Los avances en las capacidades de los sensores electrónicos han llevado a mejoras continuas en las funciones, el control y la sofisticación de innumerables productos y sistemas, desde automóviles y plataformas de aviación hasta sistemas HVAC y equipos de control de procesos industriales. El desarrollo de los llamados sensores “inteligentes” implica una integración aún mayor de la tecnología de detección en nuestra vida diaria.

¿Qué son los sensores inteligentes? 

Empecemos por los sensores comunes. Un sensor electrónico simple es un dispositivo que detecta un parámetro físico y lo convierte en una señal eléctrica. Estos parámetros pueden incluir temperatura, presión, humedad, proximidad, aceleración y más. Esa señal eléctrica puede convertirse luego, mediante algún circuito externo, en una lectura digital o analógica para su análisis o acción, o para activar una alarma cuando se alcanza o supera un parámetro determinado. Sin embargo, un sensor básico produce una señal, pero no una reacción. 

Un sensor “inteligente”, como su nombre lo indica, es un sensor combinado con un procesador integrado. Recibe la entrada de parámetros del entorno que está monitoreando y la envía a su microprocesador. El procesador analiza los datos y dirige funciones externas según algoritmos predefinidos para actuar sobre el parámetro monitoreado.  

Un sensor inteligente, combinado con conectividad avanzada (Bluetooth, WiFI, etc.), puede detectar, medir, analizar y conectarse con sistemas externos, como motores o actuadores, para actuar a partir de la información que recibe del entorno. En resumen, un sensor inteligente inicia una acción predefinida cuando detecta una entrada adecuada.

¿Cómo funcionan los sensores inteligentes?

La base de un sensor inteligente es el elemento sensor correspondiente a la magnitud física que se está monitoreando. En un sensor de temperatura, por ejemplo, la tensión entre los terminales de un diodo cambia debido a la variación de temperatura. Un sensor de presión básico utiliza un diafragma deformable para emular un condensador variable y medir el cambio. Y un sensor de proximidad mide el cambio en la señal de retorno de un campo electromagnético o haz proveniente del área monitoreada. En cada caso, un cambio físico produce una señal eléctrica que puede leerse como un parámetro definido.  

Como ya se mencionó, un sensor inteligente también utiliza un procesador integrado para analizar esta señal en tiempo real y tomar medidas predefinidas para modificarla o controlarla, comunicando esta información a sistemas de control externos mediante un circuito de comunicación inalámbrica. Sería posible construir una solución discreta utilizando componentes independientes de sensor, procesador y comunicación. Sin embargo, los sensores basados en silicio integran la detección, el procesamiento y la comunicación en el mismo chip, y además ofrecen las ventajas de un bajo consumo de energía y la miniaturización.

Muchos sensores inteligentes también incorporan funciones de autocalibración y autodiagnóstico, lo que les permite detectar e informar fallas o situaciones fuera de especificación que podrían provocar tiempos de inactividad o mantenimiento inesperado. Los sensores inteligentes más avanzados también pueden incorporar circuitos para detectar y compensar mediciones marginales o permitir la conversión de datos. 

Aplicaciones de los sensores inteligentes

Los sensores inteligentes están disponibles en una amplia variedad de encapsulados, formatos y capacidades para medir y reaccionar ante muchas magnitudes físicas diferentes. Pueden detectar temperatura, movimiento, nivel, presión, humedad, masa, luz, sonido, deformación, viento, humo, ocupación, radiación, magnetismo, sustancias químicas y la presencia de gases específicos. Esto los hace útiles y adaptables a una amplia gama de aplicaciones que incluyen, entre otras:

• • • Monitoreo de pacientes en el sector de la salud
    • Monitoreo de máquinas en la industria manufacturera
    • Optimización de HVAC en oficinas
    • Detección de accesos no autorizados en hogares o empresas
    • Vehículos asistidos o autónomos en carretera
    • Gestión de la calidad del agua en municipios
    • Monitoreo y control del tráfico en ciudades

En nuestros hogares, por ejemplo, los sensores inteligentes pueden monitorear una habitación o entrada para detectar cambios de temperatura, filtraciones de humedad o movimientos inesperados, e interactuar con otros dispositivos inteligentes para automatizar tareas, enviar notificaciones o incluso permitir el monitoreo o la intervención mediante video y audio. 

Nuestros buenos amigos de CircuitBread.com han publicado más de 245 videotutoriales sobre temas que incluyen aplicaciones de detección y control. Puede consultar su contenido en www.circuitbread.com.  

Consideraciones de diseño para sensores inteligentes

Aquí viene una parte más técnica, pero la mantendremos muy breve. Antes de intentar conseguir un sensor inteligente para sus necesidades, usted o su equipo pueden necesitar determinar:

• • • La magnitud física que necesita medir
    • La escala de medición que requiere
    • Resolución o sensibilidad
    • Detección analógica o digital
    • Temperatura de funcionamiento
    • Necesidades de blindaje o resistencia
    • Necesidades/fuente de alimentación
    • Presupuesto

Resumen

Los sensores inteligentes son soluciones confiables, muy precisas, en tiempo real, resistentes y rentables para muchas aplicaciones que requieren monitoreo y control de un entorno, función o proceso. Como distribuidor autorizado de componentes, Onlinecomponents.com cuenta con información completa de productos de detección de 141 fabricantes diferentes. 

La tecnología de sensores inteligentes está creciendo rápidamente y está mejorando la seguridad, aumentando la eficiencia y optimizando los procesos de fabricación en todo el mundo. Mientras explora los usos apasionantes de los sensores inteligentes, damos la bienvenida a sus preguntas igualmente inteligentes.