{"id":9967,"date":"2026-05-05T18:07:23","date_gmt":"2026-05-05T16:07:23","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/?p=9967"},"modified":"2026-05-05T18:07:24","modified_gmt":"2026-05-05T16:07:24","slug":"monitor-de-ruido-para-aulas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/monitor-de-ruido-para-aulas\/","title":{"rendered":"Monitor de Ruido para Aulas"},"content":{"rendered":"\n
Presentaci\u00f3n del proyecto<\/h2>\n\n\n\n
Grupo<\/strong>: SEyTR_Mo Grupo 02.<\/p>\n\n\n\n
Autores<\/strong>:<\/p>\n\n\n\n
\n
Enrique Padilla<\/li>\n\n\n\n
Alexis Maestro<\/li>\n\n\n\n
Sergio Mu\u00f1oz<\/li>\n\n\n\n
Alejandro Hernandez<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
<\/p>\n\n\n\n
1. Introducci\u00f3n y motivaci\u00f3n<\/h2>\n\n\n\n
En muchas aulas donde se imparten clases de cualquier tipo, el ruido ambiental puede dificultar la concentraci\u00f3n de los estudiantes. Cuando el nivel de ruido es elevado durante periodos prolongados, puede provocar fatiga auditiva o p\u00e9rdida de atenci\u00f3n, haciendo m\u00e1s complicado seguir o impartir la clase de forma adecuada. Por ello, hemos optado por desarrollar un proyecto en Arduino que nos permita monitorizar y controlar este problema.<\/p>\n\n\n\n
La idea consiste en colocar un sensor de sonido en el aula, conectarlo a un microcontrolador y representar el nivel de ruido mediante luces de colores. Cuando el ambiente es tranquilo, se ilumina un LED verde, en niveles moderados se enciende un LED amarillo y ante ruido elevado se activa un LED rojo junto con un zumbador. Adem\u00e1s, una pantalla LCD muestra en tiempo real un valor relativo del nivel de ruido, y esta informaci\u00f3n tambi\u00e9n puede enviarse por Bluetooth <\/em>a un tel\u00e9fono m\u00f3vil para su visualizaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
2. Materiales y componentes<\/h2>\n\n\n\n
Este proyecto esta construido mediante los siguientes componentes:<\/p>\n\n\n\n
Procesa las se\u00f1ales del sensor, controla los LEDs y la pantalla LCD y env\u00eda datos por Bluetooth<\/td><\/tr>
Sensor de sonido KY\u2011037\/KY\u2011038<\/strong><\/td>
Convierte las ondas de presi\u00f3n en se\u00f1ales el\u00e9ctricas anal\u00f3gicas y digitales<\/td><\/tr>
Pantalla LCD 16\u00d72<\/strong> con m\u00f3dulo I2C<\/strong><\/td>
Muestra el nivel de ruido en dB y mensajes de estado<\/td><\/tr>
Tres LEDs (verde, amarillo y rojo)<\/strong> + resistencias de 220 \u03a9<\/td>
Indican visualmente el estado del ruido (silencio, normal, alto)<\/td><\/tr>
Potenci\u00f3metro de 10 k\u03a9<\/strong><\/td>
Ajusta el contraste de la LCD cuando se usa en modo paralelo<\/td><\/tr>
Zumbador pasivo<\/strong><\/td>
Emite un pitido cuando el nivel de ruido es muy alto<\/td><\/tr>
M\u00f3dulo Bluetooth HC\u201105<\/strong><\/td>
Env\u00eda los datos de dB a una aplicaci\u00f3n m\u00f3vil<\/td><\/tr>
Cables, protoboard y fuente de alimentaci\u00f3n<\/strong><\/td>
Permiten interconectar y alimentar los componentes<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n
El coste total ha sido alrededor de los 45,84 \u20ac.<\/p>\n\n\n\n
3. Dise\u00f1o del circuito y simulaci\u00f3n<\/h2>\n\n\n\n
Antes de construir la versi\u00f3n f\u00edsica, dise\u00f1amos el circuito en Tinkercad<\/strong> para comprobar la asignaci\u00f3n de pines y el comportamiento del programa.<\/p>\n\n\n\n
(La simulaci\u00f3n de Tinkercad esta bastante limitada debido a que no permite emular dispositivos Bluetooth y para el ruido hemos tenido que usar un potenci\u00f3metro)<\/em>.<\/p>\n\n\n\n
\n
Estado \u00abTodo en orden\u00bb<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<\/figure>\n\n\n\n
\n
Estado \u00abAviso moderado\u00bb<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<\/figure>\n\n\n\n
\n
Estado \u00ab\u00a1 Alerta Roja !\u00bb<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<\/figure>\n\n\n\n
Seg\u00fan el nivel de ruido detectado, el sistema indicar\u00e1 un estado distinto (Verde, Amarillo o Rojo), representando niveles de ruido bajo, moderado o alto.<\/p>\n\n\n\n
4. Funcionamiento del sistema<\/h2>\n\n\n\n
El sensor de sonido utiliza un micr\u00f3fono electret<\/strong>, un amplificador y un comparador LM393 para convertir las ondas sonoras en se\u00f1ales el\u00e9ctricas. En nuestro caso se trabaja con la salida anal\u00f3gica del sensor, conectada al pin A2<\/strong> del Arduino, para obtener una medida relativa del nivel de ruido. Nuestro algoritmo realiza los siguientes pasos:<\/p>\n\n\n\n\n
Lectura del sensor:<\/strong> Se realizan 250 lecturas r\u00e1pidas del sensor y se guardan el valor m\u00ednimo y m\u00e1ximo obtenidos. A partir de ellos se calcula la amplitud pico a pico mediante la diferencia m\u00e1ximo – m\u00ednimo<\/strong>, que sirve como medida relativa de la intensidad del sonido.<\/li>\n\n\n\n
Filtrado de la se\u00f1al:<\/strong> Para evitar cambios bruscos o lecturas puntuales err\u00f3neas, el sistema guarda las \u00faltimas 5 mediciones en un historial y calcula una media m\u00f3vil<\/strong>. Esta media permite estabilizar la lectura antes de decidir el estado del sistema.<\/li>\n\n\n\n
Evaluaci\u00f3n por umbrales:<\/strong> Se establecen distintos umbrales para detectar ruido moderado o alto. El sistema combina dos criterios: el valor actual del sensor, para detectar picos r\u00e1pidos, y la media m\u00f3vil, para detectar ruido continuado. Seg\u00fan estos valores, el sistema puede estar en tres estados: verde<\/strong>, amarillo<\/strong> o rojo<\/strong>.<\/li>\n\n\n\n
Visualizaci\u00f3n en la LCD:<\/strong> La pantalla muestra en la primera l\u00ednea el nivel relativo de ruido calculado y en la segunda l\u00ednea el estado actual del sistema: \u201cTODO EN ORDEN\u201d<\/strong>, \u201cAVISO MODERADO\u201d<\/strong> o \u201c!ALERTA ROJA!\u201d<\/strong>.<\/li>\n\n\n\n
Alarma sonora:<\/strong> Cuando el sistema entra en estado amarillo o rojo, se activa un zumbador con distinta frecuencia. En estado amarillo se emite un aviso moderado y en estado rojo se emite una alerta m\u00e1s intensa. Adem\u00e1s, se controla la duraci\u00f3n del pitido para evitar que el propio buzzer afecte a la medici\u00f3n del sensor.<\/li>\n\n\n\n
Env\u00edo de datos por Bluetooth:<\/strong> Mediante el m\u00f3dulo HC-05<\/strong>, configurado a 9600 baudios<\/strong>, el sistema env\u00eda peri\u00f3dicamente al m\u00f3vil el ruido m\u00e1ximo detectado, el estado actual (VERDE<\/strong>, AMARILLO<\/strong> o ROJO<\/strong>) y el modo de funcionamiento (AUTO<\/strong> o MANUAL<\/strong>).<\/li>\n\n\n\n
Modo manual:<\/strong> Desde la aplicaci\u00f3n Bluetooth <\/em>se pueden enviar comandos para forzar un estado concreto: V<\/strong> para verde, A<\/strong> para amarillo, R<\/strong> para rojo y M<\/strong> para volver al modo autom\u00e1tico.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n
5. Desarrollo del c\u00f3digo y calibraci\u00f3n<\/h2>\n\n\n\n
El software est\u00e1 dividido en varias funciones auxiliares, adem\u00e1s de las funciones principales setup()<\/code> y loop()<\/code>. En setup()<\/code> se configuran los pines de salida, se inicializa la comunicaci\u00f3n serie, el m\u00f3dulo Bluetooth HC-05 y la pantalla LCD I2C. La funci\u00f3n loop()<\/code> se ejecuta continuamente y se encarga de leer los comandos Bluetooth, gestionar el buzzer, medir el ruido del sensor, calcular una media m\u00f3vil, actualizar la LCD, controlar los LEDs y enviar los datos al m\u00f3vil. A continuaci\u00f3n se muestra el c\u00f3digo de la versi\u00f3n f\u00edsica del sistema, basado en lectura de amplitud pico a pico y detecci\u00f3n por umbrales:<\/p>\n\n\n\n
const int pinBuzzer = 6; const int pinVerde = 8; const int pinAmarillo = 9; const int pinRojo = 10; const int pinSensor = A2;
const int UMBRAL_AMARILLO = 13; const int UMBRAL_ROJO = 50; const int UMBRAL_PICO_AMARILLO = 13; const int UMBRAL_PICO_ROJO = 50;
int estadoActual = 0; bool modoManual = false;
int historial[5] = {0, 0, 0, 0, 0}; int indice = 0;
unsigned long ultimoEnvio = 0; unsigned long ultimoEstadoRojo = 0; int ruidoMaxEnvio = 0; const int INTERVALO_ENVIO = 200; const int DURACION_ROJO = 1000;
int estadoBuzzer = 0; unsigned long inicioBuzzer = 0; unsigned long finBuzzer = 0; const int DURACION_PITIDO_AMARILLO = 2000; const int DURACION_PITIDO_ROJO = 3000; const int BLOQUEO_SENSOR = 500;
int leerSensor() { int minimo = 1023; int maximo = 0; for (int i = 0; i < 250; i++) { int lectura = analogRead(pinSensor); if (lectura > maximo) maximo = lectura; if (lectura < minimo) minimo = lectura; delayMicroseconds(300); } return maximo - minimo; }
} else { digitalWrite(pinVerde, HIGH); noTone(pinBuzzer); estadoBuzzer = 0; lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(\"TODO EN ORDEN \"); }
delay(20); } <\/pre>\n\n\n\n
6. Problemas encontrados y soluciones<\/h2>\n\n\n\n
El problema: un sensor poco sensible<\/h3>\n\n\n\n
El principal inconveniente del sensor es que incorpora un micr\u00f3fono de peque\u00f1o tama\u00f1o, lo que limita bastante su capacidad para recoger sonido a distancia. Esto provocaba que:<\/p>\n\n\n\n
\n
Las mediciones fueran pr\u00e1cticamente constantes<\/li>\n\n\n\n
No hubiera cambios significativos entre silencio y ruido moderado<\/li>\n\n\n\n
El sistema no reaccionara correctamente ante situaciones reales del aula<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
La soluci\u00f3n: un cono ac\u00fastico<\/h3>\n\n\n\n
Para solucionar este problema decidimos no complicar el sistema a nivel electr\u00f3nico y optamos por una soluci\u00f3n mucho m\u00e1s sencilla pero efectiva: a\u00f1adir un cono ac\u00fastico al sensor<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<\/figure>\n\n\n\n
Este cono act\u00faa como un concentrador de ondas sonoras, funcionando de forma similar a un embudo. Su objetivo es recoger el sonido del entorno y dirigirlo directamente hacia el micr\u00f3fono del sensor.<\/p>\n\n\n\n
7. Resultados y pruebas<\/h2>\n\n\n\n
Tras montar el circuito y calibrar el sensor, probamos el sistema en entornos reales. En condiciones de ambiente tranquilo, el LED verde permanec\u00eda encendido y la LCD mostraba valores bajos. Durante conversaciones normales, el sistema pasaba a estado amarillo y los valores aumentaban de forma progresiva. Ante ruidos intensos, como un aplauso, se activaba el estado rojo y el zumbador emit\u00eda una se\u00f1al ac\u00fastica. Estos resultados confirman que el monitor permite percibir de manera inmediata el nivel de ruido de forma relativa y adaptada al entorno.<\/p>\n\n\n\n<\/figure>\n\n\n\n
Adem\u00e1s estos niveles le\u00eddos tambi\u00e9n son enviados a la aplicaci\u00f3n de m\u00f3vil Serial Bluetooth Terminal<\/em> mediante el m\u00f3dulo de Bluetooth<\/em> incorporado.<\/p>\n\n\n\n<\/figure>\n\n\n\n
8. Conclusi\u00f3n<\/h2>\n\n\n\n
Gracias a este proyecto hemos podido comprobar que con componentes relativamente baratos y conocimientos b\u00e1sicos de electr\u00f3nica y programaci\u00f3n se pueden crean proyectos y dispositivos muy completos y funcionales, en este caso para la concentraci\u00f3n en aulas, adem\u00e1s al usarse Arduino se puede conectar de forma sencilla a otros dispositivos e incluso aplicaciones mediante protocolos como Bluetooth o Wifi (Aunque este proyecto no contempla la posibilidad de Hardware para la conectividad mediante Wifi).<\/p>\n\n\n\n
En una revisi\u00f3n futura es posible sustituir el sensor por un modulo con amplificador de bajo ruido que tenga una mejor sensibilidad como un MAX4466 o un MAX9814, adem\u00e1s se podr\u00eda cambiar el m\u00f3dulo de Arduino y Bluetooth por un ESP32 que permitir\u00eda tener Wifi integrado e incluso mandar datos a trav\u00e9s de internet, incluso programar una aplicaci\u00f3n m\u00f3vil mas especifica. En un punto mas est\u00e9tico, se podr\u00eda usar una impresora 3D para realizar un carcasa mas profesional.<\/p>\n\n\n\n
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