Diseño e Implementación de una Maleta Portátil Didáctica Integrando Tecnología Raspberry Pi 5, Arduino Uno y ESP32 en Arquitectura Maestro-Esclavo, para el Control Automático de Motores BLDC

Abstract

El proyecto se centró en el diseño y desarrollo de una maleta portátil didáctica integrada con tecnologías de microcontroladores Arduino Uno, Raspberry Pi 5 y ESP32, bajo una arquitectura maestro–esclavo, con el propósito de fortalecer el aprendizaje práctico en sistemas de control automático y motores BLDC. En la primera etapa, se elaboró el esquema físico y electrónico, seleccionando los componentes de acuerdo con su compatibilidad técnica y eficiencia energética. La Raspberry Pi 5 actuó como unidad maestra para la supervisión y comunicación, mientras que el ESP32 y el Arduino Uno funcionaron como módulos esclavos encargados del control del motor y el procesamiento de señales PWM.

Posteriormente, se desarrolló la programación del sistema de control mediante lógica cableada, implementando rutinas de arranque, paro, inversión de giro, y protección ante sobrevelocidad o fallos. Durante la etapa experimental, se evaluó el desempeño del prototipo mediante pruebas de laboratorio, validando la estabilidad del sistema, la respuesta del motor y la eficacia de las rutinas de seguridad. Los resultados demostraron un control confiable y preciso, con una comunicación fluida entre los módulos y una respuesta segura ante condiciones extremas. Finalmente, se elaboraron seis manuales de prácticas teórico-prácticas que guiaron a los estudiantes en el uso de la maleta didáctica. Cada práctica abordó temáticas como control PWM, comunicación maestro esclavo, sensado de velocidad, entre otros.