Manejo eficiente de la energía para sistema de medición de la calidad del aire y parámetros

Abstract

La eficiencia energética es crucial en sistemas de monitoreo ambiental, especialmente en dispo- sitivos embebidos que dependen de baterías, ya que el consumo de energía impacta directamente la autonomía y funcionalidad. Esta investigación busca mejorar el consumo energético del sis- tema HZS GARP AQ-04, diseñado para medir parámetros meteorológicos y de calidad del aire. El sistema utiliza la placa TTGO T-Beam, sensores de bajo costo y tecnología LoRa para me- dir variables como humedad, temperatura, precipitaciones, partículas finas, O3, SO2, NO2, CO, CO2, velocidad y dirección del viento. Se realizaron experimentos para verificar el consumo en diferentes modos de operación del microcontrolador y cada sensor, utilizando el medidor de energía UM25C. Se desarrolló un nuevo software que implementa estrategias de gestión ener- gética, incluyendo el modo de suspensión profunda del ESP32 y la optimización en los modos de operación de los sensores. Además, se llevaron a cabo pruebas en laboratorio para evaluar el consumo total del sistema y su autonomía general. Los resultados demuestran el impacto positi- vo de las técnicas aplicadas. Se justificó la sustitución del sensor de partículas finas SDS011 por el SPS30 debido a su menor consumo energético. Se evidenció también el efecto de apagar el GPS y gestionar los modos de operación de los sensores durante las mediciones. Finalmente, se alcanzó una autonomía de 50 horas, lo que representa cuatro veces más que el sistema original, logrando una reducción significativa en el consumo energético sin comprometer la calidad de los datos recolectados.