VoltGuard_IoT - PGASUS

IoT

Sistema loT para monitoreo remoto de consumo energético mediante ESP32 y ThingSpeak

• Desarrollado por:
• Kevin Stiven Solórzano González
• Andrea Valentina Granados García
• UNAD Industry
• Challenge 2026
• COMOTION
• ESP32

Crecimiento loT

Expansión de la infraestructura conectada para la optimización de recursos energéticos en tiempo real.

El Desafío Operativo

Estaciones industriales remotas operan a ciegas por la ausencia de sistemas inteligentes de adquisición de datos.

La Solución Sostenible

Plataformas de supervisión continua que garantizan la eficiencia operativa, reducen desperdicios y aseguran la sostenibilidad industrial.

Pérdidas Energéticas

Desperdicio en sistemas industriales por deficiencias en la supervisión y control de carga eléctrica.

Ausencia de Alertas

Incapacidad para identificar oportunamente variaciones anormales o picos críticos en la demanda de potencia.

Costos Operativos Elevados

Impacto financiero directo derivado del sobreconsumo prolongado y no detectado en estaciones remotas.

Ceguera Analítica

Falta de un registro histórico y visualización centralizada que imposibilita la toma de decisiones técnicas fundamentadas.

Desarrollar un sistema loT simulado para el monitoreo remoto del consumo energético, diseñado para visualizar datos en tiempo real y generar alertas preventivas.

Adquisición simulada de datos

Simulación de hardware y lectura de potencia eléctrica

Transmisión Cloud

Enlace inalámbrico para transmisión de datos energéticos

Interfaz Analítica

Dashboard centralizado para visualización y monitoreo energético

Objetivos Específicos

01. Arquitectura loT

Diseñar la estructura funcional completa para la adquisición, transmisión y visualización remota de variables energéticas.

03. Reacción Automática

()) Validar la capacidad de respuesta del sistema y la activación de advertencias frente a condiciones de sobreconsumo.

ESP32

02. Simulación

Implementar un entorno virtual de alta fidelidad utilizando el microcontrolador ESP32, Wokwi y la plataforma ThingSpeak.

04. Visualización Analítica

Crear una interfaz de usuario en la nube con tarjetas tecnológicas para el seguimiento en tiempo real.

• ESP32
• Punto de Adquisición
• Hardware simulado
• Conectividad
• Protocolo inalámbrico
• ThingSpeak
• Procesamiento Cloud loT
• Dashboard UI Gráficas en tiempo real
• Motor de Alertas
• Reacción a umbrales

ESP32

Wokwi

Microcontrolador avanzado para adquisición de sensores y transmisión nativa de datos loT.

Entorno de simulación virtual de circuitos para compilar y validar código código en C++.

ThingSpeak

Plataforma analítica cloud de MathWorks para almacenamiento telemétrico ininterrumpido.

Wi-Fi Protocol

Capa de enlace de red inalámbrica que garantiza la entrega de paquetes HTTP.

loT Cloud

Infraestructura descentralizada para escalabilidad y disponibilidad de la información.

Definición de variables energéticas y problemática industrial.

• Metodología de Desarrollo
• Fase 2:
• Diseño

Creación de la arquitectura técnica, flujos y esquemas.

WOKWI

Fase 3: Simulación Programación e implementación virtual en entorno

• Wokwi.
• ThingSpeak
• Fase 4: Validación

Verificación de transmisión, recepción y análisis en ThingSpeak.

• الأمس
• A Fase 5: Socialización
• Documentación técnica, métricas finales y sustentación.

ESTADO NORMAL (<= 70 W) Alta eficiencia energética. Sistema estable.

ESTADO MODERADO (71 W - 90 W)

• Tendencia de incremento detectada. Precaución.
• ESTADO ALERTA (> 90 W)
• Umbral crítico de sobreconsumo. Advertencia activada.
• ESP32

Estado del Sistema: NORMAL Valor Estado ThingSpeak: 1 Eficiencia Energetica: 90% Codigo HTTP: 200

Estado del Sistema: MODERADO Valor Estado ThingSpeak: 2 Eficiencia Energetica: 70% Codigo HTTP: 200

▲ ALERTA DE SOBRECARGA A Estada del Sistsma: ALERTA Vator Estado ThingSpeak: 3 Eficiencia Energetica: 30% Codigo HTTP: 200

Revisar sistema energetico Consumo elevado detectado

• Registros Monitoreados
• Tasa de Éxito HTTP
• 79 W
• Consumo Promedio
• Resultados Experimentales
• VoltGuard loT
• Consumo Energético
• Date
• ThingSpeak.com
• VoltGuard loT
• Estado
• Date
• ThingSpeak.com

Transmisión de datos sin pérdida de paquetes a intervalos regulares de 15 segundos.

• 111 W
• Pico Máximo (Alerta)
• 50 W
• Mínimo Registrado

• WOKWI
• VoltGuard loT
• SAVE
• SHARE diagram.json
• Library Manager sketch.ino ●
• Simulation
• 1 #include <WiFi.h>
• #include <HTTPClient.h>
• 234p. 4
• // VOLTGUARD IOTp. 5
• // WiFip. 8
• ESP32 const char* ssid = "Wokwi-GUEST";
• const char* password =p. 9
• // ThingSpeakp. 12
• String apiKey = "LLMQGVPO0ABZORSH";
• const char* server = "http://api.thingspeak.com/update";p. 13
• // AJUSTE DE LEDSp. 18
• Codigo HTTP: 200
• int ledRojo

A ALERTA DE SOBRECARGA A Revisar sistema energetico Consumo elevado detectado int ledAmarillo = 19;

• int ledVerde = 21;
• // Variable de consumo
• int consumo = 60;
• void setup() {
• Docs

Consumo energético (W)

Comportamiento dinámico del consumo energético del sistema IoT

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 Registro de monitoreo

• Consumo
• Límite Normal
• Límite ALERTA

Correlación Inversa

Existe una relación inversamente proporcional confirmada entre el consumo energético y la eficiencia operativa del sistema. A medida que el consumo supera el umbral de 70 W, la eficiencia disminuye progresivamente. Asimismo, cuando el consumo excede los 90 W, el sistema activa estados de ALERTA para indicar condiciones críticas de sobreconsumo energético.

Transmisión de Datos Conexión continua del sistema ESP32 a la nube, estable y sin caída de paquetes.

Activación de Alertas

Generación automática de alertas ante sobreconsumos simulados superiores a 90 W

Dashboard Funcional

Gráficas telemétricas dinámicas actualizadas en tiempo real sin latencia perceptible.

Estabilidad Operativa

Capacidad comprobada de registro histórico ininterrumpido en la base de datos cloud.

ODS 7 Energía Asequible.

Supervisión activa para optimizar recursos y reducir desperdicios energéticos.

• Impacto Sostenible Global
• ODS 9
• Industria e Innovación.

Implementación de infraestructura digital y redes loT en entornos industriales.

ODS 12

Consumo Responsable.

Detección temprana de ineficiencias energéticas mediante monitoreo continuo.

ODS 13

Acción por el Clima.

Promoción de estrategias de eficiencia energética y sostenibilidad operativa.

TRL 4 Actual

Validación tecnológica exitosa en entorno de simulación y laboratorio controlado.

Escalabilidad a TRL 6

Integración de sensores reales de corriente y voltaje. Ejecución de pruebas piloto físicas en estaciones remotas operativas.

Despliegue Industrial Aplicación potencial en entornos industriales con monitoreo de estaciones distribuidas

A A A Limitaciones del Prototipo

> Dependencia absoluta de conectividad a internet externa.

> Operación restringida a datos modelados de forma simulada.

> Límites de frecuencia de actualización y almacenamiento en la versión gratuita de ThingSpeak.

• Roadmap de Mejoras Futuras
• Notificaciones
• Sensores Físicos
• Móviles Push colo
• Análisis Predictivo Energético
• Analítica Big Data Energética

Validación de Arquitectura

ESP32, Wokwi y ThingSpeak permitieron un monitoreo energético remoto estable y funcional.

Potencial de Transformación

La solución facilita la supervisión inteligente y eficiente de estaciones remotas.

Supervisión Inmediata

El sistema transmitió y visualizó datos energéticos correctamente mediante dashboards lot.

Impacto Tecnológico Positivo

El proyecto promueve eficiencia energética mediante tecnologías IoT de bajo costo.

Gracias. UNAD | Industry Challenge 2026.