Circuito convertidor Buck básico con ESP32

ALCANCE: Este circuito puede aceptar un voltaje de entrada de hasta 24V (limite del capacitor 25V). FUNCIONAMIENTO. Un convertidor buck baja la tensión conmutando: el MOSFET Q1 conecta y desconecta los 12 V de entrada a alta frecuencia (aquí 5 kHz), y el nodo SW queda como una onda cuadrada. Mientras Q1 conduce, la corriente crece en la bobina L1 (2,1 mH) y carga el capacitor C1 (470 µF). Cuando Q1 se abre, la bobina mantiene la corriente a través del diodo Schottky D1 (diodo de rueda libre). L1 y C1 promedian la onda cuadrada, de modo que Vout ≈ D × Vin, donde D es el ciclo de trabajo (duty). Para 5 V desde 12 V hacen falta un duty de ~42 % ideal y de ~47 % real, por las caídas del diodo y de la bobina. La salida no tiene realimentación (lazo abierto): si cambia la carga, cambia la tensión. EXCITACIÓN DEL GATE. Q1 es un MOSFET N de lado alto, por lo que su gate debe ir ~12 V por encima de su source, que se mueve con SW. Por eso la señal PWM del ESP32 (GPIO 13) pasa por un optoacoplador que aísla ambos lados, y el gate se alimenta con un convertidor aislado (B0512S) cuyo negativo va conectado a SW. R3 limita la corriente del gate y R2 lo mantiene apagado cuando el optoacoplador no conduce. Con el 4N35 los flancos son lentos (~10 µs), por eso conviene trabajar a unos 5 kHz y no pasar de ~10 kHz. IMPORTANTE: Hay 2 versiones, uno con el optoacoplador 4N35 y otro con el TLP250, se recomienda trabajar con el TLP250 ya que tiene un mejor rendimiento a mucha mayor frecuencia en comparación al 4N35, los cambios son mínimos entre ellos. Se comparten los esquemas para ambos casos. La lista de compras contiene los aditamentos de ambos, puede quitar en el carrito las piezas que no correspondan a la versión que creará. PUESTA EN MARCHA. 1) Conecta una carga de 10 Ω en J2 y nunca la quites con el circuito en marcha: sin carga la salida sube hacia los 12 V. 2) Carga el sketch con el core esp32 ≥ 3.0.0 y abre el Monitor Serie a 115200. 3) Con la potencia desconectada, comprueba con el osciloscopio el pin PWM usando el comando "t" (1 kHz al 50 % durante 5 s). 4) Conecta los 12 V: el ESP32 arranca con el PWM activo y una rampa suave. 5) Ajusta con "v 5", "d <%>" o "+" y "-" (±0,5 %) hasta leer 5,00 V con el multímetro. Otros comandos: "f <Hz>" cambia la frecuencia, "s" muestra el estado y el botón BOOT (o "on"/"off") activa o corta el PWM. El comando "v <volts>" calcula el duty para esa tension de salida pero solo funciona con fuente a 12V y para los componentes seleccionados en el esquema acorde al cálculo del Buck. Todos los demás comandos son generales y sirven para otros parámetros de Buck.