17. Carcasa y montaje físico - diegogopa/Challenge-IOT GitHub Wiki

17. Carcasa y montaje físico (Challenge #2)

17.1 Objetivo

Como parte del checklist de entrega del Challenge #2 (sección 18), el prototipo se alojó en una caja de protección comercial para proteger la electrónica, manteniendo expuestos únicamente los sensores que requieren contacto directo con el ambiente.

Durante el proyecto se diseñó una carcasa en acrílico cortada con láser (ver 17.9). Finalmente no se fabricó; se optó por una caja comercial modificada.

17.2 Caja utilizada

Característica Detalle
Producto Caja de protección de riel hermética con tapa transparente (Halux)
Dimensiones 14 × 18 × 8 cm
Grado de hermeticidad (de fábrica) IP 65
Material de la caja ABS con filtro UV
Tapa Policarbonato transparente de alta resistencia
Sello Empaque de neopreno
Cierre Broches de media vuelta
Accesorios incluidos Riel DIN para fijar equipos
Knock-outs Sugeridos para prensaestopa de 1/2" y 3/4"

Se eligió por su bajo costo, disponibilidad inmediata, tapa transparente, riel DIN para fijar la electrónica y empaque que reduce la entrada de humedad.

17.3 Modificaciones realizadas

Con una herramienta rotativa (Dremel) se practicaron aberturas únicamente para los dos sensores que necesitan exposición directa al ambiente:

Sensor Modificación Motivo
Fotodiodo del sensor de radiación (GUVA-S12SD) Abertura para exponer el fotodiodo La tapa de policarbonato atenúa parte de la radiación UV, por lo que el fotodiodo debe quedar expuesto para medir correctamente
DHT22 Abertura para exponer el sensor Medir temperatura y humedad del ambiente, no del interior de la caja

El resto de componentes quedó dentro de la caja, sin modificaciones adicionales.

17.4 Correspondencia entre componentes y caja

Componente Ubicación
ESP32 y electrónica auxiliar Interior de la caja
OLED Interior de la caja
Buzzer Interior de la caja
BMP180 Interior de la caja
HC-SR04 agujeros de 16mm de diametro para el ECHO Y TRIG
GUVA-S12SD (fotodiodo) Expuesto mediante abertura practicada con Dremel
DHT22 Expuesto mediante abertura practicada con Dremel

17.5 Protección ambiental

La caja comercial tiene un grado IP 65 declarado por el fabricante. Ese grado no aplica al prototipo final: las aberturas practicadas para el fotodiodo y el DHT22 lo anulan, y no se realizó ninguna evaluación IP.

  • Las aberturas pueden sellarse alrededor de cada sensor (por ejemplo, con silicona), dejando expuesta únicamente la parte sensible.
  • El DHT22 debe permanecer expuesto para que la medición sea representativa.

17.6 Verificaciones del montaje

  • Fijación correcta de los componentes dentro de la caja.
  • Orientación del HC-SR04 hacia la superficie del agua.
  • Fotodiodo con exposición adecuada a la radiación.
  • DHT22 expuesto al ambiente y no afectado por el calor interno de la caja.
  • BMP180: la presión no requiere exposición directa, pero la temperatura interna afecta su lectura.
  • Protección de conexiones eléctricas y ausencia de cables sueltos.
  • ECHO del HC-SR04 conectado directo al GPIO 18 (sin divisor instalado).
  • Distancia sensor–superficie dentro del rango configurado (4 cm = 100 %, 9 cm = 0 % en el modelo a escala; ajustar DIST_TANQUE_LLENO y DIST_TANQUE_VACIO según el tanque real).
  • Funcionamiento del OLED y buzzer después del ensamblaje.

17.7 Consideraciones de despliegue

  1. Fijar la caja de modo que el HC-SR04 quede perpendicular a la superficie del agua.
  2. Medir la distancia real a nivel lleno y vacío y actualizar DIST_TANQUE_LLENO y DIST_TANQUE_VACIO.
  3. Configurar SSID y clave de la WLAN de la zona y cambiar la contraseña del tablero.
  4. Verificar la IP asignada (se muestra en la OLED al arrancar) y comprobar el acceso desde un celular de la WLAN.
  5. Verificar que la OLED no muestre FALLA ni ERR y que el buzzer esté en silencio en condición normal.
  6. Programar mantenimiento: limpieza de la ventana del GUVA, revisión de condensación y recalibración periódica.

17.8 Limitaciones del montaje actual

  • Las aberturas hechas a mano no están selladas de forma certificada.
  • La caja no cuenta con un sistema de ajuste de altura.
  • Es un montaje de prototipo; no sustituye una carcasa diseñada específicamente.

17.9 Resultado implementado en Demo