SIAVIDOPEDIA
Po
Ál a o An onio Zamo ano Ojuel
G ado en Ingenie ía de Compu ado es
Facul ad de In o má ica
Di igido po
Juan Ca los Fabe o Jiménez
Mad id, 2021–2022
SIAVIDOPEDIA
SIs ema de Ayuda VIsual DOmés ica pa a PE sonas con
DI icul ades Audi i as
Visual In-Home Sys em o Helping Hea ing-Impai ed People
Memo ia que se p esen a pa a el T abajo de Fin de G ado
Ál a o An onio Zamo ano Ojuel
Di igido po
Juan Ca los Fabe o Jiménez
Depa amen o de A qui ec u a de Compu ado es y Au omá ica
Facul ad de In o má ica
Uni e sidad Complu ense de Mad id
Mad id, 2022
Au o ización de di usión
El abajo i man e, ma iculado en el G ado de Ingenie ía de Compu ado es de la Facul ad
de In o má ica, au o iza a la Uni e sidad Complu ense de Mad id (UCM) a di undi y u iliza
con ines académicos, no come ciales y mencionando exp esamen e a su au o el p esen e T a-
bajo Fin de G ado: “SIAVIDOPEDIA”, ealizado du an e el cu so académico 2021-2022 bajo
la di ección de Juan Ca los Fabe o Jiménez del Depa amen o de A qui ec u a de Compu ado-
es y Au omá ica, y a la Biblio eca de la UCM a deposi a lo en el A chi o Ins i ucional E-P in s
Complu ense con el obje o de inc emen a la di usión, uso e impac o del abajo en In e ne y
ga an iza su p ese ación y acceso a la go plazo.
Ál a o An onio Zamo ano Ojuel
Mad id, a 16 de sep iemb e de 2022
iii

A mi muje , P ado, po aguan a me odos los días, po con ia en mí y en mis posibilidades
pa a acaba es os es udios, y da me la opo unidad de cu sa los.
A mi p imo, Nacho, y a su mad e, Mila, po que sin ellos no hubie a nacido la idea que se
ma e ializa en es e p oyec o.
A mi sueg o, Jesús, que aunque no ha podido e me e mina la ca e a, sé que, desde
donde es é, se aleg a igualmen e po mí.
Y, po úl imo, se lo dedico ambién a mis pad es, An onio y Do i, que sé a ciencia cie a
que se sien en o gullosos de mis log os.
Ag adecimien os
Quie o empeza ag adeciéndole a mi sob ino Jo ge su ines imable ayuda con el diseño y
la imp esión en 3D de las cajas de los módulos de SIAVIDOPEDIA, ans o mando, de es a
mane a, una simple idea en una ealidad angible.
Además, quie o ag adece a dis in os/-as p o eso es y p o eso as que me han ayudado en
es os años a supe a con éxi o el G ado que aho a e mino, bien po que con sus explicaciones
he en endido la ma e ia obje o de su asigan u a, bien po que desde el a o pe sonal han hecho
que con ia a más en mí y en la posibilidad de comple a es os es udios que han llegado a mi
ida a unas edades “in empes i as”...
A Joaquín (He nández), mi “Supe -Juaco”, po que me hizo más ácil el es udio de las
Ma emá icas en el año de en ada a la ca e a.
A Ra a (del Vado), po el a o que me dió.
A Raquel (He ás), po su con ianza y ce canía.
A José Manuel (Mendías), po i i es e mundillo de “ ikis” con esa pasión an con a-
giosa.
Y, especialmen e, a Juan Ca los (Fabe o), po se pa a mí más que un p o eso , más bien
es un amigo que quie o (y espe o) ene po muchos años.
... Y a o os/-as an os/-as, de los/las que he pe cibido su comp ensión y ganas de ayuda
y ansmi i sus conocimen os, que, al in y al cabo, es la e dade a ocación del/de la
docen e.
G acias a odos y a odas.
ii

Palab as Cla e
Domó ica
IoT
Hipoacusia
Senso es
Visualizado es
Reloj
ESP32
ESP8266
Inalámb ico
MQTT
x
Keywo ds
Home au oma ion
IoT
Hea ing loss
Senso s
Visualize s
W is wa ch
ESP32
ESP8266
Wi eless
MQTT
x ii
Pa e A
xix

Capí ulo 1
In oducción
1.1. Mo i ación y obje i o
El p esen e abajo su ge como e o pe sonal du an e una con e sación con un amilia ,
cuando és e me dice que su mad e no oye bien, y que le se ía de g an ayuda un sis ema “do-
mó ico” que ecogie a los sonidos co idianos (ale as sono as) de una casa (p incipalmen e, los
imb es -de la pue a, el elé ono o el po e o elec ónico-), y los con i ie a en o o ipo de
ale as, po ejemplo, “ale as ib a o ias y/o isuales”.
Re lexionando bas an e sob e es e asun o, concebí lo que hoy p esen o: el “sis ema de
ayuda isual domés ica pa a pe sonas con di icul ades audi i as”.
El p oyec o ha ido pasando po dis in as ases y boce os, algunos de los cuales los deseché
po el p opio diseño, y o os po el p ecio, pues, aunque es á mo i ado po un caso pa icula , la
idea que le da sen ido y el obje i o del p oyec o es que esul e ba a o y que se puedan ap o echa
de él el máximo núme o de pe sonas, e implemen a lo en sus hoga es sin mucha di icul ad (ni
económica ni écnica).
En el paso po es as ases, además, se ha ido ampliando, y lo que e a, en un p incipio,
pensado solo pa a los sonidos “ex e io es”, se ha ex endido pa a aba ca cualquie sonido que
se p oduzca en el in e io de la i ienda, como una la ado a, un mic oondas, una ala ma de
cocina, o, incluso, el despe ado . En de ini i a, cualquie apa a o que ep oduzca algún sonido
de ale a es suscep ible de se incluido en el sis ema.
Se puede islumb a ya, po an o, que el sis ema puede (y debe) se modula , de al mane a
que se de ina un sis ema básico, al que se le puedan i añadiendo dis in os módulos en unción
de las necesidades especí icas de cada usua io/-a.
1
G ado en Ingenie ía de Compu ado es Facul ad de In o má ica
1.2. Es ado del a e
...o po qué las cosas son como son...
El p esen e p oyec o puede lle a se a cabo a a és de 2 posibilidades de diseño:
1) Cableado
2) Inalámb ico
Se comen a á la segunda al e na i a (diseño inalámb ico), po se la más compleja de im-
plemen a y la más in e esan e, desde el pun o de is a de la Ingenie ía de Compu ado es, ya
que es la que supone más e os y desa íos -en cuan o a comunicaciones, consumos, iabilidad,
sinc onización, e c... se e ie e-, y la que in oluc a más componen es y ecnologías.
P ecisamen e, empeza é hablando de es as úl imas, las di e en es ecnologías inalámb icas
que hay en la ac ualidad, y después de compa a las odas, acaba é decidiéndome po una de ellas
pa a su u ilización en el p oyec o.
El o den en el que apa ecen enume adas es a bi a io, y no p esupone p e e encia alguna
po consumo, ango de alcance o ac o de o ma.
En ando ya en ma e ia, exis e una clase de campo elec omagné ico a iable que ans-
po a ene gía a a és del espacio llamado “Radiación elec omagné ica”, y que es á compues o
de ondas elec omagné icas, cuya clasi icación desde la pe spec i a de la ene gía (gene ada o
consumida) es lo que se denomina espec o elec omagné ico.
Se llama adio ecuencia (ab e iado RF) a la acción menos “ene gé ica” del espec o
elec omagné ico, comp endida en e los 3Hz y los 300GHz, y cuyo uso es á egulado po la
ITU (In e na ional Telecomunica ion Union),
El espec o elec omagné ico se di ide en dis in as bandas de ecuencia, y de és as, la que
nos ocupa es la designada como UHF (Ul a High F ecuency), cuyo ango de ecuencias es:
- según el es anda d IEEE 521-2002: 300MHz - 1GHz
- según la ITU: 300MHz - 3GHz
no obs an e, e independien emen e de las di e encias de c i e io que pueda habe en e las dis-
in as o ganizaciones, es en es a banda donde se si úa la ecnología RF-433MHz.
RF-433MHz.
Los módulos escogidos e an: como emiso , el FS1000A; y como ecep o , el XY-MK-5V,
elegidos po se muy popula es -debido a su bajo cos e-, y sob e los que hay publicada abundan e
documen ación y li e a u a.
Figu a 1.1: Módulo FS1000A
(Imagen omada de ‘askix.com’)
Emiso (FS1000A):
- Rango de ecuencia: 433.92 MHz
- Vol aje de en ada: 3-12 V
- Consumo: 20-28mA
Ál a o An onio Zamo ano Ojuel 2
UCM
Figu a 1.2: Módulo XY-MK-5V
(Imagen omada de ‘askix.com’)
Recep o (XY-MK-5V):
- Rango de ecuencia: 433.92 MHz
- Vol aje de en ada: 5 V
- Consumo: 4mA
- Modulación: ASK (del inglés
“Ampli ude Shi Keying”, po
Desplazamien o en Ampli ud)
Ope an (como ya se ha comen ado) en la ecuencia de 433 MHz, ecuencia que pe enece
a una banda -in e alo de ecuencias- lib e, po lo que su uso es g a ui o; como con apa ida,
hay que asumi que su uso ambién es compa ido po o os muchos disposi i os (p ecisamen e,
po esa g a uidad), que ope an en angos simila es, pudiéndose c ea in e e encias.
Po odo ello, unciona bien (y, median e la u ilización de so wa e ap opiado, con mucha
es abilidad y iabilidad) cuando el emiso y ecep o es án bas an e ce ca uno del o o, pe o si
se sepa an mucho se pie de la conexión y, po an o, la comunicación.
El ango de alcance de es a ecnología depende de a ios ac o es: p ime o, del ol aje
que se le suminis e al módulo emiso , siendo más al o el alcance cuan o mayo es el ol aje
aplicado; segundo, del uido exis en e en el en o no, pues es sensible a las in e e encias y que,
como ya hemos is o, es “posible” que se p oduzcan en una i ienda ‘ ipo’; y, po úl imo, del uso
o no de una an ena ampli icado a ex e na (una an ena ípica es la denominada “cua o de onda”,
llamada así po ene una longi ud ap oximada de 1/4 de la longi ud de onda a 433MHz, unos
17 cm; o a an ena bas an e habi ual es la helicoidal. No obs an e, solo con la an ena in eg ada
en el módulo, el alcance apenas llega a los 2 me os.
Figu a 1.3: Módulos desc i os con an ena
ex e na de cua o de onda
(Imagen omada de ‘daniel-ziegle .com’)
Figu a 1.4: Módulo FS1000A con an ena
ex e na helicoidal
(Imagen omada de ‘dami.azw.p ’)
3

Capí ulo 2
A qui ec u a del sis ema
En el con ex o del que es amos hablando, queda de inido un ecosis ema como el conjun o
de nodos (o módulos) que son necesa ios pa a log a el obje i o, que no es o o sino que se
“pe ciba” qué es á sonando y se ansmi a esa in o mación, a a és de la Es ación Cen al, a
los “ isualizado es”.
Se pueden dis ingui , pues, 3 ámbi os bien di e enciados:
Pa e “senso ial”
Es ación Cen al (o Módulo Cen al)
Visualizado es
La pa e “senso ial” es á o mada po una se ie de módulos unidos de alguna o ma a los
dis in os elemen os que son pieza undamen al de es e p oyec o: los obje os “sono os”, y que
se enca ga de la pe cepción del sonido y la ansmisión al Módulo Cen al.
La Es ación (o Módulo) Cen al ac úa de in e media io, es quien se enca ga de ecibi la
in o mación ansmi ida po los módulos senso iales, y la ansmi e a su ez a la pa e enca gada
de la isualización de la in o mación.
Las 2 pa es an e io es son comunes a los diseños cableado e inalámb ico; ob iamen e,
iene que habe una di e enciación, pe o és a es solo el medio de ansmisión.
Sin emba go, es en la pa e isualizado a de la in o mación donde se p oduce, además, una
elección de componen es di e en es; mien as que en el diseño cableado se op a po un panel de
ma iz de leds, y és e se encuen a ijado a alguna pa ed de la es ancia elegida (no malmen e, se á
aquella en la que se in ie a la mayo pa e del iempo), en el diseño inalámb ico se ha op ado
po un elemen o mó il, como es un eloj de pulse a, en el que apa e de isualiza la ho a, se
ecibe la in o mación ansmi ida po la Es ación Cen al y se isualiza a modo de “ale as”
isuales y ib a o ias, po es e mo i o se le ha decidido da el nomb e de “ale wa ch” ( eloj
de ale as).
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G ado en Ingenie ía de Compu ado es Facul ad de In o má ica
2.1. “Ecosis ema” cableado
En la siguien e imagen se pueden ap ecia los 3 ámbi os co espondien es a las zonas sen-
so ial, módulo cen al y isualizado median e el panel de ma iz de leds.
También se puede obse a una pequeña caja unida a cada uno de los obje os sono os. Di-
cha caji a es el disposi i o que albe ga en su in e io las unidades de ESP8266 más los senso es
co espondien es a cada módulo (de paso de elec icidad, de sonido, de ib ación, e c...) así co-
mo un cable que pa e de ella y que la comunica con la es ación cen al, pasándole los mensajes
opo unos.
Po su pa e, el disposi i o pe enecien e al ámbi o de isualización con iene la placa
ESP8266 que ecibe la o den del módulo cen al y la een ía al con olado del panel, pa a
que mues e en él la in o mación ansmi ida.
Figu a 2.1: Diseño cableado
Ál a o An onio Zamo ano Ojuel 12
UCM
2.2. “Ecosis ema” inalámb ico
En la imagen que apa ece a con inuación, se di isan los mismos elemen os en los ámbi os
senso ial y módulo cen al que en el diseño cableado; pe o además, en es a implemen ación,
apa ece el único elemen o mó il (ale wa ch) del sis ema, así como que la comunicación en e
los dis in os disposi i os se ealiza de o ma inalámb ica (a a és de ondas de adio), y no
median e un cable.
El in e io de los dis in os módulos del ámbi o senso ial es á compues o po los mismos
elemen os ya comen ados en el apa ado an e io . La única di e encia es que no pa e ningún
cable de ellos hacia la es ación cen al.
Figu a 2.2: Diseño inalámb ico
13
Capí ulo 3
Con ex o ecnológico
3.1. Fundamen o eó ico y he amien a so wa e
El sus en o de es e p oyec o es la exis encia y u ilización de senso es, disposi i os isuali-
zado es, y sob e odo, de las comunicaciones en e disposi i os elec ónicos, ya sean cableadas
o inaĺámb icas, median e la u ilización de p o ocolos que odos “en iendan”. Es o es, en de ini-
i a, la de inición de una Red de Comunicación; és a se puede implemen a en e o denado es,
cons i uyendo así una Red de O denado es, o, como en es e caso, en e pequeños componen es
elec ónicos, guiados po mic ocon olado es, o mando una Red en el ámbi o domés ico que
puede se un ejemplo pe ec amen e álido de lo que se en iende como el In e ne de las Cosas
(IoT, po sus siglas en inglés).
Senso es
Según la RAE, un senso es un «disposi i o que de ec a una de e minada acción ex e na,
empe a u a, p esión, e c., y la ansmi e adecuadamen e». En nues o caso, los senso es que se
u ilizan en el p oyec o son:
a). Senso de ib ación
Ap o echa las cualidades piezoeléc icas del ma e ial ce ámico PZT (Ti ana o Zi cona o
de plomo).
Piezoelec icidad
P opiedad que p esen an cie os ma e iales (algunos c is ales y algunas ce ámicas, co-
mo el PZT ecién mencionado) de pola iza se eléc icamen e al aplica se sob e ellos una
ensión, ans o mando así una señal mecánica (p esión) en una señal eléc ica.
E ec o piezoeléc ico
Cuando se some e al ma e ial piezoeléc ico una de o mación mecánica, apa ece una di-
e encia de po encial eléc ico en e dis in os pun os del ma e ial, al desplaza se los elec-
ones hacia uno de los ex emos, gene ándose allí una ca ga nega i a, mien as que en
el ex emo opues o se induce una ca ga posi i a. También se le llama al e ec o ecíp oco,
cuando se aplica una ensión al ma e ial apa ece una de o mación mecánica (zumbado es
piezoeléc icos).
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G ado en Ingenie ía de Compu ado es Facul ad de In o má ica
b). Senso de sonido (mic ó ono)
Se pueden encon a con ecnologías di e en es, aunque basadas casi odas en la u iliza-
ción de un ansduc o .
T ansduc o
Disposi i o que ans o ma una señal ocasionada po una acción ísica en o o ipo de
señal.
Un p ime ipo de senso “elec oacús ico” es el mic ó ono dinámico, que consis e en una
memb ana unida a la bobina de un elec oimán y que, al ib a po las ondas sono as, se
mue e en el in e io del campo magné ico, gene ando una di e encia de po encial que es
p opo cional a la p esión sono a.
Figu a 3.1: Esquema de un mic ó ono dinámico
(Imagen omada de ‘socialmusik.es’)
El o o ipo de mic ó onos que nos in e esa, y que se á el que se u ilice en el p oyec o es
el denominado mic ó ono de condensado elec e .
Mic ó ono de condensado elec e
Es una a ian e del mic ó ono de condensado , en el que una de las láminas ( e minales),
la que ac úa de dia agma y, po an o, mó il, es á p e ia y pe manen emen e ca gada,
no necesi ándose, po es e mo i o, la alimen ación de pola ización del condensado , no
como en el mic ó ono de condensado , que se necesi a pola iza , median e una ba e ía,
ambas placas (la pos e io -o ija- y el dia agma -o mó il-).
Figu a 3.2: Esquema de un mic ó ono de condensado elec e
(Imagen omada de ‘hype physics.phy-as .gsu.edu’)
La señal (eléc ica) iene dada po un cambio en la capaci ancia en e los e minales,
Ál a o An onio Zamo ano Ojuel 16
UCM
que se p oduce cuando las ondas sono as chocan con el dia agma de ma e ial elec e ,
p o ocando su de o mación y al e ando la ene gía almacenada.
c). Senso de de ección de llamada ele ónica
La línea ele ónica iene a ios “es ados”, a sabe :
En eposo.
Es el es ado en el que se encuen a cuando no hay llamadas, y cuando ni siquie a se
ha descolgado el au icula ni se ha ma cado núme o ele ónico alguno.
En es e es ado la ensión de la línea ele ónica es de un alo es able en e 45V y
57V de co ien e con inua, dependiendo de la ins alación conc e a.
Telé ono descolgado.
Cuando se descuelga el au icula o se pulsa el bo ón de “descolga ”, con in ención
de ma ca algún núme o ele ónico e inicia de es e modo una con e sación con
algún o o abonado, la ensión en con inua baja a ap oximadamen e unos 10V, in-
dicando que el elé ono ya ha ecibido oda la ene gía necesa ia pa a su co ec o
uncionamien o.
Llamada en an e.
Es amos en es e es ado cuando ecibimos una llamada en an e, y es es e es ado en
el que suena un imb e “de llamada”.
En es e es ado apa ece una co ien e al e na (de ap oximadamen e unos 85V) su-
pe poniéndose a la co ien e con inua; pe o es, p ecisamen e, la co ien e al e na la
que nos in e esa de ec a .
Respues a a la llamada en an e
Una ez que, habiendo sonado p e iamen e, descolgamos el au icula (o, en su caso,
pulsamos la ecla co espondien e), es amos espondiendo a la llamada en an e, y en
es e momen o se p oduce un cambio en la pola idad de la co ien e con inua con el
mismo alo que pa a el caso de “Telé ono descolgado” (es deci , ap oximadamen e
unos 10V), y desapa ece la co ien e al e na.
Con odo es o, podemos llega a la conclusión de que en el único momen o en el que
apa ece en escena la co ien e al e na es cuando se p oduce una llamada en an e, que es,
p ecisamen e, lo que que emos de ec a , po an o, es a ci cuns ancia podemos ap o e-
cha la pa a nues o p oyec o median e el uso de un op oacoplado .
Op oacoplado (4.2.4)
Un op oacoplado es, básicamen e, un in e up o , compues o de 2 ci cui os eléc ica-
men e sepa ados (y óp icamen e unidos), de al mane a que es á diseñado pa a ecibi a
la en ada una señal de co ien e al e na, y median e 1 diodo (led) emi e luz cuando la
onda senoidal es posi i a; luz que ecoge una o océlula que se u iliza pa a gene a una
co ien e de Base en el segundo ci cui o ( ípicamen e, un ansis o , cuyo Colec o es á
conec ado a VCC -a a és de una esis encia, y al pin de salida- y el Emiso a GND),
su icien e pa a c ea una conexión en e ie a (GND) y el pin de salida, haciendo que
és e alga 0.
17
G ado en Ingenie ía de Compu ado es Facul ad de In o má ica
Exis en op oacoplado es que en luga de ene un único diodo (led) u ilizan dos, dispues-
os en an ipa alelo, de al mane a que la o océlula de su in e io ecibe luz an o cuando
la onda senoidal es posi i a como cuando es nega i a y, po an o, en el segundo ci cui o
se p oduce co ien e de Base en odo momen o -siemp e que haya una co ien e al e na
a la en ada- sal o cuando la onda ale exac amen e 0 (ce o); po es e mo i o se llaman
de c uce po ce o y pueden se i an o pa a de ec a cuando la señal de en ada ale ‘0’
como pa a de ec a si hay alguna señal de co ien e al e na a la en ada.
Figu a 3.3: Esquema del op oacoplado
4N35, de un solo led
(Imagen omada de lea ningabou elec onics.com)
Figu a 3.4: Esquema del op oacoplado
H11AA1, de doble led
(Imagen omada del da ashee de H11AA1)
d). Senso de de ección de llamada de po e o elec ónico
Es e senso , al como es á diseñado, solo si e pa a de ec a la llamada de un po e o
elec ónico analógico del ipo 4 + 1.
Es os po e os elec ónicos ienen 4 cables dedicados pa a la comunicación y 1 más de-
dicado en exclusi a pa a el imb e de llamada.
Figu a 3.5: Esquema de po e o elec ónico analógico de ipo 4 + 1
Ál a o An onio Zamo ano Ojuel 18
UCM
Los 4 cables de comunicación se asocian de la siguien e mane a:
- común
- mic ó ono
- al a oz
- ce adu a / ab epue a
Pe o ealmen e el que a noso os nos in e esa es el de llamada o imb e, pues es el sonido
de la llamada el que que emos de ec a .
Como la co ien e que ci cula po el sis ema de po e o elec ónico de oda la inca es
co ien e al e na necesi amos, nue amen e, un op oacoplado pa a nues o módulo.
e). Senso de de ección de imb e de pue a
Al pulsa el imb e de la pue a de la calle se cie a un ci cui o que iene una ensión de
220 Vac, el imb e unciona a unos 12Vdc po lo que la mayo ía de los imb es (cableados)
del me cado inco po an un ans o mado que educe la ensión has a la que necesi an.
Nues o módulo senso de imb e de pue a emula el uncionamien o mencionado, pues
el mic ocon olado u ilizado puede ecibi solo 3.3V (cc), po lo que el módulo aloja á
en su in e io un ans o mado que eduzca la ensión de 220 V a los 3.3 V necesa ios, y
u iliza emos la salida del ans o mado pa a conec a la al pin de señal de pulsación del
imb e, señal que se en ia á a la es ación cen al pa a su egis o.
Disposi i os isualizado es
Son disposi i os elec ónicos que si en pa a mos a in o mación al usua io, ya sea en
o ma de ex o o imágenes. Se an a u iliza los siguien es “ isualizado es”:
a). Una pan alla ma icial de leds
Consis e en un panel con una se ie de leds o ganizados en ilas y columnas.
Un led es un diodo emiso de luz, que se compone de un ánodo (conec ado a Vcc) y un
cá odo (conec ado a ie a) pa a su uncionamien o; si se pola iza en in e sa no conduce
la elec icidad, pues, como odo diodo, su p opio diseño hace que no se dañe si es o
ocu ie a.
Figu a 3.6: Símbolo eléc ico de un led
(Imagen omada de ‘idielec onica.blogspo .com’)
Cada led (píxel) se enciende o apaga indi idualmen e, mos ando el panel en su conjun o
algún ex o o g á ico.
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G ado en Ingenie ía de Compu ado es Facul ad de In o má ica
Según lo an e io , es un p o ocolo que pe enece a la capa de Aplicación del modelo TCP/IP,
y que podemos isualiza lo en la siguien e igu a:
Figu a 3.10: Ubicación de dis in os p o ocolos de edes en las capas del modelo OSI
(Imagen omada de ‘digikey.es’)
La pa e izquie da de la imagen co esponde al modelo OSI4de ISO5, mien as que la pa e
de echa co esponde ía al modelo TCP/IP.
Como ca ac e ís icas p incipales podemos des aca :
Bajo consumo ene gé ico.
Rápido y lige o.
Sencillo de implemen a .
De g an adap abilidad.
Requie e pocos ecu sos.
Una de las di e encias p incipales exis en es en e los ipos de mensaje ía “cola de mensajes” y
“publicación-susc ipción” ( ambién llamado pub/sub, o PubSub) es que en el p ime o, la cone-
xión se es ablece pun o a pun o, es deci , de 1 a 1, el mensaje que emi e el ansmiso lo ecibe
un solo ecep o , mien as que en el segundo, la dis ibución de mensajes es de 1 a muchos.
4Open Sys ems In e connec ion, en cas ellano, In e conexión de Sis emas Abie os
5In e na ional O ganiza ion o S anda diza ion, en cas ellano, O ganización In e nacional de No malización
Ál a o An onio Zamo ano Ojuel 26

UCM
En el modelo Clien e-Se ido exis e una al a dependencia del acoplamien o en e los dis-
posi i os del sis ema. Es a ca ac e ís ica los hace más compa ibles y segu os, pe o menos esca-
lables, ya que cuando el sis ema c ece, lo hace ambién las conexiones en e los disposi i os y se
hacen di íciles de maneja ; mien as que en los sis emas bajo el modelo PubSub exis e una des-
inculación en e los “publicado es” de in o mación y los “susc ip o es” de dicha in o mación,
po lo que son más escalables, además de que es e hecho pe mi e que cada elemen o (ya sea
publicado o susc ip o ) se elimine o ag egue al sis ema de o ma independien e. Sin emba go,
es más di ícil ce i ica la segu idad del sis ema.
Los sis emas Clien e-Se ido uncionan mejo cuando la in aes uc u a es conocida po
odos los elemen os in e inien es, mien as que cuando és a se desconoce, bien po que la ed
cambia (po ejemplo, cuando se ag ega un nue o disposi i o) o po que la conexión es in e mi-
en e (no con inua), los sis emas que mejo uncionan son los PubSub.
Modo de uncionamien o
En el pa ón Publicación-Susc ipción exis en 3 oles que pueden adop a los disposi i os
del sis ema, a sabe : el se ido (B oke ), y los clien es (Publicado es y Susc ip o es).
Los publicado es publican mensajes en dis in os emas (o “ opics”), o ganizados según
una je a quía, de al mane a que un susc ip o se puede susc ibi a los emas que sean de su
in e és y ecibi á odos los mensajes que se publiquen en dichos emas, y no ecibi á aquellos
pe enecien es a o os emas a los que no se ha susc i o.
La unción del b oke es la de ac ua de in e media io, dis ibuye en e los susc ip o es de
los dis in os emas los mensajes publicados en ellos. Po es e mo i o, debe se un “susc ip o
uni e sal”, es deci , debe es a él mismo susc i o a odos los emas exis en es en el sis ema.
Los publicado es pueden se , a su ez, susc ip o es de los mismos emas donde publican,
o de o os, según sus p opios in e eses.
Con espec o al en ío de mensajes ( an o de publicación como de susc ipción), MQTT dis-
pone de 3 ni eles de QoS (Quali y o Se ice) según sea el g ado eque ido de iabilidad pa a
es os en íos.
Así:
- El ni el 0 de QoS ( ambién llamado unacknowledged) signi ica que el mensaje se en ía
una sola ez (a mos one). Puede que algún mensaje, en caso de allo, no se en egue.
- El ni el 1 de QoS ( ambién llamado acknowledged) signi ica que el mensaje se en ía
como mínimo una ez (a leas one), has a que se ecibe, po lo que el ecep o puede
llega a ecibi mensajes duplicados.
- El ni el 2 de QoS ( ambién llamado assu ed) signi ica que el mensaje se en ía has a que
el ecep o lo ecibe po p ime a ez, y el es o de posibles duplicados se desecha, de
al mane a que queda ga an izado que el ecep o lo ecibe exac amen e una ez (exac ly
one).
27
G ado en Ingenie ía de Compu ado es Facul ad de In o má ica
Pa a consegui su obje i o, MQTT incluye:
Manejo de e o es (QoS).
Segu idad. Au en icación, au o ización y opciones de segu idad en las comunicaciones,
como p i acidad y no- epudio.
Comunicación basada en ex o. U iliza codi icación UTF-8 pa a la ansmisión de la in-
o mación (los mensajes en iados son cadenas de ca ac e es).
Todo ello hace que MQTT sea ideal pa a en o nos donde los disposi i os sean de escasa
po encia, o sean alimen ados po ba e ías, o se equie a un escaso ancho de banda pa a las
comunicaciones.
Se ha comen ado an e io men e que los opics, o emas, es án o ganizados je á quicamen e.
Es o signi ica que hay ni eles y subni eles, o mando es os pa e del mensaje, de al o ma que
un opic no es más que una sucesión de ni eles y subni eles sepa ados en e sí po el ca ác e
‘/’.
Los opics ienen una longi ud máxima de 65536 ca ace e es.
En nues o p oyec o, odos los disposi i os (senso es, isualizado es y Es ación Cen al)
se án publicado es y susc ip o es a la ez. No obs an e, los senso es, que oman el papel p in-
cipal de publicado es, solo an a se susc ip o es de los opics en los que ayan a publica ellos
mismos (debido a que an a pode ecibi mensajes de que su “ale a” ha sido a endida), mien as
que los isualizado es (cuyo papel undamen al es el de se susc ip o es) y la Es ación Cen al
(b oke ) se án susc ip o es de odos los emas del sis ema, pe o ambién an a pode publica
en odos ellos (p ecisamen e, los mensajes de que la ale a ecibida haya sido a endida).
Los opics an a e leja cada uno de los senso es del sis ema, pues son los que, al de ec a
el “sonido”, publican los mensajes que se án en iados a los isualizado es del sis ema. Dado
que es e es modula , podemos dis ibui los po es ancias, y den o de una misma es ancia, po
apa a o, quedando, po ejemplo:[5.3]
casa/ imb e_pue a
casa/cocina/ igo i ico
casa/do mi o io1/despe ado 1
Es ácil in ui que cada ez que sea necesa io ag ega un nue o disposi i o (senso ) bas a á
con segui el o ma o es ablecido y añadi lo sin más al sis ema, ya que, con los da os de la ed
inco po ados en el código (al igual que el opic en el que publica á y es á susc i o), el disposi i o
se conec a á au omá icamen e a la ed SIAVIDOPEDIA, y no ha á al a hace nada más, pues
los isualizado es y la Es ación Cen al u ilizan el ca ác e ‘#’ como comodín, pa a sus i ui
cualquie ni el, subni el, o opic en e o, pudiendo con e i se en “susc ip o es uni e sales” en
los que no sea necesa io inclui especí icamen e ningún opic, po que es án susc i os a odos
(los ya exis en es y los que es én po eni ).
Ál a o An onio Zamo ano Ojuel 28
UCM
3.3. Ha dwa e p incipal:
SoC, módulos y placas de desa ollo
3.3.1. SoC
Un SoC (Sys em on Chip) es un encapsulado que albe ga en su in e io una CPU, con o-
lado de memo ia, con olado es de pe i é icos (en ada y salida), en e o os.
En nues o caso, los SoC que amos a u iliza , incluyen, además, el ha dwa e y so wa e
necesa io pa a comunicaciones inalámb icas po adio (Wi-Fi).
Los que se an a u iliza en es e p oyec o son del ab ican e ESPRESSIF, y son el ESP8266
y el ESP32, aunque exis en más en el me cado, como el ESP8285 (que no es más que un
ESP8266, al que se le ha añadido 1 ó 2 MB, según e siones, de memo ia RAM, ya que el
ESP8266 iene an solo 50 KB), y o os.
En la ealización de la p esen e memo ia se u ilizan indis in amen e los é minos Mic o-
con olado (MCU) y SoC.
ESP8266
«El ESP8266EX de Esp essi o ece una solución Wi-Fi SoC al amen e in eg ada pa a
sa is ace las demandas con inuas de los usua ios de un uso e icien e de la ene gía, un diseño
compac o y un endimien o iable en la indus ia del In e ne de las cosas.»[2]
Figu a 3.11: SoC ESP8266
(Imagen omada de ‘p og ama acil.com’)
Es e mic ocon olado p esen a las siguien es ca ac e ís icas:
P ocesado (CPU)
⇒Tensilica L106 32-bi
⇒A qui ec u a RISC
⇒F ecuencia de eloj máxima: 160 MHz
⇒Como ca ac e ís ica es ella consigue un muy bajo consumo de ene gía
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G ado en Ingenie ía de Compu ado es Facul ad de In o má ica
Memo ia. El ESP8266 dispone de:
⇒Con olado de memo ia
⇒Memo ia SRAM. El espacio máximo p og amable accesible es de al ededo de 50
KB
⇒Memo ia ROM. No p og amable
⇒Los p og amas de usua io se almacenan en una unidad lash ex e na con conexión
SPI
Unidad Flash
⇒Sopo a una máxima capacidad eó ica de 16 MB, y la capacidad mínima depende
de si es á habili ado o no la uncionalidad OTA (O e he Ai ).
Radio y Wi-Fi
⇒Recep o y ansmiso a 2.4 GHz
⇒Wi-Fi 802.11 b/g/n
⇒Dispone de dis in os modos de con igu ación Wi-Fi:
∘Es ación (STA, s a ion)
∘Pun o de acceso (AP, access poin )
∘P omiscuo. U ilizado pa a “escucha ” la ed
Adminis ación de ene gía
⇒Diseñado pa a ene un muy bajo consumo de ene gía
⇒Modos de ope ación y consumos:
∘Ac i e (Ac i e mode). Se es á en es e modo cuando exis e una comunicación
Wi-Fi.
Los consumos son:
- T ansmisión: 120 - 170 mA
- Recepción: 50 - 56 mA
∘Modem-sleep (Modem-sleep mode). El modem Wi-Fi es á apagado, pe o se
man iene la conexión, aun cuando no haya ansmisión de da os. La CPU no se
apaga ni se suspende. Consumo: 15 mA
∘Ligh -sleep (Ligh -sleep mode). El Wi-Fi se encuen a apagado y la CPU sus-
pendida. Consumo: 0.9 mA
∘Deep-sleep (Deep-sleep mode). Todo se ecuen a apagado (Wi-Fi y CPU), ex-
cep o el RTC (Real Time Clock, Reloj de Tiempo Real). Consumo: 20 𝜇A
∘Shu down. Consumo: 0.5 𝜇A
In e aces de pe i é icos
Ál a o An onio Zamo ano Ojuel 30
UCM
⇒GPIO (Pe é icos de en ada/salida de p opósi o gene al).
Exis en 17, pe o podemos u iliza solo unos pocos, ya que o os compa en uncio-
nes con I2C, I2S, UART,...
⇒SDIO (Pe i é ico de en ada/salida digi al segu a)
⇒SPI (Pe i é i o de in e az se ie).
Hay 2, uno de los cuales es u ilizado pa a conec a se con la unidad lash ex e na,
po lo que, en ealidad, solo se puede u iliza 1 pa a las conexiones SPI de las apli-
caciones de usua io.
⇒I2C
⇒I2S
⇒UART
⇒PWM
⇒IR (Con ol emo o de pe i é icos po In a-Rojos)
⇒ADC (Con e so Analógico-Digi al)
Con una p ecisión de 10 bi s, po an o, con un ango de alo es de 0 a 1023.
O as ca ac e ís icas
• In eg a enc ip ación po so wa e
• puede ecibi de 0 a 3.3V (pin con igu ado como INPUT)
• puede ansmi i una co ien e máxima (I𝑚𝑎𝑥) de 12 mA
Ca ac e ís icas eléc icas
⇒Vol aje de uncionamien o.
Rango de 2.5V a 3.6V, pe o ípicamen e 3.3V
⇒Cada pin de GPIO:
∘puede p opo ciona de 0 a 3.3V (pin con igu ado como OUTPUT)
∘puede ecibi de 0 a 3.3V (pin con igu ado como INPUT)
∘puede ansmi i una co ien e máxima (I𝑚𝑎𝑥) de 12 mA
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G ado en Ingenie ía de Compu ado es Facul ad de In o má ica
ESP32
«ESP32 es un único chip combinado de Wi-Fi y Blue oo h de 2,4 GHz diseñado con la
ecnología de 40 nm de ul a bajo consumo de TSMC6. Es á diseñado pa a log a el mejo
endimien o de po encia y RF, mos ando obus ez, e sa ilidad y con iabilidad en una amplia
a iedad de aplicaciones y escena ios de po encia.»[3]
Figu a 3.12: SoC ESP32
(Imagen omada de ‘sssl d.com’)
Es conside ado el “he mano mayo ” del ESP8266, y p esen a las ca ac e ís icas que se
de allan a con inuación:
P ocesado y Memo ia
⇒X ensa single/dual co e 32-bi LX6
⇒F ecuencia de eloj máxima: 240 MHz
⇒Memo ias:
∘Dispone de 448 KB de ROM
∘520 KB de SRAM (16 KB en el RTC, accesibles desde el modo de “sueño
p o undo”)
∘Sopo a múl iples unidades lash
Radio, Wi-Fi y Blue oo h
Cons a de:
⇒Recep o y ansmiso a 2.4 GHz
⇒Wi-Fi 802.11 b/g/n
⇒Velocidad de ansmisión: has a 150 Mbps
⇒Chip in eg ado que cumple con las especi icaciones de Blue oo h 4.2 y BLE (Blue-
oo h Low Ene gy)
6Taiwan Semiconduc o Manu ac u ing Company, Limi ed. Es la emp esa de undición de semiconduc o es
más g ande del mundo
Ál a o An onio Zamo ano Ojuel 32
UCM
⇒Modos Wi-Fi:
∘Es ación (STA, s a ion)
∘Pun o de acceso (AP, access poin )
∘P omiscuo. U ilizado pa a “escucha ” la ed
Ges ión de la ene gía y el consumo
⇒Diseñado pa a ene un ul a-bajo consumo de ene gía
⇒Modos de ope ación y consumos:
∘Ac i e (Ac i e mode). Se es á en es e modo cuando exis e una comunicación
Wi-Fi y/o Blue oo h.
Los consumos desglosados son:
Conexión Wi-Fi
- T ansmisión: 180 - 240 mA
- Recepción: 95 - 100 mA
Blue oo h
- T ansmisión: 130 mA
- Recepción: 95 - 100 mA
∘Modem-sleep (Modem-sleep mode). La CPU es á uncionando, pe o el Blue-
oo h / Radio y el Wi-Fi es án deshabili ados. Consumo: 20 - 68 mA
∘Ligh -sleep (Ligh -sleep mode). La CPU es á en pausa, pe o el cop ocesado
de ul a-bajo consumo (ULP) sí es á uncionando, y ambién la memo ia y pe-
i é icos conec ados al RTC. Consumo: 0.8 mA
∘Deep-sleep (Deep-sleep mode). Solo unciona la memo ia y los pe i é icos
conec ados al RTC, así como el cop ocesado ULP. Los da os de conexión Wi-
Fi / Blue oo h se quedan almacenados en la memo ia RTC. Consumo: 10 - 150
𝜇A
∘Hibe na ion (Hibe na ion mode). Solo es án ac i os el eloj “len o” del RTC
y cie os GPIO. Consumo: 5 𝜇A
∘Powe -o . Consumo: 1 𝜇A
In e aces de pe i é icos y senso es
⇒GPIO. Exis en 34 GPIO p og amables. Los hay de dis in os ipos:
∘Solo digi ales
∘Habili ados como analógicos
∘Habili ados como senso es ác iles capaci i os
Es os 2 úl imos ipos puedes se con igu ados ambién como pines digi ales
⇒SDIO
⇒SPI (4)
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G ado en Ingenie ía de Compu ado es Facul ad de In o má ica
⇒I2C (2)
⇒I2S (2)
⇒UART (3)
⇒PWM
⇒IR Remo e Con ol
⇒ADC (18 canales de 12 bi s de p ecisión)
⇒DAC (2 de 8-bi )
⇒Senso ác il capaci i o (10)
⇒Senso Hall (o de E ec o Hall)
⇒In e az E he ne
⇒O as ca ac e ís icas eseñables:
∘Gene ado de núme os alea o ios
∘Enc ip ación de las unidades lash
∘Enc ip ación po ha dwa e
• Ca ac e ís icas eléc icas
⇒Vol aje de uncionamien o.
Rango de 1.8V a 3.6V, pe o ípicamen e 3.3V
∘Co ien e máxima o al acumulada de salida: 1200 mA
⇒Cada pin de GPIO:
Si es á con igu ado como OUTPUT:
⋄puede p opo ciona de 0 a 3.3V
⋄puede p opo ciona una co ien e máxima (I𝑚𝑎𝑥OUTPUT) de 40 mA
Si es á con igu ado como INPUT:
⋄puede ecibi de 0 a 3.3V
⋄puede ecibi una co ien e máxima (I𝑚𝑎𝑥INPUT) de 28 mA
3.3.2. Módulos
Como el SoC solo es poco uncional, se le han añadido más elemen os que apo an un-
cionalidad, el más llama i o es la an ena, ya que el SoC es á p epa ado pa a sopo a la, pe o no
la iene, po lo que disponemos en el me cado de es os ‘empaque ados’ llamados módulos.
Los hay de dis in os amaños y o mas, y son especí icos pa a cada SoC, y ambién di ie en
en la can idad de memo ia Flash ex e na que apo an al conjun o.
Ál a o An onio Zamo ano Ojuel 34
UCM
Pa a el ESP8266, los módulos que han apa ecido desde su c eación son és os:
Figu a 3.13: Módulos (y amilias) del ESP8266
(Imagen omada de ‘smelp o.com’)
Y de odos ellos, el que mon a la placa que u iliza emos es el ESP-12F.
ESP-12F
Módulo de pequeñas dimensiones (24mm x 16mm x 3.1mm) que acili a la in e acción
con el mic ocon olado ESP8266.
Figu a 3.14: Módulo ESP-12F, del SoC ESP8266
(Imagen omada de ‘smelp o.com’)
Su ac o de o ma y, sob e odo, la disposición de sus pines y la adopción de la ecnología
SMD (Su ace-Moun ed De ice) hace que sea muy ácil su mon aje y pos e io p og amación,
ya sea soldado sob e una placa de desa ollo o “quemada” di ec amen e en un “bu ne ” (que-
mado , disposi i o u ilizado pa a p og ama di ec amen e el chip, sin hace uso de una placa de
desa ollo).
Mon a una unidad lash ex e na de 4MB con conexión SPI, y, po ello no se deben u iliza
los GPIO co espondien es a la comunicación con dicha unidad (del GPIO6 al GPIO11). Po
an o, solo iene disponibles 11 GPIO pa a su uso en las aplicaciones de usua io.
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G ado en Ingenie ía de Compu ado es Facul ad de In o má ica
Pinou
Figu a 3.22: Pinou de la placa Mini32 con módulo ESP-WROOM-32 del ESP32
(Imagen omada de ‘communi y.home-assis an .io’)
En la imagen se ap ecia que el núme o de pines GPIO es ele ado, de hecho, es el más
ele ado de odas las placas de desa ollo de las que hemos hablado, 31 pines GPIO pa a se
exac os; sin emba go, en la Mini32 sí es án expues os los GPIO del 6 al 11 que, como ya sabe-
mos, no se pueden u iliza pues in e ie en con la conexión SPI usada po el mic ocon olado
pa a comunica se con la unidad lash ex e na, que en es e caso, ambién es de 4MB, po lo an o,
ú iles pa a su uso en nues as aplicaciones de IoT son 25, al igual que en la NodeMCU-ESP32.
El es o de ca ac e ís icas son iguales a las ya comen adas an o pa a el SoC ESP32 como
pa a el módulo ESP-WROOM-32.
3.4. O os componen es ha dwa e
Módulo senso del empo izado
Figu a 3.23: Senso piezoeléc ico de
ce ámica
Senso de Vib ación
- Vol aje de ope ación: 3.3V - 5.0V
- Co ien e de abajo (Consumo): <1mA
- Tempe a u a de uncionamien o: -10ºC - +70ºC
- Tipo de salida: Señal de salida analógica
- De inición de pines: S:Señal, +:VCC, -:GND
- Dimensiones: 30 x 23 mm
Ál a o An onio Zamo ano Ojuel 42

UCM
Figu a 3.24: Mic ó onos con po en-
cióme o: de izquie da a de echa y de
a iba a abajo, KY-037 , Senso azul y
MAX4466 ( on al y e e so)
Mic ó onos (con po encióme o)
- Salida digi al (con un alo umb al ajus able me-
dian e el po encióme o)
- Salida analógica (solo el KY-037)
- Vol aje de uncionamien o: Según modelo,
KY-037: 5V
Senso azul: 3.3V - 5V
MAX4466: 2.4V - 5.5V
- Compa ado : chip LM393 (menos el MAX4466))
Módulo senso del igo í ico
Figu a 3.25: Senso de luz KY-018
con o o esis o
Senso de Luz
- Vol aje de ope ación: 3.3V - 5.0V
- Tempe a u a de uncionamien o: -40ºC - +85ºC
- Tipo de salida: Señal de salida analógica
- De inición de pines: S:Señal, +:VCC, -:GND
- Dimensiones: 18 x 15 x 5 mm
Figu a 3.26: Alojamien o pa a ba e ía
18650
Po aba e ía 18650
Figu a 3.27: Ba e ía 18650
Ba e ía 18650
- Diáme o: 18 mm
- Longi ud: 65 mm
- Vol aje de salida: 3.7V
- Capacidad a iable: La ba e ía
u ilizada en el sis ema es de 2500 mAh
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G ado en Ingenie ía de Compu ado es Facul ad de In o má ica
Figu a 3.28: Módulo ampli icado de
ol aje, de 3.3V a 5V
Boos e -Ampli icado de Vol aje (de 3.3V a 5V)
- Vol aje de en ada: 0.8V a 5V
- Vol aje de salida: 5V
- Co ien e máxima de salida: 500mA
- Tempe a u a de uncionamien o: -25ºC - +85ºC
- Dimensiones: 11 x 10.5 x 7.5 mm
Figu a 3.29: Led RGB 5mm y 4 pines
Led RGB de 5mm de cá odo común
- Vol aje de en ada del pin R: 1.8V - 2V
- Vol aje de en ada del pin G: 3.2V - 3.4V
- Vol aje de en ada del pin B: 3.2V - 3.4V
- El pin más la go es el cá odo, que hay que conec-
a a GND
Módulo senso del imb e
Figu a 3.30: T ans o mado de
220Vac a 3.3Vdc
T ans o mado de co ien e al e na (220V) a
co ien e con inua (3.3V)
- Vol aje de en ada: 85Vac - 265Vac
- Vol aje de salida: 3.3Vdc
- Co ien e de en ada: 10mA - 15mA
- Co ien e de salida: 0 - 650mA
- Tempe a u a de uncionamien o: -40ºC - +85ºC
- Dimensiones: 30 x 20 x 18 mm
Ál a o An onio Zamo ano Ojuel 44
UCM
Módulo senso del elé ono ijo
Figu a 3.31: Conec o RJ11
Conec o RJ11 - 8P4C
- Aunque enga 4 con ac os, solo se u ilizan los 2
cen ales
Visualizado : Reloj de ale as
Figu a 3.32: Pan alla OLED - In e az
I2C
Pan alla OLED - 4 pines
- In e az: I2C
- Tamaño de la pan alla: 1.3 pulgadas
- Resolución de la pan alla: 128 x 64 píxeles
- Á ea de isualización: 29.42 x 17.4 mm
- Vol aje de uncionamien o: 3.3V - 5V
- Con olado : SH1106 (equi alen e al SSD1306)
- Tempe a u a de uncionamien o: -40ºC - +70ºC
- Dimensiones: 35.4 x 33.5 x 4.3 mm
Figu a 3.33: Módulo ca gado de ba-
e ías, in e az USB ipo C - Mod.
TC4056
Ca gado de ba e ías USB ipo C (3.7V)
- Vol aje de en ada: 5V
- Vol aje de p o ección de desca ga: 2.5V
- Vol aje de in e upción de ca ga: 4.2V
- Co ien e de ca ga: 1000mA
- P o ección de sob eca ga de co ien e de las ba-
e ías: 3A
- Dimensiones: 28 x 17 mm
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G ado en Ingenie ía de Compu ado es Facul ad de In o má ica
Figu a 3.34: Mo o de ib ación
Mo o de ib ación
- Vol aje de uncionamien o: 3V - 5.3V
- Co ien e de uncionamien o: has a 60 mA
- Tempe a u a de uncionamien o: -40ºC - +85ºC
- Dimensiones: 25 x 23.8 x 5.9 mm
Visualizado : Panel Led
Figu a 3.35: Panel LED SMD2121
Panel LED
- In e az: HUB08
- Resolución de la pan alla: 64 x 16 píxeles
- Dis ancia en e píxeles (pixel pi ch): 4.75mm
- Colo leds: ojo
- B illo: 400 cd/m2
- Dimensiones: 304 x 76 x 14 mm
- G ado de p o ección: IP65, es o signi ica
P o ección o al con a el pol o
P o egido con a cho os de agua de baja po-
encia
O os
Figu a 3.36: T ans o mado de
220Vac a 5Vdc
T ans o mado de Co ien e al e na (220V) a
Co ien e con inua (5V)
- Vol aje de en ada: 55Vac - 277Vac
- Vol aje de salida: 5Vdc
- Co ien e de en ada: 14mA
- Co ien e de salida: 0 - 600mA
- Tempe a u a de uncionamien o: -25ºC - +85ºC
- Dimensiones: 23 x 18 x 13 mm
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UCM
Figu a 3.37: In e up o es “slide s”
In e up o es “slide s” de 2 posiciones
- ON / OFF
Figu a 3.38: Condensado de poliés e
Condensado de poliés e
- Vol aje de en ada: 250V
- Capaci ancia: 1𝜇F
- Dieléc ico: láminas delgadas de poliés e
- Ras e (dis ancia en e conec o es) del condensa-
do u ilizado: 22.5 mm
Figu a 3.39: Baqueli a de 1 solo lado
Baqueli a de PCB de 1 solo lado
Figu a 3.40: Ejemplo de caja de los
dis in os módulos de senso es (y Es-
ación Cen al 1)
Cajas de módulos
- Hechas de ilamen o PLA (ácido polilác ico) con
una imp eso a 3D
47

Capí ulo 4
Desa ollo del sis ema
En un p incipio, es aba pensado desa olla el ecosis ema inalámb ico (no al comple o) y
algún ejemplo del cableado, pe o, po p oblemas logís icos, solo se han podido implemen a
algunos módulos del p ime o, po lo que odo lo comen ado a con inuación se e ie e, exclusi-
amen e, al ecosis ema inalámb ico.
La opción de diseña y desa olla la Es ación Cen al como p ime elemen o del sis ema
ino dada po el hecho de que es en es e elemen o en el que a inco po ado el b oke MQTT, y,
po an o, debe se , lógicamen e, el p ime o en ealiza se, pa a e si, una ez hechos los demás,
uncionan co ec amen e.
4.1. La “Es ación Cen al”
La p ime a di icul ad que su gió ue encon a un b oke MQTT que ue a compa ible
con el mic ocon olado ESP32 (mic ocon olado que se pensó, inicialmen e, que es u ie a
“al mando” del sis ema). Los di e sos b oke analizados1es án adap ados pa a Raspbe ies,
ESP8266 o es án “en la nube”, po lo que in en é (sin éxi o) adap a las lib e ías que uncionan
pe ec amen e en el ESP8266 al ESP32, pe o en an en juego decenas de iche os que había que
“ oca ”, algunos de ellos me iéndose p o undamen e en el ha dwa e de los mic ocon olado es,
siendo un abajo an a duo que pod ía habe sido obje o de o o TFG y se escapa del obje i o
del p esen e p oyec o, po lo que u e que cambia la idea de inclui ESP32 en la “Es ación
Cen al” a aloja un ESP8266 y ca ga le un b oke MQTT, conc e amen e el b oke uMQTT.
Con pos e io idad a la ealización del módulo de la “Es ación Cen al” ha apa ecido en la
comunidad A duino un b oke p epa ado pa a se implemen ado sob e el ESP32, el sMQTTB o-
ke , pe o ya e a a de pa a inco po a lo en el p oyec o y se deja como mejo a o ac ualización
pa a el u u o.
La “Es ación Cen al” ac ual ( 1) iene un diseño muy básico: solo la placa NodeMCU-
ESP8266, dos leds, uno pa a sabe si hay o no disposi i os conec ados a la es ación, y el o o
pa a indica si hay alguna ale a ac i ada, y un bo ón pa a “a ende ” dicha ale a.
1Mosqui o,uMQTTB oke ,Hi eMQ
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G ado en Ingenie ía de Compu ado es Facul ad de In o má ica
El esquemá ico de es a unidad es el siguien e:
Figu a 4.1: Esquemá ico del ci cui o de la Es ación Cen al
(Realizado con el so wa e: KiCad)
Más adelan e, se puede ac ualiza la “Es ación Cen al” a una 2, que end ía los mismos
elemen os que la e sión 1, pe o el led de las ale as pod ía se RGB, pe sonalizando cada ale a
con un colo especí ico.
En un u u o, una e ce a e sión de la “Es ación Cen al” ( 3) pod ía dispone de una pan-
alla LCD pa a mos a los mensajes se ie (de depu ación, po ejemplo), además de in o mación
de in e és, como puede se :
Lis ado de “clien es” del b oke (publicado es y/o susc ip o es).
Ale a igen e no a endida.
Lis ado de ale as a endidas (po o den c onológico, y con echa y ho a).
O a in o mación que se conside e opo una.
La “Es ación Cen al” iene inco po ado el p opio b oke MQTT, y és e, pa a ecibi odos
los mensajes que se publican en el sis ema (y een ia los a los susc ip o es), u iliza ca ac e es
comodín, llamados wildca ds en el con ex o MQTT, en nues o caso, ‘#’ (equi ale a ecibi
TODO), de al mane a que, con el ca ác e modula del p oyec o, si se añade un módulo “a
pos e io i”, el b oke ecibi ía sus mensajes sin ene que ep og ama el so wa e.
Ál a o An onio Zamo ano Ojuel 50
UCM
Figu a 4.2: In e io de la “Es ación Cen al” Figu a 4.3: “Es ación Cen al” ya mon ada
4.2. Los módulos senso es
El o den en el que se abo dó el diseño de los módulos senso es no ue siguiendo un plan
p ede inido, sino más bien según iban luyendo las ideas de empa ejamien o “algo a de ec a ”
- “cómo de ec a lo”.
4.2.1. Módulo senso Tempo izado
El p ime módulo que se diseñó ue el del Tempo izado , y en su desa ollo nos encon a-
mos con a ias di icul ades que u imos que supe a :
P ime amen e, se pensó de ec a la ib ación ísica del empo izado con un senso de
ib ación (senso piezoeléc ico de ce ámica), dispues o en el in e io del módulo, pe o es ando
po debajo de la supe icie de la caja no de ec aba ninguna ib ación, segu amen e po que el
ma e ial plás ico del que es aba hecha la caja no p opagaba adecuadamen e la ib ación y el
senso no lo de ec aba. Pensando que el g oso podía in e eni en el p oceso, se “adelgazó” la
supe icie de la caja en su in e io con lija pa a e si una supe icie más delgada podía p opaga
la ib ación, pe o ue en ano.
Figu a 4.4: Placa in e io del módulo senso del empo izado , basado en ib ación
51
G ado en Ingenie ía de Compu ado es Facul ad de In o má ica
4.2.5. Módulo senso Po e o elec ónico
El e o aquí e a consegui de ec a cuándo suena el imb e de llamada del po e o; pa a ello,
y basándonos en el ipo analógico 4+1, ya comen ado en el apa ado “Con ex o ecnológico”,
consis ía en a e igua cuándo pasa co ien e po el cable y e minal a al in dedicado.
Como la co ien e que pasa po el cable es al e na enemos que ecu i , nue amen e, al
uso de un op oacoplado que la de ec e.
Sin emba go, exis e una pequeña di e encia con espec o a la u ilización en el módulo sen-
so del elé ono ( ijo), ya que en és e úl imo po el cable pasaba, aunque no hubie a llamada, una
co ien e con inua que eníamos que disc imina , y es o lo hacíamos median e un condensado
de poliés e . En el caso del po e o elec ónico, po el cable dedicado al imb e no pasa nada más
que la co ien e al e na cuando se pulsa el bo ón co espondien e en la placa de la calle, po lo
que no necesi amos el condensado , y a amos di ec amen e con la co ien e al e na, u ilizando,
eso sí, una esis encia pa a adecua el ol aje al eque ido po el op oacoplado .
Se comple a el módulo con algún ha dwa e adicional (un led y o a esis encia), pe o, sob e
odo, con un so wa e capaz de de ec a un cambio en la co ien e (con inua) en el pin de en ada
co espondien e en la placa NodeMCU del mic ocon olado ESP8266.
El esquemá ico del módulo es, pues:
Figu a 4.18: Esquemá ico del ci cui o del módulo senso del po e o elec ónico
(Realizado con el so wa e: Dia)
El conec o que es á jun o al de la alimen ación es á unido a los e minales 3 y 4 de la placa
del po e o elec ónico, según las especi icaciones del ab ican e del po e o que se ha omado
como e e encia (FERMAX). No obs an e, pa a o os modelos hab ía que conec a lo según la
abla de equi alencias que se mues a (se mues a solo una pa e del documen o).
Ál a o An onio Zamo ano Ojuel 58

UCM
Figu a 4.19: De alle de la Tabla de equi alencias de po e os elec ónicos
El módulo comple o se e ía así:
Figu a 4.20: In e io del módulo senso del
po e o elec ónico
Figu a 4.21: Aspec o ex e io del módulo sen-
so del po e o elec ónico
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G ado en Ingenie ía de Compu ado es Facul ad de In o má ica
4.3. El elemen o mó il del sis ema: “ale wa ch” (o eloj de
ale as)
El diseño y la ealización del único elemen o mó il del sis ema es, en sí mismo, un e o,
pe o no es el único, a con inuación se exponen los di e en es desa íos a los que nos hemos
en en ado y hemos enido que i supe ando.
El p ime o ha sido lidia con el diseño de un disposi i o que no ue a incómodo de lle a ,
an o po sus dimensiones como po su o ma, pe o que, a su ez, pe mi ie a inclui en su in e io
odos los componen es necesa ios pa a su uncionamien o (componen es que pos e io men e
lis a é).
Es e pun o es el que más di icul ades ha supues o en un p incipio, ya que no es á a nues o
alcance, ni al alcance de una mayo ía de los des ina a ios de es e p oyec o, la minia u ización
de ci cui os, y se que ía u iliza módulos ya hechos (come ciales) pa a solo ene que mon a -
los sob e la ca casa, y conec a los de la mane a ap opiada pa a hace los unciona de o ma
coope a i a (ob iamen e, con el so wa e adecuado).
Debido a es a ci cuns ancia, pod íamos a i ma que el esul ado inal es “un poco” olu-
minoso, como se puede ap ecia en las imágenes:
Figu a 4.22: Piezas de la caja del Reloj de ale as
Figu a 4.23: Pe spec i a izda. del Reloj de
ale as Figu a 4.24: Pe spec i a dcha. del Reloj de
ale as
Ál a o An onio Zamo ano Ojuel 60
UCM
Y, de hecho, ese puede se el mayo e o pa a el u u o, disminui el amaño sin sac i ica
la uncionalidad.
Ya que se a a de un “Reloj de ale as” hemos pensado que pod ía ene dos e ien es,
una de eloj, y o a de isualizado de ale as.
Como eloj, se a a ía de un disposi i o que no necesi a comunicación con el ex e io , y
que ap o echa las capacidades del mic ocon olado pa a dispone de es unciones:
1) Reloj
2) Ala ma
3) Cuen a a ás o empo izado
Como isualizado de ale as, en es e caso sí que necesi a comunica se con el ex eio , con-
c e amen e, ap o echando la capacidad Wi-Fi del D1-Mini32-ESP32 pa a ecibi los mensajes
co espondien es a las dis in as ale as ansmi idas po los módulos senso es del sis ema, y
mos a los en la pan alla, así como los ocasionados localmen e po el eloj, es deci , el de la
“Ala ma” y la “Cuen a a ás”.
En cuan o al ha dwa e se e ie e, és os son los componen es u ilizados en el in e io de
eloj de ale as:
D1-Mini32-ESP32
3 bo ones pequeños [Modo, Ajus e y Valo ]
1 bo ón g ande [Ale a a endida]
Mo o de ib ación
Módulo ca gado de ba e ía USB ipo C
Ba e ía LiPo 523450 - 1000 mAh - 3.7 V
Led 1 W
In e up o A duino LilyPad
Pan alla OLED 1.3”
Figu a 4.25: Componen es incluidos en el in e io del Reloj de ale as
61
G ado en Ingenie ía de Compu ado es Facul ad de In o má ica
Siendo el esquemá ico el que a con inuación se de alla:
Figu a 4.26: Esquemá ico del ci cui o del Reloj de ale as
(Realizado con el so wa e: F i zing)
Y las conexiones de sus componen es (de o ma más g á ica):
Figu a 4.27: Conexiones del ci cui o del Reloj de ale as
(Realizado con el so wa e: F i zing)
Ál a o An onio Zamo ano Ojuel 62
UCM
Y en cuan o al so wa e, se pensó que la mejo mane a de abo da el código e a c eando
una Máquina de Es ados Fini os (FSM, po sus siglas en inglés), cuya ep esen ación se mues a
a con inuación:
Figu a 4.28: Au óma a que e leja el uncionamien o del Reloj de ale as
(Realizado con el so wa e: Dia)
63

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Pe o el g an p oblema que se ha enido que a on a ha sido el de la au onomía del dispo-
si i o, ya que, pa a se ealmen e uncional, la ca ga de la ba e ía inco po ada debe ía ene una
du ación mínima su icien e pa a acili a la ida a los usua ios, y no pa a supone una moles ia
ene que es a ca gando la ba e ía con inuamen e (o a ias eces al día). De es e modo, hay que
combina con acie o an o el o ma o y capacidad de la ba e ía como el aho o de ene gía del
mic ocon olado y los pe i é icos asociados.
Has a al pun o es c í ico es e asun o que en ello adica la iabilidad de es e abajo, pues
si bien es cie o que el ecosis ema cableado casi siemp e se a a pode ealiza , la e dade a
azón de se del mismo es, p ecisamen e, su u ilidad en la co idianidad, y lo co idiano es, gene-
almen e, que es amos en con inuo mo imien o po a ias es ancias de la i ienda, po lo que
es el ecosis ema inalámb ico el que se mues a más ap o y el que cub e odas las necesidades.
Todo el so wa e necesa io (a chi os STL2y el código uen e de cada uno de los elemen os
-en ske ches de A duino IDE [.ino]-) se encuen a disponible en la siguien e di ección web:
h ps://gi lab.com/p oyec os161/sia idopedia
2pa a la imp esión 3D de las cajas y el eloj
Ál a o An onio Zamo ano Ojuel 64
Capí ulo 5
Resul ados y conclusiones
5.1. Resul ados
5.1.1. Memo ia económica
De allamos el cos e de los ma e iales u ilizados, desglosándolo po módulos.
Al cos e de los ma e iales hay que suma le los cos es ene gé icos, y pa a ello amos a oma
como e e encia el p ecio medio de la luz del año 2021 en España (0.182€/kWh). Una imp eso a
3D iene un consumo ap oximado de 330W; pa a los módulos senso es y la es ación cen al,
el iempo de uncionamien o se ía de unas 3h. pa a la ca casa de la caja y unos 45min. pa a la
base, es o supone un cos e ap oximado de 0.23€, mien as que cada pieza del eloj de ale as
supone unos 25 minu os de uncionamien o de la imp eso a 3D, po lo que el cos e ene gé ico
del eloj asciende a 0.07€ (1 ho a y 15 minu os). Le añadimos, además, el cos e del ma e ial
plás ico: la bobina de 1 Kg de ilamen o PLA cues a unos 22€.
Es ación Cen al 1
Base caja →0.27€
Ca casa caja →1.13€
Baqueli a →0.38€
Leds ( e de) →0.06€ x 2 = 0.12€
Resis encias (220Ω)→0.02€ x 2 = 0.04€
Conec o es me álicos →0.02€ x 8 = 0.16€
Fundas de conec o es me álicos →0.02€ x 8 = 0.16€
Conec o en “U” →0.03€
In e up o basculan e de encendido →0.08€
Conec o de alimen ación →1.29€
Enchu e ans o mado →2.40€
Bo ón →0.10€
65
G ado en Ingenie ía de Compu ado es Facul ad de In o má ica
NodeMCU-ESP8266 →1.99€
TOTAL Ma e iales Es ación Cen al 1:8.15€
TOTAL Cos e ene gé ico Es ación Cen al 1:0.23€
COSTE TOTAL Es ación Cen al 1:8.38€
Módulo senso del Tempo izado
Base caja →0.27€
Ca casa caja →1.14€
Baqueli a →0.38€
Led ( ojo) →0.06€
Resis encia (100Ω)→0.02€
Mic ó ono MAX4466 →1.13€
Conec o es me álicos →0.02€ x 8 = 0.16€
Fundas de conec o es me álicos →0.02€ x 8 = 0.16€
Bo ón de encendido →1.37€
Conec o de alimen ación →1.29€
Enchu e ans o mado →2.40€
Goma EVA →0.03€
NodeMCU-ESP8266 →1.99€
TOTAL Ma e iales Módulo senso del Tempo izado :10.40€
TOTAL Cos e ene gé ico Módulo senso del Tempo izado :0.23€
COSTE TOTAL Módulo senso del Tempo izado :10.63€
Módulo senso del F igo í ico
Base caja →0.27€
Ca casa caja →1.02€
Baqueli a →0.38€
Led RGB →0.04€
Resis encias (220Ω)→0.02€ x 3 = 0.06€
Ál a o An onio Zamo ano Ojuel 66
UCM
Po a-ba e ía 18650 →0.64€
Ba e ía 18650 Li-Ion (19800 mAh) →1.33€
In e up o de encendido →0.14€
Conec o es me álicos →0.02€ x 4 = 0.08€
Fundas de conec o es me álicos →0.02€ x 4 = 0.08€
Senso de luz →0.57€
Ampli icado de ol aje (“Boos e ” / “S ep-up”) →1.49€
NodeMCU-ESP32 →3.70€
TOTAL Ma e iales Módulo senso del F igo í ico:9.80€
TOTAL Cos e ene gé ico Módulo senso del F igo í ico:0.23€
COSTE TOTAL Módulo senso del F igo í ico:10.03€
Módulo senso del Telé ono ijo
Base caja →0.27€
Ca casa caja →1.39€
Baqueli a →0.38€
Led (Rojo) →0.06€
Resis encias (2kΩy 10kΩ)→0.02€ x 2 = 0.04€
Condensado de poliés e 1 𝜇F 250V →0.30€
Op oacoplado 4N33 (simila al 4N35) →0.35€
Conec o es RJ11 (hemb a) →0.96€ x 2 = 1.92€
Conec o es me álicos →0.02€ x 4 = 0.08€
Fundas de conec o es me álicos →0.02€ x 4 = 0.08€
Conec o de alimen ación →1.29€
Enchu e ans o mado →2.40€
NodeMCU-ESP8266 →1.99€
TOTAL Ma e iales Módulo senso del Telé ono ijo:10.55€
TOTAL Cos e ene gé ico Módulo senso del Telé ono ijo:0.23€
COSTE TOTAL Módulo senso del Telé ono ijo:10.78€
67

Conclusions
When acing his p ojec we did no hink ha we we e going o ind so many di icul ies
ha ha e been disco e ed as i p og essed.
Once he p o o yping phase is inished, we can deduce se e al conclusions, among which
he main ones s and ou :
Indus ialized socie y does no ake in o accoun o i s p og ess people wi h hea ing di -
icul ies.
A e s udying se e al mic owa es (5.3) and washing machines (5.3) on he ma ke (un-
o una ely, i we had s udied o he appliances such as b ead make s, o ens, co ee ma-
ke s, dishwashe s, e c., he esul would ha e been he same), in 94 % o wha was analy-
zed ONLY one acous ic signal is a ailable o wa n o he end o he p ocess. The emai-
ning 6 % has ONLY a wa ning led (a leas , his op ion allows hacking he de ice o ge
an ou pu pin).
Some p oduc s, such as he Samsung WW8*K6***** washing machine, can e en be
con olled om a mobile de ice using he co esponding applica ion (Samsung Sma
Home in he case men ioned), bu he manu ac u e s ha e no hough a all o add an
ou pu pin (GPIO) o acili a e de ec ion o .END”by app op ia e ha dwa e in e ac ing wi h
i .
The e o e, om he e we make a call o he indus y, o he manu ac u e s, so ha hey
inco po a e , as soon as possible, people wi h hea ing di icul ies in o hei business a ge .
O wha is he same, equi e ha hey add an ou pu GPIO o wa n o he .end o he
ope a ion”. We hink ha is no oo much o ask.
The inal esul ob ained is no as i ial as i would ha e been desi able a he beginning
o he p ojec , especially he ale wa ch, because in o de o in oduce all he necessa y
componen s in a mo e o less educed space, i is necessa y o imagine and design hei
inal loca ion, and his has no been easy a all.
Howe e , i you ha e he app op ia e knowledge and a p ecise no ion o design, i is
easible o ca y ou he p ojec ollowing he schema ics in his Repo . I is NOT an
assembly manual, so he e is no a ”s ep by s ep” ollow-up o i s ealiza ion.
F om he economic poin o iew, he cos o he sys em makes in e es ing o manu ac u e
i you sel , bu i he idea and he p ojec we e o be exploi ed comme cially, he cos
would ha e o be educed o make i iable since cu en ly (and om his pe spec i e)
we could conside i qui e expensi e o ha pu pose.
75
Pa e B
77
Índice de igu as
1.1. MóduloFS1000A................................. 2
1.2. MóduloXY-MK-5V ............................... 3
1.3. Módulos desc i os con an ena ex e na de cua o de onda . . . . . . . . . . . . . 3
1.4. Módulo FS1000A con an ena ex e na helicoidal . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.5. MóduloAT-09................................... 4
1.6. MóduloHM-10.................................. 4
1.7. MóduloXBeeS1,................................. 5
1.8. MóduloXBeeP oS5,............................... 5
2.1. Diseñocableado.................................. 12
2.2. Diseñoinalámb ico................................ 13
3.1. Esquema de un mic ó ono dinámico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.2. Esquema de un mic ó ono de condensado elec e . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.3. Esquema del op oacoplado 4N35, de un solo led . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.4. Esquema del op oacoplado H11AA1, de doble led . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.5. Esquema de po e o elec ónico analógico de ipo 4 + 1 . . . . . . . . . . . . . 18
3.6. Símbolo eléc ico de un led . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.7. Diag ama de conexión de una ma iz de 8 x 8 leds . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.8. Disposición de las dis in as capas de un panel LCD . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.9. Disposición de las dis in as capas de un panel OLED . . . . . . . . . . . . . . 23
3.10. Ubicación de dis in os p o ocolos de edes en las capas del modelo OSI . . . . 26
3.11.SoCESP8266................................... 29
3.12.SoCESP32 .................................... 32
3.13. Módulos (y amilias) del ESP8266 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.14. Módulo ESP-12F, del SoC ESP8266 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.15.MódulosdelESP32................................ 36
3.16. Módulo ESP-WROOM-32, del SoC ESP32 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.17. Placa de desa ollo NodeMCU con el módulo ESP-12F del ESP8266 . . . . . . 38
3.18. Pinou de la placa NodeMCU 3 del ESP8266 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.19. Placa de desa ollo NodeMCU con el módulo WROOM-32 del ESP32 . . . . . 40
3.20. Pinou de la placa NodeMCU ESP32 y módulo ESP-WROOM-32 . . . . . . . 40
3.21. Placa de desa ollo Mini32 con el módulo WROOM-32 del ESP32 . . . . . . . 41
3.22. Pinou de la placa Mini32 con módulo ESP-WROOM-32 del ESP32 . . . . . . 42
3.23. Senso piezoeléc ico de ce ámica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.24. Mic ó onos con po encióme o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.25. Senso de luz KY-018 con o o esis o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.26. Alojamien o pa a ba e ía 18650 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
79

G ado en Ingenie ía de Compu ado es Facul ad de In o má ica
3.27.Ba e ía18650................................... 43
3.28. Módulo ampli icado de ol aje, de 3.3V a 5V . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.29.LedRGB5mmy4pines ............................. 44
3.30. T ans o mado de 220Vac a 3.3Vdc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.31.Conec o RJ11................................... 45
3.32. Pan alla OLED - In e az I2C........................... 45
3.33. Módulo ca gado de ba e ías, in e az USB ipo C - Mod. TC4056 . . . . . . . 45
3.34.Mo o de ib ación ................................ 46
3.35.PanelLEDSMD2121............................... 46
3.36. T ans o mado de 220Vac a 5Vdc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.37. In e up o es “slide s” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.38. Condensado de poliés e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.39. Baqueli a de 1 solo lado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.40. Ejemplo de caja de los dis in os módulos de senso es (y Es ación Cen al 1) . 47
4.1. Esquemá ico del ci cui o de la Es ación Cen al . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
4.2. In e io de la “Es ación Cen al” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.3. “Es ación Cen al” ya mon ada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.4. Placa in e io del módulo senso del empo izado , basado en ib ación . . . . . 51
4.5. Aspec o ex e io del módulo senso del empo izado , con senso de ib ación . 52
4.6. In e io del módulo senso del empo izado , basado en sonido . . . . . . . . . 52
4.7. Aspec o ex e io del módulo senso del empo izado , con senso de sonido . . 52
4.8. Esquemá ico del ci cui o del módulo senso del empo izado . . . . . . . . . . 53
4.9. Esquemá ico del ci cui o del módulo senso del igo í ico . . . . . . . . . . . 54
4.10. In e io del módulo senso del igo í ico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
4.11. Aspec o ex e io del módulo senso del igo í ico . . . . . . . . . . . . . . . . 54
4.12. In e io del módulo senso del imb e de la pue a . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.13. Aspec o ex e io del módulo senso del imb e de la pue a . . . . . . . . . . . 55
4.14. Esquemá ico del ci cui o del módulo senso del imb e de la pue a . . . . . . . 56
4.15. Esquemá ico del ci cui o del módulo senso del elé ono ( ijo) . . . . . . . . . 57
4.16. In e io del módulo senso del elé ono ( ijo) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
4.17. Aspec o ex e io del módulo senso del elé ono ( ijo) . . . . . . . . . . . . . . 57
4.18. Esquemá ico del ci cui o del módulo senso del po e o elec ónico . . . . . . . 58
4.19. De alle de la Tabla de equi alencias de po e os elec ónicos . . . . . . . . . . 59
4.20. In e io del módulo senso del po e o elec ónico . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.21. Aspec o ex e io del módulo senso del po e o elec ónico . . . . . . . . . . . 59
4.22. Piezas de la caja del eloj de ale as . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
4.23. Pe spec i a izda. del eloj de ale as . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
4.24. Pe spec i a dcha. del eloj de ale as . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
4.25. Componen es incluidos en el in e io del eloj de ale as . . . . . . . . . . . . . 61
4.26. Esquemá ico del ci cui o del eloj de ale as . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
4.27. Conexiones del ci cui o del eloj de ale as . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
4.28. Au óma a que e leja el uncionamien o del eloj de ale as . . . . . . . . . . . 63
Ál a o An onio Zamo ano Ojuel 80
Índice de ablas
1.1. Cuad o esumen de las ca ac e ís icas de los dis in os es ánda es Wi i . . . . . 6
1.2. Cuad o compa a i o de las dis in as ecnologías es udiadas . . . . . . . . . . . 8
81
Bibliog a ía
[1] OASIS Open. MQTT. Documen s
h ps://docs.oasis-open.o g/mq /mq / 3.1.1/os/mq - 3.1.1-os.h ml
[2] Esp essi Sys ems. ESP8266EX Da ashee . Ve sion 6.7, 2022
h ps://www.esp essi .com/si es/de aul / iles/documen a ion/0a-esp8266ex_
da ashee _en.pd
[3] Esp essi Sys ems. ESP32 Se ies Da ashee . Ve sion 3.9, 2022
h ps://www.esp essi .com/si es/de aul / iles/documen a ion/esp32_da ashee _en.
pd
[4] Ad anced Monoli hic Sys ems, Inc. AMS1117 Da ashee
h p://www.ad anced-monoli hic.com/pd /ds1117.pd
83

Anexo 3
P econ igu aciones del sis ema
A con inuación se elacionan los dis in os opics ya p econ igu ados en el “Reloj de ale as”
casa/ eloj/ala ma
casa/ eloj/cuen a_a as
casa/cocina/ igo i ico
casa/cocina/ empo izado
casa/ imb e_pue a
casa/po e o_elec onico
casa/ ele ono_ ijo
casa/ ele ono_mo il1
casa/ ele ono_mo il2
casa/cocina/la ado a
casa/cocina/secado a
casa/cocina/mic oondas
casa/cocina/pani icado a
casa/cocina/ho no
casa/cocina/ os ado
casa/cocina/ca e e a
casa/cocina/leche a
casa/cocina/ e e a
casa/cocina/he ido
casa/cocina/exp imido
casa/cocina/licuado a
casa/cocina/ba ido a
casa/cocina/ obo
91
G ado en Ingenie ía de Compu ado es Facul ad de In o má ica
casa/cocina/yogu e a
casa/cocina/go e a
casa/cocina/galle e a
casa/cocina/sandwiche a
casa/cocina/g ill
casa/cocina/plancha_cocina
casa/do mi o io1/despe ado 1
casa/do mi o io1/despe ado 2
casa/do mi o io2/despe ado 1
casa/do mi o io2/despe ado 2
casa/do mi o io3/despe ado 1
casa/do mi o io3/despe ado 2
casa/do mi o io4/despe ado 1
casa/do mi o io4/despe ado 2
casa/plancha
casa/cen o_planchado
casa/baño/jacuzzi
casa/baño/ e mo
casa/humos
casa/gases
casa/an i obo
Ál a o An onio Zamo ano Ojuel 92
“So wa e lib e y Ha dwa e lib e pa a una
ci ilización lib e. ¡Vi a la Cul u a Lib e!”
Ál a o An onio Zamo ano Ojuel
Ál a o An onio Zamo ano Ojuel
FECHA
Ul . ac ualización 15 de sep iemb e de 2022
L
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TEX lic. LPPL & powe ed by T
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NCC-ZERO
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Uni e sal”.