Arduino

Sistemas embebidos. ESP32 + retrofit

Serie de procesadores, menos potentes que una PC de escritorio pero específicamente diseñados para ser más capaces de sensar, comunicarse y tomar acción en el mundo exterior, pensados como una herramienta vital para el desarrollo del Internet of Things (IoT).

“Pinout ESP32”

ESP32 es una familia de chips SoC (System On Chip, Sistemas embebidos) que integra un microprocesador de 32-bits, memoria RAM volátil y no volátil y varios dispositivos de I/O (entrada y salida) en un chip único, además de dispositivos de comunicaciones variados, que podemos emplear para recibir y enviar información al exterior.

Básicamente el ESP32 es capaz de:

  • Recibir señales digitales (Digital Inputs) 
  • Enviar señales digitales (Digital Output) 
  • Recibir señales Analógicas en tensión (Analog Input) mediante ADCs. 
  • Enviar señales analógicas al exterior, (Analog Output) como señales moduladas en pulsos PWM y con 2 convertidores digital a analógico (DAC) 
  • Detectar variaciones de Capacidad en los pines adecuados.
  • Comunicarse con el exterior de forma cableada:
    • I2C 
    • SPI 
    • UART o serie programables. 
  • Comunicarse con el exterior de forma inalámbrica
    • WIFI integrado, con stack TCP/IP
    • Bluetooth 5 integrado

Existen diferentes opciones para programar estos dispositivos que van desde el bajo nivel, disponiendo así de un gran control a mayor complejidad por medio de AT-commands, al alto nivel, a través del entorno de desarrollo (IDE) de Arduino. implicando mayor nivel de procesamiento y menor control directo sobre el hardware, pero con un nivel de complejidad muy bajo.

Aplicación ESP32 – Retrofit de analizador de red

El retrofit o reequipamiento es una renovación realizada con el objetivo de aprovechar las nuevas tecnologías sin modificar en su totalidad la estructura original de un equipo.

Utilizando un ESP32 como núcleo del proyecto, por las múltiples características y facilidades que brinda, se procedió a realizar el retrofit de un equipo antiguo, un analizador de red Circutor; marca con la que hemos trabajado en múltiples proyectos de análisis de calidad de energía.

El principal objetivo del proyecto era el de dotar al equipo de conectividad inalámbrica para una mayor facilidad y seguridad a la hora de obtener las mediciones. Como así también, el registro de los datos obtenidos.

Este analizador en cuestión permite realizar mediciones trifásicas de tensión, corriente y potencia, como así también de coseno phi, entre otras. Posee un puerto de comunicaciones RS-485 para la extracción de datos.

Una vez estudiado el protocolo de comunicación del equipo, por medio de la placa ESP32 y un conversor RS-485 a RS-232, comenzamos a comunicarnos con el analizador y obtener los valores de las mediciones, cómo primeras pruebas.

Completada esta fase, desarrollamos la interfaz web para acceder a las mediciones utilizando comunicación WiFi, mediante la cual nos autenticamos con el equipo en modo access point y actuando como servidor web. Funcionando de esta manera, implementamos múltiples páginas con el fin de mostrar la información de diferentes formas: al instante, en un periodo de tiempo, por medio de gráficos, etc.

Por último, incorporamos además un módulo de memoria SD y un módulo RTC (reloj en tiempo real), que se conectan respectivamente al ESP32 por comunicación I2C y SPI, para poder almacenar las mediciones por un periodo extenso y con su correspondiente estampa de tiempo, pudiéndose configurar los intervalos de toma de muestra de los valores medidos.

“Circutor CTRS485”