Hardware
Un nodo de $1,920 MXN que hace lo que dispositivos de $6,000 MXN no pueden — actuar antes del colapso.
Bill of Materials
Hardware
| Componente | Modelo | Rol en el sistema | Precio MXN |
|---|---|---|---|
| Arduino Uno Q 4GB | Qualcomm | Plataforma principal. MCU STM32U585 + MPU QRB2210 Linux | ~$1,200 |
| Sensor voltaje AC | ZMPT101B | Mide voltaje RMS. Detecta sags, swells, micro-cortes | ~$80 |
| Sensor corriente | ACS712-30A | Mide demanda de carga en tiempo real vía ADC | ~$90 |
| Sensor temp/humedad | BMP280 / BME280 | Alimenta modelo de riesgo térmico | ~$60 |
| Módulo relay doble | 5V optoacoplado | Desconecta cargas no críticas. Respuesta < 1ms | ~$70 |
| Batería LiPo | 5000 mAh + MT3608 | Resiliencia durante el apagón | ~$180 |
| Osciloscopio | PicoScope 2208B MSO | Validación y captura de datos. AWG integrado | — |
| Prototipado | Caja, protoboard, cables | Materiales para el demo | ~$200 |
Total estimado del prototipo: ~$1,920 MXN
Arduino Uno Q — Dos cerebros, un propósito
| Procesador | Specs | Rol |
|---|---|---|
| MCU (STM32U585) | 786 KB RAM, 2 MB ROM, Zephyr RTOS | 3 modelos Edge AI en C/C++, latencia sub-ms. ADC 12-bit (ADC_MAX = 4095) |
| MPU (QRB2210) | 4 GB RAM, Linux | Python, Flask, SQLite, WiFi, Twilio |
Circuito de prototipo
Setup físico del nodo con sensores, relay y Arduino Uno Q.
Sensores
ZMPT101B — Voltaje AC
Transformador de voltaje miniatura. Señal analógica proporcional al voltaje de la red (0–250V AC). Se lee vía ADC del MCU a 1 kHz para alimentar el Modelo A.
Configuración validada: AC coupling centrado en 0V, ±2V.
| Medición | Valor |
|---|---|
| RMS | 831.4 mV |
| Frecuencia | 60.02 Hz (nominal mexicana) |
| Crest factor | 1.4445 (teórico: 1.414) |
Señales capturadas con el PicoScope
Señal normal de 60 Hz — baseline de referencia.
Señal de outage — RMS cae a ~0.0007 V, diferencia de 164x vs normal.
Señal con ruido — perfil de ruido usado para augmentation ×50 del dataset.
Para capturar outage real: desconectar el ZMPT del tomacorriente durante la captura. Desconectar un calentador solo captura un transitorio de reconexión — el ZMPT sigue viendo la red.
ACS712-30A — Corriente
Sensor de efecto Hall hasta 30A. Sensibilidad nominal: 66 mV/A a 5V. Factor real medido: 10.52 mV/A (con divisor de voltaje a 3.3V del STM32).
Configuración validada: DC coupling a ±5V.
Lección de calibración: en AC coupling a ±50mV el offset de 2.5V del ACS712 desaparece y solo queda ruido. El ACS712 requiere DC coupling para ver la señal útil. El multímetro promediaba el RMS y filtraba transitorios de < 200ms — exactamente los fenómenos que Tecovolt detecta. El PicoScope fue el único instrumento capaz de revelarlos.
| Carga | rawRMS | Potencia |
|---|---|---|
| Sin carga | 0.00 | 0 W |
| Un calentador | 42.81 ± 0.21 | ~950 W |
| Dos calentadores | 87.60 ± 0.23 | ~1900 W |
BMP280 — Temperatura y humedad
Sensor ambiental para el tablero eléctrico. 1 Hz. Alimenta el Modelo C de riesgo térmico.
PicoScope 2208B MSO — El validador independiente
Waveform capturada en vivo durante las pruebas de calibración.
Actuador — Relay doble 5V
Cierra el loop de protección. Cuando el MPU detecta ≥2 clasificaciones sag_severo en historial de 10 ventanas, el MCU activa el relay en < 1ms para desconectar cargas no críticas.
Parámetros críticos del firmware
| Parámetro | Valor | Razón |
|---|---|---|
ADC_MAX | 4095 | STM32U585 es 12-bit — no 1023 del Arduino UNO |
SAMPLE_US | 1000 | 1ms = 1 kHz |
N_SAMPLES | 200 | 200ms de ventana |
| Thread ACS712 | k_usleep(1000) | 1 kHz. k_usleep(100) daría 10 kHz accidentalmente |
Enclosure — Diseño físico
Primera iteración del enclosure CAD con todos los componentes posicionados.
| Especificación | Detalle |
|---|---|
| Grado IP55 | Caja sellada apta para instalación exterior |
| Aislamiento 127V | Transformadores + optoacopladores = aislamiento galvánico completo |
| Enclosure CAD | Listo para impresión 3D |