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Chakana · revisión 19 · luces y energía

Una sesión de luz con energía medida

Objetivo para la Chakana de madera: 6 horas, 604 píxeles y control autónomo, con un máximo de 65 W medidos en la salida regulada.

200 Wp
Panel propuesto, batería LiFePO4 12,8 V / 100 Ah y MPPT.
USD 900
Provisión solar dentro de la meta bruta de USD4500. Requiere cotización local.

Los 65 W se reparten como objetivo entre 60 W de LED y 5 W de controlador. La caja solar sólo alimenta luz y control: no PA, CDJ, mixer, computadora de show ni reflectores. La geometría metálica tiene otro consumo y no pertenece a esta etapa.

Balance de energía

MagnitudSupuesto / cálculoResultado
Energía nominal de batería12,8 V × 100 Ah1280 Wh
Presupuesto de descarga1280 × 80%1024 Wh desde la batería
LED + control por noche65 W × 6 h390 Wh en salida regulada
Demanda de batería por noche390 / 85% + 2 W × 6 h470.8 Wh
Demanda diaria, equipos en espera390 / 85% + 2 W × 24 h506.8 Wh
Autonomía continua calculada1024 / (65 / 85% + 2)13.05 h

85% es una eficiencia de diseño de conversión y 2 W una provisión continua para pérdidas en vacío/medición. El consumo en reposo real también se mide. El 80% de descarga es un margen de planificación; los límites operativos definitivos siguen al fabricante de la batería. Capacidad, frío, envejecimiento, temperatura, patrones y tensión alteran el resultado.

Un porcentaje de brillo de WLED no equivale al mismo porcentaje de potencia. En WS2815 cuentan la electrónica en reposo y el patrón. La prueba de aceptación requiere medir 65 W o menos para cada escena que se usará y completar la prueba de 6 horas con el límite de batería acordado.

Recarga: escenarios de sol

Se usa 200 Wp × horas de sol pico × 70% hasta batería. Son escenarios, no una predicción meteorológica del sitio. El factor 70% agrupa orientación, temperatura, suciedad, cableado y carga. La sombra parcial puede empeorar mucho el resultado.

Horas de sol pico asumidasRecarga a bateríaSaldo diario tras sesión de 6 h
00 Wh-506.8 Wh
2280 Wh-226.8 Wh
4560 Wh53.2 Wh
6840 Wh333.2 Wh

Hacen falta aproximadamente 3.62 horas de sol pico equivalentes para reponer el día de diseño. Con cuatro horas, el margen es sólo 53 Wh: conviene llegar con batería cargada y reducir duración o carga si la recarga medida queda corta. No se promete funcionamiento indefinido con nubosidad.

Qué ocurre a mayor potencia

EscenarioSalida WBatería para 6 h (Wh)Autonomía teórica (h)
Wood energy show65.00470.813.05
Wood full-white proxy + controller198.281411.64.35
Metal one route/member proxy + two controllers667.284722.21.30

El cálculo de blanco usa el supuesto v18 de 0,32 W por píxel; no es un máximo validado del producto. En madera: 604 × 0,32 = 193,28 W sólo LED. Debe medirse una muestra y todo el sistema. La fila de metal es únicamente un contraste energético: el convertidor, el cableado y esta propuesta de alimentación no están dimensionados para esa carga.

Equipo de referencia y especificaciones

ElementoRequisito para selecciónFuente primaria
BateríaLiFePO4 12,8 V / 100 Ah con BMS y manual; verificar límites de temperatura, corriente, carga y desconexión. No asumir que un nombre genérico «12 V» sirve.Renogy, batería 12,8 V 100 Ah
PanelCandidato 200 W: Vmp20,1 V, Voc23,9 V, Isc10,74 A. Comprobar Voc corregida por la temperatura mínima y fijación mecánica para el sitio.Renogy, ficha de panel200 W
MPPTCandidato75/15: 15 A de carga, 220 W nominales FV a12 V, Voc<75 V e Isc≤15 A. Verificar arranque Vpv≥Vbat+5 V, perfil LiFePO4 y compatibilidad del panel real.Victron, especificaciones y manual de instalación
Regulador DC/DCLa batería puede superar12 V durante carga. Referencia Orion-Tr12/12-18 A: entrada8–17 V, salida ajustable, 220 W a40°C, eficiencia87% declarada. Ajustar/verificar12,0 V; revisar tolerancia LED y reducción de potencia por calor.Victron, convertidor DC/DC y catálogo de precio EUR2026-Q2
LEDWS2815 12 V direccionable individual, 30 px/m como diseño de referencia. Confirmar variante, ficha, consumo, protección, tono, separación de corte y estanqueidad de uniones.BTF-Lighting

Los USD300 de batería, USD160 de panel/soporte, USD100 de MPPT, USD170 de convertidor, USD100 de protección/arnés y USD70 de gabinete/medición suman USD900. Son provisiones. El catálogo del convertidor da una referencia en EUR, no una oferta final argentina. Flete, importación, impuestos, garantía y disponibilidad pueden requerir reasignar contingencia, conseguir préstamo o reducir la etapa.

Conexión conceptual

Diagrama conceptual de energía para LED y ESP32Panel 200 WpSoporte independienteMPPT 75/15Perfil LiFePO4 verificado12,8 V · 100 AhBatería con BMSCorte + fusibleJunto a bateríaDC/DC a 12 VTensión reguladaRamales protegidos604 LED + ESP32Corte PV DCFusible MPPT 20–25 A según manualTopología de estudio. Se representa el flujo; no sustituye un unifilar con ambos conductores y calibres aprobados.

Fusibles y cortes

Colocar protección DC del positivo de batería lo más cerca posible del borne, con seccionamiento accesible y bornes cubiertos. El circuito MPPT tiene su protección independiente de20–25 A conforme al manual75/15. El ramal del convertidor requiere fusible elegido por su demanda máxima de entrada y la capacidad real del cable: 30 A es un candidato de cálculo, no una compra liberada. La batería/BMS no reemplaza los fusibles de cables.

Distribuir LED en ramales cortos protegidos individualmente. Mantener separados los positivos de fuentes distintas, retorno común donde corresponda al controlador y conectores polarizados con alivio de tracción. Seleccionar fusible por el elemento más débil de cada ramal, no sólo por la potencia total. Guía WLED de inyección y protección.

Cables y caída de tensión

Comprobar cada circuito con ΔV = 2 × 0,0175 × L × I / A para cobre a20°C, L de ida en metros y A enmm². Ejemplo de un ramalLED: 3 m, 3 A, 1,5mm² →0,21 V (1,75% de12 V), antes de contactos/temperatura. Ejemplo batería: 1 m, 25 A, 6mm² →0,146 V. Estos ejemplos no fijan ampacidad; temperatura, agrupación, aislamiento y terminales definen la sección definitiva.

En el mapa de madera hay cuatro cadenas de176,176,108 y144 píxeles. El esquema v18 propone ocho inyecciones; su reparto de corriente, calibres y conectores se validan sobre el tendido real. Cables de datos largos requieren interfaz adecuada y referencia de tierra; no se liberan únicamente por funcionar sobre una mesa.

Gabinete, lluvia y retiro

Instalar en caja protegida de salpicaduras y acceso público, con prensaestopas, lazos de goteo, ventilación/gestión térmica y sujeción. Un rating de la tira, batería o caja no se transmite a conectores abiertos ni al conjunto armado. Proteger el MPPT y convertidor según sus manuales; evitar condensación e inundación y disponer el panel en soporte independiente de la madera.

El conjunto debe desconectarse y retirarse como equipo recuperable: panel, batería, tablero, control, tiras, perfiles, cables y accesorios. Una eventual quema autorizada queda fuera de este documento. No colocar baterías ni electrónica en el volumen que se quemaría.

Dos modos de control

ModoQué haceLímite
Autónomo ESP32/WLEDEscenas, presets y playlists guardados en el equipo; control local por su red, sin internet después de configurar.Usar los efectos/segmentos que soporte el firmware instalado. Los patrones 3D de Chromatik no se ejecutan automáticamente en ESP32. Presets oficiales.
Chromatik en computadoraModelo de puntos3D, patrones por posición, salidaDDP a WLED por red local. WLED recibe DDP en puerto4048.Computadora y red separadas del presupuesto solar. ArchivoLXF sólo define geometría; configurar IP y salida luego del ensayo. Custom fixtures y DDP WLED.

Guardar una escena local tranquila como respaldo. Comprobar en la versión instalada el comportamiento al perder señal DDP y el retorno al preset; no asumir una transición automática sin ensayo. La limitación automática de corriente es una ayuda de software, no una protección contra cortocircuitos.

Ensayo antes de usar

  1. Confirmar polaridad, carga LiFePO4, desconexión por batería baja y protecciones con el técnico responsable.
  2. Medir una tira y el conjunto: reposo, cada patrón, blanco y arranque. Ajustar límites y fusibles con esa evidencia.
  3. Registrar Wh en batería durante6 horas de la escena más exigente autorizada; medir temperatura y tensión al extremo de cada ramal.
  4. Medir una jornada de recarga con la orientación y sombra reales; anotar Wh y condiciones, no sólo voltaje.
  5. Ensayar pérdida de red, reinicio, desmontaje y recuperación de todas las piezas. Documentar ajustes y consumo resultante.

Datos y fórmulas del balance · Fuentes primarias.