Classroom Noise Indicator - ESP32-S3 - v1

Proyecto para ESP32-S3 en PlatformIO.

1. Resumen del sistema

El ESP32-S3 lee:

• Un micrófono I2S tipo INMP441/HW-906CD.
• Un sensor BME280 por I2C.
• En el futuro, una batería mediante divisor 47k/47k.

Y controla:

• Un servo de 180º.
• Una tira NeoPixel de 7 LEDs.

El servo mueve un bloque rectangular mediante engranaje 2:1 multiplicador. Por tanto, el bloque gira el doble que el servo.

Estado	Bloque	Servo
QUIET	0º	0º
MEDIUM_NOISE	90º	45º
HIGH_NOISE	180º	90º
BATTERY_RESERVED	270º	135º

El estado BATTERY_RESERVED está preparado en código, pero no se activa todavía.

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2. Cableado propuesto

Micrófono I2S HW-906CD / INMP441

Pin micrófono	Conectar a ESP32-S3	Nota
VDD	3V3	No usar 5V
GND	GND	Masa común
SCK	GPIO12	Bit clock / BCLK
WS	GPIO11	Word select / LRCLK
SD	GPIO10	Datos I2S / DOUT
L/R	GND	Selecciona canal izquierdo

No dejes el pin L/R al aire.

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Servo 180º

Cable servo	Conectar a	Nota
Señal	GPIO5 ESP32-S3	PWM servo
VCC	5V fuente externa	Recomendado, no desde el ESP32-S3
GND	GND fuente externa + GND ESP32-S3	Masa común obligatoria

Muy importante: une el GND de la fuente externa del servo con el GND del ESP32-S3.

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BME280

Pin BME280	Conectar a ESP32-S3	Nota
VCC/VIN	3V3	Recomendado
GND	GND	Masa común
SDA	GPIO8	I2C datos
SCL	GPIO9	I2C reloj

El código busca el BME280 en dirección 0x76 y, si no aparece, prueba 0x77.

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NeoPixel, 7 LEDs

Pin tira	Conectar a	Nota
DIN	GPIO4 ESP32-S3	Datos
5V	5V fuente	Puede ser la misma fuente de 5V del servo si aguanta corriente
GND	GND fuente + GND ESP32-S3	Masa común obligatoria

Recomendado:

• Poner un condensador de 470 µF o 1000 µF entre 5V y GND cerca de la tira.
• Poner una resistencia de 330-470 ohm en serie con DIN.
• Si hay fallos con la tira a 5V, usar adaptador de nivel lógico para pasar la señal de 3.3V a 5V.

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Divisor de batería futuro, reservado

Dos resistencias de 47k/47k.

Punto	Conectar a
Batería +	Resistencia 47k superior
Punto medio del divisor	GPIO1
Resistencia 47k inferior	GND
Batería -	GND común

El código tiene la función readBatteryReserved(), pero no usa todavía ese valor para cambiar de estado.

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3. Instalación en PlatformIO

1. Abre Visual Studio Code.
2. Instala la extensión PlatformIO si no la tienes.
3. Descomprime este ZIP.
4. Abre la carpeta noise_classroom_esp32s3_v1 desde PlatformIO.
5. Conecta el ESP32-S3 por USB.
6. Compila con Build.
7. Sube con Upload.
8. Abre el monitor serie a 115200 baudios.

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4. Calibración inicial

Al arrancar, el sistema calibra el ruido ambiente durante 5 segundos. Durante ese tiempo conviene que la clase esté en silencio relativo.

Después calcula el ruido relativo sobre esa base.

En src/main.cpp, ajusta estos valores si hace falta:

static const float QUIET_TO_MEDIUM_DB_OVER_FLOOR = 7.0f;
static const float MEDIUM_TO_HIGH_DB_OVER_FLOOR = 14.0f;
static const float MEDIUM_TO_QUIET_DB_OVER_FLOOR = 4.0f;
static const float HIGH_TO_MEDIUM_DB_OVER_FLOOR = 10.0f;

Si cambia demasiado tarde, baja los valores. Si cambia demasiado pronto, súbelos.

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5. Ajuste del servo

En src/main.cpp puedes cambiar:

static const float SERVO_ANGLE_QUIET = 0.0f;
static const float SERVO_ANGLE_MEDIUM = 45.0f;
static const float SERVO_ANGLE_HIGH = 90.0f;
static const float SERVO_ANGLE_BATTERY_RESERVED = 135.0f;

Si el bloque no queda alineado con las caras, cambia estos ángulos.

Si el servo se mueve al revés, prueba algo como:

QUIET = 135º
MEDIUM = 90º
HIGH = 45º
BATTERY = 0º

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6. LEDs por confort térmico

El BME280 mide temperatura y humedad. El código calcula una sensación térmica aproximada:

• Verde: confort OK.
• Naranja: cerca del límite.
• Rojo: supera el límite.
• Morado: error o BME280 no detectado.

Ajusta los umbrales aquí:

static const float COMFORT_OK_MAX_C = 27.0f;
static const float COMFORT_WARNING_MAX_C = 29.0f;

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7. Problemas típicos

El micrófono no lee nada

• Comprueba VDD a 3.3V.
• Comprueba GND.
• Comprueba que L/R está conectado a GND.
• Revisa SCK, WS y SD.
• Prueba a cambiar I2S_CHANNEL_FMT_ONLY_LEFT por I2S_CHANNEL_FMT_ONLY_RIGHT si has puesto L/R a 3.3V.

El servo tiembla

• Alimenta el servo con fuente externa de 5V.
• Une GND de la fuente con GND del ESP32-S3.
• Prueba otro cable o acorta cables.
• Baja carga mecánica del bloque.

Los NeoPixel hacen cosas raras

• Une todas las masas.
• Usa condensador entre 5V y GND.
• Usa resistencia en DIN.
• Si la tira va a 5V y falla, usa adaptador de nivel para DIN.

El BME280 no aparece

• Revisa SDA/SCL.
• Revisa alimentación.
• Prueba dirección 0x76/0x77. El código ya prueba ambas.