12 tipos de sensores IoT que no hay que perder de vista [con ejemplos].
Hoy más que nunca, la conectividad IoT permite que todo tipo de sensores físicos envíen sus datos directamente a cuadros de mando virtuales sin apenas interacción humana.
Esto solo es posible gracias a los recientes avances en tecnologías IoT, como IoT celular y LPWAN (Low-Power Wide Area Networking), que están cambiando radicalmente la forma en que se utilizan los sensores; de mediciones ocasionales a monitorización remota continua y en tiempo real en múltiples aplicaciones industriales y de consumo.
Dicho esto, los sensores no son exactamente algo nuevo.
Utilizados principalmente para medir variables del mundo real, como la temperatura o la presión, las primeras adaptaciones de los aparatos se remontan al siglo XVI.
Como señala Kelvin Tech en una de las entradas de su blog:
La medición de la temperatura existe desde hace mucho tiempo, ya que se remonta al año 150 d.C. Sin embargo, se calcula que la verdadera ciencia de los termómetros no evolucionó hasta el siglo XVI. A lo largo de los años, se desarrollaron diferentes tipos de termómetros.
Hace más de 400 años.
El ser humano siempre ha sentido la necesidad de medir las cosas con mayor rapidez, precisión y eficacia que con las adaptaciones anteriores. Está en nuestra naturaleza.
Y es exactamente por eso que los sensores IoT están en alza.
Índice
¿Qué es un sensor IoT?
Antes de que IoT existiera, ya había muchos tipos de dispositivos de medición disponibles en el mercado, como termómetros, magnetómetros (de los que las brújulas son un ejemplo notable), altímetros y muchos, muchos más.
La lista es interminable.
Los sensores utilizados en estos dispositivos están pensados para detectar, medir e informar de una variable del mundo real cada vez. Su único objetivo es ayudarnos a comprender el mundo que nos rodea de una forma mensurable y universal que "cualquiera" pueda entender.
¿Ha visto alguna vez la cabina de un piloto?
Estos cuadros de mandos están repletos de instrumentos de vuelo que informan de datos variables procedentes de todo tipo de sensores. Algunos ejemplos son los niveles de combustible, la presión del sistema, etc.
La idea que subyace a los sensores IoT de nueva generación es que, mediante el uso de los denominados módulos IoT, estos dispositivos pueden agregar y enviar sus datos directamente a un servidor IoT dashboard, lo que agiliza y facilita la toma de decisiones importantes.
El mantenimiento predictivo es una de las áreas clave en las que los sensores IoT prometen cambiar el funcionamiento de la fabricación y la industria. También están ganando popularidad otros casos de uso interesantes.
A continuación, vamos a ver 12 tipos de sensores IoT que están permitiendo estos casos de uso, así como algunos ejemplos de dispositivos reales de varios fabricantes.
Empecemos.
12 tipos de sensores para el Internet de los objetos
Aquí tienes una lista de sensores IoT ordenados del más al menos popular (según los datos de Google Trends), incluyendo temperatura, proximidad, presión y más.
Si tiene curiosidad por saber más sobre cómo se pueden utilizar estos sensores en aplicaciones reales, también hemos incluido enlaces a hardware existente con el caso de uso previsto o el escenario ideal resaltado entre paréntesis.
1. Sensores de presión
Los sensores de presión son dispositivos que miden la presión (la fuerza necesaria para impedir que un fluido se expanda) en gases o líquidos. Los hay de todos los tamaños y formas, y son uno de los ejemplos más populares de sensores IoT debido principalmente a las aplicaciones industriales que están adoptando plenamente este nuevo esfuerzo de conectividad.
Los sensores de presión pueden ser de distintos tipos:
- Sensores de presión barométrica, contenidos en la mayoría de las estaciones meteorológicas. Sirven para medir los cambios en la presión atmosférica.
- Sensores de presión de gas destinados a controlar los cambios de presión en los gases, especialmente en aplicaciones petrolíferas, energéticas y de servicios públicos.
Aunque técnicamente no son transductores de presión, las células de carga también son una variación de los sensores de presión, y pueden ser un método preferido cuando se trata de medir el peso (por ejemplo, el peso de los animales, o el nivel de un tanque o silo).
Este tipo de sensores forman la columna vertebral de nuestra infraestructura de gas y energía porque, sin ellos, no podríamos controlar la presión del sistema. Conecta un módulo IoT a uno de ellos y los datos estarán listos para aparecer en la pantalla de tu ordenador.
Ejemplos de sensores de presión IoT:
- El sensor de presión inalámbrico de largo alcance de NCD (Industrial)
- El E8PC de Omron (Industrial)
2. Sensores de luz
También conocidos como dispositivos fotoeléctricos o fotosensores, los sensores de luz son más comunes de lo que se piensa. Se trata de dispositivos fotoeléctricos pasivos que convierten la energía luminosa (fotones) en energía eléctrica (electrones).
Elegante, ¿verdad?
Sin embargo, estos dispositivos son mucho más que su principio de funcionamiento. Al igual que los sensores de presión, los sensores de luz pueden servir para todo tipo de propósitos y se utilizan mucho en el control de la luminosidad, la seguridad e incluso la agricultura.
Hacer un seguimiento de los cambios de luz es útil para la vigilancia meteorológica, así como para aplicaciones en agricultura, donde es clave medir la luz que absorbe el suelo.
Estos sensores también pueden ser una alternativa más sencilla y económica a los detectores de movimiento, ya que permiten detectar la presencia, por ejemplo, en una habitación de hotel, un almacén o un pasillo.
Seeed Studio publicó recientemente un artículo en profundidad sobre el tema de los sensores de luz, con ejemplos de hardware relevantes de su propia gama de productos.
Ejemplos de sensores de luz IoT:
- Los sensores inteligentes de Enlighted (Consumidores y empresas)
- El sensor de luz ambiente de largo alcance de NCD (Industrial)
3. Sensores de temperatura y humedad
Los sensores de temperatura y humedad son tan populares y utilizados como los dos primeros. Suelen venir juntos en módulos IoT prefabricados.
Por un lado, los sensores de temperatura miden la cantidad de energía térmica de una fuente y están pensados para medir los cambios de temperatura. Por otro lado, los sensores de humedad miden la cantidad de vapor de agua en la atmósfera de varios gases.
El control de la temperatura es un caso de uso común en entornos industriales en los que las máquinas deben funcionar a una temperatura determinada durante largos periodos de tiempo.
Otros casos de uso que solemos ver entre nuestros clientes son:
- Cumplimiento de la seguridad alimentaria
- Control de la cadena de frío en sanidad y hostelería
- Gestión de almacenes e inventarios
- Supervisión de sistemas HVAC
La humedad también suele controlarse junto con la temperatura. Medir la primera es útil para la calefacción, el aire acondicionado, las estaciones meteorológicas e incluso la humedad del suelo.
Ejemplos de sensores IoT de temperatura y humedad:
- Sentrius™ RS1xx de Laird (Industrial)
- El DHT-22 2302 sin marca (bricolaje)
4. Sensores giroscópicos y de aceleración
Muchos de ustedes ya conocen los giroscopios y los acelerómetros. Son los sensores que permiten a tu smartphone detectar si está en posición vertical o apaisada, y se utilizan mucho en el diseño de juegos para móviles.
En términos de aplicaciones IoT, estos pequeños sensores son tan populares como los que se utilizan en su teléfono. Aunque presentan diferencias, la mayoría de los chips de acelerómetro también incluyen un giroscopio, de ahí que los hayamos combinado en una sola sección.
La diferencia entre ambos es la siguiente:
- Según informa LiveScience:
Un giroscopio es un dispositivo que utiliza la gravedad terrestre para determinar la orientación. Su diseño consiste en un disco que gira libremente llamado rotor, montado sobre un eje giratorio en el centro de una rueda más grande y estable. A medida que el eje gira, el rotor permanece inmóvil para indicar la atracción gravitatoria central y, por tanto, hacia dónde está orientado.
- Por otro lado:
Un acelerómetro es un dispositivo compacto diseñado para medir la aceleración no gravitatoria. Cuando el objeto en el que está integrado pasa de estar parado a cualquier velocidad, el acelerómetro está diseñado para responder a las vibraciones asociadas a ese movimiento.
En IoT, los acelerómetros son el núcleo de los sensores de vibración, que pueden convertir los datos de aceleración en frecuencias de vibración (es decir, Gs en Hz), utilizadas habitualmente para detectar operaciones subnormales de máquinas industriales.
Los giroscopios pueden utilizarse para determinar la dirección de movimiento de un objeto rastreado por GPS, así como la dirección del viento en aplicaciones meteorológicas y de energías limpias.
Ejemplos de sensores giroscópicos y de aceleración IoT:
- Acelerómetros de la serie KX de Kionix (Industrial)
- Acelerómetro ADXL335 de Analog Devices (DIY)
5. Sensores de proximidad y movimiento
Como tipo de dispositivo muy común, un sensor de proximidad se utiliza en innumerables aplicaciones IoT. Los sensores de proximidad son capaces de detectar la presencia de objetos cercanos sin ningún contacto físico emitiendo un campo electromagnético o un haz de radiación electromagnética (por ejemplo, infrarrojos) y buscando cambios en el campo.
También conocidos como sensores de alcance, algunos de estos dispositivos utilizan ondas ultrasónicas para medir la distancia entre ellos y el objeto detectado. Maxbotix fabrica excelentes ejemplos de este tipo.
Los sensores de proximidad pueden confundirse con los sensores de movimiento, pero no son lo mismo. Mientras que un sensor de proximidad puede utilizarse para detectar movimiento midiendo la distancia desde un objeto, los sensores PIR (infrarrojos piroeléctricos ) son una buena alternativa especializada y de bajo coste para la detección de movimiento, ya que su salida es mayoritariamente binaria: un 1 o un 0.
Suelen utilizarse en detectores de movimiento que pueden emplearse para cualquier cosa, desde encender una luz hasta alertar a la policía en caso de movimiento sospechoso.
Ejemplos de sensores de proximidad y movimiento IoT:
- El sensor inalámbrico de proximidad y luz de largo alcance de NCD (Industrial)
- Varios sensores de proximidad de Seeed (bricolaje y modulares)
6. Sensores de caudal y gas
Los sensores de caudal son dispositivos que se utilizan para medir el caudal o la cantidad de un líquido o gas en movimiento y están en cierto modo relacionados con los sensores de gas, que son dispositivos electrónicos que detectan e identifican distintos tipos de gases.
Los sensores de caudal abarcan todo tipo de dispositivos utilizados para medir caudales de líquidos y gases. Los casos de uso incluyen la monitorización de procesos industriales, la climatización y las aplicaciones de gestión de agua y gas. Lo mismo ocurre con los sensores de gas.
La medición inteligente es una de las áreas más afectadas por los sensores de flujo. Aquí, los caudalímetros ultrasónicos se emparejan con módulos IoT para enviar datos a una ubicación remota.
Con la llegada de tecnologías IoT celulares como NB-IoT y LTE-M -ylos beneficios obvios para las empresas de servicios públicos y los usuarios finales por igual- se espera que los sensores de flujo, gas y electricidad crezcan significativamente para 2025.
Esto muestra claramente una fuerte tendencia en la medición inteligente, así como un aumento general en el uso entre estos tipos de sensores para fines industriales.
En el caso concreto de los sensores de gas, se trata de dispositivos tradicionalmente voluminosos que sólo recientemente se han convertido en adaptaciones de bajo consumo para controlar aspectos como la calidad del aire en entornos locales. El tema de la calidad del aire se trata con más detalle en el punto 11 de la lista.
Ejemplos de sensores IoT de gas y flujo:
- Sensores de caudal de Sensirion (Industrial)
- Varios sensores de gas de Spec Sensors (bricolaje y modulares)
7. Sensores de sonido
Los sensores de sonido no son tan utilizados como otros tipos de sensores de nuestra lista, pero aun así merece la pena mencionarlos por sus propiedades únicas y sus interesantes casos de uso.
En primer lugar, ¿qué es un sensor de sonido?
Un sensor de sonido se define como un módulo que detecta ondas sonoras a través de su intensidad, convirtiéndolas en señales eléctricas. Cuando el dispositivo detecta un cambio en la intensidad, puede enviar los datos a tu dashboard.
Los sensores de sonido sencillos, como los que ofrece Seeed Studio, son bastante baratos y pueden ayudarte a resolver diferentes casos de uso. Por ejemplo, detectar la presencia de sonido en una habitación silenciosa.
También hay grabadoras de sonido que no sólo detectan el sonido, sino que lo graban en cuanto cambia la intensidad. Eso es especialmente útil en seguridad.
Por último, un caso de uso avanzado son los denominados sonómetros, dispositivos que evalúan el ruido en una gama de frecuencias.
Permiten aplicaciones de medición de ruido ambiente más complejas.
Ejemplos de sensores de sonido IoT:
- El bien llamado SoundSensor de SensorTeam (Construcción)
- El sensor IoT de sonido y ruido de IoTsens (Smart Cities)
8. Sensores de humedad
Los sensores de humedad son la clave de los recientes avances en agricultura, ya que permiten a los agricultores controlar constantemente la salud del suelo. Como señala AgriTech Tomorrow, las condiciones del suelo cambian constantemente a lo largo de la temporada de cultivo.
Esto es lo que tienen que decir sobre los sensores de suelo IoT:
...gracias a los recientes avances en el control del suelo y el agua, la información crítica se recibe en mediciones en tiempo real desde el campo, lo que ayuda a los agricultores a tomar decisiones más rápidas y precisas sobre la producción de cultivos.
La mayoría de los sensores de humedad son monopunto, lo que significa que miden la humedad del suelo en un único punto fijo.
Este tipo de sensor debe instalarse en varios lugares de un campo de cultivo para aumentar la precisión de las mediciones.
La profundidad también desempeña un papel importante, ya que los efectos del riego pueden ser mayores o menores a distintos niveles. Los dispositivos de medición de la humedad suelen estar equipados con largas sondas que se adentran en el suelo y miden la humedad a distintas profundidades.
Ejemplos de sensores de humedad IoT:
- Los sensores inalámbricos de humedad del suelo de Sensoterra (Agricultura)
- Sensor de humedad del suelo IoT de largo alcance de NCD (Agricultura)
9. Sensores de imagen
Un sensor es un dispositivo que recoge información sobre el mundo físico para proporcionar un conjunto de mediciones a lo largo del tiempo. Con esta misma lógica, podemos pensar en una cámara como un sensor óptico/IR bidimensional que proporciona una matriz de mediciones a lo largo del tiempo.
Las cámaras se utilizan ampliamente como mecanismo de detección, desde aplicaciones de recuento de personas hasta reconocimientos de patrones basados en IA.
Por ejemplo, la tecnología PigVision de Asimetrix es una solución única: un sensor basado en imágenes que mide el peso de los cerdos en tiempo real a partir de modelos de inteligencia artificial.
Aquí tienes un vídeo en el que se explica cómo funciona esta tecnología:
Como se muestra en la captura de pantalla anterior, Sony también es un gran defensor de estas tecnologías en entornos industriales, de servicios públicos y de aviación. Puedes consultar su tecnología de imagen Pregius en los recursos que aparecen más abajo.
Ejemplos de sensores de imagen IoT:
10. Sensores magnéticos
Los sensores magnéticos se utilizan tanto en aplicaciones industriales como de consumo para detectar grandes cuerpos metálicos como coches, paneles, carcasas, etc. Estos dispositivos detectan cambios y perturbaciones en un campo magnético como el flujo, la intensidad y la dirección.
Hay tres tipos de sensores magnéticos que suelen utilizarse en IoT:
- Sensores TMR (magnetorresistivos de efecto túnel)
- Interruptores de láminas
- Sensores de efecto Hall
La magnetorresistencia de túnel es un fenómeno mecánico cuántico bastante complejo, por lo que no entraremos en sus detalles científicos en este artículo.
Sin embargo, los sensores TMR son cada vez más populares para medir el desplazamiento mecánico y el movimiento en aplicaciones industriales, de automoción (piense en aparcamientos automatizados y coches que se conducen solos) y de consumo.
Nuestra segunda entrada -el interruptor de láminas- es un interruptor eléctrico accionado por un campo magnético. Estos interruptores pueden accionarse mediante una bobina electromagnética y se utilizan habitualmente en sistemas de seguridad para controlar el flujo de electricidad y desencadenar una acción en caso de que se detecte la presencia de un visitante no deseado.
Por último, tenemos el sensor de efecto Hall, un dispositivo utilizado para medir la magnitud de un campo magnético. Diodes tiene un gran artículo que explica su papel en IoT.
Además, hace unos años llevamos a cabo un interesante proyecto con dos sensores magnéticos diferentes caracterizados por su bajo consumo y su alta sensibilidad:
Echa un vistazo a la serie y descubre cómo funcionan los sensores magnéticos.
Ejemplos de sensores magnéticos IoT:
- Sensores magnéticos personalizados de HyperTech (seguimiento de activos)
- La serie CT8xx de Crocus Technology (sector energético)
11. Sensores de calidad del aire
Aunque la calidad del aire y del agua son funciones de varios tipos de sensores utilizados conjuntamente, pensamos que ambos merecían una categoría propia.
Lo primero que nos viene a la mente cuando hablamos de calidad del aire es la contaminación. Pero, ¿cómo se mide? Utilizando los llamados sensores de partículas. Éstos se componen principalmente de dos tipos basados en el tamaño de las partículas que se encuentran en el aire:
- PM10
- PM2,5
Los sensores de partículas que pueden detectar las primeras son más comunes a medida que las partículas son más grandes (generalmente de 10 micrómetros, de ahí su nombre). La detección de partículas finas de 2,5 micrómetros o menos es cada vez más difícil.
Los sensores de partículas industriales de Sensirion y otros fabricantes pueden detectar estas partículas finas y ayudar a implantar sistemas de calidad del aire.
Como se ha comentado en secciones anteriores, los sensores de gas también desempeñan un papel muy importante a la hora de reconocer los cambios en el aire, y suelen estar integrados junto con los sensores de PM.
Ejemplos de sensores IoT de calidad del aire:
- Varios sensores de calidad del aire de ams (Industrial)
- El monitor de partículas PM2.5 de Ambient Weather (Smart Home)
12. Sensores de calidad del agua
El agua es algo que la mayoría de nosotros damos por sentado, pero muchas poblaciones del mundo no tienen un acceso claro a este recurso crucial. Y si lo tienen, su calidad puede ser mala o directamente tóxica. Ahí es donde entran en juego los sensores de calidad del agua.
Al igual que en el apartado anterior, existen diversas variables que contribuyen a la calidad del agua, algunas de las cuales son objeto de mediciones físicas a través de sensores como:
- Sensores de pH
- Sensores de turbidez
- Sensores de ORP (potencial de oxidación-reducción)
Cuando se utilizan conjuntamente, estos sensores forman una imagen completa de la calidad del agua. Por ejemplo, esto es lo que dice el USGS sobre el pH:
El pH es una medida de la cantidad relativa de iones de hidrógeno e hidroxilo libres en el agua. El agua que tiene más iones de hidrógeno libres es ácida, mientras que el agua que tiene más iones de hidroxilo libres es básica. El pH puede verse afectado por las sustancias químicas presentes en el agua y es un indicador importante de que el agua está cambiando químicamente.
Por ello, los sensores de pH desempeñan un papel fundamental en el control de la calidad del agua, ya que miden su alcalinidad. Los sensores de turbidez desempeñan un papel similar al medir la cantidad de luz dispersada por los sólidos en suspensión del agua. Menos luz significa menos calidad.
Por último, los sensores de potencial de oxidación-reducción miden la capacidad de una solución para actuar como agente oxidante o reductor. Como señala Vernier, pueden utilizarse en piscinas para medir la capacidad oxidante del cloro.
Ejemplos de sensores IoT de calidad del agua:
- El Signet 2724-2726 de Georg Fischer (Industrial)
- Módulo de calidad del agua Waspmote de Libelium (Varios)
Estos fueron los 12 tipos de sensores más relevantes en el mundo del IoT.
Si quieres saber más sobre la cuota de mercado de cada tipo de sensor, te recomendamos que eches un vistazo a los datos compartidos por Mordor Intelligence.
Sensores IoT: La columna vertebral de su solución IoT
Ahora que hemos visto los distintos tipos de sensores IoT, sólo nos queda preguntarnos por qué. Por qué queremos conectarlos a Internet?
¿Qué valor hay detrás de la parte "IoT"?
Esta será probablemente la siguiente pregunta de su cliente, y es una pregunta que se han hecho algunas de las marcas más renombradas del mundo.
Salesforce realizó recientemente una encuesta en la que preguntaba a sus sofisticados clientes qué tecnologías creían que transformarían en mayor medida sus expectativas sobre las empresas.
Esto es lo que dijeron:
El Internet de las Cosas está entre los tres primeros, junto con innovaciones tecnológicas como la Ciberseguridad y la Inteligencia Artificial.
Los responsables de contratación también reconocieron plenamente los increíbles cambios que el IoT ya está aportando a la mano de obra:
Estas tecnologías de vanguardia -edge están cambiando radicalmente nuestra forma de vivir y trabajar. Combinadas, forman lo que se conoce como la Cuarta Revolución Industrial.
Debido a esta megatendencia, las empresas de semiconductores y sensores se esfuerzan ahora por innovar más rápido que nunca, lo que da lugar a una creciente diversidad de cosas que pueden "medirse" y acelera el ritmo de creación de estos dispositivos.
Sin estos sensores "inteligentes", sería imposible coger una pieza de maquinaria y conectarla a Internet. Simplemente no se hicieron para interactuar con ella.
Empresas de todo el mundo se están dando cuenta del potencial de la agregación de datos en cuadros de mando IoT como los que ofrece Ubidots, y se están apresurando a conectar sus máquinas a Internet.
Sin embargo, esto no puede hacerse sin entender primero las posibilidades y los casos de uso que permite cada tipo de sensor. Dicho esto (y dejando a un lado las cuestiones de seguridad ), el mundo parece estar de acuerdo en las ventajas de habilitar estas posibilidades basadas en los datos.
Por eso es tan importante la parte "IoT", hoy más que nunca.