GitHub - ECOSWITCH/monolithicECO

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⚡ Estación de Carga Inteligente · Dodecaedro IoT · Control Remoto Total

"Un objeto que no solo carga tus dispositivos, sino que los protege, los monitorea y habla contigo."

🌐 App en producción: monolithic-eco.vercel.app

👥 Equipo

Integrante	Rol
Juan Pablo Caballero Castellanos	Líder FullStack · Cloud · AI · 3D Modeling · Prototipado
Robinson Steven Núñez Portela	FullStack · IA · 3D Modeling · Prototipado
Oscar Andrés Sánchez Porras	Frontend · Integración de IA · 3D Modeling · Prototipado
Juan Sebastián Guayazán Clavijo	Frontend · Desarrollo de interfaces · Soporte FullStack · Prototipado
Martin Andres Ruiz Sarmiento	Administración · Electricista autodidacta · Prototipado · 3D Modeling

📝 Descripción

EcoSwitch nació de una pregunta simple: ¿cuánta energía desperdicías cada noche dejando el celular conectado hasta la mañana? La respuesta nos llevó a diseñar algo que va mucho más allá de un adaptador inteligente.

Es una estación de carga con forma de dodecaedro, un sólido platónico de 12 caras pentagonales que integra tomas eléctricas NEMA 5-15R, puertos USB, iluminación NeoPixel y un ESP32 que lo conecta todo con tu teléfono. Detecta cuándo tu dispositivo terminó de cargar, corta el suministro automáticamente y te lo hace saber. Todo en tiempo real, desde la app.

Así funciona de principio a fin:

 Dispositivo conectado
        │
        ▼
 ESP32 monitorea corriente
        │
        ▼
 ¿Carga completa? ──► NO ──► Sigue cargando · NeoPixel verde
        │
       SÍ
        │
        ▼
 Relé corta el suministro
        │
        ▼
 NeoPixel cambia a azul · App recibe notificación
        │
        ▼
 Historial guardado en MongoDB Atlas

🔷 Por qué un Dodecaedro

No fue un capricho estético. Fue la conclusión de semanas de iteración donde cada forma anterior fallaba en algo.

El rectángulo era funcional pero genérico. El cilindro desperdiciaba espacio interno. El enchufe giratorio que desarrollamos en MID fidelidad resolvía la rotación pero no la escala. Necesitábamos una forma que distribuyera tomas en múltiples orientaciones, que tuviera suficiente volumen interno para la electrónica y que al mismo tiempo se viera bien sobre un escritorio.

El dodecaedro resolvió todo eso de un golpe:

Problema	Solución que da el dodecaedro
Tomas en una sola cara	12 caras pentagonales disponibles en 360°
Poco espacio interno	Cavidad amplia y orgánica para PCB, relé y anillos LED
Difícil de agarrar	Cuerpo de 10 cm validado con P95 masculino de anchura de mano
Indistinguible en el mercado	Forma única que convierte el dispositivo en objeto de diseño
Inestabilidad al apoyarlo	Base pentagonal de 200 x 180 mm con 20 mm de espesor

Las caras translúcidas de PLA superiores funcionan además como difusores de luz para el modo lámpara, integrando estética y utilidad en un mismo componente. No hay ninguna otra regleta en el mercado con esa forma. Eso, en términos de producto, vale mucho.

Especificaciones físicas del dodecaedro

Parámetro	Valor
Forma	Dodecaedro regular · 12 caras pentagonales
Arista por cara	70 mm ±0.5 mm
Altura total con base	132 mm
Altura sin base	112 mm
Base rectangular	200 x 180 mm
Espesor de base	20 mm
Carcasa superior	PLA translúcido · modo lámpara
Carcasa inferior	PLA opaco · soporte estructural
Tomas integradas	3x NEMA 5-15R · 40 x 40 mm · profundidad 35 mm
Norma eléctrica	RETIE · NTC 2050 · IEC 60335-1

📄 Documentación del proyecto

Documento	Descripción
📘 Bitácora PRTO	Registro completo del proceso: bocetos, árbol funcional, canvas, antropometría y evolución del prototipo

🏗️ Arquitectura del sistema

El sistema tiene tres capas que se comunican entre sí en tiempo real:

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                        USUARIO FINAL                            │
│              App Web · monolithic-eco.vercel.app                │
│                React 18 · TypeScript · Tailwind                 │
└─────────────────────────┬───────────────────────────────────────┘
                          │  HTTPS · REST
┌─────────────────────────▼───────────────────────────────────────┐
│                      BACKEND · API REST                         │
│               FastAPI 0.115 · Python 3.12 · Render              │
│                                                                 │
│   /auth        /device/toggle      /history      /analytics     │
│                                                                 │
│          MongoDB Atlas · Motor async · Beanie 1.30              │
└────────────────┬──────────────────────────────┬─────────────────┘
                 │  MQTT · WebSocket             │  Read/Write
┌────────────────▼──────────────┐   ┌────────────▼────────────────┐
│     FIRMWARE · ESP32          │   │     BASE DE DATOS           │
│   Arduino Framework           │   │     MongoDB Atlas           │
│                               │   │                             │
│  relay_control.h              │   │  Users · Devices            │
│  neopixel_status.h            │   │  PowerRecords · Sessions    │
│  wifi_mqtt.h                  │   │                             │
└────────────────┬──────────────┘   └─────────────────────────────┘
                 │  GPIO · AC Control
┌────────────────▼──────────────────────────────────────────────┐
│                    HARDWARE · DODECAEDRO                       │
│                                                               │
│   Relé de corte AC    Anillo NeoPixel x2    Tomas NEMA 5-15R  │
│   Sensor corriente    Fuente AC switching   Bloque USB Hembra  │
│   LED piloto rojo     Interruptor On/Off    Cable SJT 3x14 AWG │
└───────────────────────────────────────────────────────────────┘

Estructura de carpetas

ECOSWITCH/
├── frontend/
│   └── src/
│       ├── pages/            # Dashboard · Control · Historial · Configuración
│       ├── components/       # Componentes reutilizables
│       └── services/         # Llamadas a la API
│
├── backend/
│   └── src/com/ecoswitch/app/
│       ├── main.py           # Punto de entrada FastAPI + CORS + rutas
│       ├── database/
│       │   └── repository.py # Motor + MongoDB Atlas
│       ├── models/
│       │   ├── user.py       # Documento User
│       │   └── device.py     # Documento Device y PowerRecord
│       ├── schemas/
│       │   └── schemas.py    # Validación Pydantic
│       └── services/
│           ├── relay_service.py        # Control del relé vía MQTT
│           ├── auth_service.py         # bcrypt + JWT
│           └── google_auth_service.py  # OAuth2 Google
│
└── firmware/
    └── ecoswitch_esp32/
        ├── main.ino              # Lógica principal
        ├── relay_control.h       # Corte automático AC
        ├── neopixel_status.h     # Anillos LED
        └── wifi_mqtt.h           # Conectividad Wi-Fi + MQTT

📡 Endpoints API

Autenticación

Método	Ruta	Descripción
`POST`	`/register`	Registro con email y contraseña
`POST`	`/login`	Login con email y contraseña
`POST`	`/auth/google/register`	Registro con cuenta Google
`POST`	`/auth/google/login`	Login con cuenta Google

Control del dispositivo

Método	Ruta	Descripción
`POST`	`/device/toggle`	Activar o desactivar una toma específica
`GET`	`/device/status/{device_id}`	Estado actual de todas las tomas y LEDs
`POST`	`/device/schedule`	Programar corte automático por tiempo
`DELETE`	`/device/schedule/{id}`	Cancelar una programación activa

Historial y analítica

Método	Ruta	Descripción
`GET`	`/history/{email}`	Historial de sesiones de carga del usuario
`GET`	`/analytics/{email}`	Resumen de consumo energético por período

🧰 Stack tecnológico

Capa	Tecnología
Frontend	React 18 · TypeScript · Tailwind CSS · Vite
Backend	FastAPI 0.115 · Python 3.12 · Pydantic
Base de datos	MongoDB Atlas · Motor async · Beanie 1.30
Microcontrolador	ESP32 · Arduino Framework · MQTT · NeoPixel
Hardware	Relé AC · Sensor de corriente · Tomas NEMA 5-15R · Fuente AC switching
Autenticación	bcrypt · Google OAuth2 · JWT
Despliegue	Vercel para frontend · Render para backend
Modelado 3D	Autodesk Fusion 360
Fabricación	Impresión 3D en PLA translúcido · Corte láser en madera

🖥️ Vistas y funcionalidades

Vista	Qué hace
Dashboard	Estado en tiempo real de cada toma del dodecaedro con indicadores visuales
Control remoto	Activar o desactivar individualmente cada puerto de carga desde cualquier lugar
Historial	Registro de sesiones de carga con timestamps y consumo estimado
Análisis	Gráficas de consumo energético por período
Configuración	Umbrales de corte automático, objetivos de carga y preferencias de notificación

🔬 Evolución del prototipo

El proyecto vivió tres iteraciones reales antes de llegar al dodecaedro. Cada una resolvió algo que la anterior no podía.

	🟤 LOW	🔵 MID	🟢 MID-HI · PMV Final
Forma	Caja rectangular 6x4x3 cm	Enchufe giratorio 360° NEMA 5-15P	Dodecaedro 12 caras pentagonales
Electrónica	ESP32 + relé + LED simple	ESP32 + relé + LEDs duales + shunt sensor	ESP32 + 2x anillo NeoPixel + fuente AC switching + relé
Tomas	1 toma hembra básica	1 toma NEMA + estación USB complementaria	3x NEMA 5-15R integradas en caras + bloque USB
Conectividad	Wi-Fi básico	Wi-Fi + Bluetooth	Wi-Fi + BT + MQTT + WebSocket
Carcasa	Boceto 3D · sin fabricar	ABS blanco · planos técnicos completos	PLA translúcido superior + PLA opaco inferior
App	Mockup de pantallas	Wireframes funcionales	App React desplegada en Vercel
Norma	Sin certificación	RETIE referenciado	RETIE · NTC 2050 · IEC 60335-1
Estado	Concepto validado	Prototipo funcional	PMV físico y digital operativo

🟤 Prototipo LOW

Los primeros bocetos planteaban un módulo compacto que se intercalara entre el cargador y la pared. El foco era validar la lógica eléctrica básica: ESP32 conectado a un relé, un LED indicador y un sensor de corriente para detectar fin de carga. Simple, directo, funcional.

🔵 Prototipo MID

La segunda versión escaló hacia un enchufe inteligente con cabezal giratorio 360°. Se incorporaron indicadores LED duales, cable flexible SJT 3x14 AWG de 150 cm y una estación de carga complementaria con puertos USB-C PD y USB-A. Los planos técnicos llegaron a tener vistas frontal, lateral y corte transversal A-A' con dimensiones reales.

🟢 Prototipo MID-HI · PMV Final

El salto al dodecaedro fue el más grande del proyecto, no solo en forma sino en complejidad técnica. Las fases 6 y 7 del ensamblaje integraron el bus periférico de cableado radial, la gestión de potencia a múltiples tomas, la unión mecánica de las caras translúcidas y el cierre final del sólido con todos los componentes adentro funcionando.

⚡ Instalación local

Backend · FastAPI

# 1. Clonar el repositorio
git clone https://github.com/ecoswitch/ecoswitch-backend.git
cd ecoswitch-backend

# 2. Crear y activar entorno virtual
python -m venv venv
source venv/bin/activate        # Mac · Linux
.\venv\Scripts\activate         # Windows

# 3. Instalar dependencias
pip install -r requirements.txt

# 4. Configurar variables de entorno
cp .env.example .env
# Editar .env con tus credenciales

# 5. Levantar el servidor
uvicorn src.com.ecoswitch.app.main:app --reload

La API queda disponible en http://localhost:8000 y la documentación interactiva en http://localhost:8000/docs.

Frontend · React

# 1. Clonar el repositorio
git clone https://github.com/ecoswitch/ecoswitch-frontend.git
cd ecoswitch-frontend

# 2. Instalar dependencias
npm install

# 3. Configurar variables de entorno
cp .env.example .env.local
# Editar .env.local con la URL del backend

# 4. Levantar en desarrollo
npm run dev

La app queda disponible en http://localhost:5173.

Firmware · ESP32

# Requisitos: Arduino IDE 2.x con soporte ESP32

# 1. Abrir ecoswitch_esp32/main.ino en Arduino IDE

# 2. Instalar librerías necesarias desde el Library Manager
#    Adafruit NeoPixel
#    PubSubClient · MQTT
#    ArduinoJson

# 3. Editar wifi_mqtt.h con tus credenciales
#    WIFI_SSID · WIFI_PASSWORD · MQTT_BROKER · MQTT_PORT

# 4. Seleccionar placa: ESP32 Dev Module
#    Upload Speed: 115200

# 5. Flashear con Sketch > Upload

🔐 Variables de entorno

Backend

Crear un archivo .env en la raíz del proyecto backend:

MONGO_URI=mongodb+srv://usuario:password@cluster.mongodb.net/ECOSWITCH_DB
GOOGLE_CLIENT_ID=tu_google_oauth_client_id
JWT_SECRET=tu_secreto_jwt
PORT=8000
PYTHON_VERSION=3.12

Variable	Descripción
`MONGO_URI`	Cadena de conexión a MongoDB Atlas
`GOOGLE_CLIENT_ID`	Client ID de Google Cloud Console
`JWT_SECRET`	Clave secreta para firmar tokens JWT
`PORT`	Puerto del servidor · Render lo asigna automáticamente

Frontend

Crear un archivo .env.local en la raíz del proyecto frontend:

VITE_API_URL=https://tu-backend.onrender.com
VITE_GOOGLE_CLIENT_ID=tu_google_oauth_client_id

Firmware

Editar directamente wifi_mqtt.h:

#define WIFI_SSID       "tu_red_wifi"
#define WIFI_PASSWORD   "tu_contraseña"
#define MQTT_BROKER     "tu_broker_mqtt"
#define MQTT_PORT       1883
#define DEVICE_ID       "ecoswitch_01"

🗺️ Tríptico 1 · Proceso del proyecto

🧠 Mapa mental

El mapa mental del proyecto articula tres ejes: Usuario con capacidades físicas, riesgos y experiencia digital; Acciones de conectar y desconectar de forma remota; y Entorno con lugares que tienen enchufes eléctricos, condiciones físicas de uso y normatividad RETIE, NTC e IEC.

🔗 Ver Mapa Mental en LucidChart

📊 Canvas del modelo de negocio

EcoSwitch tiene un canvas con socios clave como fabricantes de componentes y laboratorios de certificación RETIE/ICONTEC, una propuesta de valor centrada en desconexión automática + ahorro energético + diseño diferencial, y segmentos de clientes que abarcan usuarios domésticos, estudiantes y profesionales con múltiples dispositivos.

🔗 Ver Canvas del modelo de negocio

🔧 Tríptico 2 · Desarrollo del producto

📐 Esquema básico

El esquema detalla la arquitectura eléctrica del dispositivo: cabezal macho NEMA con Fase, Neutro y Tierra hacia el relé de corte y luego a la toma hembra, con el ESP32 como cerebro central, diodo de protección y resistencia 220Ω para el LED indicador.

🔗 Ver Esquema Básico en LucidChart

💥 Diagrama de partes

Vista isométrica con cortes del dodecaedro mostrando la distribución interna: PCB principal, anillos NeoPixel, ESP32, relé, bloque USB, indicadores LED, tomas NEMA 5-15R y gestión de cableado radial del bus periférico.

🔗 Ver Diagrama de Partes en LucidChart

🖥️ Modelado 3D · Autodesk Fusion 360

Todos los componentes del dodecaedro fueron modelados en Fusion 360, desde las piezas eléctricas individuales hasta el ensamblaje final. Los archivos .f3d están disponibles para descarga en la carpeta files/.

Componentes eléctricos

_{NEMA Macho y Hembra}

_{Toma Corriente}

_{Relé de corte}

Iluminación y conectividad

_{Anillos LED NeoPixel}

_{Enchufe 360°}

Ensamblaje final

_{Dodecaedro · Vista general}

_{EcoSwitch · Ensamblaje completo}

Archivos de modelado disponibles

Archivo	Descripción
📁 Descargar · nema.f3d	Conector NEMA macho y hembra
📁 Descargar · tomacorriente.f3d	Toma corriente integrada
📁 Descargar · rele.f3d	Módulo relé de corte AC
📁 Descargar · leds.f3d	Anillos LED NeoPixel
📁 Descargar · enchufe360.f3d	Enchufe giratorio 360°
📁 Descargar · dodecaedro.f3d	Cuerpo dodecaédrico completo
📁 Descargar · ecoswitch.f3d	Ensamblaje final EcoSwitch

📌 Notas de despliegue

El backend está en Render free tier y puede tardar hasta 50 segundos en responder tras inactividad.
El firmware del ESP32 no se versiona en binario compilado. Se genera localmente con Arduino IDE.
Las caras translúcidas actúan como difusores de luz para el modo lámpara, sin necesidad de piezas adicionales.
El CORS del backend acepta requests desde localhost:5173 y el dominio de Vercel del frontend.

EcoSwitch · Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito · 2026-1

Prototipado Físico y Digital · ADMI PRTO-1 · Decanatura Administración de Empresas

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images		images
.gitignore		.gitignore
Ecoswitch.code-workspace		Ecoswitch.code-workspace
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📝 Descripción

🔷 Por qué un Dodecaedro

Especificaciones físicas del dodecaedro

📄 Documentación del proyecto

🏗️ Arquitectura del sistema

Estructura de carpetas

📡 Endpoints API

Autenticación

Control del dispositivo

Historial y analítica

🧰 Stack tecnológico

🖥️ Vistas y funcionalidades

🔬 Evolución del prototipo

🟤 Prototipo LOW

🔵 Prototipo MID

🟢 Prototipo MID-HI · PMV Final

⚡ Instalación local

Backend · FastAPI

Frontend · React

Firmware · ESP32

🔐 Variables de entorno

Backend

Frontend

Firmware

🗺️ Tríptico 1 · Proceso del proyecto

🧠 Mapa mental

📊 Canvas del modelo de negocio

🔧 Tríptico 2 · Desarrollo del producto

📐 Esquema básico

💥 Diagrama de partes

🖥️ Modelado 3D · Autodesk Fusion 360

📌 Notas de despliegue

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