Saltar al contenido
Cursos Ladetec

2021 – 2022Archivado

Rastreador GPS para trailers de renta

Rastreador alimentado por batería para trailers de renta que se perdían o se robaban: tenía que reportar posición durante semanas a la intemperie y sin mantenimiento. Placa propia diseñada en EasyEDA y fabricada en JLCPCB, dentro de un alojamiento modelado en FreeCAD e impreso.

Towit Houston rentaba trailers en Texas y los perdía. El encargo era saber dónde estaba cada uno sin pedirle nada al cliente que lo llevaba: ni enchufarlo, ni cargarlo, ni acordarse de encenderlo. Eso fija el problema entero en una sola cifra, el consumo, y todo lo demás sale de ahí.

El primer intento fue un Arduino Nano con el GPS y el módulo celular aparte. Se quedó sin flash — unos 30 KB útiles — antes de hacer nada interesante.

Primer prototipo: módulo celular apilado sobre un Arduino Nano en protoboard.
Primer intento: el módulo celular apilado sobre un Arduino Nano.
Módulo GPS NEO-6M conectado en protoboard junto al módulo celular, primera iteración.
El NEO-6M al lado, todavía todo en placas sueltas.

El segundo fue un ESP32-WROOM-32 con un SIM7020G y un NEO-6M, todavía en placas sueltas. El NEO-6M, en modo de ahorro, bajó de 45 mA a 11 mA.

ESP32 conectado al módulo GPS NEO-6M y a la antena GPS externa, segunda iteración.
Segunda iteración: ESP32 con el NEO-6M y la antena GPS externa.
ESP32 cableado a un shield celular durante las pruebas de conectividad de la segunda iteración.
Pruebas de conectividad con el shield celular.
Banco de pruebas de la segunda iteración con el módulo regulador de energía conectado.
El banco de pruebas, ya con el módulo regulador conectado.

Ahí apareció el consumo en reposo: el regulador AMS1117 que traen de serie las placas ESP32 bebe corriente sin hacer nada, así que se diseñó una placa de regulación a 3,3 V de bajo consumo en reposo para sustituirlo.

Placa reguladora de bajo consumo diseñada a medida para alimentar el ESP32, con el módulo soldado sobre ella.
La placa reguladora de bajo consumo, con el módulo soldado encima.
Render 3D del diseño de la placa reguladora propia antes de fabricarla.
El render del regulador antes de mandarlo a fabricar.
Vista de ruteo de pistas de la placa reguladora de bajo consumo.
El ruteo de pistas de esa misma placa.
Primer plano del ESP32-WROOM-32 soldado sobre la placa reguladora ya fabricada.
El ESP32-WROOM-32 soldado sobre la placa ya fabricada.
Banco de pruebas de la placa reguladora propia junto al módulo celular, tercera iteración.
Tercera iteración en el banco: regulador propio y módulo celular.
Segunda sesión de pruebas de la placa reguladora propia con el módulo celular conectado.
Segunda sesión de pruebas del mismo montaje.

Con eso resuelto, el montaje seguía siendo tres placas y un manojo de cables dentro de una caja que vibra en una carretera. Esa es la avería que vuelve: no falla el código, falla una soldadura. La placa propia — esquemático y ruteo en EasyEDA, fabricada en JLCPCB — juntó en una sola el ESP32, el SIM7020G, el regulador y las etapas de alimentación y GPS, con los componentes montados en superficie y ningún cable suelto.

PCB a la medida con el ESP32 y el módem celular soldados directamente, eliminando los cables sueltos entre componentes.
La placa propia: ESP32 y módem soldados, ningún cable suelto.
Render 3D de la PCB a la medida, con los conectores GPS/LTE, zócalo MiniSIM y etapa de carga.
Render con los conectores GPS/LTE, el zócalo MiniSIM y la etapa de carga.
Vista de diseño 2D de la cara frontal de la PCB a la medida.
La cara frontal del diseño, en EasyEDA.
Vista de diseño 2D de la cara posterior de la PCB a la medida.
La cara posterior.
Primer plano del módulo ESP32-WROOM-32 soldado directamente sobre la PCB a la medida.
El ESP32 soldado directo a la placa, sin zócalo ni cables.
Primer plano del módem celular soldado directamente sobre la PCB a la medida.
El módem celular, montado igual.

El alojamiento es la otra mitad del trabajo y se hizo en FreeCAD: un doble fondo impreso que va dentro de la caja de conexiones del trailer y sostiene la placa y la antena. No es una caja genérica comprada — tiene que caber en un volumen que ya existía y dejar la antena mirando donde debe.

Compartimento interior impreso en 3D que aloja la placa y la antena dentro de la caja de conexiones del trailer.
El doble fondo impreso, dentro de la caja de conexiones del trailer.
Piezas impresas en 3D del compartimento de doble fondo, antes de ensamblar.
Las piezas impresas antes de ensamblar.
Detalle de los puntos de fijación del compartimento de doble fondo.
Detalle de los puntos de fijación.

El backend es Django sobre PythonAnywhere: recibe las posiciones y las pinta en un mapa, con el histórico guardado. Esa parte, la menos vistosa, es la que recuperó por lo menos un trailer después de más de un mes sin señal — el aparato no hablaba, pero lo último que había dicho seguía ahí.

Más de 20 dispositivos de este diseño llegaron a operar en los trailers de Towit Houston, con alrededor de un 75 % de disponibilidad. El final del proyecto fue una placa LilyGo de catálogo que ya traía SIM7000G, GPS y carga de batería integrados: un cliente preguntó por qué no se había empezado por ahí, y tenía razón en el costo — el ensamblaje y la fabricación en lote pequeño pesan más de lo que parece cuando son veinte unidades y no mil.

Placa comercial LilyGo con módulo celular SIM7000G integrado, quinta y última iteración.
El final: una LilyGo de catálogo con el SIM7000G integrado.
Detalle de la placa LilyGo mostrando el portapilas integrado y las etiquetas de pines.
Su portapilas integrado y las etiquetas de pines.

Lo que no hace

  • No es rastreo garantizado: sin cobertura celular no hay reporte, y lo que cubre ese hueco es el histórico guardado, no una posición en vivo.
  • No es un producto homologado ni certificado para uso logístico regulado.
  • La disponibilidad medida fue de alrededor del 75 %, no del 100 %.

Archivado: la flota migró a la placa LilyGo de catálogo y este diseño ya no se mantiene. La lección que dejó no fue «no hagas placas propias» — la placa resolvió el problema de las soldaduras sueltas — sino que faltó una revisión externa de la arquitectura antes de comprometerse con ella. El caso completo está publicado en el blog de Nitza Develop, enlazado arriba.

Documentación →