Desarrollo de estación meteorológica con IOT, redundante a fallos y para condiciones ambientales de alta montaña

Abstract

RESUMEN: El objetivo de este proyecto fue desarrollar una alternativa de estación meteorológica con un sistema remoto que permitiera la adquisición automática y personalizada de los datos meteorológicos deseados. Para lograr la construcción de la estación se utilizó una tarjeta de desarrollo Feather, una batería de descarga profunda, una batería auxiliar de Ion de litio, un panel solar en marco de aluminio, entre otros componentes electrónicos; todas estas piezas escogidas previamente gracias a la implementación de la metodología de diseño de Karl T. Ulrich, permitiendo el monitoreo de temperatura, humedad y precipitación. Dada la importancia de las estaciones metrológicas y el problema que se ha presentado con su correcto funcionamiento causado por la pérdida de información, la memoria limitada, software de desarrollo cerrado, dificultades en la instalación, la perdida de suministro de energía, las fallas por descargas atmosféricas, los cortos eléctricos por condensación de la humedad, altos costos de compra y mantenimiento, entre otras causas; se propone el desarrollo de una estación meteorológica, la cual incorpora sistemas redundantes contra fallos y tecnologías IoT, con el objetivo de disminuir la probabilidad de perdida de información, aumentar la fiabilidad de la estación, mejorar el acceso a la información y la experiencia del usuario. Para la solución de dichos inconvenientes se propuso el uso de respaldo de información por medio de memorias SD y microSD, sistema de suministro de energía redundante y otro auxiliar, un grado de protección superior a IP66, protección contra sobretensiones de descargas atmosféricas y un montaje que no se vea afectado por los fuertes vientos, además de una integración que permita escalar los sistemas. Finalmente construido el prototipo, se realizan ensayos de funcionamiento, los cuales se describen en la sección Pruebas y retroalimentación, luego se presentan y analizan los resultados encontrados en la sección PRESENTACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS y por último se exponen conclusiones en el apartado CONCLUSIONES Y CONSIDERACIONES FINALES, indicando que el prototipo logró cumplir con las características deseadas al transmitir los datos a la nube, ser de bajo costo, poseer dimensiones y peso que facilitan su transporte e instalación y un diseño de forma modular que garantía la agilidad en su mantenimiento y reparación.

ABSTRACT: The objective of this project was to develop an alternative weather station with a remote system that would allow the automatic and personalised acquisition of the desired meteorological data. To achieve the construction of the station it was used a Feather development board, a deep discharge battery, an auxiliary lithium-ion battery, a solar panel in an aluminum frame, among other electronic components; all these parts were previously chosen thanks to the implementation of the design methodology of Karl T. Ulrich, allowing monitoring temperature, humidity and precipitation. Given the importance of metrological stations and the problem that has arisen with their correct operation caused by loss of information, limited memory, closed development software, installation difficulties, loss of power supply, failure due to downloads. atmospheric, electrical shorts due to moisture condensation, high purchase, and maintenance costs, among other causes; the development of a weather station, which incorporates redundant systems flaws and IoT technologies to reduce the likelihood of data loss, increase the reliability of the station, improve access to information and experience of the user is proposed. To solve these problems, we proposed the use of data backup by means of SD and microSD memories, redundant and auxiliary power supply systems, a level of protection higher than IP66, protection against atmospheric discharges overvoltage and a mounting that is not affected by strong winds, as well as an integration that allows the systems to be scaled. Once the prototype has been built, operational tests are carried out, which are described in the section Pruebas y retroalimentación, followed by a presentation and analysis of the results found in the section PRESENTACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS and finally conclusions are presented in the section CONCLUSIONES Y CONSIDERACIONES FINALES, indicating that the prototype was able to comply with the desired characteristics by transmitting data to the cloud, being low cost, having dimensions and weight that facilitate its transport and installation and a modular design that guarantees agility in its maintenance and repair.