Sistema IoT de Mitigación de Humedad en Armarios Inteligentes con ESP32

Introducción 🧥

La humedad excesiva en espacios cerrados como armarios, vestidores o roperos es un problema silencioso pero devastador. La proliferación de hongos, la aparición de manchas de moho y el persistente olor a humedad pueden arruinar prendas valiosas en cuestión de semanas. Tradicionalmente, este problema se combate con bolsitas de gel de sílice o deshumidificadores pasivos que requieren constante supervisión y recambio manual.

En este tutorial avanzado de Internet de las Cosas (IoT), construiremos una solución inteligente y automatizada: un Sistema de Mitigación de Humedad en Armarios Inteligentes basado en ESP32. Este dispositivo no solo monitoreará en tiempo real la temperatura y la humedad relativa del interior de tu armario, sino que activará de forma autónoma sistemas de ventilación o celdas termoeléctricas (Peltier) cuando los niveles superen el umbral seguro, además de reportar el estado a un broker MQTT para visualizarlo en cualquier lugar.

Materiales y Componentes Necesarios 🛠️

Para llevar a cabo este proyecto con éxito, necesitarás reunir los siguientes componentes de hardware y herramientas de desarrollo software.

Arquitectura del Sistema IoT 🌐

Antes de escribir código o conectar cables, es fundamental comprender cómo se comunican los diferentes elementos de nuestro sistema inteligente. La arquitectura se divide en tres capas principales: la capa de adquisición de datos (sensores), la capa de procesamiento y control (ESP32) y la capa de visualización y conectividad (MQTT/Broker).

Configuración del Entorno de Desarrollo y Librerías 💻

Utilizaremos el IDE de Arduino para programar nuestro ESP32 debido a su versatilidad y la enorme cantidad de librerías disponibles para IoT.

Instalación de Dependencias

Abre tu Arduino IDE y asegúrate de tener instalado el soporte para placas ESP32. A continuación, instala las siguientes librerías desde el Gestor de Librerías (Ctrl + Shift + I):

• DHT sensor library (by Adafruit)
• Adafruit Unified Sensor
• PubSubClient (para la gestión del protocolo MQTT)

Código Fuente del Proyecto 📄

A continuación se presenta el código completo listo para compilar y cargar en tu ESP32. Asegúrate de modificar las credenciales de tu red Wi-Fi y los datos de tu broker MQTT.

#include <WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>
#include <DHT.h>

// Definición de pines y constantes
#define DHTPIN 4          // Pin GPIO donde está conectado el DHT22
#define DHTTYPE DHT22     // Tipo de sensor
#define RELAY_PIN 16      // Pin GPIO para controlar el relé del ventilador

const char* ssid = "TU_SSID_WIFI";
const char* password = "TU_PASSWORD_WIFI";
const char* mqtt_server = "broker.hivemq.com";

WiFiClient espClient;
PubSubClient client(espClient);
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

unsigned long lastMsg = 0;
const long interval = 10000; // Intervalo de lectura en milisegundos
float humedadLimite = 65.0;  // Umbral de humedad para activar el sistema

void setup_wifi() {
  delay(10);
  Serial.println();
  Serial.print("Conectando a ");
  Serial.println(ssid);

  WiFi.begin(ssid, password);

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }

  Serial.println("");
  Serial.println("WiFi conectado");
  Serial.println("Dirección IP: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
}

void reconnect() {
  while (!client.connected()) {
    Serial.print("Intentando conexión MQTT...");
    String clientId = "ESP32SmartCloset-";
    clientId += String(random(0xffff), HEX);
    if (client.connect(clientId.c_str())) {
      Serial.println("conectado");
      client.publish("smartcloset/status", "Sistema Online");
    } else {
      Serial.print("falló, rc=");
      Serial.print(client.state());
      Serial.println(" intentando de nuevo en 5 segundos");
      delay(5000);
    }
  }
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT);
  digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH); // Apagado por lógica inversa común en módulos relé
  
  dht.begin();
  setup_wifi();
  client.setServer(mqtt_server, 1883);
}

void loop() {
  if (!client.connected()) {
    reconnect();
  }
  client.loop();

  unsigned long now = millis();
  if (now - lastMsg > interval) {
    lastMsg = now;

    float h = dht.readHumidity();
    float t = dht.readTemperature();

    if (isnan(h) || isnan(t)) {
      Serial.println("Error al leer del sensor DHT22!");
      return;
    }

    // Publicar datos en tópicos MQTT
    char msgH[8];
    dtostrf(h, 1, 2, msgH);
    client.publish("smartcloset/humidity", msgH);

    char msgT[8];
    dtostrf(t, 1, 2, msgT);
    client.publish("smartcloset/temperature", msgT);

    Serial.print("Humedad: ");
    Serial.print(h);
    Serial.print("%  Temperatura: ");
    Serial.print(t);
    Serial.println("°C");

    // Lógica de control de humedad
    if (h > humedadLimite) {
      digitalWrite(RELAY_PIN, LOW); // Enciende ventilador (lógica inversa)
      client.publish("smartcloset/action", "Ventilador ENCENDIDO por exceso de humedad");
      Serial.println("¡Alerta! Humedad alta. Ventilador activado.");
    } else {
      digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH); // Apaga ventilador
      client.publish("smartcloset/action", "Ventilador APAGADO (Niveles normales)");
      Serial.println("Humedad en niveles seguros. Ventilador apagado.");
    }
  }
}

Calibración y Pruebas del Sistema 🧪

Una vez cargado el código en el ESP32, es momento de verificar el correcto funcionamiento operativo mediante pruebas controladas:

1. Monitoreo Serial: Abre el monitor serie a 115200 baudios y comprueba que se conecte correctamente a la red Wi-Fi y al broker MQTT.
2. Prueba de Sensor: Respira cerca del sensor DHT22 para simular un incremento repentino de humedad. Observa cómo el valor sube en la consola.
3. Verificación de Actuadores: Si la lectura supera el 65% (o el umbral que hayas configurado), el relé debe activarse haciendo clic audible y encendiendo el ventilador conectado.

Preguntas Frecuentes (FAQ) 🙋‍♂️

Conclusión y Próximos Pasos 🎉

¡Felicidades! Has desarrollado con éxito un Sistema IoT de Mitigación de Humedad en Armarios Inteligentes utilizando un ESP32. No solo has integrado sensores y actuadores físicos, sino que has implementado conectividad en la nube mediante MQTT para asegurar la protección a largo plazo de tus prendas más preciadas.

Como próximos pasos, te animamos a explorar la adición de una pantalla OLED I2C para ver los datos de forma local en el exterior del armario, o integrar notificaciones push mediante servicios como Telegram Bot API.