El Internet de las cosas (IoT) es uno de los pocos avances tecnológicos que han acaparado la atención mundial en los últimos años. Y lo cierto es que la industria del IoT no sólo está en alza, sino en franco auge.
Se prevé que el número de dispositivos IoT, que en 2023 rondaba los 15.140 millones de aparatos, casi se duplique a finales de 2030, alcanzando los 29.420 millones de dispositivos, según Statista. El informe estima además que China será el mayor consumidor de dispositivos IoT, con alrededor de 8.000 millones de dispositivos en 2030.
Otro informe de mercado publicado por MarketsandMarkets sugiere que el tamaño del mercado de la seguridad de la IO, que ronda los 20.900 millones de dólares en 2023, aumentará hasta los 59.200 millones de dólares en 2028, con un enorme crecimiento del 183%.
Aunque estas cifras son sólo estimaciones, no podemos negar que la industria del IoT está en auge. Y una de las razones de este crecimiento tan significativo son los avances en los sensores IoT.
¿Cuáles son las funciones de los sensores IoT?
El papel de los sensores en un ecosistema IoT es sencillo: recopilar datos del mundo real. Para comprender mejor el papel de los sensores, tendrá que entender el principio de funcionamiento de un ecosistema IoT.
El ecosistema de la Internet de las cosas se basa fundamentalmente en dos componentes principales: una red de conectividad y sensores.
La red de conectividad, principalmente Internet, se utiliza para la comunicación y la transferencia de datos entre los dispositivos IoT, mientras que los sensores son conjuntos de chips electrónicos integrados en los dispositivos IoT para recopilar datos del mundo real.
Tras recoger los datos del mundo real, el procesador del dispositivo IoT transmite los datos recogidos por los sensores para su procesamiento adicional con la ayuda de la red de conectividad. A continuación, el software de procesamiento central analiza los datos, ya sea con la ayuda de la IA o de un algoritmo escrito manualmente, y toma las decisiones adecuadas para cambiar las condiciones de funcionamiento.
Por ejemplo, las alarmas de seguridad basadas en el movimiento detectan la variación del movimiento con la ayuda de sensores de movimiento para comprender la presencia humana. A continuación, transfiere los datos al software de procesamiento central y, tras comprender los datos, el software activa la alarma.
Hasta ahora, ha comprendido el papel básico y el principio de funcionamiento de los sensores en los dispositivos IoT.
Tipos de sensores IoT
A continuación, he elaborado una lista de los tipos más comunes de sensores IoT y sus usos –
Sensores de temperatura
Los sensores de temperatura son sensores que se utilizan para medir la cantidad de energía térmica de una zona o un objeto y detectar los cambios de temperatura. Convierten estos cambios de temperatura en puntos de datos para el procesador de los dispositivos IoT.
Antes, los sensores de temperatura se utilizaban principalmente para el control medioambiental en dispositivos como frigoríficos, aparatos de aire acondicionado, etc. Pero el auge del IoT ha abierto nuevas puertas a los sensores de temperatura, y ahora estos sensores prevalecen en varias industrias, como la agricultura, la fabricación, la sanidad, etc.
Los sensores de temperatura en la mayoría de las industrias se utilizan principalmente para mantener las temperaturas ambientales y de los dispositivos requeridas. Por ejemplo, en el proceso de fabricación, estos sensores regulan la temperatura de las máquinas para garantizar un rendimiento óptimo y la calidad del producto.
Del mismo modo, los sensores de temperatura se utilizan en la industria sanitaria y farmacéutica para mantener la temperatura óptima de vacunas, medicamentos, dispositivos médicos y otros materiales sensibles a la temperatura.
Sensores de presión
La mayoría de los dispositivos de los hogares y las industrias dependen de la presión de líquidos, gases u otras formas de presión. Los sensores de presión de estos dispositivos se utilizan para medir la cantidad de presión aplicada y convertir los resultados en puntos de datos.
El dispositivo central registra estos puntos de datos a intervalos regulares. Cada vez que estos sensores de presión miden una desviación considerable en el rango de presión estándar, lo notifican al dispositivo. Esto puede utilizarse para notificar al administrador del sistema o activar nuevas reglas de trabajo según el algoritmo configurado.
Los sensores de presión se utilizan en diversas industrias, desde la fabricación y la atención sanitaria hasta la aeroespacial y la aviación. Por ejemplo, en la atención sanitaria, los sensores de presión se utilizan en múltiples equipos médicos, como esfigmomanómetros (máquinas de control de la tensión arterial), respiradores médicos, máquinas automáticas de infusión de fármacos, etc.
Del mismo modo, los sensores de presión se utilizan en diversas máquinas de las industrias manufactureras para garantizar unas condiciones óptimas que eviten fallos en las máquinas.
Sensores de proximidad
Los sensores de proximidad son dispositivos diseñados para detectar la presencia y el movimiento de objetos en movimiento en las proximidades sin contacto físico y convertir los hallazgos en señales eléctricas. Estas señales eléctricas pueden utilizarse después para activar una respuesta automatizada o un análisis manual.
Dado que los sensores de proximidad no necesitan ningún contacto físico, se utilizan ampliamente en dispositivos para realizar la detección sin contacto. Existen varios tipos de sensores de proximidad, cada uno con un principio de funcionamiento y un caso de uso diferentes.
La automoción es una de las industrias en auge que mejor utiliza los sensores de proximidad. Antes, los sensores de proximidad en la industria del automóvil sólo se utilizaban para ayudar a los conductores a aparcar sus vehículos detectando obstáculos en el entorno. Pero ahora, el concepto de coches autoconducidos depende en gran medida de los sensores de proximidad.
Los sensores de proximidad también son bastante populares entre los minoristas, ya que les ayudan a comprender los patrones de interacción de los clientes con diversos productos. Los resultados de estos sensores pueden utilizarse después para obtener información de marketing y ofrecer ofertas personalizadas en dichos productos.
Sensores ópticos
Los sensores ópticos se basan en el principio de transmisión y recepción de la luz. Estos sensores miden la intensidad de la luz para detectar los parámetros físicos de los objetos y traducen los hallazgos en datos legibles. Estos datos pueden utilizarse después para la automatización o la lectura manual.
A los expertos en IoT les encantan los sensores ópticos, ya que estos sensores pueden recoger simultáneamente información sobre diversos parámetros físicos como la posición, el movimiento, la composición química, el campo magnético, la presión, etc. Por la misma razón, los sensores ópticos están presentes en diversas industrias.
Los dispositivos de diagnóstico sanitario que miden la presión sanguínea, la frecuencia cardiaca, la temperatura, la saturación de oxígeno, etc., utilizan sensores ópticos. Los sensores ópticos también son bastante populares en la electrónica de consumo.
Por ejemplo, las consolas de videojuegos controladas por movimiento y otros dispositivos IoT populares para el hogar contienen sensores ópticos para comprender el movimiento del cuerpo, los gestos de las manos, la presencia humana, etc., y ofrecer una experiencia de usuario interactiva.
Acelerómetros
Según la definición, la aceleración es el índice de cambio de velocidad de un objeto con respecto al tiempo. Los sensores acelerómetros se utilizan para medir la fuerza de aceleración y los movimientos de los objetos en su marco de reposo instantáneo.
Los acelerómetros pueden detectar tanto movimientos estáticos de un eje, es decir, hacia delante y hacia atrás o hacia arriba y hacia abajo, como movimientos dinámicos de tres ejes, es decir, correr o inclinarse. Por ello, los acelerómetros se utilizan para la detección completa del movimiento.
Los acelerómetros son bastante populares en los dispositivos de uso cotidiano. Por ejemplo, los rastreadores portátiles y los smartwatches se basan en acelerómetros para contar los pasos, la distancia y los niveles de actividad. Los dispositivos de monitorización sanitaria, como los dispositivos para la enfermedad de Parkinson, la detección de caídas, la monitorización cardiaca, el seguimiento del sueño, etc., también utilizan acelerómetros.
Dicho esto, los acelerómetros no se limitan únicamente a los dispositivos de seguimiento sanitario y de uso cotidiano. Los acelerómetros también se utilizan en la automatización industrial, el control y la detección de automóviles, drones y robots, sistemas de seguridad, medición de vibraciones, etc.
Sensores de humedad
La humedad es la presencia de vapor de agua en el aire. Se trata de un estado gaseoso del agua que no puede verse como la lluvia o la niebla. Los sensores de humedad miden este contenido de agua y la temperatura del aire y convierten los resultados en datos denominados Humedad Relativa (HR).
La Humedad Relativa no es más que la cantidad de humedad presente en el aire comparada con la mayor cantidad de humedad que el aire podría contener a una temperatura específica. Tener la Humedad Relativa ideal es importante para el confort personal, así como para el correcto funcionamiento de aparatos electrónicos y máquinas.
Los sensores de humedad desempeñan un papel importante en el proceso de fabricación, ya que la mayoría de las máquinas requieren unas condiciones de trabajo ideales para ofrecer el mejor rendimiento, longevidad, así como una producción de calidad. Dado que estos sensores pueden detectar incluso pequeños cambios, puede disponer de tiempo suficiente para solucionar la causa.
La aplicación de los sensores de humedad es de gran alcance y está en constante evolución. La aplicación del higrómetro puede encontrarse en la sanidad y la industria farmacéutica para proteger los medicamentos y tratar a los pacientes, en la agricultura para una producción óptima de alimentos, en la monitorización meteorológica para predecir el tiempo, en los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado para proporcionar confort y protección contra los problemas respiratorios, etc.
Sensores de gas
Los sensores de gas miden la presencia y concentración de diversos elementos gaseosos en el entorno. Estos sensores suelen crear interacciones físicas o químicas con las moléculas de gas atmosférico para detectar y convertir la concentración de gases existentes en señales eléctricas.
Debido a su precisión y a su capacidad para detectar rápidamente cambios en el aire, los sensores de gas se utilizan principalmente en sistemas de seguridad para detectar la presencia de gases nocivos y tóxicos. Por la misma razón, las instalaciones de investigación química, minería, petróleo y gas, y otras instalaciones de producción e investigación aplican ampliamente estos sensores en sus sistemas de seguridad para controlar la calidad del aire, las fugas de gas y las emisiones.
Sin embargo, los sensores de gas no se limitan únicamente al uso industrial. Debido a su capacidad de detección constante del aire, los sensores de gas se aplican a menudo como parte de sistemas integrados más amplios utilizados para la supervisión medioambiental, la seguridad alimentaria, los sistemas de seguridad e incluso la electrónica de consumo.
Por ejemplo, los sistemas de seguridad diseñados para proteger contra los riesgos de incendio y evitar que se fume en hoteles y restaurantes contienen sensores de gas. Además, la electrónica de consumo, como los monitores de calidad del aire y los purificadores de aire, cuentan con estos sensores para medir la concentración de gases.
Sensores de humo
Aunque los sensores de humo comparten algunas similitudes con los sensores de gas, ambos tienen funciones distintas. Por ejemplo, los sensores de gas se utilizan para medir la presencia y la concentración de gases, mientras que los sensores de humo están diseñados para detectar únicamente humo.
Por ello, los sensores de humo se utilizan principalmente en las alarmas de emergencia de los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado, edificios, hoteles y zonas de investigación y fabricación para notificar a las personas que se encuentran en las instalaciones los riesgos de incendio. Los sensores utilizados en estos sistemas de alarma miden las partículas en suspensión (SPM) en el aire utilizando diferentes tipos de tecnologías.
Cuando el sensor detecta que las partículas SPM han aumentado por encima del nivel específico, activa la alarma para notificar sobre el peligro potencial. De este modo, las personas pueden tener tiempo suficiente para evacuar o tomar las decisiones adecuadas.
En un ecosistema IoT, estos sensores pueden utilizarse además para indicar a los dispositivos conectados que tomen decisiones programadas, como abrir las puertas de evacuación, activar los sistemas de rociadores, hacer sonar la alarma, etc.
Sensores de imagen
Los sensores de imagen son básicamente dispositivos que recogen y transmiten los datos necesarios para crear una imagen. Los sensores de imagen recogen fotones (básicamente luz) y los convierten en señales eléctricas para su posterior procesamiento. A continuación, estas señales son procesadas por el dispositivo para formar una imagen.
La aplicación de los sensores de imagen en la IO es muy amplia y está en constante evolución. Piense por un momento en los lectores automáticos de matrículas o en los sistemas de reconocimiento facial. Estos avanzados sistemas automatizados son imposibles de crear sin el uso de sensores de imagen.
Los sistemas de seguridad modernos utilizados en hogares y oficinas también se basan en sensores de imagen. Por ejemplo, las cámaras con timbre inteligente utilizan estos sensores para distinguir entre rostros familiares y extraños inesperados y enviarle alertas instantáneas para que pueda estar bien preparado.
En esencia, no sería erróneo decir que estamos rodeados de sensores de imagen. Todo, desde nuestros teléfonos inteligentes hasta los satélites, depende de los sensores de imagen por una razón u otra.
Sensores de detección de movimiento
Los detectores de movimiento son dispositivos utilizados para detectar el movimiento de objetos, principalmente personas, en las proximidades y convertir los hallazgos en señales eléctricas. Dependiendo de la configuración y del tipo de sensor, los detectores de movimiento pueden detectar incluso pequeños movimientos.
Además de detectar movimientos, estos sensores también pueden utilizarse para descifrar el tipo y el patrón del movimiento. Esta capacidad de detección de alto nivel abre nuevas puertas a estos sensores en diversas aplicaciones.
Como nada podría atravesar los rayos infrarrojos pasivos, las microondas o las ondas ultrasónicas emitidas por estos sensores de detección de movimiento, se consideran el eje de los sistemas de seguridad avanzados. Sin embargo, estos sensores se incorporan sobre todo como un componente esencial de los sistemas de seguridad avanzados.
Dicho esto, los sensores de movimiento no se limitan únicamente a los sistemas de seguridad. Se pueden encontrar incorporados en cámaras digitales, sistemas de realidad virtual, teléfonos, consolas de videojuegos e incluso dispensadores de toallas de papel y fregaderos automatizados.
¿Cómo funcionan los sensores IoT?
Podemos clasificar los sensores en diferentes categorías en función de su mecanismo de funcionamiento. Pero en un ecosistema IoT, todos tienen la misma función: detectar el mundo y recopilar información.
Según el tipo de sensor, recogen la información y la convierten en señales eléctricas. A continuación, estas señales se procesan, filtran y amplifican a través de los circuitos internos y se convierten a un formato digital antes de llegar al concentrador central.
Cuando los datos llegan al concentrador central, pueden utilizarse para diversos fines, como por ejemplo
- Automatizar tareas – Estos datos pueden utilizarse para configurar el algoritmo para enviar señales a otros dispositivos conectados o automatizar tareas como tomar fotografías, enviar alertas, activar la alarma, etc.
- Analizar los datos – Estos datos pueden utilizarse además para su análisis con el fin de mejorar la eficiencia del ecosistema IoT y tomar decisiones con conocimiento de causa.
¿Qué hacer con los datos?
Muchos principiantes pasan esto por alto, pero controlar los datos de los sensores es crucial para proteger y optimizar un ecosistema IoT.
He aquí algunos consejos que debería tener en cuenta para controlar mejor los datos
- Lo primero que debe hacer es definir su propósito para minimizar los datos. Esto le ayudaría a diferenciar entre los datos que realmente necesita para su aplicación y los que debería evitar.
- Utilice siempre protocolos seguros como HTTPS y TLS para cifrar los datos mientras los transfiere entre distintos dispositivos y servidores. También puede considerar la posibilidad de cifrar los datos en reposo utilizando AES, 3DES o cualquier otro algoritmo para protegerlos de las filtraciones.
- En lugar de conceder el mismo acceso, cree diferentes roles de usuario y conceda el acceso en consecuencia.
Después de aplicar estos consejos, también debe centrarse en optimizar los datos.
Conclusión
Ahí lo tiene: un artículo detallado con información sobre los distintos tipos de sensores utilizados en IoT.
Estos sensores son la columna vertebral de todos los dispositivos IoT populares para el hogar y el trabajo, como los sistemas HVAC, los sistemas de seguridad inteligentes, los frigoríficos inteligentes, etc. Por lo tanto, si está planeando adentrarse en el mundo de la IO, tener un conocimiento básico de estos sensores es imprescindible.
Además de eso, si usted está interesado en construir una carrera en IoT, debe tener experiencia práctica en la construcción de proyectos IoT en vivo. Y un buen kit de iniciación al IoT seguramente le ayudará con eso.