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Especificación del Proyecto — Planta Térmica ESP32 PID
Objetivo
Diseñar el esquemático de una planta térmica experimental con modelado no lineal y control digital implementado en PCB.
Requisitos extraídos del PDF
- Controlador: ESP32 / ESP32-WROOM o DevKit.
- Sensor de temperatura: LM35 analógico, salida 10 mV/°C, rango de trabajo del prototipo 25°C a 100°C.
- Actuador térmico: resistencia calefactora de 8 Ω alimentada a 12 V.
- Corriente máxima del calefactor: I = 12 V / 8 Ω = 1.5 A.
- Potencia del calefactor: P = 12² / 8 = 18 W.
- Etapa de potencia: MOSFET N lógico IRLZ44N/IRFZ44N en conmutación low-side, controlado por PWM del ESP32.
- Alimentación: entrada 12 V DC, convertidor buck LM2596 para 5 V, regulador AMS1117-3.3 para 3.3 V.
- Visualización: display TM1637 de 4 dígitos, interfaz CLK/DIO.
- Sensado: salida LM35 hacia ADC del ESP32 con filtro RC pasivo.
- Protección: diodo 1N4007 contra inversión/perturbaciones y conectores tipo bornera.
- Control: PID discreto con salida PWM limitada a 0..255 y anti-windup.
Bloques funcionales del esquemático
- Entrada 12 V y protección.
- Regulación 12 V -> 5 V -> 3.3 V.
- MCU ESP32 y decoupling.
- Sensor LM35 + filtro RC + ADC.
- MOSFET de potencia + calefactor 8 Ω.
- Display TM1637.
- Conectores y puntos de prueba.
Decisiones de diseño iniciales
- Usar IRLZ44N en lugar de IRFZ44N cuando esté disponible, porque el documento lo lista como MOSFET lógico compatible con ESP32.
- Mantener el calefactor fuera de la PCB mediante bornera de 2 pines para evitar calor directo sobre el PCB.
- Separar retorno de potencia del retorno analógico y unir a GND en una topología de baja impedancia cerca de entrada/fuente.
- Usar GPIO34 para ADC del LM35 porque es entrada analógica del ESP32.
- Usar GPIO25 para PWM del MOSFET, GPIO18 para TM1637 CLK y GPIO19 para TM1637 DIO.
Validación pendiente
- Consultar datasheets de ESP32, LM35, IRLZ44N, LM2596 y AMS1117.
- Añadir y cablear componentes.
- Ejecutar revisión eléctrica y corregir violaciones.
Objetivo
Requisitos extraídos del PDF
Bloques funcionales del esquemático
Decisiones de diseño iniciales
Validación pendiente
