ESP32 Arduino Day School

Sistema de monitoreo de signos vitales en tiempo real. Un ESP32 lee temperatura corporal, frecuencia cardíaca y saturación de oxígeno (SpO₂) y los publica vía MQTT sobre TLS a un broker HiveMQ Cloud. Un dashboard Next.js suscripto al broker visualiza los datos en gráficas en vivo y los persiste en Firebase Firestore.

---

Arquitectura del sistema

┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                          HARDWARE (ESP32)                            │
│                                                                      │
│  ┌─────────────┐   I²C    ┌──────────┐                              │
│  │  MAX30102   │ ────────► │          │  WiFi + TLS (MQTTS :8883)   │
│  │ HR / SpO₂  │          │  ESP32   │ ──────────────────────────►  │
│  └─────────────┘          │          │                              │
│  ┌─────────────┐  1-Wire  │          │                              │
│  │   DS18B20   │ ────────► │          │                              │
│  │    Temp     │          └──────────┘                              │
│  └─────────────┘               ▲                                    │
│  ┌─────────────┐               │                                    │
│  │   Botón     │ GPIO 33 ──────┘                                    │
│  └─────────────┘                                                    │
└──────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                                 │
                    MQTT over TLS (HiveMQ Cloud)
                                 │
              ┌──────────────────┴──────────────────┐
              │        Tópico: esp32/telemetry        │
              │   { bpm, spo2, temp, status }         │
              └──────────────────┬──────────────────┘
                                 │
                                 ▼
┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                        WEB DASHBOARD (Next.js)                       │
│                                                                      │
│   MQTT Client (WebSocket) ──► Estado React ──► ApexCharts (live)    │
│                                    │                                 │
│                                    ▼                                 │
│                         Firebase Firestore                           │
│                      (persistencia histórica)                        │
└──────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

---

Flujo de datos

1. El ESP32 muestrea el MAX30102 en ventanas de 100 muestras a 400 Hz.
2. Aplica el algoritmo de Maxim para calcular BPM y SpO₂.
3. Filtra los resultados con un EMA (α = 0.30) y validación fisiológica.
4. Cada 5 segundos (o al presionar el botón) publica el JSON al tópico esp32/telemetry.
5. El dashboard recibe el mensaje vía MQTT-WS, actualiza las gráficas en tiempo real y guarda la lectura en Firestore.
6. Al recargar la página, el dashboard pre-carga el historial desde Firestore.

---

Estructura del repositorio

ESP32 Arduino Day School/
├── esp32/                   # Firmware Arduino para ESP32
│   ├── esp32.ino            # Sketch principal
│   ├── secrets.h            # Credenciales (ignorado por git)
│   └── README.md            # Guía de hardware, pines y librerías
│
├── web/                     # Dashboard Next.js
│   ├── src/
│   │   └── app/             # App Router de Next.js
│   ├── .env.example         # Variables de entorno de ejemplo
│   └── README.md            # Guía de instalación y configuración web
│
├── screenshots/             # Capturas del dashboard
│   ├── Dashboard.jpeg
│   └── History.jpeg
│
└── README.md                # Este archivo

---

Componentes del sistema

ESP32 — Firmware

Aspecto	Detalle
Lenguaje	C++ (Arduino framework)
Sensores	MAX30102 (HR/SpO₂ vía I²C), DS18B20 (temperatura vía 1-Wire)
Pin temperatura	GPIO 32
Pin botón	GPIO 33 (INPUT_PULLUP)
I²C	GPIO 21 (SDA) / GPIO 22 (SCL)
Filtro	EMA α=0.30 + ventana deslizante 100 muestras
Protocolo IoT	MQTTS (TLS, puerto 8883)
Publicación	Cada 5 s o al presionar el botón

📄 Ver esp32/README.md para la guía completa de pines, librerías y flasheo.

---

Web — Dashboard

Aspecto	Detalle
Framework	Next.js (App Router)
Runtime	Bun
Gráficas	ApexCharts (tiempo real)
Auth & BD	Firebase Authentication + Firestore
MQTT	HiveMQ Cloud vía WebSocket seguro (WSS :8884)
Lenguaje	TypeScript

📄 Ver web/README.md para instalación, variables de entorno y configuración MQTT.

---

Tópicos MQTT

Tópico	Dirección	Descripción
esp32/telemetry	ESP32 → Dashboard	Temperatura, BPM, SpO₂ y estado
app/commands	Dashboard → ESP32	Comandos (ej. { "minutes": 5 })

---

Capturas de pantalla

---

Inicio rápido

1 — Firmware ESP32

# 1. Abre esp32/esp32.ino en Arduino IDE
# 2. Crea secrets.h con tus credenciales:
#    WiFi SSID, WiFi Password, HiveMQ host/user/pass
# 3. Instala las librerías (OneWire, DallasTemperature, MAX30102, ArduinoJson, PubSubClient)
# 4. Selecciona tu placa ESP32 y sube el sketch

2 — Dashboard Web

cd web
cp .env.example .env.local   # Edita con tus credenciales
bun install
bun dev                       # Abre http://localhost:3000

---

Prerrequisitos globales

• Cuenta en HiveMQ Cloud con un clúster activo
• Proyecto en Firebase con Firestore + Authentication habilitados
• Arduino IDE ≥ 2.x con soporte para ESP32
• Bun ≥ 1.0