Diseño de interfaces modulares para facilitar proyectos de IOT

Abstract

El Internet of Things (IoT) ha experimentado un aumento explosivo en los últimos años, cada vez hay más equipos electrónicos con capacidad de conectarse a la red: relojes inteligentes, sensores inalámbricos, televisores inteligentes, etc. Además, existe un gran interés de las personas por la creación de proyectos amateur de electrónica y robótica como la implementación de luces inteligentes, regadores de pasto automáticos, entre otros. Sin embargo, la creación de un dispositivo de IoT desde cero, requiere la integración de diferentes líneas del conocimiento como electrónica, programación, redes y creación de interfaces gráficas. En este trabajo se pretende crear un equipo electrónico que busca facilitar el acercamiento de nuevas personas al mundo de la electrónica y al IoT; mediante la creación de interfaces electrónicas para que algunos sensores se puedan conectar de forma plug and play a un módulo central y sus mediciones aparezcan en una página web. Este sistema permite que personas ajenas al mundo de la electrónica puedan interactuar con un equipo de IoT de forma sencilla. Además, el código y el hardware del proyecto fue pensado para que sea posible añadir más sensores que los creados por el autor, por lo que un desarrollador puede agregar nuevos sensores al equipo sin la dificultad de tener que crear un proyecto de IoT desde cero. El módulo central consiste en una Raspberry Pi conectada a una PCB que tiene dos conectores para sensores digitales y dos conectores para sensores analógicos. Por su parte, las interfaces de los sensores cuentan con el sensor, un conector que se inserta en el módulo central y el circuito correspondiente para el funcionamiento del sensor. Las interfaces están diseñadas de tal manera que cada pin de un conector ejecuta una función, ya sea la entrega de voltaje, la conexión a tierra, la identificación de la interfaz, el envío de datos, etc. Gracias a esto, los conectores de las interfaces en la PCB son independientes de los conectores del módulo central, es decir, una interfaz no debe conectarse a un conector en específico, sino que funciona con cualquiera. El módulo central es capaz de detectar la conexión de una interfaz de forma instantánea, identificar el sensor conectado, solicitar la medición del sensor y enviarla a una base de datos. Todo esto en tiempo real. Además, en la Raspberry Pi se creó un servidor web usando Flask y Nginx, por lo que desde Internet es posible ingresar a la página web y visualizar las mediciones del sensor. El resultado de este proyecto es un equipo electrónico al que se le pueden conectar sensores digitales y analógicos de forma plug and play. Las mediciones del sensor son visibles desde Internet, por medio de gráficos y tablas que muestran la información de forma ordenada. Además, existe un panel en la página web qué muestra el estado del módulo central, es decir, permite visualizar que sensores tiene conectados actualmente.