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Calculadora de autonomía de batería para ESP32 y Arduino

Estima la autonomía de un nodo ESP32, Arduino o nRF que duerme en deep sleep y se despierta para medir y transmitir. Parte de un preajuste y sustituye los valores por los que midas en tu circuito.

Autonomía estimada
6,1meses
≈ 187 días · despertar cada 15 min
Corriente media
379 µA
Consumo diario
9,1 mAh
Despertares por carga
18.000
Perfil de corriente · un ciclo
Microcontrolador y radio
µA

Solo el chip o el módulo. El regulador y el resto de la placa van en los consumos permanentes.

Ciclo de despertar
Fase activa · CPU y sensores
mA
ms
Transmisión · radio encendida
mA
ms
Consumos permanentes
µA
µA

Sensores en reposo, LED, el divisor para leer la batería. Un divisor de 100k + 100k sobre una LiPo cargada consume unos 21 µA.

Batería
mAh
%
%/mes

La parte utilizable es la carga que tu circuito aprovecha antes de que la tensión baje de su mínimo.

Adónde va la carga

    Qué mejorar

    Autonomía e intervalo de despertar

    La línea discontinua es el límite que fijan el sleep, los consumos permanentes y la autodescarga. Cuanto más te acercas a esa línea, menos rinde alargar el intervalo.

    Texto listo para pegar en un foro o en una issue.

    El cálculo trabaja en mAh y supone un regulador lineal (LDO), en el que la corriente que sale de la batería es más o menos la del circuito. Con un convertidor conmutado la autonomía real suele ser mejor. No se tienen en cuenta la temperatura ni el envejecimiento de la batería.

    Cómo funciona la estimación

    Un nodo con batería pasa casi toda su vida durmiendo. Cada pocos minutos se despierta, lee los sensores, enciende la radio para enviar los datos y vuelve a dormir. La autonomía depende de la corriente media en un ciclo completo, no de los picos.

    I_media = (I_activa × t_activa + I_radio × t_radio + I_sleep × t_sleep) / T
              + I_regulador + I_periféricos + I_autodescarga
    
    autonomía = capacidad utilizable / I_media

    La autodescarga se convierte en una corriente constante equivalente. Una LiPo de 2000 mAh que pierde alrededor de un 2 % al mes se comporta como una carga extra de 55 µA, más de cinco veces lo que consume un ESP32 en deep sleep.

    Con el preajuste inicial (módulo ESP32 suelto, regulador HT7333, LiPo de 2000 mAh, un despertar cada 15 minutos con 2 segundos de WiFi) la corriente media es de unos 379 µA y la batería dura unos 6 meses. El WiFi supone el 70 % de la carga, así que acortar la conexión es el cambio más eficaz.

    Corrientes típicas en deep sleep

    ChipModoCorriente típica
    ESP32Deep sleep, temporizador RTC≈ 10 µA
    ESP32-C3Deep sleep≈ 5 µA
    ESP32-S3Deep sleep, temporizador RTC≈ 8 µA
    ATmega328P (Uno, Nano, Pro Mini)Power-down con watchdog≈ 4 µA
    nRF52840System ON con RTC≈ 2–3 µA
    RP2040 (placa Raspberry Pi Pico)Dormant≈ 0,8 mA

    Valores orientativos solo del chip, tomados de las hojas de datos de los fabricantes, a unos 3,3 V y temperatura ambiente. Una placa de desarrollo añade su regulador, sus LED y el conversor USB-serie, a menudo cientos de veces más.

    Por qué una DevKit ESP32 agota la batería incluso en deep sleep

    El chip ESP32 baja a unos 10 µA, pero una DevKit típica sigue consumiendo varios miliamperios. El regulador AMS1117, por sí solo, ya consume unos 5 mA en reposo, el LED de alimentación sigue encendido y el chip USB-serie sigue alimentado. Con una LiPo de 2000 mAh, los meses se convierten en una semana más o menos.

    Elige arriba el preajuste «ESP32 DevKit tal cual» para ver la diferencia. Para usarla con batería, pasa a un módulo suelto o a una placa diseñada para bajo consumo, con un regulador de baja corriente de reposo como el MCP1700 o el HT7333.

    Preguntas frecuentes

    ¿Cuánto dura un ESP32 con batería?

    Depende sobre todo de cada cuánto se despierta y de cuánto tiempo se queda encendido el WiFi. Un módulo ESP32 suelto con un regulador de baja corriente de reposo, que se despierta cada 15 minutos para unos 2 segundos de WiFi, dura unos 6 meses con una LiPo de 2000 mAh, y más de un año si se despierta una vez por hora. Una placa de desarrollo usada tal cual dura más o menos una semana.

    ¿Puedo alimentar un ESP32 con una pila CR2032?

    No de forma fiable con WiFi. Los picos de transmisión superan los 200 mA, mientras que una CR2032 está pensada para cargas de pocos miliamperios: la tensión se hunde y el chip se reinicia. Con pilas de botón usa un chip BLE como el nRF52, o pasa a una LiPo o a pilas AA.

    ¿Qué regulador de tensión uso para un ESP32 con batería?

    Un LDO con baja corriente de reposo, como el MCP1700 (unos 1,6 µA) o el HT7333 (unos 4 µA). Comprueba que su corriente máxima soporte los picos del WiFi y añade un condensador de reserva cerca del módulo. Evita el AMS1117 que llevan muchas placas: consume unos 5 mA incluso sin carga.

    ¿Cómo se mide la corriente en deep sleep?

    Un multímetro en serie en la escala de µA sirve para la corriente de sleep, pero su shunt puede provocar una caída de tensión suficiente para reiniciar la placa al despertar. Un power profiler como el PPK2 de Nordic registra el ciclo completo, de microamperios a cientos de miliamperios, y sus valores se pueden introducir directamente en esta calculadora.

    ¿Por qué importa la autodescarga de la batería?

    Con intervalos de despertar largos, la corriente media es tan pequeña que las pérdidas de la propia batería pasan a ser la partida principal. Una LiPo que pierde un 2 % al mes equivale a unos 55 µA con 2000 mAh. Si buscas años de autonomía, una pila de litio primario Li-SOCl₂ solo pierde alrededor de un 1 % al año.