Tipos de sensores. Sensores inteligentes para sus proyectos automatizados

Las aplicaciones de Internet de las cosas (IoT), independientemente del propósito para el que fueron creadas, ya sea infraestructura urbana, fábricas o dispositivos portátiles, dependen de sensores. Estos sensores recopilan datos a través de un sistema en la nube. El software que se ejecuta en la nube reduce los enormes volúmenes de datos generados en información procesable para los usuarios y comandos para los actuadores.

sensores son un factor clave en el éxito del IoT, aunque son sólo dispositivos técnicos que simplemente convierten variables físicas en señales eléctricas. Con el tiempo, ha tenido que evolucionar para desempeñar un papel técnica y económicamente importante en el entorno de IoT. Por tanto, es evidente que la inteligencia de sensores, además de facilitar la conectividad IoT, genera numerosos beneficios relacionados con el mantenimiento predictivo, una producción más flexible y una mejora de la productividad.

¿Qué significa sensor? Características de los sensores

En primer lugar, nos gustaría señalar que no existe una definición unívoca e indiscutible de la palabra «sensor», lo que deja mucho margen a interpretaciones. Muchos especialistas y autores prefieren utilizar la frase «sensores y transductores», en la que ponen al sensor y al transductor en pie de igualdad, utilizando preferiblemente uno de los términos, o consideran que uno representa una categoría jerárquica superior, que comprende el ‘ otro .

Pero nos centraremos en el sensor en el sentido amplio del término que se define como un Dispositivo que mide una cantidad física. (masa, presión, temperatura, humedad, etc.) y la transforma en una señal que puede ser leída por un observador a través de un instrumento o procesada. Como componente de un dispositivo o sistema de detección técnica, puede medir/registrar, por ejemplo, presión, humedad, campo magnético, aceleración, fuerza, intensidad del sonido, radiación.

El nombre del sensor proviene de la palabra latina «sensus», que significa sentido y antes de ser adoptado para sistemas técnicos, se usaba y se usa para denotar las capacidades de los órganos de los sentidos de los humanos y de los organismos vivos para recopilar y procesar información del medio ambiente y transmitirla al cerebro.

Los más solicitados e importantes. la función sensorial es visualque proporciona la cantidad predominante de información, al mismo tiempo que tiene la mayor velocidad de transferencia. El sentido del oido permite a los humanos recibir ondas sonoras del campo «audio», con frecuencias entre aproximadamente 16 Hz y 16 kHz.

Es muy importante, incluso en los procesos de producción. sensibilidad de la piel humanaproporcionada por múltiples receptores implantados en la piel. sentido olor (olfativo) y el gustativo Son extremadamente útiles para el hombre en la vida cotidiana, pero el hombre los utiliza en un número limitado de procesos de producción, en la industria alimentaria y en la industria cosmética.

Así, partiendo de los sistemas sensoriales del mundo viviente hasta los sistemas mecatrónicos, entendemos por sensor el dispositivo técnico destinado a dotar de sentidos a las máquinas. Tendrá por tanto la función de determinar una o más propiedades y, según el nivel de integración, podrá tener funciones más simples o más complejas.

Los sensores se caracterizan en función del valor de ciertos parámetros. Las características importantes de los sensores son:

• Miniaturización: permite realizar mediciones (determinaciones) precisas de las cantidades investigadas;
• Multiplicación funcional: la existencia en la estructura de un sensor de un gran número de dispositivos sensibles que realizan la misma función, dispuestos linealmente o en matriz;
• Fusión sensorial: implica la agregación de múltiples sensores en una única configuración, para garantizar la funcionalidad deseada;

Estas características de los sensores, junto con la propiedad de «imitar» los sentidos humanos, diferencian a los sensores de los transductores. La información de múltiples sensores se puede combinar y correlacionar para sacar conclusiones sobre requisitos o problemas potenciales.

Por ejemplo, los datos del sensor de temperatura y del sensor de vibración se pueden utilizar para detectar la aparición de fallos mecánicos. En algunos casos las dos funciones del sensor están disponibles en un solo dispositivo; en otros, las funciones se combinan en software para crear un sensor «suave».

Tipos de sensores inteligentes utilizados en diversos campos.

Las industrias y organizaciones utilizan varios tipos de sensores durante mucho tiempo, pero la llegada del Internet de las cosas (IoT) ha llevado la evolución de los sensores a un nivel completamente diferente. Las plataformas de IoT funcionan y proporcionan diversos tipos de información y datos utilizando una variedad de sensores. Se utilizan para recopilar datos, distribuirlos y compartirlos con toda una red de dispositivos conectados. Todos estos datos recopilados permiten que los dispositivos funcionen de forma autónoma y así todo el ecosistema se vuelve cada vez más «inteligente».

Al combinar un conjunto de sensores y una red de comunicación, los dispositivos comparten información entre sí y mejoran su eficiencia y funcionalidad.

Tomemos como ejemplo los vehículos Tesla. Todos los sensores de un coche registran la percepción de su entorno y cargan la información en una enorme base de datos. Luego se procesan los datos y cualquier nueva información relevante se envía a todos los demás vehículos. Este es un proceso continuo, en el que una flota completa de vehículos Tesla se vuelve más inteligente cada día.

Pero veamos algunos de los más utilizados. sensores ampliamente utilizado en el mundo de IoT.

Sensores de temperatura

Los dispositivos utilizados para medir la cantidad de energía térmica que permite detectar un cambio físico de temperatura desde una fuente determinada y transformar los datos para un dispositivo o usuario se conocen como sensores de temperatura. Estos sensores existían en una variedad de dispositivos. Sin embargo, con la llegada del IoT, se ha descubierto que hay aún más utilidad en más dispositivos.

Hace apenas unos años, su uso incluía principalmente el control de aires acondicionados, refrigeradores y dispositivos similares utilizados para el control ambiental. Sin embargo, con la llegada del mundo IoT, los sensores de temperatura han encontrado su papel en los procesos de fabricación, la agricultura y la atención sanitaria. Por otro lado, en agricultura, la temperatura del suelo es crítica para el crecimiento de los cultivos. Esto ayuda a las plantas a producir, maximizando la producción.

Sensores de proximidad (movimiento).

Dispositivo que detecta la presencia o ausencia de un objeto cercano o las propiedades de ese objeto y lo convierte en una señal que puede ser fácilmente leída por el usuario o un simple instrumento electrónico sin hacer contacto con él. Un sector que utiliza principalmente sensores de proximidad es el de la automoción, utilizados sobre todo para la marcha atrás.

Los sensores de movimiento son actualmente muy utilizados y los más extendidos son los de sistemas antirrobo, pudiendo montarse desde las puertas de los supermercados hasta las tiendas de gasolineras. Los sensores de movimiento facilitan la vida a las personas que no pueden abrir una puerta, los sensores de movimiento también garantizan la seguridad del hogar detectando movimiento y encendiendo luces, por ejemplo.

Los sensores de proximidad también se utilizan para proporcionar información sobre la disponibilidad de aparcamiento en lugares como centros comerciales, estadios o aeropuertos.

Sensores inductivos

Los sensores inductivos son prácticamente una de las piedras angulares de la automatización industrial. Los sensores inductivos funcionan porque las piezas metálicas colocadas cerca de una bobina osciladora pueden cambiar el estado de un circuito oscilatorio determinado.

Este cambio (detención de las oscilaciones) se puede evaluar con precisión y se puede obtener la confirmación de la presencia de un objeto metálico en el campo del sensor. Los sensores inductivos suelen funcionar con una frecuencia de entre cientos de Hz y unos pocos Hz.

Sensores de presión

Un sensor de presión es un dispositivo que detecta la presión y la convierte en una señal eléctrica. Hay muchos dispositivos que dependen de líquidos u otras formas de presión. Estos sensores permiten la creación de sistemas IoT que monitorean sistemas y dispositivos de propulsión presurizados. La utilidad de estos sensores es de gran utilidad en el mantenimiento de sistemas de agua y sistemas de calefacción, ya que es fácil detectar cualquier fluctuación o caída de presión.

Sensores químicos

Los sensores químicos tienen aplicabilidad en varias industrias. Su finalidad es indicar cambios en el líquido o descubrir cambios químicos en el aire. Desempeñan un papel importante en las grandes ciudades, donde es necesario monitorear los cambios en la calidad del aire para proteger a la población.

Los principales casos de uso de sensores químicos se encuentran en el monitoreo y control de procesos ambientales industriales, detección de sustancias químicas nocivas liberadas intencionalmente o accidentalmente, detección de explosivos y radiactivos, procesos de reciclaje de estaciones espaciales, industrias farmacéuticas y laboratorios de pruebas.

Sensores de gases son similares a los químicos, pero se utilizan específicamente para monitorear cambios en la calidad del aire y detectar la presencia de diversos gases. Al igual que los sensores químicos, se utilizan en muchas industrias como la manufactura, la agricultura y la atención médica y se utilizan para monitorear la calidad del aire, detectar gases tóxicos o combustibles, monitorear gases peligrosos en minas de carbón, industrias petroleras y de gas, en investigaciones de laboratorios químicos, en el producción de pinturas, plásticos, caucho, productos farmacéuticos y petroquímicos, etc.

Sensores infrarrojos

Y sensor de infrarrojos es un dispositivo utilizado para detectar determinadas características del entorno circundante, emitiendo o detectando radiación infrarroja. También es capaz de medir el calor emitido por los objetos. Los sensores infrarrojos son aplicables en una variedad de proyectos de IoT, especialmente en el sector de la salud, ya que facilitan el control del flujo sanguíneo y la presión arterial.

También se utilizan en una amplia gama de dispositivos inteligentes comunes, como relojes inteligentes y teléfonos inteligentes. Otros usos comunes incluyen electrodomésticos y controles remotos, análisis del aliento, visión infrarroja (por ejemplo, visualización de fugas de calor en dispositivos electrónicos, monitoreo del flujo sanguíneo, historiadores del arte para ver debajo de capas de pintura), electrónica portátil, comunicación óptica, mediciones de temperatura sin contacto, Detección automática de ángulo.

Su uso no acaba aquí, también son una excelente herramienta para garantizar un alto nivel de seguridad en tu hogar. Su aplicación también incluye controles ambientales, ya que pueden detectar una variedad de productos químicos y fugas de calor.

Lo dejé por una razón sensores infrarrojos en definitiva, como habrás podido comprobar, tienen una utilidad muy amplia, por lo que desempeñarán un papel importante en el sector del hogar inteligente, dada la amplísima gama de aplicaciones.