Cómo funciona
de verdad esto
Este es el informe técnico de verdad — cada número salió de mis propios esquemáticos, firmware y pruebas de banco. Sin marketing. Si algo parece raro, probablemente es porque primero probé la forma limpia y no funcionó.
1 · la unidad de techo (Nodo 1)
se encarga de escucharCuatro micrófonos, un ESP32-S3, su propia batería. Va en el techo como un GPS gordo. Todo lo acústico pasa aquí arriba — la captura, la IA que decide "¿es esto una sirena?", y la matemática que calcula de qué dirección vino. Luego solo radia la respuesta a la pantalla dentro del coche.
porque olvidé ocultarlos jaja
que una antena de aleta
placa principal
el truco de los micrófonos
Los 4 micros forman una cruz — dos en la línea Este/Oeste, dos en Norte/Sur. Cada uno va en su propia placa redonda de 14mm (los discos dorados de abajo) conectado con un cable plano fino. Aquí va lo que me enorgullece: en vez de necesitar cuatro buses de audio separados, puse dos micros en un bus asignando uno al canal izquierdo y otro al derecho. Truco de estéreo puro. Hecho en cobre, no en código — el pin de selección del micro izquierdo a masa, el del derecho a alto.
el puerto acústico de Ø1mm
mi propio etiquetado
Los dos micros opuestos están a 190mm. Ese hueco es la razón de que la localización de dirección funcione — el sonido llega a un micro un pelín antes que al otro y mido ese pelín (cómo, en §4).
2 · la unidad de cabina (Nodo 2)
la parte que de verdad mirasVa en el salpicadero. Recibe el ángulo del techo por un enlace 2.4GHz de corto alcance (ESP-NOW), dibuja una flecha en una pantallita, te pita, y también vigila la radio LoRa por si hay ambulancias emitiendo desde hasta 2km. Registra cada evento en una tarjeta SD con GPS + hora, por si algún día necesitas las pruebas.
3 · el transpondedor
va en la ambulanciaDispositivo súper simple. Va en un vehículo de emergencia y grita su posición GPS por LoRa, cifrada, sin parar. Cualquier coche con un Copilot a 2km lo oye y avisa al conductor 30–60 segundos antes de que la ambulancia se vea o se oiga. €149, para flotas.
por qué 433MHz y no las bandas más sofisticadas
La frecuencia más baja rodea mejor los edificios. Las ambulancias trabajan justo en los peores entornos RF — calles estrechas, camiones aparcados, pasos subterráneos. 433MHz a 100mW me da 2km a través de ese lío. Sin SIM, sin servidor, sin cuota mensual. Esa es toda la idea: funciona en el túnel donde tu móvil no.
por qué el temporizado aleatorio
Si diez ambulancias lanzan un paquete en un horario fijo, chocan en el aire siempre y no oyes nada. Variar el intervalo de cada una a un aleatorio 0.8–1.5s baja la probabilidad de colisión a básicamente cero incluso con una flota apiñada en un cruce. Truco viejo (se llama literalmente ALOHA, de los 70), sigue siendo el correcto.
4 · cómo funciona de verdad la detección de sirenas
la parte buenaDos etapas. Primero una red neuronal diminuta corre todo el rato, solo preguntando "sirena: sí/no". Solo cuando dice sí arranco la matemática pesada de localización. Mantiene el chip frío y la batería viva mientras solo conduces.
- capturar audio — 44.1kHz, los 4 micros Los dos buses I2S vuelcan a memoria sin parar. Divido cada buffer estéreo en 4 flujos mono separados. ~23ms por trozo
- convertir 1 segundo de sonido en 40 números (MFE) Energía de banco de filtros Mel — básicamente "cuánta energía en cada banda de tono, ponderada como oye el oído". Las sirenas tienen un aullido muy concreto de 700–1800Hz que enciende esto en un patrón reconocible. ventana de 1s, desliza cada 0.5s
- la red neuronal adivina Esos 40 números entran en una pequeña red Conv1D que entrené en Edge Impulse. Cuatro respuestas posibles: sirena / fondo / motor / claxon. Solo importa "sirena"; las otras tres existen para no dar falsa alarma con un taxi pitando. ~50ms, 90% de acierto en mi set de prueba
- calcular la dirección (GCC-PHAT) Ahora entra la matemática. Mido cuánto más tarde llegó el sonido al micro lejano frente al cercano, en ambos ejes, y la trigonometría da el ángulo. Detalle abajo. corre ~10× por segundo una vez disparado
- suavizar y enviar la flecha El ángulo en bruto baila ±2°, así que promedio las últimas 5 lecturas (con cuidado, para que 359° y 1° no promedien a 180°). Luego ESP-NOW dispara el ángulo final a la unidad del salpicadero. todo, sirena→flecha, en menos de medio segundo
la matemática de dirección, en serio
El sonido desde tu izquierda llega al micro Este antes que al Oeste. El desfase es minúsculo — microsegundos — pero a 44.1kHz lo mido hasta una fracción de muestra. Multiplica ese desfase por la velocidad del sonido y obtienes la diferencia de distancia, que con la separación de 190mm da el ángulo. Hazlo en ambos ejes, mete los dos en atan2, y obtienes los 360° completos.
Por qué GCC-PHAT y no correlación normal: los ecos. Dentro de un coche, en paredes, en furgonetas aparcadas — la correlación cruzada normal se engaña con los reflejos y apunta la flecha a una pared. PHAT blanquea la señal primero para que el pico real siga nítido y los picos de eco se aplanen. Movimiento estándar para esto, pero hay que saber hacerlo.
5 · el problema del I2S que se comió dos semanas
si vas a clonar esto, LEEEste es el bug que casi mata el proyecto. Los dos buses de audio no arrancan en el mismo instante exacto — se desfasan una muestra o dos. Para el par Este/Oeste no importa (mismo bus). Para Norte/Sur es un error fijo permanente metido en cada ángulo. La flecha está mal, siempre, y no ves por qué.
arreglo parte 1 — cablea el reloj del esclavo A MANO
El segundo bus es esclavo; necesita el reloj del maestro. Poner los pines en "unused" no los conecta solos como sugiere la documentación. Tienes que cablear la matriz GPIO explícitamente o el esclavo se queda ahí produciendo silencio y pierdes un día pensando que el micro está muerto.
arreglo parte 2 — habilita el esclavo primero, el maestro después
El esclavo tiene que estar en su estado de espera antes de que llegue el primer flanco de reloj, o se pierde el arranque y el offset se hace mayor y aleatorio. Haz los dos enables dentro de una sección crítica para que nada interrumpa entre ellos.
arreglo parte 3 — mide el offset restante en cada arranque
Aun con todo eso, quedan 0, 1 o 2 muestras de holgura, y puede ser distinta en cada encendido. Así que en cada arranque meto un pulso de 100µs en ambos buses a la vez por GPIO10, correlaciono las dos grabaciones, y eso me dice el offset exacto. Lo guardo, lo resto de cada lectura Norte/Sur para siempre. Nunca lo hardcodees — cambia entre arranques.
resumen rápido — la cadena de radio
Tres saltos, tres radios, cada una elegida para su tarea: ESP-NOW porque es instantánea y no necesita router; LoRa porque llega a 2km por una ciudad sin infraestructura; y todo funciona sin nada de internet porque el túnel es justo donde más lo necesitas.