Cuando un robot de FTC pierde repentinamente la conexión wifi, se congela o se reinicia durante un forcejeo intenso o un cambio brusco de dirección, el problema casi nunca se debe a la inestabilidad del código o a fallos en la señal de radio. Se trata de un corte por caída de tensión (brownout).

Bajo una carga mecánica pesada, los motores de tracción demandan su corriente máxima de bloqueo (stall current). Este consumo masivo desploma la tensión general del sistema por debajo del umbral necesario para mantener en funcionamiento el procesador Android interno del REV Control Hub, lo que provoca un reinicio forzado.

Qué ocurre realmente durante un «brownout»

El REV Control Hub cuenta con un regulador interno que alimenta el sistema operativo Android y la radio wifi. Espera un suministro nominal de 12 V procedente de una batería estándar de NiMH de 12 V y 3000 mAh de TETRIX o REV. Aunque el hub está diseñado para tolerar caídas de hasta unos 8 V–9 V durante fracciones de segundo, cualquier bajada por debajo de aproximadamente 7 V–8 V hace que los convertidores reductores (buck converters) internos fallen.

Cuando esa línea de tensión cae, el procesador se reinicia. El robot se desconecta de la red wifi de la Driver Station, el indicador luminoso parpadea durante toda la secuencia de arranque y tu alianza pierde el control de la tracción durante 30 a 45 segundos, lo que prácticamente da por perdido el partido.

La física de la corriente de bloqueo y la caída de tensión

El cálculo detrás de una caída de tensión es sencillo. Un chasis de tracción estándar de FTC utiliza cuatro motorreductores planetarios de alto rendimiento (como los REV HD Hex o los goBILDA Yellowjackets). A velocidad en vacío, cada motor consume entre 0,3 A y 0,5 A. Bajo una defensa intensa o al invertir la dirección a plena potencia, estos motores entran instantáneamente en condición de bloqueo, demandando entre 9 A y 11 A cada uno.

Si los cuatro motores del chasis se bloquean al mismo tiempo mientras el motor de un sistema de recogida o de una guía lineal también está en marcha, el consumo instantáneo total puede superar los 40 A. Toda batería tiene una resistencia interna (R_int). Según la Ley de Ohm (V_sag = I × R_int), hacer pasar 40 A a través de una batería con una resistencia interna de incluso 0,1 Ω provoca una caída directa de 4,0 V solo en los terminales de la batería. Un paquete que marque 12,0 V pasa a entregar de repente solo 8,0 V al sistema, incluso antes de contabilizar las pérdidas del cableado.

1. Buen mantenimiento de las baterías: por qué la tensión en reposo engaña

Una batería que marca 12,6 V en un multímetro digital puede caer fácilmente a 6 V bajo una carga de 30 A si está dañada, mal acondicionada o vieja. Los multímetros miden la tensión en circuito abierto, consumiendo prácticamente cero corriente y ocultando una resistencia interna elevada.

• Retira los paquetes desgastados: Las baterías de competición de NiMH suelen degradarse tras una o dos temporadas de cargas agresivas y ciclos de competición de alta descarga.
• Prueba las baterías bajo carga antes de los partidos: Comprueba las baterías con una carga real (usando un comprobador de baterías de automoción comercial o un analizador de baterías específico) en lugar de fiarte del indicador de tensión de la Driver Station en reposo.
• La temperatura influye: Una batería recién salida del cargador está caliente, lo que aumenta temporalmente la resistencia interna y reduce el tiempo de funcionamiento. Deja que los paquetes se enfríen a temperatura ambiente antes de colocarlos en el campo de juego.

2. Pérdidas eléctricas en cables y conectores

Una corriente alta amplifica cada miliohmio de resistencia en la instalación eléctrica. Una pequeña resistencia que no da problemas al mover el robot sobre la mesa del box puede provocar caídas de tensión críticas durante un partido.

• Conectores Tamiya: Los conectores Tamiya de plástico blanco estándar de las baterías más antiguas son famosos por la holgura de sus pines y su alta resistencia de contacto. Estandariza el uso de conectores Anderson Powerpole o XT30 auténticos en todo tu robot y banco de baterías.
• Resistencia del interruptor: El interruptor principal obligatorio de 20 A puede acumular carbonilla u holgura mecánica tras un uso intenso, introduciendo una resistencia notable. Si el robot se reinicia al darle un pequeño golpe cerca del interruptor principal, cámbialo de inmediato.
• Calibre y longitud: Mantén las líneas de alta corriente entre la batería, el interruptor y el Control Hub lo más cortas que sea posible mediante cable de silicona de 14 AWG o 16 AWG. Evita cables adaptadores innecesarios.

3. Soluciones por software: límites de aceleración (slew rate) y gestión de corriente

Las mejoras mecánicas y eléctricas garantizan que el hardware soporte picos de corriente, pero un buen software evita por completo los picos innecesarios.

El detonante más habitual de una caída de tensión es un cambio instantáneo de avance total (+1,0) a marcha atrás total (-1,0) en el joystick del mando. Cuando se obliga a un motor en giro a invertir su sentido al instante, la fuerza contraelectromotriz (fuerza contraelectromotriz o back-EMF) se suma a la tensión de alimentación, generando picos de corriente muy superiores a los valores nominales de bloqueo.

• Implementa un limitador de aceleración (slew-rate limiter): Limita la velocidad de cambio de las entradas del joystick por código. En lugar de aplicar el 100 % de potencia al motor en el primer ciclo de control, incrementa la potencia objetivo gradualmente a lo largo de 100 a 200 milisegundos. Los pilotos apenas notarán latencia, pero eliminarás el pico de corriente máxima.
• Usa RUN_USING_ENCODER con precaución: El controlador PID de velocidad integrado en el SDK de FTC solicitará un ciclo de trabajo del 100 % si un obstáculo impide que el motor alcance su velocidad objetivo. Si tu chasis queda atrapado contra el perímetro del campo, el bucle PID mantendrá la corriente máxima de bloqueo hasta que el hub sufra un «brownout».
• Monitoriza la tensión del bus en tiempo real: Programa lógica de seguridad dentro de tu bucle de teleoperado. Si controlHub.getBatteryVoltage() cae por debajo de 9,5 V, reduce la potencia de mecanismos no esenciales (como los rodillos de recogida o extensiones activas) hasta que la tensión se recupere.

Lista de comprobación

Eliminar las caídas de tensión requiere tratar el balance de potencia como un parámetro de diseño fundamental y no como un detalle secundario. Si estás configurando o mejorando el hardware de tu equipo para la temporada, encontrarás cableados de potencia de competición, sensores y piezas estructurales en la tienda de Sheen Robotics, o puedes consultar nuestros recursos de asesoramiento en el soporte de FTC de Sheen Robotics.