Instalar un cargador USB en la moto: 5 V desde el sistema eléctrico de 12 V

Móvil como GPS, cámara de acción, intercomunicador, batería externa: el USB es desde hace tiempo un estándar en la motocicleta. El problema es que el sistema eléctrico suministra 12 V y el USB necesita 5 V. Entre ambos hace falta siempre un convertidor de tensión. Este artículo explica qué significa eso para el consumo de corriente real, cuánta potencia entregan USB-A y USB-C, por qué la corriente en reposo es un tema subestimado y qué hay que tener en cuenta en la conexión.

El sistema eléctrico de una motocicleta se denomina sistema de 12 V, pero rara vez trabaja a exactamente 12 voltios. Una batería cargada se sitúa en reposo en unos 12,7 V; con el motor en marcha, el alternador eleva la tensión hasta unos 13,8 a 14,4 V. El USB, en cambio, está fijado en 5 V nominales (con USB-C y Power Delivery se añaden tensiones más altas negociadas).

Por eso, una toma USB no es un consumidor en el sentido habitual, sino un convertidor reductor DC/DC: reduce la tensión de a bordo a 5 V y la mantiene estable aunque la tensión de a bordo oscile entre 12 y 14,4 V. Precisamente esta conversión tiene dos consecuencias prácticas: en el consumo de corriente y en la corriente en reposo.

Con la misma potencia, en el lado de 5 V circula bastante más corriente que en el de 12 V. La potencia se mantiene (descontando las pérdidas del convertidor), ya que P = V × I. Como 12 V son unas 2,4 veces 5 V, la corriente en el lado del sistema eléctrico es 2,4 veces menor (más las pérdidas del convertidor, que suele trabajar con un rendimiento de alrededor del 85 al 90 %).

De ello se deduce que una toma doble anunciada como «5 V / 4,8 A» no consume 4,8 A del sistema eléctrico, sino aprox. 2,2 A. Con USB-C de alta potencia de carga, la corriente en el lado de 12 V pasa a ser relevante. Una toma de 65 W para el portátil consume unos 6 A y necesita la sección de cable y la protección con fusible adecuadas.

USB-A suministra 5 V fijos. Lo clásico son 0,5 A (2,5 W); los puertos de carga con la detección correspondiente entregan hasta 2,4 A (12 W). Suficiente para cargar un móvil.

USB-C con Power Delivery (PD) negocia tensión y corriente entre la toma y el dispositivo y proporciona 5, 9, 15 o 20 V. Los 12 V solo están previstos como opción en el estándar y no todas las tomas los suministran. Los niveles de potencia habituales en vehículos van de 18 a 30 W, y más para portátiles.

En la motocicleta, la diferencia es decisiva. Un smartphone usado como GPS, con la pantalla al máximo brillo, la localización activa y, además, sol y calor: su demanda supera con creces la de una simple carga. Conectado a un puerto USB-A débil, la batería del móvil no se carga pese al cable, sino que se descarga lentamente. Quien use el móvil como GPS debería recurrir a una toma USB-C con potencia suficiente.

Conviene tener en cuenta además que, en las tomas múltiples, la potencia indicada suele referirse a la suma de todos los puertos, no a cada uno. En la motocicleta, el grado de protección (IP) y la resistencia a las vibraciones determinan la vida útil.

El convertidor de una toma USB sigue funcionando aunque no haya ningún dispositivo conectado. Su electrónica necesita una corriente en reposo, que varía mucho según el fabricante: las tomas eficientes se conforman con alrededor de 1 mA, otras consumen varias veces más. Si la toma está conectada al positivo permanente (borne 30), por ejemplo directamente a la batería, este consumo continúa las 24 horas.

Un cálculo de ejemplo para una batería típica de motocicleta de 10 Ah muestra su relevancia. La capacidad nominal no está disponible en su totalidad: en una batería de plomo, solo es aprovechable en la práctica alrededor de la mitad.

Una toma con 1 mA de corriente en reposo apenas carga la batería: la motocicleta sigue arrancando tras tres meses parada. Con un modelo de 10 mA, la mitad de la capacidad desaparece en unas tres semanas, y con 20 mA en diez días. Por eso, la corriente en reposo es uno de los valores característicos más importantes de una toma USB y, a la vez, uno de los que menos se indican; un buen valor ronda 1 mA.

Hay tres formas limpias de evitarlo.

Lo más sencillo es conectar la toma a un positivo conmutado (borne 15), de modo que se apague con el contacto – la solución correcta en la mayoría de los casos. Con corrientes de recarga más altas, se intercala un relé de potencia: se activa mediante un cable de mando conmutado y toma la corriente de carga directamente de la batería. Si se quiere alimentar conscientemente desde el positivo permanente, por ejemplo para cargar por la noche la batería de un dron en la motocicleta, hay que intercalar un Battery Guard, que desconecta los consumidores cuando la tensión cae por debajo de un valor ajustado.