Deans.
3. Cargador Balanceado: Utilice un cargador específico para LiPo 2S (7.4V) que balancee las celdas.
4. Tiempo de Carga: A 1 Amperio, una batería vacía tardará aproximadamente 2 horas en llegar al 100%.

Protección Hardware

Aunque el código monitorea el voltaje, la batería LiPo incluye su propio circuito BMS (Battery Management System) interno que corta la energía si:

• Hay un cortocircuito.
• El voltaje baja de 6.0V (Sobredescarga).
• La corriente supera los 3A.