Este proyecto es un  sistema de monitorización y control automatizado diseñado para supervisar y gestionar parámetros ambientales en tiempo real en un invernadero. Usando una ESP32 como placa de control, el sistema recopila datos de sensores de temperatura, humedad y movimiento, permitiendo obtener un análisis completo de las condiciones del entorno en el que está instalado, como un invernadero.

Los datos de temperatura y humedad son registrados y enviados a la plataforma en la nube ThingSpeak, donde pueden visualizarse y analizarse a lo largo del tiempo, permitiendo una mejor comprensión de las fluctuaciones y patrones ambientales. La pantalla LCD proporciona una lectura visual directa de estos valores, actualizándose automáticamente cada 15 segundos con las mediciones más recientes.

Además, el sistema permite la interacción a distancia mediante un bot de Telegram, ofreciendo al usuario la posibilidad de recibir notificaciones y enviar comandos desde cualquier ubicación con conexión a Internet. Este bot puede manejar mensajes del usuario para verificar el estado de los sensores, activar alertas, o recibir confirmaciones de acciones realizadas, como el envío de datos o activación de dispositivos de control.

Con esta implementación, el proyecto logra una solución para la monitorización ambiental remota y el control en tiempo real, ideal para aplicaciones de automatización en agricultura, domótica, y otros escenarios donde es esencial mantener ciertas condiciones de manera constante.

El código del proyecto se encuentra en GitHub: Invernadero.

A continuación un vídeo del funcionamiento del invernadero: Vídeo invernadero

El motivo principal para elegir y desarrollar este proyecto fue la necesidad de monitorizar constantemente las condiciones de un invernadero. Pretende simplificar el mantenimiento de las plantas, asegurando que sus necesidades se cumplan de manera efectiva y conveniente sin estar físicamente en el lugar.

Las plantas requieren un entorno específico de temperatura y humedad para crecer de forma óptima. Este sistema combina sensores de temperatura, humedad y movimiento, junto con un bot de Telegram, para proporcionar monitorización en tiempo real y control remoto del invernadero. La integración con ThingSpeak permite almacenar y analizar datos, lo que facilita el ajuste de las condiciones para lograr un entorno ideal. Además, el sistema de alertas por movimiento y alarma añade una capa de seguridad que ayuda a prevenir accesos no deseados. 

Para la realización de este proyecto, consulté diversas páginas web y vídeos explicativos en YouTube. El enlace a todas ellas se encuentra a continuación. La última visita a estas páginas se realizó el 10 de noviembre de 2024.

Vídeo del sensor de movimiento IOT.

Vídeo de la creación del bot de Telegram.

Primer foro de Arduino.

Segundo foro de Arduino.

GitHub para la importación de bibliotecas.

Por último veo importante añadir la página oficial de ThingSpeak ya que ha sido utilizada para la monitorización de los datos de temperatura y humedad.

La idea para la realización de este proyecto se obtuvo de diversos libros de tecnología de la Editorial Donostiarra. 

Primero, reunimos todos los componentes necesarios y montamos el circuito siguiendo el diagrama detallado en el apartado de “Técnicas y materiales”.  A continuación, procedí al desarrollo del código, disponible en el enlace a GitHub en el apartado “Descripción”. Posteriormente, compilamos dicho código y lo transferimos a la placa ESP32 mediante una conexión USB.

Para la creación del circuito físico del proyecto se han utilizado los siguientes componentes:

• Placa ESP32 STEAMakers de Keyestudio: Este es el microcontrolador principal del proyecto. Se encarga de gestionar todas las operaciones y comunicaciones del sistema. La ESP32 proporciona conectividad WiFi, lo que permite enviar los datos a plataformas en la nube como ThingSpeak y comunicarse con el bot de Telegram para recibir notificaciones y dar instrucciones en tiempo real. 
• LED Azul y LED Rojo: Estos LEDs se utilizan como indicadores visuales de diferentes estados del sistema. El LED azul se enciende para indicar que el sistema ha recibido un comando específico desde el bot de Telegram. Por su parte, el LED rojo funciona como un indicador de alarma. Es decir, se enciende cuando recibe otro comando en Telegram, alertando de una posible intrusión en el invernadero.
• Sensor de infrarrojos: Este sensor de movimiento se utiliza para detectar la presencia de personas o animales en el área del invernadero. Cuando el sensor de movimiento por i
• nfrarrojos detecta movimiento, el sistema envía una alerta a través del bot de Telegram. Esto ayuda a proteger el invernadero y a evitar accesos no autorizados.
• Sensor DHT11 (Keyestudio): Este sensor mide la temperatura y la humedad del entorno dentro del invernadero. La placa ESP32 lee los datos del DHT11 periódicamente (cada 15 segundos) y los envía a ThingSpeak para crear gráficas de históricos, además de mostrarlos en la pantalla LCD para una consulta rápida en el propio invernadero.
• Pantalla LCD: La pantalla LCD se usa para mostrar en tiempo real los datos de temperatura y humedad, así como mensajes del sistema. Esto permite que cualquier persona cerca del invernadero pueda revisar las condiciones del entorno sin necesidad de conectarse a la red.

Cada uno de estos componentes se integra en el sistema para crear una solución de control y monitorización autónoma, con notificaciones en tiempo real y visualización local de los datos. El conexionado más específico es el siguiente: 

1. Sensor de temperatura y humedad: El Pin de Datos se conecta al pin GPIO 16 de la ESP32. El pin de alimentación (VCC) se conecta al pin de 5V en la ESP32. Por último, el pin de tierra (GND) se conecta a la línea de GND de la protoboard.
2. Sensor de movimiento por infrarrojos: El pin de señal (OUT) se conecta al pin GPIO 27 de la ESP32. El pin de alimentación (VCC) se conecta al pin de 3,3V en la ESP32. Por último, el pin de tierra (GND) se conecta a la línea de GND de la protoboard.
3. LED azul: El ánodo (positivo) se conecta al GPIO 13 de la ESP32 y el cátodo (negativo) se conecta a la línea de GND de la protoboard.
4. LED rojo: El ánodo (positivo) se conecta al GPIO 12 de la ESP32 y el cátodo (negativo) se conecta a la línea de GND de la protoboard.
5. Pantalla LCD con interfaz I2C: La conexión SDA de la pantalla se conecta con el pin SDA en la ESP32. La conexión SCL de la pantalla se conecta con el pin SCL de la ESP32. El pin de alimentación (VCC) se conecta al pin de 5V en la ESP32. Por último, el pin de tierra (GND) se conecta a la línea de GND de la protoboard.
6. Conexión de la ESP32 a la protoboard: De la ESP32 sale una línea de tierra a la protoboard. Por otra parte, los pines GPIO 12 y GPIO 13 de la ESP32 también salen a la protoboard para permitir el conexionado de los LEDs.

A continuación el enlace que muestra el conexionado físico en el prototipo ya montado: Vídeo.

Este proyecto de invernadero inteligente permite desarrollar un sistema de monitorización ambiental que combina sensores de temperatura, humedad y movimiento con una interfaz visual para el usuario. Utilizando la placa ESP32 Steam Maker, se ha logrado integrar todos los componentes de forma eficiente, proporcionando conectividad y capacidad de procesamiento suficiente para operar el sistema de manera autónoma y confiable.

Los resultados han demostrado que el sistema es capaz de medir y mostrar condiciones ambientales en tiempo real, además de activar alarmas cuando se indica. 

En conclusión, este proyecto no solo demuestra la viabilidad de un invernadero inteligente, sino que también proporciona una base para futuras ampliaciones, como el control remoto o la automatización de riego y ventilación, elevando el nivel de control y eficiencia en la agricultura bajo condiciones controladas.

Autora: Begoña Navas Sánchez-Seco

Formas de contacto: LinkedIn o correo electrónico (bnavassseco2@gmail.com)