Todo lo que debe saber sobre los sensores IoT

Mecánica de la infraestructura IoT

El sensor, a menudo denominado los ojos y los oídos del ecosistema IoT funciona mejor cuando se conecta con otros componentes esenciales. He aquí un rápido desglose de toda la infraestructura:

• El sensor es el elemento principal de la infraestructura. Podría centrarse en propiedades físicas como detectores de humo y transductores de presión o tener múltiples aplicaciones como RFID y códigos QR.
• Microcontroladores procesan y gestionan los datos recogidos por el sensor, realizando a menudo tareas como el filtrado y la calibración.
• El módulo de comunicación módulo de comunicación transmite los datos a dispositivos (por ejemplo, ordenadores de sobremesa, portátiles o tabletas) o a la nube. Por ejemplo, por satélite, WiFi o Bluetooth.
• La mayoría de los sistemas IoT tienen una interfaz de usuario que convierte la información para su consumo. Puede ser una pantalla de supervisión en directo o una notificación cuando se alcancen los límites preestablecidos.

Las personas que trabajan en sectores que dependen de estos sensores IoT y de los sistemas que los acompañan deben conocer a fondo su funcionamiento, ya que este conocimiento ayuda a solucionar problemas de forma eficaz, adaptar soluciones y garantizar la precisión de los datos.

Importancia y usos

En la actualidad, existen más de 15.000 millones de dispositivos IoT que alimentan diversas industrias en todo el mundo. Y con sus numerosas y considerables ventajas, es dudoso que disminuya la dependencia de estos aparatos inteligentes.

• Recoge datos instantáneamente – La principal tarea del sensor es recopilar datos en tiempo real, lo que permite a las organizaciones tomar mejores decisiones sobre sus operaciones. Ciudades inteligentes como Nueva York, Londres y Singapur instalan diversos dispositivos, como
  semáforos inteligentes
  para gestionar las condiciones del tráfico, monitores de calidad del aire (AQM) para medir la calidad del aire y circuitos cerrados de televisión para aumentar la seguridad pública.
• Aumenta el control sobre las condiciones – Antes, las interrupciones operativas eran difíciles de gestionar porque se tardaba bastante en notificarlas al personal pertinente. Como estas herramientas alertan a los usuarios en caso de crisis, las medidas paliativas se adoptan de inmediato. Esto es especialmente cierto en la sanidad, donde el IoMT (Internet of Medical Things) puede monitorizar a distancia el estado de los pacientes y alertar al personal en caso de emergencia.
• Mejora el enfoque proactivo del trabajo – Los sensores IoT informan a los operarios sobre el estado físico y el rendimiento de su maquinaria, lo que facilita el mantenimiento predictivo. Esto es especialmente útil para los sectores manufacturero y de la construcción, ya que sus tareas dependen en gran medida de equipos funcionales.
• Minimiza los errores y los cálculos erróneos – La precisión y la exactitud van de la mano del control y la medición automatizados del medio ambiente. Problemas causados por la más mínima fluctuación de la temperatura o la humedad, sobre todo en el sector agrícola y el resto de la cadena de suministro- pueden abordarse de inmediato, garantizando la optimización de las operaciones y la alta calidad de los productos finales.
• Mejora la seguridad – El mundo está lleno de peligros, desde fugas químicas hasta intrusos en casa. Instalar cámaras de seguridad en su propiedad o detectores de proximidad cerca de zonas de la fábrica con alto nivel de energía no sólo proteger a las personas de daños físicos sino que también eleva su bienestar y aumenta su confianza para lograr cualquier cosa que necesiten hacer.

Tipos de sensores IoT

La multitud de sensores IoT existentes hoy en día responde a las demandas específicas de diversas industrias. Como ya se ha dicho, algunas de estas herramientas son aplicables en diversos sectores, como los detectores de movimiento y los lectores electromagnéticos. Sin embargo, la mayoría están optimizados para tareas específicas. He aquí algunas de las más comunes:

Sensores térmicos

Como indica el término, este aparato determina y mide la temperatura en un espacio o de un objeto concreto. Es uno de los tipos de sensores más comunes en IoT, utilizado en todos los sectores principalmente como mecanismo preventivo. A continuación se enumeran los distintos tipos de termosensores:

• Los termistores de coeficiente de temperatura negativo (NTC) son los más utilizados y se encuentran en frigoríficos, aire acondicionado, termómetros de ambiente, hervidores de agua, planchas e incluso teléfonos inteligentes.
• RTD (Detector Resistivo de Temperatura)instalado a menudo en los motores, detecta la temperatura de los aceites y de la entrada de aire.
• Termopares Sondas de temperatura se emplean con frecuencia en la industria alimentaria y de bebidas. Algunos ejemplos de sensores IoT son la supervisión de placas calientes y el control de hornos.
• Los sensores basados en semiconductores están instalados en numerosos aparatos electrónicos, como teléfonos inteligentes, ordenadores portátiles y CPU.

Sensor de humedad

Este aparato mide la cantidad de vapor de agua en el aire. Suele instalarse con implementos de temperatura, ya que la humedad relativa depende de la temperatura del aire. He aquí algunas de sus aplicaciones más comunes:

• Todos los HVAC (calefacción, ventilación y aire acondicionado), desde las secadoras de ropa hasta las máquinas de fax, tienen este sensor en particular.
• Las estaciones meteorológicas utilizan el higrómetro para determinar la probabilidad de niebla, lluvia y otras condiciones meteorológicas.
• En el sector alimentario, este instrumento garantiza que los alimentos tengan la humedad ideal para evitar que se estropeen.

Fotodetectores

También conocidos como sensores ópticos, estos dispositivos responden a la luz y miden sus ondas en varios puntos del espectro y se utilizan mucho en los siguientes ámbitos:

• Dispositivos de iluminación, como farolas, que se encienden automáticamente cuando oscurece.
• Ordenadores y fotocopiadoras
• En la industria médica, se utiliza en fotopletismografía para controlar el ritmo cardíaco, dispensadores sin contacto y analizadores de aliento.
• Los códigos de barras y algunos códigos QR (Quick Response) requieren un haz de luz para su lectura.

Acelerómetros

Los detectores de movimiento, alimentados por haces de luz, microondas y ondas ultrasónicas, detectan el movimiento físico en un espacio definido, sobre todo cuando algo bloquea o interrumpe el flujo de energía. Integrados en sistemas de seguridad, incluyen cámaras de control, grifos, puertas, verjas y muchos más.

Sensores de proximidad

Aunque utiliza más o menos la misma tecnología que los detectores de movimiento, este instrumento detecta la presencia de un objeto a una distancia preestablecida. Algunos ejemplos de sensores IoT son ascensores, vías de ferrocarril, aparcamientos y cadenas de montaje en el sector manufacturero.

Indicadores de presión

Este dispositivo mide la fuerza, líquida o gaseosa, ejercida sobre el sensor en una zona determinada. Los sensores de presión se utilizan mucho en el mantenimiento o la reparación de automóviles, aviones y máquinas. También desempeña un papel importante en meteorología, ya que detecta la presión atmosférica que podría indicar la llegada de un huracán o un tifón.

Sensores de nivel

Controlan y traducen en una señal identificable el nivel de cualquier sustancia (sólida, líquida o gaseosa) en relación con un valor predefinido. La ilustración más sencilla sería el indicador de gasolina de un coche, que se enciende cuando el combustible desciende a su nivel más bajo.

Sensores de calidad

Detectan la presencia de una sustancia que puede haberse filtrado de sus recipientes cerrados a otro espacio. El sensor es útil en laboratorios donde sustancias químicas peligrosas o incluso en los hogares cuando un gas específico (por ejemplo, dióxido de carbono o gas licuado de petróleo) se difunde en una habitación.

Cámaras

También conocidos como sensores de imagen, capturan imágenes que se almacenarán y procesarán digitalmente. Algunos ejemplos concretos de sensores IoT son los siguientes

• Lectores de matrículas
• Sistemas de reconocimiento facial
• Cámaras digitales en dispositivos móviles

Micrófonos

También conocidos como sensores acústicos, rastrean e identifican señales sonoras, como voces, chasquidos, golpes y palmadas. Tanto dispositivos convencionales como radios y teléfonos, como aplicaciones más modernas en sistemas de seguridad y domótica, utilizan estos sensores.

RFID

La identificación por radiofrecuencia (RFID), como su nombre indica, utiliza ondas de radio para transmitir señales que activan la etiqueta. Los RFID, el sensor más utilizado para la seguridad y la autenticación, rastrean e identifican objetos, vivos o no.

Retos actuales y avances futuros

El IoT ha crecido en las dos últimas décadas y desde entonces ha desempeñado un papel significativo en la forma en que las personas viven, interactúan y llevan a cabo sus negocios. Pero también ha traído nuevas dificultades a quienes dependen de ellas. Y a medida que la infraestructura se extiende y está disponible, estos retos son más pronunciados.

• Miniaturización para reducir el consumo de energía – Dado que muchos dispositivos IoT funcionan con baterías que tienden a perder energía rápidamente, con frecuencia
  una sustitución de baterías es imprescindible. Y eso es bastante costoso. La miniaturización o hacer más compactos los componentes del aparato consumirá menos energía. Es más fácil integrar herramientas más pequeñas en diversos equipos y, según algunos, hace que el aparato sea más duradero.
• Edge computing e IA resuelven la interoperabilidad – A veces, una misma máquina requiere varios tipos de sensores (por ejemplo, termostato del refrigerante, sensor de oxígeno del escape y cigüeñal de encendido en una unidad de control del motor o ECU), lo que dificulta la integración y el intercambio de datos sin fisuras. AI aprendizaje automático y computación periférica reducir este problema e identificar anomalías en tiempo real.
• Las redes de sensores inalámbricos mejoran la escalabilidad – La gestión de varios dispositivos es increíblemente compleja y requiere un rendimiento estable de la red y una gestión eficaz de los datos. LoRaWan y otras comunicaciones de bajo consumo y largo alcance mantienen las conexiones entre el dispositivo IoT y la red, garantizando la fiabilidad incluso cuando aumentan las cargas de trabajo y el número de usuarios.
• La integración de Blockchain mejora la seguridad y la privacidad de los datos – La seguridad y la privacidad, preocupaciones críticas en la infraestructura de IoT, a menudo son objeto de ataques y vulnerables a accesos no autorizados, daños y robos. Además de aplicar medidas sólidas como el cifrado y los cortafuegos, la integración de un libro de contabilidad descentralizado y a prueba de manipulaciones garantiza la integridad de los datos.