Implementación de una Human Machine Interface (HMI) con una Raspberry Pi 5 para el Monitoreo y Control de un Equipo de Secado Tipo Marquesina, mediante la aplicación de la norma ANSI/ISA-101.01 del 2015

Abstract

Este trabajo de grado presenta el diseño e implementación de una Interfaz Hombre-Máquina (HMI) basada en una Raspberry Pi 5, destinada al monitoreo y control del proceso de secado de cacao tipo marquesina, en beneficio de pequeños productores rurales. La propuesta se fundamenta en la norma ANSI/ISA-101.01-2015, que establece directrices para el diseño estandarizado y eficiente de interfaces en sistemas de automatización industrial, facilitando soluciones adaptadas a contextos de baja infraestructura tecnológica. La metodología se desarrolló en tres fases. La primera consistió en la identificación de las variables críticas del proceso de secado: temperatura y humedad relativa dentro de la marquesina, temperatura exterior y tiempo de exposición del cacao. En la segunda fase, se definieron las especificaciones técnicas de la HMI considerando tanto los requisitos normativos como las condiciones reales del entorno rural. En la tercera fase, se implementó la interfaz utilizando Node-RED como entorno de desarrollo, sensores DHT22 para la medición de variables, microcontroladores ESP32 como nodos de adquisición y el protocolo MQTT para la comunicación de datos. Esto permitió la recolección, visualización y almacenamiento de información en tiempo real. El sistema desarrollado permite acceso local y remoto, registro de lotes de datos, generación de alertas y exportación de la información recolectada. Su validación en condiciones controladas evidenció estabilidad, precisión, facilidad de uso y escalabilidad. Se concluye que esta herramienta contribuye significativamente a la eficiencia y trazabilidad del proceso, promoviendo la adopción de tecnologías accesibles en zonas rurales y fortaleciendo las capacidades tecnológicas de los pequeños cacaoteros mediante el uso de Node-RED, sensores DHT22, microcontroladores ESP32 y el protocolo MQTT, lo cual permitió la adquisición, visualización y almacenamiento de datos en tiempo real.