Implementación de un sistema multisensorial de bajo coste

Abstract

Los sensores son dispositivos imprescindibles en la era digital en la que nos encontramos, donde todo y todos estamos conectados. La función de los sensores es capturar o percibir estímulos (físicos, químicos, biológicos…) y transformarlos en señales eléctricas, ya sean analógicas o digitales, pudiendo ser interpretadas dentro de los sistemas en los que existen. Gracias a la capacidad de sensorización digital que proporcionan, los sensores se han vuelto la base de la automatización, la eficiencia y la seguridad, no solo en entornos industriales, sino también en hogares. Algunas de las funciones y las aplicaciones más importantes de los sensores son las siguientes: • Automatización y eficiencia: el uso de sensores permite que los sistemas puedan funcionar de forma autónoma, siendo capaces de adaptarse al entorno sin necesidad de una intervención humana directa. Algunos ejemplos serían los sensores de presencia y temperatura, que permiten ajustar la iluminación y/o la temperatura de una sala de manera automática. • Seguridad: fundamentales en la detección de intrusos, incendios, escapes de gases nocivos; aportan una respuesta rápida ante situaciones de emergencia. • Salud y bienestar: capaces de leer la calidad del aire, la humedad y la temperatura, ayudan a mantener las condiciones óptimas en espacios y hogares. • Productividad y reducción de costes: a nivel industrial, los sensores pueden monitorizar consumos, permitiendo conocer los puntos críticos de pérdidas de energía y pudiendo ajustar las líneas de producción en tiempo real, significando ahorros realmente importantes y rentabilidad a corto y medio plazo. En la actualidad, para el Internet de las Cosas o IoT, los sensores juegan un papel clave y protagonista a la hora de recolectar datos y de plantear automatizaciones inteligentes, permitiendo la conexión entre personas, dispositivos y sistemas, así como la gestión y análisis de la información para poder optimizar los procesos. No será posible vislumbrar un futuro sin el uso de sensores a causa de la conectividad, la digitalización y la importancia para la inteligencia artificial. ¿Por qué se busca implementar sensores de bajo consumo? Esta tendencia sucede por las siguientes cuestiones o necesidades críticas de los sistemas: 1. Eficiencia energética y sostenibilidad: este tipo de sensores permiten operar durante periodos más largos de tiempo con baterías menores, redundando no solo en bajo consumo, sino también en el mantenimiento de los equipos, disminución del impacto ambiental y cumplimiento de normativas energéticas y medioambientales más estrictas. 2. Reducción de costes operativos: de la mano del primer punto, reducen significativamente los gastos de consumo de energía y de mantenimiento, sobre todo en redes extensas, permitiendo que sea más rentable de implementar una solución a gran escala sin tener muy en cuenta el factor del consumo. 3. Escalabilidad y flexibilidad: gracias a tecnologías como MQTT o LoRaWAN, se pueden conectar miles de sensores en grandes áreas, promoviendo el crecimiento de las redes IoT y la recolección de datos sin necesitar una infraestructura excesivamente costosa. 4. Innovación y nuevas aplicaciones: las aplicaciones de bajo consumo abren muchas posibilidades a nuevas innovaciones, sobre todo en zonas de difícil acceso o donde la conexión eléctrica es inviable. También se promueve la evolución en desarrollar dispositivos portables.

Sensors are essential devices in the digital age we live in, where everything and everyone is connected. The function of sensors is to capture or perceive stimuli (physical, chemical, biological, etc.) and transform them into electrical signals, whether analog or digital, so they can be interpreted within the systems in which they exist. Thanks to the digital sensing capability they provide, sensors have become the foundation of automation, efficiency, and safety, not only in industrial environments but also in homes. Some of the most important functions and applications of sensors are as follows: • Automation and efficiency: The use of sensors allows systems to operate autonomously, adapting to their environment without the need for direct human intervention. Examples include presence and temperature sensors, which can automatically adjust the lighting and/or temperature of a room. • Safety: Sensors are fundamental for detecting intruders, fires, and hazardous gas leaks, providing a rapid response in emergency situations. • Health and well-being: By measuring air quality, humidity, and temperature, sensors help maintain optimal conditions in spaces and homes. • Productivity and cost reduction: In industrial settings, sensors can monitor consumption, identify critical points of energy loss, and allow real-time adjustments to production lines, resulting in significant savings and short- to medium-term profitability. Today, in the context of the Internet of Things (IoT), sensors play a key and leading role in data collection and the implementation of intelligent automation. They enable the connection between people, devices, and systems, as well as the management and analysis of information to optimize processes. A future without sensors is unimaginable due to connectivity, digitalization, and their importance for artificial intelligence. Why is there a drive to implement low-power sensors? This trend is driven by the following critical system needs: 1. Energy efficiency and sustainability: These types of sensors can operate for longer periods with smaller batteries, resulting not only in lower consumption but also in reduced equipment maintenance, decreased environmental impact, and compliance with stricter energy and environmental regulations. 2. Reduction of operating costs: Closely related to the first point, low-power sensors significantly reduce energy and maintenance expenses, especially in large networks, making large-scale solutions more cost-effective without having to worry much about power consumption. 3. Scalability and flexibility: Thanks to technologies such as MQTT or LoRaWAN, thousands of sensors can be connected across large areas, promoting the growth of IoT networks and data collection without the need for excessively expensive infrastructure. 4. Innovation and new applications: Low-power applications open up many possibilities for new innovations, especially in hard-to-reach areas or where electrical connections are unfeasible. They also encourage the development of portable devices.