Un sensor o captador, como prefiera llamársele, no es más que un dispositivo diseñado para recibir información de una magnitud del exterior y transformarla en otra magnitud, normalmente eléctrica, que seamos capaces de cuantificar y manipular.
Normalmente estos dispositivos se encuentran realizados mediante la utilización de componentes pasivos (resistencias variables, PTC, NTC, LDR, etc... todos aquellos componentes que varían su magnitud en función de alguna variable), y la utilización de componentes activos.
Los sensores son tan diversos como los principios físicos en los que se basan.
En la actualidad para medir cualquier variable física tenemos diversos tipos de sensores, con sus ventajas y desventajas.
Los sensores más comunes y conocidos son los de proximidad física y, con ellos comenzamos estas notas.
En ciertas aplicaciones peligrosas, los microinterruptores que eran a prueba de explosión han sido reemplazados con gran éxito con los sensores electrónicos de seguridad intrínseca.
La calidad de Seguro Intrínsecamente es para aquel sensor que por potencia disipada o por la corriente eléctrica que emplea, no puede iniciar un incendio.
TIPOS DE SENSORES
Porque los sensores son un tipo de transductor, cambian una forma de energía en otra. Por esta razón, los sensores se pueden clasificar según el tipo de transferencia de energía que detectaron.
Termal
- temperatura sensores: termómetros, termopares, resistores termosensibles (termistores y detectores de la temperatura de la resistencia), bimetal termómetros y termóstatos.
- calor sensores: bolómetro, calorímetro, sensor del flujo del calor.
- eléctrico sensores de la resistencia: ohmímetro, conductometr, multímetro.
- eléctrico sensores actuales: galvanómetro, amperímetro.
- eléctrico sensores del voltaje: electroscopio de la hoja, voltímetro.
- eléctrico sensores de la energía: metros del vatio-hora.
- magnetismo sensores: compás magnético, compás de la válvula de flujo, magnetómetro, Dispositivo del efecto de pasillo.
- detectores de metales.
- RADAR.
- presión sensores: altímetro, barómetro, barógrafo, galga de presión, indicador de la velocidad del aire, tarifa-de-suba el indicador, variómetro.
- gas y líquido sensores de flujo: sensor de flujo, anemómetro, metro de flujo, metro del gas, contador del agua, sensor de flujo total.
- gas y líquido viscosidad y densidad: viscometer, aerómetro, tubo en forma de "u" oscilante.
- mecánico sensores: sensor de la aceleración, sensor de posición, selsyn, interruptor, galga de tensión.
- humedad sensores: higrómetro.
- Producto químico sensores de la proporción: sensores del oxígeno, electrodos ion-selective, electrodos del cristal del pH, electrodos redox, y detectores del monóxido de carbono.
- Sensores del olor: sensores del gas del Lata-óxido, y sensores de la microbalanza del cuarzo.
- tiempo-de-vuelo ligero. Utilizado en el equipo que examina moderno, un pulso de luz corto es emitido y vuelto por un retroreflector. La época de vuelta del pulso es proporcional a la distancia y se relaciona con la densidad atmosférica de una manera fiable.
- luz sensores, o fotodetectores, incluyendo semiconductor dispositivos por ejemplo fotocélulas, fotodiodos, fototransistores, CCDs, y Sensores de la imagen; tubo de vacío los dispositivos tienen gusto fotoeléctrico tubos, photomultiplier tubos; e instrumentos mecánicos tales como Radiómetro de Nichols.
- infrarrojo sensor, usado especialmente como sensor de la ocupación para iluminación y controles del medio ambiente.
- sensor de proximidad- Un tipo de distancia sensor pero menos sofisticado. Detecta solamente una proximidad específica. Puede ser óptica - la combinación de una fotocélula y un LED o un laser. Usos en teléfonos de la célula, el detector de papel en fotocopiadoras, el recurso seguro auto de la energía/el modo de la parada en cuadernos y otros dispositivos. Puede emplear un imán y una a Efecto de pasillo dispositivo.
- el haz de luz láser estrecho del laser A de la exploración es explorado sobre la escena por un espejo. Un sensor de la fotocélula situado en una compensación responde cuando la viga se refleja de un objeto al sensor, de dónde la distancia se calcula cerca triangulación.
- foco. Una lente grande de la abertura se puede enfocar por un servo sistema. La distancia a un elemento de la escena del en-foco se puede determinar por el ajuste de la lente.
- binocular. Dos imágenes recolectadas en una línea de fondo sabida son traídas en coincidencia por un sistema de espejos y de prismas. El ajuste se utiliza para determinar distancia. Utilizado en algunas cámaras fotográficas (llamadas cámaras fotográficas del telémetro) y en una escala más grande en telémetros tempranos del acorazado.
- interferometría. Interferencia franjas entre las ondas luminosas transmitidas y reflejadas produjo por a coherente fuente tal como a laser se cuentan y se calcula la distancia. Capaz de la precisión extremadamente alta.
- scintillometers disturbios ópticos atmosféricos de la medida.
- fibra óptica sensores.
- interceptación óptica de la trayectoria corta - el dispositivo de la detección consiste en a diodo electroluminoso a que ilumina fototransistor, con la posición de final de un dispositivo mecánico detectado por una bandera móvil que intercepta la trayectoria óptica, útil para determinar una posición inicial para los mecanismos conducidos cerca motores de pasos.
- radiación sensores: Contador de Geiger, dosímetro, Contador del centelleo, Detección del neutrón.
- partícula subatomic sensores: Detector de la partícula, scintillator, Compartimiento del alambre, compartimiento de nube, compartimiento de burbuja. Vea Categoría: Detectores de la partícula.
- acústico : aplicaciones ultrasonido vuelta del eco del tiempo-de-vuelo. Utilizado en cámaras fotográficas polaroid del vigésimo siglo mediados de y aplicado también a la robótica. Incluso más viejos sistemas tienen gusto de los Fathometers (y pesque los buscadores) y del otro “activo táctico” Sonar (Tanund Navigation And R) sistemas anging en los usos navales que utilizan sobre todo frecuencias sanas audibles.
- sonido sensores: micrófonos, hidrófonos, seismometers.
- movimiento sensores: arma del radar, velocímetro, tacómetro, odómetro, sensor de la ocupación, dé vuelta al coordinador.
- orientación sensores: giroscopio, horizonte artificial, giroscopio del laser del anillo.
- distancia el sensor (sin impacto) varias tecnologías se puede aplicar a la distancia del sentido: magnetoestricción.
- Código gris pele o ruede un número de fotodetectores puede detectar un patrón, creando un número binario. El código gris es un patrón transformado que asegura que solamente un pedacito de información cambie con cada paso medido, así de evitar ambigüedades.
- Éstos requieren a partir de una distancia sabida y acumulan cambios incrementales en medidas.
- La máscara óptica en forma de disco de la rueda A de la cuadratura es conducida por un tren de engranaje. Dos fotocélulas que detectan la luz el pasar a través de la máscara pueden determinar una revolución parcial de la máscara y la dirección de esa rotación.
- barba tipo del sensor A de sensor del tacto y de sensor de proximidad.
FUNCIONAMIENTO DE SENSORES
El emisor y el receptor suelen ser elementos separados. El primero suele ser un diodo emisor de luz (LED), por general rojo que ilumina una pequeña área al frente del receptor, y el receptor un fotodiodo.
El sensor de luz mide la cantidad de luz que recibe. Le entrega al RCX un número que varía entre 0 (oscuridad total) y 100 (muy brillante). Este sensor es muy útil; puede ser usado como un simple detector para ver si las luces han sido encendidas o no, o puede ser usado para que el robot siga una línea negra en una superficie blanca (o viceversa).
El sensor de luz puede determinar si esta viendo un trozo de papel blanco o negro. Cuando el sensor de luz está sobre papel blanco, lee un valor de 50. Cuando está sobre el papel Negro, mide un valor de 33 (valores aproximados).
El sensor de luz detecta luz en ángulo muy amplio. Para disminuir el campo de visión se puede colocar una barra de 1×2 con un agujero frente al sensor. De ese modo el sensor solo detectará la luz directamente al frente de él.
FUNCIONAMIENTO DE SENSORES
Una red de sensores (del inglés sensor network) es una red de ordenadores pequeñísimos («nodos»), equipados con sensores, que colaboran en una tarea común.
Las redes de sensores están formadas por un grupo de sensores con ciertas capacidades sensitivas y de comunicación inalámbrica los cuales permiten formar redes ad hoc sin infraestructura física preestablecida ni administración central.
Las redes de sensores es un concepto relativamente nuevo en adquisición y tratamiento de datos con múltiples aplicaciones en distintos campos tales como entornos industriales, domótica, entornos militares, detección ambiental.
Esta clase de redes se caracterizan por su facilidad de despliegue y por ser autoconfigurables, pudiendo convertirse en todo momento en emisor, receptor, ofrecer servicios de encaminamiento entre nodos sin visión directa, así como registrar datos referentes a los sensores locales de cada nodo. Otra de sus características es su gestión eficiente de la energía, que les permite obtener una alta tasa de autonomía que las hacen plenamente operativas.
La miniaturización de ordenadores creciente dio a luz la idea de desarrollar computadoras extremadamente pequeñas y baratas que se comunican de forma inalámbrica y se organizan autónomamente. La idea de estas redes es repartir aleatoriamente estos nodos en un territorio grande, el cual los nodos observan hasta que sus recursos energéticos se agoten. Los atributos «pequeño», «barato» y «autónomo» dieron a conocer la idea como polvo inteligente (smart dust).
CARACTERÍSTICAS DE SENSORES
Las redes de sensores tienen una serie de características propias y otras adaptadas de las redes Ad-Hoc:
Topología Dinámica: En una red de sensores, la topología siempre es cambiante y éstos tienen que adaptarse para poder comunicar nuevos datos adquiridos.
Topología Dinámica: En una red de sensores, la topología siempre es cambiante y éstos tienen que adaptarse para poder comunicar nuevos datos adquiridos.
Variabilidad del canal: El canal radio es un canal muy variable en el que existen una serie de fenómenos como pueden ser la atenuación, desvanecimientos rápidos, desvanecimientos lentos e interferencias que puede producir errores en los datos.
No se utiliza infraestructura de red: Una red sensora no tiene necesidad alguna de infraestructura para poder operar, ya que sus nodos pueden actuar de emisores, receptores o enrutadores de la información. Sin embargo, hay que destacar en el concepto de red sensora la figura del nodo recolector (también denominados sink node), que es el nodo que recolecta la información y por el cual se recoge la información generada normalmente en tiempo discreto. Esta información generalmente es adquirida por un ordenador conectado a este nodo y es sobre el ordenador que recae la posibilidad de transmitir los datos por tecnologías inalámbricas o cableadas según sea el caso.
Tolerancia a errores: Un dispositivo sensor dentro de una red sensora tiene que ser capaz de seguir funcionando a pesar de tener errores en el sistema propio.
Comunicaciones multisalto o broadcast: En aplicaciones sensoras siempre es característico el uso de algún protocolo que permita comunicaciones multi-hop, léase AODV, DSDV, EWMA u otras, aunque también es muy común utilizar mensajería basada en broadcast.
Consumo energético: Es uno de los factores más sensibles debido a que tienen que conjugar autonomía con capacidad de proceso, ya que actualmente cuentan con una unidad de energía limitada. Un nodo sensor tiene que contar con un procesador de consumo ultra bajo así como de un transceptor radio con la misma característica, a esto hay que agregar un software que también conjugue esta característica haciendo el consumo aún más restrictivo.
Limitaciones hardware: Para poder conseguir un consumo ajustado, se hace indispensable que el hardware sea lo más sencillo posible, así como su transceptor radio, esto nos deja una capacidad de proceso limitada.
Costes de producción: Dada que la naturaleza de una red de sensores tiene que ser en número muy elevada, para poder obtener datos con fiabilidad, los nodos sensores una vez definida su aplicación, son económicos de hacer si son fabricados en grandes cantidades.
Para las interfaces de recolección de datos
- Buen diseño - resistente, seguro y confiable
- Sensores precisos
- Software de calidad - fácil de utilizar con buenos medios de análisis
- Compatibilidad con los computadores del colegio – los que ya existen y los que se pueden adquirir.
- Sensores que se auto identifican
- Periodo de garantía, acuerdos sobre reparación y devolución
- Una línea telefónica de servicio al cliente
Para recolectores de datos
- Duración de la batería
- Tiempo máximo de registro con baterías
- Memoria Interna - ¿Cuántos conjuntos de datos se pueden almacenar?
- Tamaño y facilidad de transporte
MODO DE COMUNICACION DE SENSORES
Interfaz es la conexión entre dos ordenadores o máquinas de cualquier tipo dando una comunicación entre distintos niveles.
Además, la palabra interfaz se utiliza en distintos contextos:
Interfaz como instrumento: desde esta perspectiva la interfaz es una "prótesis" o "extensión" (McLuhan) de nuestro cuerpo. El mouse es un instrumento que extiende las funciones de nuestra mano y las lleva a la pantalla bajo forma de cursor. Así, por ejemplo, la pantalla de una computadora es una interfaz entre el usuario y el disco duro de la misma.
Interfaz como superficie: algunos consideran que la interfaz nos trasmite instrucciones ("affordances") que nos informan sobre su uso. La superficie de un objeto (real o virtual) nos habla por medio de sus formas, texturas, colores, etc.
Interfaz como espacio: desde esta perspectiva la interfaz es el lugar de la interacción, el espacio donde se desarrollan los intercambios y sus manualidades.
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