Temario ESP32 - Mantenimiento de Equipos de Radiocomunicaciones

Enfoque ESP32 para Radiocomunicaciones

Este temario adapta los contenidos tradicionales de radiocomunicaciones al uso del ESP32, una plataforma de desarrollo IoT que incluye WiFi, Bluetooth y capacidades de radiofrecuencia. El ESP32 permite implementar sistemas de radiocomunicaciones modernos, emisores, receptores y sistemas de telemetría de forma práctica y accesible.

Distribución Temporal

1ª Evaluación (60 horas)

Unidades 1, 2 y 3
Enfoque: Fundamentos ESP32 y Comunicaciones Básicas

2ª Evaluación (57 horas)

Unidades 4, 5 y 6
Enfoque: Sistemas Avanzados y Diagnóstico

Arquitectura ESP32 y Bloques de Radiocomunicación

20 horas

Contenidos ESP32:

Arquitectura del ESP32: CPU dual-core, memoria, periféricos de radio. Módulos WiFi y Bluetooth integrados.

Configuración del entorno de desarrollo: Arduino IDE, ESP-IDF, PlatformIO.

GPIO, ADC, DAC y periféricos de comunicación (SPI, I2C, UART).

Módulos de entrada de audiofrecuencia: micrófonos digitales, ADC de audio.

Osciladores y generadores de frecuencia: cristales, PLL, sintetizadores de frecuencia.

Amplificadores de RF: etapas de potencia, amplificadores de bajo ruido (LNA).

Práctica 1.1: Configuración Básica ESP32

void setup() { Serial.begin(115200); Serial.println("ESP32 Radiocomunicaciones - Iniciando"); // Configuración de GPIO para LED de estado pinMode(2, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(2, HIGH); delay(1000); digitalWrite(2, LOW); delay(1000); }

Sistemas de Comunicación ESP32

20 horas

Contenidos ESP32:

WiFi: Modos AP y Station, configuración de redes, protocolos TCP/UDP.

Bluetooth Classic y BLE: emparejamiento, transferencia de datos, servicios.

Comunicaciones LoRa con módulos SX1276/SX1278: configuración, modos de trabajo.

Antenas para ESP32: diseño, impedancia, ROE, tipos de antenas.

Protocolos de comunicación: MQTT, HTTP, WebSocket, CoAP.

Sistemas de posicionamiento: GPS con módulos NEO-6M, triangulación WiFi.

Interfaz web para control remoto: servidor HTTP, páginas de configuración.

Práctica 2.1: Emisor WiFi Básico

#include "WiFi.h" #include "WebServer.h" const char* ssid = "RedRadiocom"; const char* password = "password123"; WebServer server(80); void setup() { Serial.begin(115200); WiFi.begin(ssid, password); while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { delay(1000); Serial.println("Conectando a WiFi..."); } Serial.println("WiFi conectado!"); Serial.println(WiFi.localIP()); server.on("/", []() { server.send(200, "text/html", "<h1>Emisor ESP32</h1>"); }); server.begin(); }

Optimización y Reconfiguración de Sistemas ESP32

20 horas

Contenidos ESP32:

Actualización OTA (Over-The-Air): implementación, versionado, rollback.

Configuración dinámica: EEPROM, SPIFFS, particiones NVS.

Optimización de consumo: modos de bajo consumo, deep sleep, light sleep.

Gestión de memoria: heap, stack, optimización de código.

Interfaz de configuración remota: páginas web, aplicaciones móviles.

Monitoreo de sistema: telemetría, logs, métricas de rendimiento.

Cumplimiento normativo: certificaciones CE, FCC, límites de emisión.

Práctica 3.1: Sistema de Telemetría

#include "WiFi.h" #include "HTTPClient.h" #include "ArduinoJson.h" void enviarTelemetria() { HTTPClient http; http.begin("http://servidor.com/api/telemetria"); http.addHeader("Content-Type", "application/json"); DynamicJsonDocument doc(1024); doc["temperatura"] = temperatura; doc["humedad"] = humedad; doc["rssi"] = WiFi.RSSI(); doc["timestamp"] = millis(); String jsonString; serializeJson(doc, jsonString); int httpResponseCode = http.POST(jsonString); http.end(); }

Mantenimiento Preventivo de Sistemas ESP32

20 horas

Contenidos ESP32:

Monitoreo de parámetros RF: RSSI, SNR, throughput, latencia.

Medición de consumo energético: corrientes de trabajo, modos de sleep.

Verificación de conectividad: ping, traceroute, tests de conectividad.

Análisis de espectro: herramientas de software, SDR (Software Defined Radio).

Calibración de antenas: medición de ROE, patrones de radiación.

Actualizaciones de firmware: procedimientos seguros, validación.

Documentación de mantenimiento: logs, reportes, historial de cambios.

Práctica 4.1: Monitor de Red

void monitorRed() { Serial.println("=== Estado de la Red ==="); Serial.printf("SSID: %s\n", WiFi.SSID().c_str()); Serial.printf("RSSI: %d dBm\n", WiFi.RSSI()); Serial.printf("IP: %s\n", WiFi.localIP().toString().c_str()); Serial.printf("MAC: %s\n", WiFi.macAddress().c_str()); Serial.printf("Canal: %d\n", WiFi.channel()); Serial.printf("Máscara: %s\n", WiFi.subnetMask().toString().c_str()); Serial.printf("Gateway: %s\n", WiFi.gatewayIP().toString().c_str()); }

Diagnóstico de Averías en Sistemas ESP32

20 horas

Contenidos ESP32:

Diagnóstico de problemas de conectividad: análisis de logs, herramientas de red.

Problemas de alimentación: medición de voltajes, corrientes, estabilidad.

Fallos de memoria: heap corruption, stack overflow, memory leaks.

Problemas de timing: watchdog timer, interrupciones, sincronización.

Interferencias electromagnéticas: identificación, mitigación, blindaje.

Herramientas de debugging: GDB, JTAG, printf debugging, core dumps.

Análisis de rendimiento: profiling, bottlenecks, optimización.

Práctica 5.1: Sistema de Diagnóstico

void diagnosticoCompleto() { Serial.println("=== DIAGNÓSTICO ESP32 ==="); // Memoria Serial.printf("Heap libre: %d bytes\n", ESP.getFreeHeap()); Serial.printf("Heap mínimo: %d bytes\n", ESP.getMinFreeHeap()); // WiFi if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) { Serial.println("WiFi: OK"); Serial.printf("RSSI: %d dBm\n", WiFi.RSSI()); } else { Serial.println("WiFi: ERROR"); } // Temperatura Serial.printf("Temperatura: %.2f °C\n", temperatureRead()); // Voltaje Serial.printf("Voltaje: %.2f V\n", analogRead(36) * 3.3 / 4095.0); }

Reparación y Puesta en Servicio de Sistemas ESP32

17 horas

Contenidos ESP32:

Procedimientos de reparación: desmontaje, identificación de componentes, soldadura.

Reemplazo de módulos: ESP32, antenas, conectores, componentes pasivos.

Calibración post-reparación: ajuste de parámetros RF, verificación de funcionamiento.

Pruebas funcionales: tests de conectividad, rendimiento, estabilidad.

Integración en sistemas: configuración de red, sincronización, validación.

Documentación de reparación: informes técnicos, certificados de conformidad.

Pruebas de aceptación: protocolos de validación, métricas de calidad.

Práctica 6.1: Sistema Completo de Radiocomunicación

// Emisor ESP32 void setup() { Serial.begin(115200); WiFi.begin(ssid, password); // Configurar servidor web server.on("/enviar", HTTP_POST, enviarMensaje); server.begin(); } void enviarMensaje() { String mensaje = server.arg("mensaje"); // Enviar por WiFi HTTPClient http; http.begin("http://receptor.com/recibir"); http.addHeader("Content-Type", "application/json"); DynamicJsonDocument doc(1024); doc["mensaje"] = mensaje; doc["timestamp"] = millis(); doc["rssi"] = WiFi.RSSI(); String jsonString; serializeJson(doc, jsonString); http.POST(jsonString); http.end(); server.send(200, "text/plain", "Mensaje enviado"); }

Recursos y Herramientas ESP32

Hardware: ESP32 DevKit, módulos LoRa, antenas, sensores, displays
Software: Arduino IDE, ESP-IDF, PlatformIO, Wireshark, SDR#
Herramientas de medición: Multímetros, osciloscopios, analizadores de espectro
Documentación: Datasheets ESP32, guías de desarrollo, normativas RF

Proyectos Integradores

Proyecto 1: Sistema de telemetría inalámbrica con ESP32 y LoRa
Proyecto 2: Red de sensores IoT con comunicación WiFi y BLE
Proyecto 3: Sistema de control remoto con interfaz web
Proyecto 4: Estación meteorológica con transmisión de datos