Estación Solar 3D

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Estación solar portátil para emergencias

Gemelo 3D del proyecto del equipo (DSE 2026-2). Hay un panel de 12 V con seguidor de 2 ejes (4 LDR y 2 servos MG996R) y una caja de control con batería AGM, controlador de carga, STM32 Blue Pill y una Raspberry Pi Zero 2 W, que reemplaza a la LicheeRV Nano porque esa tarjeta nunca llegó.

Cómo se usa

• Situaciones (teclas 1–6): cada una fija la hora, las nubes, la batería y las cargas, corre sola y termina con un resumen.
• Cámara: arrastra para girar, rueda o pellizco para acercar y clic derecho o dos dedos para desplazar.
• Clic sobre una pieza: muestra qué hace y su valor en vivo. Clic en los interruptores del frente para encender la lámpara o el USB.
• Tapa: hazla transparente o quítala para ver el interior (tecla T). Espacio pausa la simulación.
• Compartir genera un enlace y un QR que abren la situación actual.
• Tapar el sol pone una nube entre el sol y el panel. Haz clic sobre ella para apartarla.

Juego: la estación del barrio (situación 7)

Eres el agente de la estación durante 24 h de emergencia, que empieza a las 06:00 con la batería al 35 %. Los vecinos piden cargar el celular: aceptas o rechazas, con un máximo de 2 a la vez. De 18:00 a 22:00 el barrio necesita la lámpara. En el día pasan nubes que tapan el panel y hay que apartarlas.

• +10 por celular cargado al 80 %, +10 por hora de lámpara entre 18:00 y 22:00 y +3 por nube apartada.
• −30 por cada corte por bajo voltaje. +20 si amaneces con la batería al 40 % o más, lista para el otro día.
• El agente (la Raspberry Pi) te dice si alcanza la energía para la noche antes de aceptar un celular.

Realidad mixta (Meta Quest)

• Abre esta página en el navegador de la Quest y pulsa Entrar en MR. La estación aparece a escala real, 1,7 m delante de ti, sobre tu piso (passthrough). Si el navegador no tiene MR, entra en VR.
• Para moverla, apunta al piso y aprieta el gatillo donde está el anillo, o usa el botón Mover.
• Con el gatillo o pellizcando con la mano: toca una pieza para ver su ficha, conmuta LUZ y USB en el frente de la caja, acepta celulares y aparta nubes.
• Agarra el sol (la esfera amarilla) y arrástralo por el cielo: el seguidor lo persigue con sus 4 LDR. Ponle una nube delante y mira caer la corriente.
• El tablero flotante muestra las medidas y tiene los botones Juego, Situación, Sol, Nube, Tapa, Mover y Salir.

Supuestos del modelo (aproximados)

Sol	Latitud 4,6° N, 22 de octubre (declinación ≈ −12°), hora solar. Irradiancia de cielo despejado con masa de aire (Meinel). Las nubes atenúan el haz directo hasta un 95 % y aumentan la difusa.
Panel	12 V 20 W, Isc ≈ 1,2 A. Con el controlador PWM entrega I ≈ Isc·G/1000 al voltaje de la batería, no su potencia máxima.
Panel fijo	Referencia virtual: el mismo panel fijo a 10° mirando al sur. Sirve para medir la ganancia del seguimiento.
Seguidor	Error diferencial de las LDR filtrado (τ ≈ 20 s), banda muerta de ≈ 2° para arrancar y rampa de 3°/s por firmware. Azimut de este a oeste por el sur, inclinación ±60°. Sin luz útil queda quieto, y al amanecer vuelve al este.
Batería	AGM 12 V 7 Ah. Voltaje en reposo ≈ 11,5 V + 1,2 V·SoC (12,7 V llena, 11,8 V ≈ 25 %), R interna de 40 mΩ y eficiencia de carga del 90 %. El controlador reduce la corriente sobre el 92 %.
Cargas	Lámpara LED de 5 W. USB QC de 10 W por celular (batería de 15 Wh; la carga se reduce sobre el 80 %), con convertidor al 88 %. Lógica: STM32 0,1 W, LCD 0,15 W, bobinas de relé de 0,36 W, LM2596 al 85 %. Servos: 3 W cada uno mientras se mueven.
Raspberry Pi	0,6 W en reposo y 2,5 W trabajando (2 de cada 10 min). El STM32 la enciende si hay más de 3 W de excedente o SoC > 70 %. La apaga sin excedente y con SoC < 50 %, o cuando hay corte.
Corte (LVD)	El relé 3 abre si V < 11,8 V durante 10 s y cierra cuando el voltaje estimado en reposo (V − I·R) llega a 12,4 V.

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