Desplegar red sensores inalámbrica en molino harinero siglo XVIII

Monitorizar procesos industriales centenarios es desafiante, pero una red de transmisores RF nRF24L01 la hace más segura, rápida y fiable.

Historia

Fábricas modernas confían en monitorización digital para mejorar seguridad, productividad y facilidad operación. En contraste, un molino harinero del siglo XVIII —impulsado principalmente por ejes de transmisión y poleas de madera— aún opera con electricidad mínima. Al encargarme diseñar red sensores para este sitio histórico, vi oportunidad de fusionar patrimonio con tecnología punta.

El molino funciona como una gran máquina con numerosos procesos concurrentes. Para gestionar esta complejidad, instalamos variedad de sensores que monitorizan nivel grano, salida motor, temperatura, humedad, y en fases futuras, flujo grano y temperaturas cojinetes. El stream de datos resultante elimina necesidad de inspecciones manuales a pie por los cuatro pisos del edificio y aporta métricas cuantitativas para análisis estadístico.

La red comprende nodos estándar alimentados por Arduino, nodo base central, y Raspberry Pi que actúa como servidor e intérprete de datos.

Visión general hardware

Cada nodo usa Arduino Nano emparejado con módulo nRF24L01 (RF24). El módulo RF24 puede operar a 3,3 V para rendimiento óptimo; añadí condensador electrolítico 10 µF cerca de sus pines alimentación para prevenir pérdidas esporádicas.

Diseñé PCB personalizada integrando Arduino Nano, módulo RF24, condensador, dos LEDs indicadores y puerto micro-USB. La placa ensamblada se aloja en carcasa impresa 3D para montaje fácil en pared o superficie.

Para extender rango más allá de los 1,5–3 m estándar, soldé cable 18 AWG de 17 cm sobre traza antena del RF24, logrando 6–9 m. Generosa cola caliente fija la antena, previniendo deformación traza.

Programación nodo y base

La librería RF24Network (de Tmrh20) estructura la malla como árbol. Dirección cada nodo es octal; un nodo puede ramificar a no más de cinco hijos. Ejemplo: nodos 011 y 022 ramifican desde nodo 02. Nodos repetidores (ej. 01, 011, 0111, 01111) reenvían datos, mientras nodos sensores (ej. 03, 0211, 0311) generan mediciones para nodo base (00).

Tanto programas nodo como base comparten structs C idénticos para payloads mensajes, asegurando serialización/deserialización sin fisuras a través de la red.

Conectar sensores a un nodo

Sensado silos grano

Sensores ultrasónicos en tapa de silos miden profundidad. Tres sensores comparten pin trigger único pero usan pines echo separados para aislamiento temporal claro.

Sensado temperatura y humedad

Módulos DHT11 proveen datos temperatura y humedad por todo el edificio. Mantener condiciones ambientales estables es crítico para finura harina consistente.

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