NELY · Network of Eyes, Location & Yield

NELY GPS · rastreador para drones agrícolas

Guía para fabricar NELY GPS, un dispositivo con ESP32 que va pegado al dron (por ejemplo, un DJI Agras T40). Envía en vivo dónde está, a qué altura y qué trayecto hace, y guarda el vuelo completo como caja negra. Funciona aunque DJI no comparta los datos del dron.

1. Qué hace

GPS NEO-6M
posición y velocidad
+ BME280
altura por presión
→ ESP32
emite Remote ID y guarda el vuelo
→ Bluetooth → App NELY Receptor
control o celular del piloto
→ internet → Plataforma NELY
mapa en vivo, vuelos, KML, Reporte UAS
Lo que sí entregaPosición en vivo, altura sobre el despegue (±1 m), velocidad, trayecto completo, hora de despegue y aterrizaje, distancia, temperatura y humedad del aire.
Lo que no entregaLitros asperjados ni hectáreas: esos datos solo los tiene DJI y llegan a NELY con el KML o el Excel de DJI SmartFarm.

Emite en el estándar Remote ID (ASTM F3411, el mismo de los drones comerciales). NELY Receptor lo lee, y el dron queda visible como lo vería la autoridad si exigiera Remote ID. Si el dron se aleja y se pierde la señal un rato, el ESP32 guarda el recorrido y al aterrizar se descarga completo.

2. Lista de compras

Marca cada ítem a medida que lo consigas: las casillas se guardan en este navegador.

A. Lo que ya tienes (revisar)

ComponenteDebe decir / revisarCant.
ESP32 (el que tienes) ya lo tienesAnota el modelo impreso (DevKit V1, WROOM-32…). Sirve para el prototipo en la mesa.1
Módulo GPS NEO-6M ya lo tienesCon la antena cerámica cuadrada y su cable.1
Barómetro BME280 ya lo tienesMuchos venden BMP280 (sin humedad): también sirve para la altura. Versión de 3,3 V con I2C.1
Pantalla OLED 0,96" ya lo tienes128×64, I2C, chip SSD1306, 4 pines (GND, VCC, SCL, SDA).1
Batería LiPo 3,7 V ya lo tienesAnota los mAh. Ideal: 1.000 a 2.000 mAh, con circuito de protección.1
Jumpers macho-hembra y macho-macho ya lo tienesPara la protoboard (en la versión que vuela se reemplazan por soldadura).1 juego

B. Lo que falta para el prototipo que vuela (fase 1)

ComponenteEspecificaciónCant.Para qué
ESP32-S3 DevKitC-1 recomendadoN8R2 o N16R8, USB-C1Bluetooth 5 de largo alcance (varias veces más lejos que el ESP32 clásico). El tuyo queda de respaldo.
Cargador TP4056 con protección6 pines, chip DW01, entrada USB-C2Cargar la LiPo y protegerla de sobrecarga y descarga profunda.
Elevador de voltaje MT3608Ajustable (se calibra a 5,0 V)2La LiPo da 3,7 V y la placa necesita 5 V en su pin 5V/VIN.
Interruptor deslizante pequeño2 posiciones2Encender y apagar.
Resistencias de 100 kΩ1/4 W4Divisor de voltaje para medir la batería.
Protoboard400 puntos1Armar y probar en la mesa.
Placa perforada universal5×7 cm2Versión final soldada.
Espadines (headers) macho y hembraPaso 2,54 mm1 tira c/uQue los módulos se puedan quitar y cambiar.
Cable USB de datosUSB-C o micro-USB según la placa1Programarlo. Muchos cables solo cargan y no sirven.
Caja estancaIP65, aprox. 100×68×50 mm1Proteger del agua y del agroquímico.
Membrana de ventilación (respiradero IP67)Rosca M12 o adhesiva1Que el barómetro mida bien dentro de la caja sellada. Alternativa: orificio de 2 mm tapado con espuma.
Cinta doble faz tipo VHB, bridas plásticas y velcro——Fijar la caja al dron.
Termoencogible y cable finoCalibre 24–26 AWG—Aislar soldaduras.

C. Opcional: versión con 4G (fase 2)

ComponenteEspecificaciónCant.Notas
Placa ESP32 con 4G integrado (LILYGO T-SIM7600 o T-A7670) fase 2Versión SA o LA (bandas de América Latina)1Trae ESP32, 4G, cargador de LiPo y portaSIM. Reemplaza el ESP32-S3, el TP4056 y el MT3608.
Antena LTE fase 2Suele venir con la placa1—
SIM con plan de datos fase 2Prepago o plan IoT1Consumo bajo: pocos MB por jornada.
Antes de comprar

3. Herramientas

Indispensables
  • Multímetro: para calibrar el MT3608 a 5,0 V antes de conectar la placa.
  • Cautín (30–60 W) y estaño con resina.
  • Pinza de corte y pelacables.
Útiles
  • Pistola de silicona caliente (fijar módulos dentro de la caja).
  • Taladro pequeño o cautín para abrir el orificio de la membrana.
  • Encendedor o pistola de calor para el termoencogible.

4. Conexiones

Los tres módulos (GPS, barómetro y pantalla) se alimentan con 3,3 V del ESP32. La pantalla y el barómetro comparten los mismos dos cables de datos (bus I2C).

Módulo · pinESP32 clásico (DevKit V1)ESP32-S3 DevKitC-1Cable
GPS · VCC3V33V3Rojo
GPS · GNDGNDGNDNegro
GPS · TXGPIO16 (RX2)GPIO18Azul
GPS · RXGPIO17 (TX2)GPIO17Azul claro
BME280 · VCC / VIN3V33V3Rojo
BME280 · GNDGNDGNDNegro
BME280 · SDAGPIO21GPIO8Morado
BME280 · SCLGPIO22GPIO9Morado claro
OLED · VCC3V33V3Rojo
OLED · GNDGNDGNDNegro
OLED · SDAGPIO21 (mismo del BME280)GPIO8Morado
OLED · SCLGPIO22 (mismo del BME280)GPIO9Morado claro
Medición de batería (centro del divisor)GPIO34GPIO1Amarillo
Salida 5 V del MT3608 (OUT+)pin VIN / 5Vpin 5VRojo grueso
Salida del MT3608 (OUT−)GNDGNDNegro grueso

Diagrama

LiPo 3,7 V1.000–2.000 mAh+ rojo− negro TP4056cargador + protecciónB+ B− · OUT+ OUT−carga por USB-C Interruptoren OUT+ MT3608calibrado a 5,0 VIN+ IN−OUT+ OUT− ESP32(pines del ESP32 clásico; S3 en la tabla) GPIO16 ← GPS TXGPIO17 → GPS RX GPIO21 ↔ SDA (I2C)GPIO22 → SCL (I2C) GPIO34 ← batería3V3 → módulosVIN ← 5 V · GND común GPS NEO-6Mantena mirando al cieloVCC GND TX RX BME280altura por presiónVCC GND SCL SDA OLED 0,96" I2Cestado en pantallaGND VCC SCL SDA Divisor de batería2 × 100 kΩOUT+ ─R─●─R─ GND
GPS (serie)I2C (SDA / SCL)Medición de bateríaEnergía +Tierra (GND)
Regla de oro de las conexionesEl TX del GPS va al RX del ESP32 y viceversa (se cruzan). Todas las tierras (GND) deben estar unidas. Nunca conectes la LiPo directo al pin 3V3.

5. Armado paso a paso

  1. Revisa las piezasConfirma con la lista que todo coincida. Anota el modelo exacto del ESP32 y los mAh de la batería.
  2. Calibra el elevador MT3608 (sin conectar la placa)
    • Conecta la LiPo (cargada) a IN+ e IN− del MT3608.
    • Mide con el multímetro entre OUT+ y OUT−.
    • Gira el tornillo del potenciómetro (muchas vueltas, en sentido antihorario para bajar) hasta leer 5,0 V. De fábrica suele salir más alto y puede dañar el ESP32.
  3. Arma la parte de energía
    • LiPo + → B+ del TP4056; LiPo − → B−.
    • OUT+ del TP4056 → interruptor → IN+ del MT3608.
    • OUT− del TP4056 → IN− del MT3608.
    • Prueba: con el interruptor encendido, el MT3608 debe dar 5,0 V.
  4. Monta el ESP32 y los módulos en la protoboardSigue la tabla de conexiones: GPS, barómetro y pantalla a 3,3 V; GPS por los pines de serie; barómetro y pantalla por SDA/SCL compartidos.
  5. Arma el divisor de bateríaDos resistencias de 100 kΩ en serie entre OUT+ (después del interruptor) y GND. El punto del medio va al pin de medición (GPIO34 o GPIO1).
  6. Primera prueba con USB (sin batería)Conecta el ESP32 al PC con el cable de datos. La pantalla debe encender cuando se cargue el programa (ver sección 6). Así revisas los módulos sin riesgo para la batería.
  7. Prueba con bateríaDesconecta el USB, conecta la salida del MT3608 a VIN/5V y GND, y enciende con el interruptor.
  8. Pasa a la placa perforadaCuando todo funcione en la protoboard, suelda espadines hembra en la placa perforada para insertar el ESP32 y los módulos (así se pueden cambiar). Reemplaza los jumpers por cable soldado y aísla con termoencogible.
  9. Arma la caja
    • Abre el orificio e instala la membrana de ventilación; deja el BME280 cerca de ella, protegido con espuma del flujo directo de aire.
    • Pega la antena del GPS por dentro de la tapa, mirando hacia arriba (el plástico deja pasar la señal; el metal o la fibra de carbono no).
    • Fija la placa y la batería con silicona caliente o velcro para que no se muevan con la vibración.
    • Deja accesibles el interruptor y el puerto de carga (o carga abriendo la tapa).

6. Programación

El programa (firmware) lo prepara y lo carga el equipo de NELY desde su computador:

  1. Conecta el ESP32 al computador con el cable USB de datos.
  2. Se compila y se carga el firmware (Arduino / PlatformIO).
  3. Se configura el número de serie del dron al que irá pegado (por ejemplo, el serial del T40), para que NELY lo muestre con su nombre y lo asigne a su empresa.

Qué hace el firmware: lee el GPS y el barómetro, calcula la altura relativa al despegue, emite Remote ID por Bluetooth (mensajes de identificación y de posición), guarda el recorrido en la memoria interna, muestra el estado en la pantalla y avisa batería baja.

EstadoEl firmware se escribe y se prueba cuando tengamos la placa conectada al PC. Esta guía se actualizará con la versión del firmware y los ajustes finales.

7. Pruebas

En la mesa (interior)

Al aire libre (sin dron)

En el dron

8. Montaje en el dron

Dónde síArriba del cuerpo central, con la tapa (y la antena GPS) mirando al cielo, bien sujeto con VHB y bridas.
Dónde noDebajo del dron (lo moja la aspersión y tapa el GPS), cerca de las hélices, en el chorro de aire de los rotores, ni pegado a las antenas GNSS o de radio del dron.

9. Uso diario

  1. Carga la batería antes de la jornada (por el USB-C del TP4056). La luz cambia a "cargado".
  2. Enciende el dispositivo 5 minutos antes de volar, al aire libre, para que el GPS fije posición.
  3. Pon la altura en cero en el punto de despegue: el dispositivo lo hace al encender. Si lo mueves de sitio, apágalo y enciéndelo en el nuevo punto.
  4. Abre NELY Receptor en el control o en el celular del piloto, con datos móviles.
  5. Vuela normalmente: NELY recibe la posición en vivo.
  6. Al terminar, deja el receptor cerca unos minutos para que descargue el vuelo completo. Luego apaga el dispositivo.

10. Seguridad

Baterías LiPo: tratarlas con cuidado
En el dronEl dispositivo no debe interferir con la operación del dron. Ante cualquier aviso extraño de GPS o radio en la app DJI, aterriza y retíralo. Las decisiones de vuelo siempre son del piloto.

11. Fase 2: con 4G

Con una placa ESP32 con 4G integrado (LILYGO T-SIM7600 o T-A7670, versión SA/LA) y una SIM con datos, el dispositivo envía la posición directo a NELY por internet, sin depender del celular del piloto ni del alcance del Bluetooth.

12. Límites (para saber qué esperar)

TemaDetalle
Alcance del BluetoothESP32 clásico: 100 a 300 m en campo abierto. ESP32-S3 con largo alcance: bastante más, si el receptor lo soporta. Si se pierde la señal, la caja negra guarda el recorrido.
Precisión del GPSUnos 2,5 m (NEO-6M). Suficiente para vigilancia y reporte; no muestra las franjas exactas de aspersión como el KML de DJI.
AlturaEs sobre el punto de despegue, no sobre el cultivo. En lote plano es casi lo mismo; en terreno inclinado puede diferir.
Viento de las hélicesPuede alterar la presión del barómetro uno o dos metros si la caja queda en el chorro de aire.
AspersiónLitros y hectáreas no se miden: siguen llegando por el KML o el Excel de SmartFarm.