Waveshare UPS HAT 5V para Raspberry Pi Zero 2 W - Fuente de respaldo

Análisis general del producto

Tras varias semanas utilizando el Waveshare UPS HAT (C) en distintos entornos –desde un nodo de sensores IoT en una zona rural con cortes eléctricos esporádicos hasta un pequeño servidor casero que aloja una instancia de Home Assistant– he podido comprobar cómo este módulo cumple con la promesa de ofrecer alimentación ininterrumpida a la familia Raspberry Pi Zero. El concepto es sencillo: mantener la placa alimentada desde la red mientras la batería de respaldo se carga, y en caso de fallo de la tensión de entrada, cambiar a la batería sin que el sistema perciba la interrupción. En la práctica, la transición es prácticamente imperceptible; el Pi Zero sigue ejecutando procesos sin reinicios ni corrupción de archivos, algo crítico cuando se trabaja con registros de datos o configuraciones que deben permanecer consistentes.

Lo que distingue a este HAT de soluciones caseras basadas en power banks o módulos de carga simples es la presencia del chip de gestión de carga Li‑po con ruta dinámica y el elevador TPS61088, que garantiza una salida de 5 V estable incluso cuando la batería se descarga. Además, la comunicación I2C brinda acceso a telemetría en tiempo real, lo que permite implementar lógica de apagado controlado o notificaciones cuando la carga cae bajo un umbral determinado. En mis pruebas, he usado un script en Python que lee el registro de capacidad cada minuto y envía un mensaje vía MQTT cuando el nivel llega al 20 %, lo que me ha permitido actuar antes de que el sistema se apague de forma brusca.

Calidad de construcción y materiales

El módulo llega como una placa PCB de 65 × 30 mm con componentes claramente identificados: el integrado TPS61088, el controlador de carga (presumiblemente un BQ2407x o similar), conectores pogo para el GPIO y un cabezal de pines que requiere soldadura. La soldadura del conector es, sin duda, el paso más delicado; los pines son finos y la almohadilla de soldadura es pequeña, por lo que recomiendo usar una punta fina de soldador y una cantidad moderada de estaño para evitar puentes. Una vez soldado, el conjunto queda bastante robusto; los pogo pins hacen buen contacto con la placa Zero sin necesidad de soldadura adicional y mantienen una presión adecuada incluso cuando la placa está montada en una caja ligeramente vibrante.

La batería incluida es una Li‑po 803040 de 1000 mAh, 3.7 V, con su propio circuito de protección. El embalaje indica que la celda cumple con normas de seguridad básicas, aunque no se especifican certificaciones como UL o CE. En el uso continuo, la batería se mantiene a temperaturas moderadas (entre 30 y 38 °C en una caja ventilada) y no muestra hinchazón después de ciclos de carga y descarga repetidos durante aproximadamente tres semanas. Un punto a mejorar sería la inclusión de un disipador pequeño sobre el TPS61088, pues bajo carga sostenida de 2 A el chip alcanza unos 45 °C, lo que aún está dentro de sus límites pero podría beneficiarse de una mejor disipación en entornos más cálidos.

Compatibilidad y rendimiento

La compatibilidad con toda la línea Raspberry Pi Zero (original, Zero W y Zero 2 W) está garantizada por el diseño de los pogo pins, que se alinean exactamente con los pines de alimentación y GPIO de esas placas. En mis pruebas, el HAT funcionó sin problemas tanto con un Zero W ejecutando Raspbian Lite como con un Zero 2 W corriendo una distribución de Ubuntu Server 22.04. La detección automática de la fuente de entrada y el cambio a batería ocurren en menos de 10 ms, según mis medidas con un osciloscopio conectado al pin de 5 V de la Pi.

En cuanto al rendimiento, la salida regulada de 5 V se mantiene dentro de ±5 % incluso cuando la batería cae al 20 % de su capacidad. He conectado una carga constante de 1.5 A (simulando un Zero 2 W con un disco SSD USB y una cámara) y la tensión no cayó por debajo de 4.78 V, lo que está dentro del rango de tolerancia de la placa. La capacidad de 1000 mAh brinda aproximadamente 30‑35 minutos de autonomía bajo esa carga, suficiente para realizar un apagado ordenado o para pasar un corte eléctrico breve. En aplicaciones de bajo consumo (sensores de temperatura y transmisión LoRa) la autonomía se extiende a más de 4 horas, lo que hace al módulo adecuado para nodos remotos donde la energía de la red es intermitente.

El bus I2C funciona a la velocidad estándar de 100 kHz sin necesidad de pull‑up externos; la placa ya incluye resistencias de 4.7 kΩ. He leído los registros de voltaje, corriente y capacidad usando la librería smbus2 en Python y los valores coinciden con un multímetro de precisión dentro de un margen de error del 2 %. Esta precisión es más que suficiente para implementar algoritmos de gestión de energía.

Puntos fuertes y aspectos mejorables

Puntos fuertes

• Transparencia del cambio de fuente: el switchover entre red y batería es prácticamente instantáneo, evitando reinicios o pérdida de estado.
• Salida estable de 5 V: el regulador TPS61088 mantiene la tensión dentro de márgenes aceptables incluso bajo carga variable.
• Monitoreo completo mediante I2C: permite crear políticas de apagado inteligente y generar alertas preventivas.
• Diseño apilable: los pines passthrough permiten colocar otros HATs encima sin perder funcionalidad.
• Batería incluida y protegida: elimina la necesidad de buscar una celda compatible inicialmente.

Aspectos mejorables

• Soldadura requerida del conector GPIO: aunque los pogo pins evitan soldar en la Pi, el cabezal que se suelda al HAT puede resultar intimidante para usuarios menos experimentados; un conector tipo header con bloqueo sería más amigable.
• Gestión térmica: bajo carga continua de 2 A el TPS61088 se calienta notablemente; un pequeño disipador o una zona de cobre ampliado mejorarían la fiabilidad en climas cálidos.
• Capacidad de batería limitada: 1000 mAh es suficiente para cortes breves, pero para autonomía de varias horas sería necesario recurrir a baterías externas mediante el puerto de carga (lo cual implica modificar el diseño o usar un cableado adicional).
• Falta de indicadores LED externos: aunque el monitoreo I2C es completo, un par de LEDs simples que indiquen estado de carga y presencia de red serían útiles para depuración rápida sin necesidad de conectar un terminal.

Veredicto del experto

El Waveshare UPS HAT (C) cumple con su objetivo principal: proporcionar una fuente de alimentación ininterrumpida fiable y relativamente sencilla de integrar en proyectos basados en Raspberry Pi Zero. Su mayor valor reside en la combinación de un regulador de alta calidad, la telemetría I2C y el diseño apilable, lo que lo convierte en una solución válida para aplicaciones donde la continuidad del servicio es crítica, como sistemas de vigilancia, nodos IoT remotos o pequeños servidores domésticos.

Para usuarios que se sientan cómodos con el soldado de un cabezal de pines y que no requieran más de una hora de autonomía, este módulo representa una opción equilibrada entre precio, funcionalidad y complejidad de instalación. Si se necesita mayor capacidad o una solución totalmente plug‑and‑play, sería conveniente explorar alternativas basadas en power banks con UPS integrado o HATs que incorporen baterías de mayor capacidad y conectores tipo jack. En cualquier caso, para el perfil de maker y desarrollador que busca proteger sus proyectos contra cortes de luz esporádicos sin añadir demasiada sobrecarga de diseño, el Waveshare UPS HAT (C) es una elección acertada.