Diseño de un sistema embebido basado en ESP32 e internet de las cosas para optimizar los procesos de una lavandería industrial

Abstract

Las empresas de lavanderías industriales cuentan con una amplia gama de máquinas que operan constantemente, lo que a largo plazo ocasiona fallos tanto en la parte mecánica-eléctrica como electrónica. El fallo más perjudicial es el de la tarjeta de control, ya que esta rige cada función del sistema. En el caso de las máquinas antiguas cuya tarjeta de control ya no se fabrica, la máquina pasa a estar inoperativa. Adicionalmente, para ciertas tandas de ropa se requiere ciclos de lavado específicos, pero al estar las máquinas configuradas con programas preestablecidos, el trabajador debe seleccionar manualmente diferentes tramos para adaptarse a sus necesidades. Además, los modelos más comerciales carecen de un registro interno del uso de sus componentes, lo que dificulta la aplicación de un mantenimiento preventivo. El presente trabajo de investigación diseña un sistema embebido basado en ESP32 e IoT para optimizar los procesos de las lavanderías industriales. Para este fin, se recolectó la información de las características que requiere la tarjeta de control para operar con los sensores y actuadores de los procesos de las máquinas de lavandería, tales como entradas/salidas digitales y analógicas, sensores de temperatura, etc. Asimismo, se realizó la simulación de los periféricos a diseñar y se integraron en placas de circuito impreso (PCB). Posteriormente se programó el microcontrolador (uC) del sistema de control y el aplicativo móvil que conecta al uC con la base de datos. Luego, se realizó la integración del hardware y software con pruebas en físico, instalando el sistema en una lavadora industrial para verificar el correcto funcionamiento de los periféricos y el nivel de robustez frente a las interferencias electromagnéticas (EMI). Finalmente, se planteó las conclusiones y recomendaciones de acuerdo con los resultados obtenidos en el presente trabajo de investigación.

Industrial laundry companies have a wide range of machines which are in operation up to 12 hours a day, which in the long-term causes failures in both the mechanical and electronic parts. The most damaging failure is that of the control card, as it governs every function of the system. In the case of older machines whose control card is no longer manufactured, the machine becomes inoperative. Additionally, for certain batches of laundry, specific washing cycles are required, but since the machines are configured with preset programs, the worker must manually select different batches to suit his or her needs. In addition, the most commercial models lack an internal record of the use of their components, which hinders the application of preventive maintenance. This research work designs an embedded system based on ESP32 and IoT to optimize industrial laundry processes. For this purpose, information was collected on the characteristics required by the control board to operate with the sensors and actuators of the laundry machine processes, such as digital and analog inputs/outputs, temperature sensors, etc. The peripherals to be designed were simulated and integrated on printed circuit boards (PCB). Subsequently, the microcontroller (MC) of the control system and the mobile application that connects the MC with the database were programmed. Then, the hardware and software integration were carried out with physical tests, installing the system in an industrial washing machine to verify the correct operation of the peripherals and the level of robustness against electromagnetic interference (EMI). Finally, conclusions and recommendations were made according to the results obtained in this research work.