Resumen:
Este Proyecto Fin de Grado desarrolla una guía completa y práctica sobre la utilidad de openHASP y su aplicación en entornos embebidos. Además, introduce el concepto de Gemelos Digitales, explicando qué son, cuál es su propósito y cómo pueden beneficiar a los usuarios. A lo largo del documento, se presentan ejemplos y técnicas que permiten implementar estas tecnologías utilizando el firmware (Soporte Lógico inalterable) seleccionado, culminando en el desarrollo de un sistema completamente funcional, listo para ser integrado en un dispositivo embebido.
El sistema se basa en una pantalla táctil de la marca Sunton, la cual incluye una pantalla TFT (Thin Film Transistor, Película fina de transistores) [4] y un microcontrolador ESP32-S3 [5] de última generación, junto con sensores y entradas GPIO (General Purpose Input/Output, Propósito general Entrada/Salida) [6]. Esta combinación proporciona una solución de bajo coste y fácil implementación, ya que el hardware viene listo para su instalación y uso inmediato. Gracias a la amplia compatibilidad de los ESP32 [7] con diversos protocolos de comunicación, es posible instalar múltiples firmwares y facilitar la integración de estos dispositivos en sistemas más complejos.
El desarrollo del proyecto se estructura en varias fases. En primer lugar, se proporciona un contexto tecnológico sobre la herramienta, openHASP, destacando sus ventajas y diferencias con otras alternativas. Se justifica la elección de openHASP como la mejor opción para determinados casos de uso. Posteriormente, se aborda el proceso de selección del hardware compatible, permitiendo que el usuario pueda adaptar la solución según sus necesidades específicas.
Una vez establecido el contexto teórico, la guía detalla los procesos de instalación del firmware seleccionado, ofreciendo tanto una instalación manual como una opción automatizada, dependiendo del caso de uso. Del mismo modo que se elige el hardware y software adecuados, se presentan los componentes esenciales para el desarrollo del entorno, incluyendo la configuración de un servidor MQTT. Se explican las opciones de configuración disponibles y se guía al usuario en la selección de la más adecuada según sus requerimientos.
Con el entorno completamente instalado y configurado, el documento profundiza en los principios fundamentales de la programación en openHASP, introduciendo sus elementos clave de forma progresiva. Se explican conceptos como la estructura de una página, la interacción con botones y la comunicación, avanzando hacia temas más complejos como la navegación por menús, la comunicación entre múltiples ESP32 y la interacción con otros dispositivos a través de MQTT.
Finalmente, se cierra la guía con un ejemplo funcional completo, aplicado a un caso de uso real, validando así los conocimientos adquiridos a lo largo del documento. Este caso práctico actúa como una prueba funcional del sistema, demostrando su aplicabilidad y reforzando la comprensión tanto teórica como técnica de la solución propuesta.
Este proyecto contribuye a la literatura existente sobre tecnologías embebidas y sostenibles, promoviendo el desarrollo de sistemas basados en microcontroladores de bajo coste y alto rendimiento, optimizando la integración y la automatización.
Abstract:
This Final Degree Project aims to develop a comprehensive and practical guide to the usefulness of openHASP and its application in embedded environments. It also introduces the concept of Digital Twins, explaining what they are, what their purpose is and how they can benefit users. Throughout the document, examples and techniques are presented that allow these technologies to be implemented using the selected firmware, culminating in the development of a fully functional system, ready to be integrated into an embedded device.
The system is based on a Sunton touch screen, which includes an LCD display and a state-of-the-art ESP32-S3 microcontroller, together with sensors and GPIO inputs. This combination provides a low-cost and easy-to-implement solution, as the hardware comes ready for immediate installation and use. Thanks to the ESP32’s wide compatibility with various communication protocols, it is possible to install multiple firmwares and facilitate the integration of these devices into more complex systems.
The development of the project is structured in several phases. First, a technological background on Digital Twins and existing control systems, including openHASP, is provided, highlighting their advantages and differences with other alternatives. It justifies the choice of openHASP as the best option for certain use cases. Subsequently, the process of selecting compatible hardware is addressed, allowing the user to tailor the solution to his or her specific needs.
Once the theoretical context has been established, the guide details the installation processes for the selected firmware, offering both a manual installation and an automated option, depending on the use case. As well as choosing the appropriate hardware and software, the essential components for the development of the environment are presented, including the configuration of an MQTT server. The available configuration options are explained and the user is guided in the selection of the most suitable one according to his requirements.
With the environment fully installed and configured, the document delves into the fundamentals of openHASP programming, introducing its key elements in a step-by-step manner. Concepts such as page structure, button interaction and communication are explained, moving on to more complex topics such as menu navigation, communication between multiple ESP32 and interaction with other devices via MQTT.
Finally, the guide closes with a complete functional example, applied to a real use case, thus validating the knowledge acquired throughout the document. This case study acts as a functional test of the system, demonstrating its applicability and reinforcing both the theoretical and technical understanding of the proposed solution.
This project contributes to the existing literature on embedded and sustainable technologies, promoting the development of low-cost, high-performance microcontroller-based systems, optimising integration and automation.
Resumen:
Este Proyecto Fin de Grado desarrolla una guía completa y práctica sobre la utilidad de openHASP y su aplicación en entornos embebidos. Además, introduce el concepto de Gemelos Digitales, explicando qué son, cuál es su propósito y cómo pueden beneficiar a los usuarios. A lo largo del documento, se presentan ejemplos y técnicas que permiten implementar estas tecnologías utilizando el firmware (Soporte Lógico inalterable) seleccionado, culminando en el desarrollo de un sistema completamente funcional, listo para ser integrado en un dispositivo embebido.
El sistema se basa en una pantalla táctil de la marca Sunton, la cual incluye una pantalla TFT (Thin Film Transistor, Película fina de transistores) [4] y un microcontrolador ESP32-S3 [5] de última generación, junto con sensores y entradas GPIO (General Purpose Input/Output, Propósito general Entrada/Salida) [6]. Esta combinación proporciona una solución de bajo coste y fácil implementación, ya que el hardware viene listo para su instalación y uso inmediato. Gracias a la amplia compatibilidad de los ESP32 [7] con diversos protocolos de comunicación, es posible instalar múltiples firmwares y facilitar la integración de estos dispositivos en sistemas más complejos.
El desarrollo del proyecto se estructura en varias fases. En primer lugar, se proporciona un contexto tecnológico sobre la herramienta, openHASP, destacando sus ventajas y diferencias con otras alternativas. Se justifica la elección de openHASP como la mejor opción para determinados casos de uso. Posteriormente, se aborda el proceso de selección del hardware compatible, permitiendo que el usuario pueda adaptar la solución según sus necesidades específicas.
Una vez establecido el contexto teórico, la guía detalla los procesos de instalación del firmware seleccionado, ofreciendo tanto una instalación manual como una opción automatizada, dependiendo del caso de uso. Del mismo modo que se elige el hardware y software adecuados, se presentan los componentes esenciales para el desarrollo del entorno, incluyendo la configuración de un servidor MQTT. Se explican las opciones de configuración disponibles y se guía al usuario en la selección de la más adecuada según sus requerimientos.
Con el entorno completamente instalado y configurado, el documento profundiza en los principios fundamentales de la programación en openHASP, introduciendo sus elementos clave de forma progresiva. Se explican conceptos como la estructura de una página, la interacción con botones y la comunicación, avanzando hacia temas más complejos como la navegación por menús, la comunicación entre múltiples ESP32 y la interacción con otros dispositivos a través de MQTT.
Finalmente, se cierra la guía con un ejemplo funcional completo, aplicado a un caso de uso real, validando así los conocimientos adquiridos a lo largo del documento. Este caso práctico actúa como una prueba funcional del sistema, demostrando su aplicabilidad y reforzando la comprensión tanto teórica como técnica de la solución propuesta.
Este proyecto contribuye a la literatura existente sobre tecnologías embebidas y sostenibles, promoviendo el desarrollo de sistemas basados en microcontroladores de bajo coste y alto rendimiento, optimizando la integración y la automatización.
Abstract:
This Final Degree Project aims to develop a comprehensive and practical guide to the usefulness of openHASP and its application in embedded environments. It also introduces the concept of Digital Twins, explaining what they are, what their purpose is and how they can benefit users. Throughout the document, examples and techniques are presented that allow these technologies to be implemented using the selected firmware, culminating in the development of a fully functional system, ready to be integrated into an embedded device.
The system is based on a Sunton touch screen, which includes an LCD display and a state-of-the-art ESP32-S3 microcontroller, together with sensors and GPIO inputs. This combination provides a low-cost and easy-to-implement solution, as the hardware comes ready for immediate installation and use. Thanks to the ESP32’s wide compatibility with various communication protocols, it is possible to install multiple firmwares and facilitate the integration of these devices into more complex systems.
The development of the project is structured in several phases. First, a technological background on Digital Twins and existing control systems, including openHASP, is provided, highlighting their advantages and differences with other alternatives. It justifies the choice of openHASP as the best option for certain use cases. Subsequently, the process of selecting compatible hardware is addressed, allowing the user to tailor the solution to his or her specific needs.
Once the theoretical context has been established, the guide details the installation processes for the selected firmware, offering both a manual installation and an automated option, depending on the use case. As well as choosing the appropriate hardware and software, the essential components for the development of the environment are presented, including the configuration of an MQTT server. The available configuration options are explained and the user is guided in the selection of the most suitable one according to his requirements.
With the environment fully installed and configured, the document delves into the fundamentals of openHASP programming, introducing its key elements in a step-by-step manner. Concepts such as page structure, button interaction and communication are explained, moving on to more complex topics such as menu navigation, communication between multiple ESP32 and interaction with other devices via MQTT.
Finally, the guide closes with a complete functional example, applied to a real use case, thus validating the knowledge acquired throughout the document. This case study acts as a functional test of the system, demonstrating its applicability and reinforcing both the theoretical and technical understanding of the proposed solution.
This project contributes to the existing literature on embedded and sustainable technologies, promoting the development of low-cost, high-performance microcontroller-based systems, optimising integration and automation. Read More
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