NODEMCU-ESP32-SERVIDOR-WEB-CONTROL-ELECTRO-VALVULA-SOLENOIDE-RED-LAN

Electro válvula solenoide para control de flujo de agua, operada desde PC ó móvil a través de red local LAN. NodeMCU ESP32, con desarrollo en Arduino IDE.

Video demostrativo

Figura 1: diagrama general de bloques. El NodeMCU ESP32, actuando como servidor web, se comunica por Wifi con una red local (LAN), cuyo punto de acceso es el router. De esta forma puede controlarse la válvula solenoide por medio de comandos desde una computadora PC ó teléfono móvil, los cuales forman parte de la propia LAN.

Figura 2: utilizando una de las salidas GPIO del ESP32, se activa un transistor, que a su vez energiza el electroimán de la válvula, controlando el paso del agua. Se incluyen 2 leds testigos para facilitar la conexión de un dispositivo adicional. El ESP32 se conecta al router por vía Wifi.

Figura 3: detalle del panel de control en el móvil con el primer botón usado para activar ó desactivar la válvula solenoide.

Figura 4: diagrama de conexiones del módulo ESP32 y 2 leds para pruebas del control remoto. Se utiliza la salida GPIO26 para activar la válvula solenoide. La alimentación del circuito ESP32 se realiza con un eliminador AC/DC de 5 volts con terminación Micro USB. La válvula se alimenta en forma separada desde un eliminador AC/DC con salida de 12 volts. Se requiere también de un diodo 1N4041 para absorber los picos de voltaje generados por la inductancia de la válvula. Nota: el diagrama propuesto es funcional para pruebas preliminares. Para una instalación industrial, se recomienda el uso de un relevador de 5v. en lugar del transistor, lo cual añadirá un aislamiento de tierras completo entre el microcontrolador y la válvula solenoide, además de que puede tenderse un cableado más largo entre el circuito del ESP32 y la válvula.

Figura 5: foto de conexión final de las componentes, listas para pruebas de laboratorio, incluyendo la electro válvula solenoide. El led encendido el el protoboard indica que la válvula está activa.

Descripción general:

El novedoso microcontrolador NodeMCU, en su versión ESP32, incorpora conectividad inalámbrica Wifi, lo cual le permite comunicarse con una red local (LAN) e internet y funcionar como servidor web.

En un proyecto anterior, se explicó la manera de realizar el control "Anywhere" (a través de internet), es decir desde cualquier lugar.

En este proyecto, el NodeMCU ESP32 (que en este caso funciona como servidor web) se programa de tal manera que desde una computadora ó un móvil que forman parte de una LAN (Local Area Network), puede accesarse y encender ó apagar una electroválvula para el control de flujo de agua. La foto de la figura 2 ilustra los circuitos del ESP32 ya conectados a la válvula solenoide. Se utiliza un transistor BC337 para activar la válvula desde la salida GPIO26.

En la figura 1 se muestra el diagrama de bloques del sistema. El NodeMCU ESP32 requiere de un router cercano (digamos a unos 3 metros) con conectividad Wifi, para tener el acceso a la red local. El control puede realizarse desde una PC ó móvil, siempre que estén activados dentro de la propia red local.

El NodeMCU debe cargarse con el firmware que le permita conectarse por Wifi a la red LAN, con la función de servidor web y enviar su script html al cliente TCP-IP que lo solicite. Una vez programado, el microcontrolador puede funcionar "stand alone" y alimentarse desde un eliminador, como se muestra en la figura 3.

Instrucciones para realizar el proyecto:

PASO 1: por favor siga primeramente las instrucciones del MANUAL-BASICO-NODEMCU-ESP32-ARDUINO.pdf, el cual también incluye la prueba de un programa para encender y apagar el led azul onboard del ESP32.

PASO 2: realice el alambrado de los circuitos mostrados en el diagrama de la Figura 3. Se conectan 2 leds testigos a los pines GPIO26 y GPIO27. La alimentación del circuito se realiza por medio del cable Micro USB. Desde el GPIO26 se activa -además del led testigo- un transistor que es quién energiza la electro válvula. Se utilizan 2 eliminadores: uno de 5 volts para alimentar al ESP32 y el otro de 12v para alimentar la electro válvula.

PASO 3: en una carpeta nueva, almacene el archivo fuente que se proporciona abajo. Este programa cuenta ya con el código html que se envía a la PC ó móvil (cliente TCP-IP) y permite controlar remotamente los pines GPIO26 y GPIO27. El nombre de la carpeta debe ser el mismo que el nombre del archivo, para evitar mensajes de error en el IDE Arduino.

Programa fuente: ESP32-WEBSERVER-LAN.ino

PASO 4: abra el archivo fuente y observará la pantalla de la Figura 6. Aquí debe escribir en las líneas 10 y 11, el nombre de la red y el password (generalmente ambos datos están escritos en el router). Estos datos son necesarios para que el microcontrolador pueda conectarse al router como parte de la red local.

Figura 6: modificar en las líneas 10 y 11, el nombre de red y el password..

PASO 5: Conecte el ESP32 a su computadora por medio del cable Micro USB. Con la opción del IDE "Programa", "Subir", compile y transfiera el programa ejecutable al microcontrolador.

PASO 6: con base en las figuras 6 y 7, abra el emulador de terminal del IDE Arduino, cuyo símbolo aparece arriba a la derecha sobre la franja verde obscura y copie la dirección IP de la red local que le fue asignada por el router (en este ejemplo 192.168.1.65). Si es necesario, dé reset al módulo ESP32 para observar la información.

Figura 7: en el emulador de terminal de Arduino, después de dar reset al microcontrolador, se muestra la dirección IP asignada por el router al microcontrolador NodeMCU ESP32, en este caso 192.168.1.65 (línea 4).

PASO 7. una vez que el microcontrolador ha quedado programado, desconecte el NodeMCU de la PC y siga el diagrama de las figuras 3, 4 y 5 para realizar las conexiones finales. Conecte los eliminadores correspondientes (foto en la figura 5) para alimentar en forma separada al ESP32 y a la válvula solenoide. Se recomienda realizar primeramente pruebas preliminares únicamente con los leds, y solamente al final realizar la conexión de la válvula, para detectar con anticipación conexiones mal realizadas si es que las hubiera.

PASO 8. abra el navegador de su computadora PC y pegue en el recuadro hasta arriba la dirección IP copiada en el paso 6, como se muestra en la figura 8. El NodeMCU, actuando como servidor web, enviará su script html y se observará la imagen mostrada con los 2 pulsadores. Ahora puede controlar los pines GPIO26 y GPIO27. Para activar la electro válvula, dé click en GPIO26.

Figura 8: código html enviado por el NodeMCU al cliente TCP-IP, en este caso una PC. Puede también realizar la prueba con un móvil, sin olvidar activar previamente la opción de comunicación Wifi. Recuerde que el control funciona solamente entre los dispositivos que están dados de alta en la red local LAN.