¿Qué es un Sensor?
Un sensor es un dispositivo que detecta y responde a algún tipo de entrada procedente del entorno físico. Puede tratarse de luz, calor, movimiento, humedad, presión o cualquier otro fenómeno ambiental. La salida es generalmente una señal que se convierte en una pantalla legible por humanos en la ubicación del sensor o se transmite electrónicamente a través de una red para su lectura o procesamiento posterior.
Los sensores desempeñan un papel fundamental en el Internet de las cosas (IoT). Permiten crear un ecosistema para recopilar y procesar datos sobre un entorno específico, de modo que pueda supervisarse, gestionarse y controlarse con mayor facilidad y eficacia. Los sensores IoT se utilizan en los hogares, en el campo, en los automóviles, en los aviones, en entornos industriales y en otros entornos. Los sensores tienden un puente entre el mundo físico y el mundo lógico, actuando como los ojos y los oídos de una infraestructura informática que analiza y actúa a partir de los datos recogidos por los sensores.
¿Qué Tipos de Sensores Existen?
Los sensores pueden clasificarse de múltiples maneras. Una de ellas es clasificarlos como activos o pasivos. Un sensor activo es aquel que necesita una fuente de energía externa para responder a la información del entorno y generar resultados. Por ejemplo, los sensores utilizados en los satélites meteorológicos suelen necesitar alguna fuente de energía para proporcionar datos meteorológicos sobre la atmósfera terrestre.
Un sensor pasivo, por el contrario, no necesita una fuente de energía externa para detectar el entorno. Depende del propio entorno para su alimentación, utilizando fuentes como la luz o la energía térmica. Un buen ejemplo es el termómetro de mercurio. El mercurio se expande y contrae en respuesta a las fluctuaciones de temperatura, haciendo que el nivel sea más alto o más bajo en el tubo de vidrio. Las marcas externas proporcionan un indicador legible por el ser humano para ver la temperatura.
Algunos tipos de sensores, como los sísmicos y los de luz infrarroja, están disponibles tanto en forma activa como pasiva. El entorno en el que se despliega el sensor suele determinar qué tipo es el más adecuado para la aplicación.
Otra forma de clasificar los sensores es según sean analógicos o digitales, en función del tipo de salida que produzcan. Los sensores analógicos convierten la entrada ambiental en señales analógicas de salida, que son continuas y variables. Los termopares que se utilizan en los calentadores de agua a gas son un buen ejemplo de sensores analógicos. La luz piloto del calentador de agua calienta continuamente el termopar. Si la luz piloto se apaga, el termopar se enfría y envía una señal analógica diferente que indica que se debe cerrar el gas.
A diferencia de los sensores analógicos, los sensores digitales convierten la entrada ambiental en señales digitales discretas que se transmiten en formato binario (1 y 0). Los sensores digitales se han generalizado en todos los sectores y han sustituido a los analógicos en muchas situaciones. Por ejemplo, ahora se utilizan sensores digitales para medir la humedad, la temperatura, la presión atmosférica, la calidad del aire y muchos otros tipos de fenómenos ambientales.
Al igual que ocurre con los sensores activos y pasivos, algunos tipos de sensores, como los térmicos o los de presión, están disponibles tanto en formato analógico como digital. También en este caso, el entorno en el que va a funcionar el sensor suele determinar cuál es la mejor opción.
Los sensores también se suelen clasificar por el tipo de factores ambientales que controlan. He aquí algunos ejemplos comunes:
- Acelerómetro. Este tipo de sensor detecta cambios en la aceleración gravitatoria, lo que permite medir la inclinación, la vibración y, por supuesto, la aceleración. Los sensores de acelerómetro se utilizan en una amplia gama de sectores, desde la electrónica de consumo hasta los deportes profesionales, pasando por la industria aeroespacial y la aviación.
- Químico. Los sensores químicos detectan una sustancia química específica en un medio (gas, líquido o sólido). Un sensor químico puede utilizarse para detectar los niveles de nutrientes del suelo en un campo de cultivo, el humo o el monóxido de carbono en una habitación, los niveles de pH en una masa de agua, la cantidad de alcohol en el aliento de una persona o en cualquier otra situación. Por ejemplo, un sensor de oxígeno del sistema de control de emisiones de un coche controla la relación gasolina-oxígeno, normalmente mediante una reacción química que genera tensión. Un ordenador situado en el compartimento del motor lee la tensión y, si la mezcla no es óptima, reajusta la proporción.
- Humedad. Estos sensores pueden detectar el nivel de vapores de agua en el aire para determinar la humedad relativa. Los sensores de humedad suelen incluir lecturas de temperatura porque la humedad relativa depende de la temperatura del aire. Los sensores se utilizan en una amplia gama de industrias y entornos, como la agricultura, la fabricación, los centros de datos, la meteorología y la calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC).
- Nivel. Un sensor de nivel puede determinar el nivel de una sustancia física, como agua, combustible, refrigerante, grano, fertilizante o residuos. Los automovilistas, por ejemplo, confían en los sensores de nivel de gasolina para no quedarse tirados en la carretera. Los sensores de nivel también se utilizan en los sistemas de alerta de tsunamis.
- Movimiento. Los detectores de movimiento detectan el movimiento físico en un espacio definido (el campo de detección) y pueden utilizarse para controlar luces, cámaras, puertas de aparcamiento, grifos de agua, sistemas de seguridad, abridores automáticos de puertas y muchos otros sistemas. Los sensores suelen emitir algún tipo de energía -como microondas, ondas ultrasónicas o haces de luz- y pueden detectar cuando el flujo de energía se interrumpe por algo que entra en su trayectoria.
- Ópticos. Los sensores ópticos, también llamados fotosensores, pueden detectar ondas de luz en distintos puntos del espectro luminoso, como la luz ultravioleta, la luz visible y la luz infrarroja. Los sensores ópticos se utilizan mucho en teléfonos inteligentes, robótica, reproductores Blu-ray, sistemas de seguridad doméstica, dispositivos médicos y una amplia gama de otros sistemas.
- Presión. Estos sensores detectan la presión de un líquido o un gas, y se utilizan mucho en maquinaria, automóviles, aviones, sistemas de climatización y otros entornos. También desempeñan un papel importante en meteorología al medir la presión atmosférica. Además, los sensores de presión pueden utilizarse para controlar el flujo de gases o líquidos, a menudo para poder regularlo.
- Proximidad. Los sensores de proximidad detectan la presencia de un objeto o determinan la distancia entre objetos. Los monitores de proximidad se utilizan en ascensores, cadenas de montaje, aparcamientos, tiendas, automóviles, robótica y muchos otros entornos.
- Temperatura. Estos sensores pueden identificar la temperatura de un medio, ya sea gas, líquido o aire. Los sensores de temperatura se utilizan en una amplia gama de dispositivos y entornos, como electrodomésticos, maquinaria, aviones, automóviles, ordenadores, invernaderos, granjas, termostatos y muchos otros dispositivos.
- Táctil. Los dispositivos táctiles detectan el contacto físico sobre una superficie controlada. Los sensores táctiles se utilizan mucho en dispositivos electrónicos para apoyar las tecnologías de trackpad y pantalla táctil. También se utilizan en muchos otros sistemas, como ascensores, robótica y dispensadores de jabón.
Éstos son sólo algunos de los distintos tipos de sensores que se utilizan en distintos entornos y dispositivos. Sin embargo, ninguna de estas categorías es estrictamente blanca o negra; por ejemplo, un sensor de nivel que rastrea el nivel de un material también podría considerarse un sensor óptico o de presión. También hay muchos otros tipos de sensores, como los que pueden detectar carga, tensión, color, sonido y una variedad de otras condiciones. De hecho, los sensores se han convertido en algo tan habitual que a menudo apenas se percibe su uso.