Diseño de Estacionamiento Inteligente

A continuación se muestra un posible planteamiento de diseño del sistema y ejemplos de código para los arduinos esclavos y el maestro:

1. Arquitectura del Sistema
  • Niveles y Equipos:
    • 7 Niveles: Cada nivel tiene 95 espacios.
    • Plataforma: Se usan en total 8 Arduino: 7 funcionan como esclavos (uno por nivel) y 1 como maestro.
    • Sensores: En cada nivel se conectan 4 sensores:
      • Sensores impares (1 y 3): Detectan la entrada del vehículo.
      • Sensores pares (2 y 4): Detectan la salida del vehículo.
    • Comunicación RS485: Se usa un módulo RS485 (como el MAX485) para establecer la comunicación entre los arduinos.
    • Visualización:
      • Cada nivel dispone de una matriz RGB 10x10 para mostrar cuáles y cuántos espacios están disponibles.
      • En la entrada se coloca un totem (puede ser otra pantalla o matriz LED) que consolida la información de los 7 niveles.

2. Diagrama de Bloques (mermaid)

Diagram


Nivel 1 Nivel 2 Nivel 3 Nivel 4 Nivel 5 Nivel 6 Nivel 7 Maestro Arduino Modulo RS485 Maestro Totem / Pantalla Principal Arduino Esclavo L1 Modulo RS485 "Sensores (1,2,3,4)" Matriz RGB node_10x10 Arduino Esclavo L2 Modulo RS485 "Sensores (1,2,3,4)" Matriz RGB node_10x10 Arduino Esclavo L3 Modulo RS485 "Sensores (1,2,3,4)" Matriz RGB node_10x10 Arduino Esclavo L4 Modulo RS485 "Sensores (1,2,3,4)" Matriz RGB node_10x10 Arduino Esclavo L5 Modulo RS485 "Sensores (1,2,3,4)" Matriz RGB node_10x10 Arduino Esclavo L6 Modulo RS485 "Sensores (1,2,3,4)" Matriz RGB node_10x10 Arduino Esclavo L7 Modulo RS485 "Sensores (1,2,3,4)" Matriz RGB node_10x10

3. Esquema de Funcionamiento
Cada Arduino Esclavo:
  • Monitorea los 4 sensores para detectar la entrada y salida de vehículos.
  • Calcula los espacios disponibles (iniciando en 95) y actualiza el valor conforme se detectan eventos.
  • Comunica a través de RS485 el estado actualizado al Arduino Maestro.
  • Actualiza la matriz RGB 10x10 para reflejar visualmente la disponibilidad del nivel (por ejemplo, mostrando una barra o un gráfico de colores).
El Arduino Maestro:
  • Recibe los datos de cada uno de los esclavos.
  • Consolida la información de disponibilidad de los 7 niveles.
  • Actualiza el totem (pantalla o matriz LED) en la entrada.

4. Ejemplos de Código a) Código para un Arduino Esclavo (por nivel)
Este ejemplo es básico y requiere adaptar detalles (como la librería para la matriz LED y el manejo del RS485) según el hardware exacto que uses.

Cpp


// Código de ejemplo para Arduino Esclavo (Nivel X)

#include <SoftwareSerial.h>
// Incluir librería para la matriz LED RGB según tu hardware, por ejemplo Adafruit_NeoPixel
#include <Adafruit_NeoPixel.h>

// Configuración de pines para RS485 (adaptar según tus conexiones)
#define RS485_RX_PIN 10
#define RS485_TX_PIN 11

// Pines para sensores:
#define SENSOR_ENTRADA_1 2
#define SENSOR_SALIDA_2 3
#define SENSOR_ENTRADA_3 4
#define SENSOR_SALIDA_4 5

// Parámetros de la matriz LED RGB 10x10
#define LED_PIN 6
#define NUM_LEDS 100  // 10x10

// Inicializar la comunicación RS485 en SoftwareSerial
SoftwareSerial rs485(RS485_RX_PIN, RS485_TX_PIN);

// Inicializar la matriz LED (usa el objeto y configuración según la librería)
Adafruit_NeoPixel matrix(NUM_LEDS, LED_PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

int parkingSpaces = 95;  // estado inicial de espacios disponibles
const int nivelID = 1;   // asigna un identificador único para cada nivel

void setup() {
  // Iniciar comunicaciones:
  Serial.begin(9600);    // para debug
  rs485.begin(9600);
  
  // Configurar sensores:
  pinMode(SENSOR_ENTRADA_1, INPUT);
  pinMode(SENSOR_SALIDA_2, INPUT);
  pinMode(SENSOR_ENTRADA_3, INPUT);
  pinMode(SENSOR_SALIDA_4, INPUT);

  // Iniciar la matriz LED:
  matrix.begin();
  matrix.show();  // Apagar todos los LEDs inicialmente
}

void loop() {
  // Detección de entrada:
  if (digitalRead(SENSOR_ENTRADA_1) == HIGH || digitalRead(SENSOR_ENTRADA_3) == HIGH) {
    if (parkingSpaces > 0) {
      parkingSpaces--;
      enviarActualizacion();
      actualizarMatriz();
      delay(200); // Anti-rebote básico
    }
  }
  // Detección de salida:
  if (digitalRead(SENSOR_SALIDA_2) == HIGH || digitalRead(SENSOR_SALIDA_4) == HIGH) {
    if (parkingSpaces < 95) {
      parkingSpaces++;
      enviarActualizacion();
      actualizarMatriz();
      delay(200); // Anti-rebote básico
    }
  }
}

// Función para enviar la actualización al maestro vía RS485
void enviarActualizacion() {
  // Mensaje en el formato "LX:valor" (ejemplo: "L1:94")
  String msg = "L" + String(nivelID) + ":" + String(parkingSpaces);
  rs485.println(msg);
  Serial.println(msg); // debug
}

// Función básica para actualizar la matriz LED
void actualizarMatriz() {
  // Ejemplo: encender LEDs proporcionalmente a la cantidad de espacios disponibles.
  int ledsEncendidos = map(parkingSpaces, 0, 95, 0, NUM_LEDS);
  for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
    if (i < ledsEncendidos) {
      matrix.setPixelColor(i, matrix.Color(0, 150, 0));  // verde
    } else {
      matrix.setPixelColor(i, matrix.Color(150, 0, 0));  // rojo
    }
  }
  matrix.show();
}
Nota: Adapta los pines, tiempos de anti-rebote y la forma de actualizar la matriz según tus componentes concretos.

b) Código para el Arduino Maestro
El maestro debe recibir actualizaciones vía RS485 de los 7 niveles, consolidar la información y actualizar el totem en la entrada. Este ejemplo asume que el maestro escucha en su puerto serial y actualiza (por ejemplo, mediante una pantalla o una matriz LED de mayor tamaño).

Cpp


// Código de ejemplo para el Arduino Maestro

#include <SoftwareSerial.h>

// Configuración de RS485: (adaptar pines y conexiones)
#define RS485_RX_PIN 10
#define RS485_TX_PIN 11

SoftwareSerial rs485(RS485_RX_PIN, RS485_TX_PIN);

// Array que almacena los espacios disponibles por cada nivel (inicialmente 95 en cada uno)
int niveles[7] = {95, 95, 95, 95, 95, 95, 95};

void setup() {
  Serial.begin(9600);     // para debug
  rs485.begin(9600);
  // Iniciar configuración del totem o pantalla según el hardware disponible.
}

void loop() {
  // Comprobar si hay datos recibidos por RS485
  if (rs485.available()) {
    String mensaje = rs485.readStringUntil('\n');
    Serial.println("Recibido: " + mensaje); // debug

    // Se espera un formato "LX:valor" (ej: "L3:90")
    int posL = mensaje.indexOf("L");
    int posDosPuntos = mensaje.indexOf(":");
    if (posL != -1 && posDosPuntos != -1) {
      int nivel = mensaje.substring(posL+1, posDosPuntos).toInt();
      int valor = mensaje.substring(posDosPuntos+1).toInt();
      // Verificar el id del nivel
      if (nivel >= 1 && nivel <= 7) {
        niveles[nivel-1] = valor;
      }
      actualizarTotem();
    }
  }
}

// Función para actualizar el totem de la entrada
void actualizarTotem() {
  // Consolidar la información y actualizar la pantalla principal.
  // Por ejemplo, imprimir la disponibilidad de cada nivel.
  Serial.println("Estado actualizado de niveles:");
  for (int i = 0; i < 7; i++) {
    Serial.print("Nivel ");
    Serial.print(i+1);
    Serial.print(": ");
    Serial.print(niveles[i]);
    Serial.println(" lugares disponibles");
  }
  // Aquí se debe agregar el código para actualizar el totem o pantalla gráfica.
  // Esto podría implicar actualizar una matriz LED o enviar información a un display.
}
Nota: La función actualizarTotem() debe completarse según el hardware escogido para el totem (por ejemplo, una pantalla LCD, OLED o una matriz LED mayor).

5. Consideraciones Adicionales
  • RS485:
    Confirma que cada módulo RS485 esté correctamente configurado en modo transmisión/recepción según su rol (maestro o esclavo). Puedes usar pines de control (como DE/RE) según el módulo.
  • Robustez de Sensado:
    Es importante implementar técnicas de anti-rebote y validación de señales para evitar lecturas erróneas en los sensores.
  • Escalabilidad y Sincronización:
    El formato de mensajes y gestión de errores en la comunicación RS485 debe ser robusto (por ejemplo, agregando checksums) para asegurar la integridad de los datos.
  • Programación Modular:
    Cada arduino esclavo y el maestro pueden tener funciones comunes para la inicialización y actualización del estado, facilitando así el mantenimiento del código.

Este es un ejemplo de alta nivel con código básico de Arduino para orientar el diseño del sistema de estacionamiento. Si necesitas mayor detalle en algún apartado o ayuda para adaptar el diseño a tus componentes específicos, por favor indícalo.
RS485 error handling
Mejora en anti-rebote
Integrar display totem
Agregar log en maestro


  • Generic Inductor
    A generic fixed inductor suitable for rapid circuit topology development. The footprint automatically adapts based on the selected package, supporting standard SMD sizes (e.g., 0402, 0603, 0805) as well as well-known inductor packages such as SDR1806, PA4320, SRN6028, and SRR1260. Standard inductor values: 1.0 nH, 10 nH, 100 nH, 1.0 µH, 10 µH, 100 µH, 1.0 mH 1.2 nH, 12 nH, 120 nH, 1.2 µH, 12 µH, 120 µH, 1.2 mH 1.5 nH, 15 nH, 150 nH, 1.5 µH, 15 µH, 150 µH, 1.5 mH 1.8 nH, 18 nH, 180 nH, 1.8 µH, 18 µH, 180 µH, 1.8 mH 2.2 nH, 22 nH, 220 nH, 2.2 µH, 22 µH, 220 µH, 2.2 mH 2.7 nH, 27 nH, 270 nH, 2.7 µH, 27 µH, 270 µH, 2.7 mH 3.3 nH, 33 nH, 330 nH, 3.3 µH, 33 µH, 330 µH, 3.3 mH 3.9 nH, 39 nH, 390 nH, 3.9 µH, 39 µH, 390 µH, 3.9 mH 4.7 nH, 47 nH, 470 nH, 4.7 µH, 47 µH, 470 µH, 4.7 mH 5.6 nH, 56 nH, 560 nH, 5.6 µH, 56 µH, 560 µH, 5.6 mH 6.8 nH, 68 nH, 680 nH, 6.8 µH, 68 µH, 680 µH, 6.8 mH 8.2 nH, 82 nH, 820 nH, 8.2 µH, 82 µH, 820 µH, 8.2 mH #generics #CommonPartsLibrary
  • Generic Capacitor
    A generic fixed capacitor ideal for rapid circuit topology development. You can choose between polarized and non-polarized types, its symbol and the footprint will automatically adapt based on your selection. Supported options include standard SMD sizes for ceramic capacitors (e.g., 0402, 0603, 0805), SMD sizes for aluminum electrolytic capacitors, and through-hole footprints for polarized capacitors. Save precious design time by seamlessly add more information to this part (value, footprint, etc.) as it becomes available. Standard capacitor values: 1.0pF, 10pF, 100pF, 1000pF, 0.01uF, 0.1uF, 1.0uF, 10uF, 100uF, 1000uF, 10000uF 1.1pF, 11pF, 110pF, 1100pF 1.2pF, 12pF, 120pF, 1200pF 1.3pF, 13pF, 130pF, 1300pF 1.5pF, 15pF, 150pF, 1500pF, 0.015uF, 0.15uF, 1.5uF, 15uF, 150uF, 1500uF 1.6pF, 16pF, 160pF, 1600pF 1.8pF, 18pF, 180pF, 1800pF 2.0pF, 20pF, 200pF, 2000pF 2.2pF, 22pF, 220pF, 2200pF, 0.022uF, 0.22uF, 2.2uF, 22uF, 220uF, 2200uF 2.4pF, 24pF, 240pF, 2400pF 2.7pF, 27pF, 270pF, 2700pF 3.0pF, 30pF, 300pF, 3000pF 3.3pF, 33pF, 330pF, 3300pF, 0.033uF, 0.33uF, 3.3uF, 33uF, 330uF, 3300uF 3.6pF, 36pF, 360pF, 3600pF 3.9pF, 39pF, 390pF, 3900pF 4.3pF, 43pF, 430pF, 4300pF 4.7pF, 47pF, 470pF, 4700pF, 0.047uF, 0.47uF, 4.7uF, 47uF, 470uF, 4700uF 5.1pF, 51pF, 510pF, 5100pF 5.6pF, 56pF, 560pF, 5600pF 6.2pF, 62pF, 620pF, 6200pF 6.8pF, 68pF, 680pF, 6800pF, 0.068uF, 0.68uF, 6.8uF, 68uF, 680uF, 6800uF 7.5pF, 75pF, 750pF, 7500pF 8.2pF, 82pF, 820pF, 8200pF 9.1pF, 91pF, 910pF, 9100pF #generics #CommonPartsLibrary
  • Generic Resistor
    A generic fixed resistor ideal for rapid circuit topology development. Its footprint automatically adapts based on the selected package case code—supporting 0402, 0603, 0805, 1203, and many other standard SMD packages, as well as axial horizontal and vertical configurations. Save precious design time by seamlessly add more information to this part (value, footprint, etc.) as it becomes available. Standard resistor values: 1.0 ohm, 10 ohm, 100 ohm, 1.0k ohm, 10k ohm, 100k ohm, 1.0M ohm 1.1 ohm, 11 ohm, 110 ohm, 1.1k ohm, 11k ohm, 110k ohm, 1.1M ohm 1.2 ohm, 12 ohm, 120 ohm, 1.2k ohm, 12k ohm, 120k ohm, 1.2M ohm 1.3 ohm, 13 ohm, 130 ohm, 1.3k ohm, 13k ohm, 130k ohm, 1.3M ohm 1.5 ohm, 15 ohm, 150 ohm, 1.5k ohm, 15k ohm, 150k ohm, 1.5M ohm 1.6 ohm, 16 ohm, 160 ohm, 1.6k ohm, 16k ohm, 160k ohm, 1.6M ohm 1.8 ohm, 18 ohm, 180 ohm, 1.8K ohm, 18k ohm, 180k ohm, 1.8M ohm 2.0 ohm, 20 ohm, 200 ohm, 2.0k ohm, 20k ohm, 200k ohm, 2.0M ohm 2.2 ohm, 22 ohm, 220 ohm, 2.2k ohm, 22k ohm, 220k ohm, 2.2M ohm 2.4 ohm, 24 ohm, 240 ohm, 2.4k ohm, 24k ohm, 240k ohm, 2.4M ohm 2.7 ohm, 27 ohm, 270 ohm, 2.7k ohm, 27k ohm, 270k ohm, 2.7M ohm 3.0 ohm, 30 ohm, 300 ohm, 3.0K ohm, 30K ohm, 300K ohm, 3.0M ohm 3.3 ohm, 33 ohm, 330 ohm, 3.3k ohm, 33k ohm, 330k ohm, 3.3M ohm 3.6 ohm, 36 ohm, 360 ohm, 3.6k ohm, 36k ohm, 360k ohm, 3.6M ohm 3.9 ohm, 39 ohm, 390 ohm, 3.9k ohm, 39k ohm, 390k ohm, 3.9M ohm 4.3 ohm, 43 ohm, 430 ohm, 4.3k ohm, 43K ohm, 430K ohm, 4.3M ohm 4.7 ohm, 47 ohm, 470 ohm, 4.7k ohm, 47k ohm, 470k ohm, 4.7M ohm 5.1 ohm, 51 ohm, 510 ohm, 5.1k ohm, 51k ohm, 510k ohm, 5.1M ohm 5.6 ohm, 56 ohm, 560 ohm, 5.6k ohm, 56k ohm, 560k ohm, 5.6M ohm 6.2 ohm, 62 ohm, 620 ohm, 6.2k ohm, 62K ohm, 620K ohm, 6.2M ohm 6.8 ohm, 68 ohm, 680 ohm, 6.8k ohm, 68k ohm, 680k ohm, 6.8M ohm 7.5 ohm, 75 ohm, 750 ohm, 7.5k ohm, 75k ohm, 750k ohm, 7.5M ohm 8.2 ohm, 82 ohm, 820 ohm, 8.2k ohm, 82k ohm, 820k ohm, 8.2M ohm 9.1 ohm, 91 ohm, 910 ohm, 9.1k ohm, 91k ohm, 910k ohm, 9.1M ohm #generics #CommonPartsLibrary
  • Ground
    A common return path for electric current. Commonly known as ground.
  • Terminal
    Terminal
    An electrical connector acting as reusable interface to a conductor and creating a point where external circuits can be connected.
  • Net Portal
    Wirelessly connects nets on schematic. Used to organize schematics and separate functional blocks. To wirelessly connect net portals, give them same designator. #portal
  • RMCF0805JT47K0
    General Purpose Thick Film Standard Power and High-Power Chip Resistor 47 kOhms ±5% 0.125W, 1/8W Chip Resistor 0805 (2012 Metric) Automotive AEC-Q200 Thick Film Features: - RMCF – standard power ratings - RMCP – high power ratings - Nickel barrier terminations standard - Power derating from 100% at 70ºC to zero at +155ºC - RoHS compliant, REACH compliant, and halogen free - AEC-Q200 compliant
  • 875105359001
    10 µF 16 V Aluminum - Polymer Capacitors Radial, Can - SMD 30mOhm 2000 Hrs @ 105°C #commonpartslibrary #capacitor #aluminumpolymer #radialcan
  • CTL1206FYW1T
    Yellow 595nm LED Indication - Discrete 1.7V 1206 (3216 Metric)
  • 1070TR
    Battery Holder (Open) Coin, 20.0mm 1 Cell SMD (SMT) Tab bate or batt #forLedBlink

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