Resumen ejecutivo
Qué resuelve el proyecto
AgroSmart-32 despliega una red de sensores para erradicar las ineficiencias en micro-granjas. Al unir la gestión del huerto con el entorno avícola se crea un gemelo digital de la explotación.
- Huerto: riego optimizado, sin estrés hídrico, con sensores capacitivos.
- Depósitos: prevención de fallos de la bomba midiendo el nivel mínimo del tanque.
- Gallinero: prevención de mortalidad por estrés térmico y conteo automático de la puesta con barreras IR.
Arquitectura del sistema
Del sensor a la app
Sensores
Suelo · DHT22 · boya · IR
ESP32
FreeRTOS · 2 núcleos
Broker MQTT
Telemetría cada 5 min
App móvil
Alertas por webhook
Sistema operativo: FreeRTOS
El ESP32 ejecuta FreeRTOS con multithreading. El Core 1 sondea los sensores críticos en tiempo real (interrupciones de la barrera IR) y el Core 0 maneja la pila TCP/IP y el Wi-Fi.
Protocolos: MQTT y HTTP
La telemetría usa MQTT (publicación/suscripción) por su bajo consumo, hacia un broker central cada 5 minutos. Las alertas urgentes (tanque vacío, intrusión) se envían con HTTP POST (webhook) a la app móvil.
Matriz de hardware
Componentes del prototipo
ESP32 WROOM-32
Microcontrolador IoT
Dual-Core 240 MHz, Wi-Fi b/g/n y Bluetooth LE integrado. Gestiona FreeRTOS y la transmisión MQTT.
Sensor capacitivo v1.2
Humedad de suelo
Medición dieléctrica resistente a la corrosión. Salida analógica (0-3.3 V) al ADC1 del ESP32.
Interruptor de boya
Nivel de agua
Dispositivo mecánico-magnético. Cierra el circuito (pull-up) cuando el nivel del tanque desciende y el flotador cae.
Módulo DHT22
Temperatura y humedad
Alta precisión para el control ambiental del gallinero. Protocolo digital 1-Wire. Rango de -40 a 80 °C.
Barrera infrarroja (IR)
Sensor break-beam
Disparo rápido por interrupción hardware. Cuenta el paso de las aves hacia los nidos.
Simulador
Gemelo digital 3D interactivo
Gemelo digital 3D del sistema. Las gallinas entran en los nidos y cortan las barreras IR, el suelo se seca y la bomba riega, el bidón se vacía y la boya dispara la alerta. Cambia la temperatura o provoca una sequía para ver cómo reacciona el ESP32.
Mapeo de entradas y salidas (GPIO)
Conexiones al ESP32
| Periférico | Pin | Modo | Descripción |
|---|---|---|---|
| Sensor suelo capacitivo | GPIO 34 | ADC1_CH6 (entrada analógica) | Lectura de 12 bits (0-4095) mapeada a % de humedad. |
| Sensor DHT22 | GPIO 04 | Digital I/O (pull-up 10k) | Trama serie propietaria (1-wire modificado). |
| Interruptor de boya | GPIO 25 | Entrada digital (INPUT_PULLUP) | LOW = tanque con agua. HIGH = tanque vacío (alarma). |
| Barrera IR | GPIO 17 | Interrupción hardware (FALLING) | Suma +1 al contador global de forma asíncrona. |
Presupuesto desglosado
Coste del prototipo
| Concepto | Uds. | Precio unitario | Total |
|---|---|---|---|
| Módulo ESP32-WROOM | 1 | 6.50 € | 6.50 € |
| Pack sensores de humedad (capacitivos) | 4 | 2.50 € | 10.00 € |
| Flotador magnético (depósito) | 1 | 4.50 € | 4.50 € |
| Módulo DHT22 (clima avícola) | 1 | 5.00 € | 5.00 € |
| Kit barreras IR (nidos) | 4 | 3.50 € | 14.00 € |
| Fuente 5V IP65 y cableado | 1 | 20.00 € | 20.00 € |
| Inversión total (prototipo) | 60.00 € | ||
Cronograma de implementación
Seis semanas de trabajo
- Semanas 1-2
Prototipado hardware
Compra de componentes, montaje en protoboard y calibración de los sensores analógicos con valores en seco y en agua.
- Semanas 3-4
Desarrollo de firmware
Programación C++ del ESP32: FreeRTOS, rutinas de interrupción (ISR) y cliente MQTT.
- Semana 5
Backend y dashboards
Broker MQTT en la nube, base de datos para los conteos e interfaz gráfica móvil.
- Semana 6
Instalación en campo
Caja IP65 estanca, despliegue en huerto, gallinero y depósito. Pruebas de conectividad.