Najważniejsze typy czujników używane w Internecie Rzeczy - IoT

IoT, to zdecydowanie najgorętsze hasło technologiczne ostatnich lat. Idea Internet of Things polega na gromadzeniu, udostępnianiu i analizowaniu danych oraz tworzeniu z nich wartości. Wszystko pięknie, ale nawet najbardziej wydumany system dzisiaj bez wnioskowania wiedzy z danych (podejmowania decyzji i wykonywania algorytmów w środowisku rzeczywistym) stanowi bezużyteczną stertę technologiczną.

Stąd też bardzo duże znaczenie mają czujniki i elementy wykonawcze w Internecie Przedmiotów (IoT), które umożliwiają mu pobieranie danych ze świata i działanie w ramach jego środowiska.

Znaczenie sensorów IoT i elementów wykonawczych w Internecie Rzeczy

Internet przedmiotów składa się z kilku warstw technologii, które umożliwiają zwykłym rzeczom udostępnianie danych, które gromadzą przez Internet, aby ostatecznie zapewnić inteligencję, autonomiczne działanie i wartość, które w dużej mierze zależą od jakości samych danych. Dlatego czujniki i urządzenia wykonawcze są nieodzowną częścią stosu technologicznego IoT i czynnikiem decydującym o rozwoju każdego systemu IoT.

Czujniki i elementy wykonawcze są ważne dla Internetu Rzeczy, ale czym one są?

Czujnik, zwany także przetwornikiem, to urządzenie, którego zadaniem jest wykrywanie zdarzeń lub zmian w jego bezpośrednim otoczeniu i przekształcanie tych zjawisk fizycznych (takich jak temperatura, światło, wilgotność powietrza, ruch, obecność substancji chemicznych i wiele innych) w impulsy elektryczne które następnie można w znaczący sposób interpretować. Z drugiej strony siłownik można postrzegać jako narzędzie działające odwrotnie niż czujnik. Interpretując impulsy elektryczne wysyłane z układu sterowania i przekształcając je w ruch mechaniczny, w rzeczywistości wprowadza zmiany w jego fizycznym otoczeniu za pomocą szeregu prostych czynności, w tym między innymi otwierania i zamykania zaworów, zmiany pozycji innych urządzeń lub kąt, aktywowanie ich lub emitowanie dźwięków lub światła. Mówiąc prościej, siłownik nazywany jest „napędem”.

Podczas gdy zwykłe czujniki elektryczne i siłowniki istnieją od dziesięcioleci i są wszechobecne we współczesnych zastosowaniach przemysłowych, pojawienie się Internetu przedmiotów otworzyło zupełnie nowe możliwości zastosowania czujników IoT nie tylko w sektorze przemysłowym, ale także w dziedzina użytku komercyjnego i domowego. Jako niezbędny czynnik IoT czujniki i urządzenia uruchamiające pomagają monitorować, kontrolować i usprawniać operacje w prawie każdym sektorze, od inteligentnych pojazdów po ochronę lasów deszczowych. Internet rzeczy zrewolucjonizował sposób ich stosowania i rozszerzył zakres ich zastosowania, dzięki czemu czujniki działają w potężnym, opartym na chmurze oprogramowaniu analitycznym do opracowywania inteligentnych rozwiązań dla maszyn, ludzi i środowiska.

Biorąc powyższe pod uwagę, nie ma wątpliwości, że aby utrzymać szybką ewolucję, której doświadcza, Internet Rzeczy potrzebuje coraz bardziej wydajnych (a najlepiej tanich) rozwiązań czujnikowych. Niezawodny system czujników i urządzeń wykonawczych stanowi podstawę każdego udanego inteligentnego wdrożenia, dlatego konieczne jest, aby zdawać sobie sprawę z rodzajów dostępnych rozwiązań czujników IoT. Przyjrzyjmy się najpopularniejszym typom czujników używanych w IoT.

Rodzaje czujników IoT

Czujniki mogą być albo samodzielnymi urządzeniami, albo wbudowane w zwykłe obiekty lub maszyny, aby uczynić je inteligentnymi, i można je podzielić na kategorie pod względem zjawiska fizycznego, które mają być mierzone. Poniższa lista zawiera przegląd niektórych typów czujników najczęściej stosowanych w IoT.

Czujniki temperatury

Ten najbardziej podstawowy typ czujnika znajduje zastosowanie w każdym rodzaju zastosowania Internetu Rzeczy, w którym niezbędne jest śledzenie warunków termicznych powietrza, środowiska pracy, maszyn lub innych obiektów. Czujniki temperatury są szczególnie przydatne w zakładach produkcyjnych, magazynach, systemach raportowania pogody i rolnictwie, gdzie temperatura gleby jest monitorowana, aby zapewnić zrównoważony i maksymalny wzrost.

 

Czujniki IoT wilgoci

Choć ich najbardziej oczywiste i powszechne zastosowanie znajduje się w stacjach meteorologicznych do raportowania i prognozowania pogody, dość zaskakujące jest to, że czujniki wilgotności i wilgotności są również szeroko stosowane w rolnictwie, monitorowaniu środowiska, łańcuchu dostaw żywności, HVAC i monitorowaniu zdrowia.

Lekkie czujniki IoT

W zależności od natężenia światła otoczenia inteligentne telewizory, telefony komórkowe lub ekrany komputerowe mogą regulować jasność dzięki czujnikom światła, jednak czujniki do wykrywania światła otoczenia są nie tylko powszechne w elektronice użytkowej, ale także w aplikacjach inteligentnego miasta. Są coraz częściej stosowane do dostosowania oświetlenia ulicznego lub oświetlenia miejskiego w celu zwiększenia oszczędności.

Akustyczne i akustyczne czujniki IoT

Inteligentne czujniki akustyczne pozwalają monitorować poziom hałasu w danym otoczeniu. Będąc w stanie mierzyć i dostarczać dane, które pomagają zapobiegać zanieczyszczeniu hałasem, akustyczne czujniki IoT zyskują popularność w rozwiązaniach inteligentnych miast.

Czujniki IoT poziomu wody

Aby zapobiec klęskom żywiołowym, dane gromadzone przez czujniki monitorujące poziom wody mogą być wykorzystywane w systemach ostrzegania przed powodzią do analiz i prognoz. Oprócz ochrony środowiska czujnik ten znajduje zastosowanie w różnych aplikacjach przemysłowych do kontroli i optymalizacji procesów produkcyjnych.

Czujniki IoT obecności i bliskości

Emitując elektromagnetyczną wiązkę promieniowania, ten typ czujnika jest w stanie wykryć obecność obiektu docelowego i określić odległość, która dzieli oba te obiekty. Dzięki wysokiej niezawodności i długiej żywotności nie dziwi fakt, że szybko dotarli do tak wielu sektorów Internetu Rzeczy, takich jak inteligentne samochody, robotyka, produkcja, maszyny, lotnictwo, a nawet inteligentne rozwiązania parkingowe.

Czujniki ruchu IoT

System inteligentnego budynku jest prawdopodobnie najbardziej banalną aplikacją IoT dla czujnika ruchu, jaką można sobie wyobrazić. Chociaż ta oczywistość jest w dużej mierze prawdziwa, oprócz pomagania w monitorowaniu prywatnych lub publicznych przestrzeni przed włamaniem i włamaniem, zastosowanie czujników ruchu obejmuje także rozwiązania do zarządzania energią, inteligentne kamery, urządzenia automatyczne i wiele innych.

 

Żyroskopowe czujniki IoT

Zadaniem tego rodzaju czujnika jest wykrywanie obrotu i pomiar prędkości kątowej, co czyni go idealnym do systemów nawigacyjnych, robotyki, elektroniki użytkowej i procesów produkcyjnych obejmujących obrót. W celu codziennej aplikacji IoT czujniki żyroskopowe są coraz częściej instalowane w urządzeniach IoT używanych przez sportowców do dokładnych pomiarów ruchów ciała w celu analizy i poprawy wyników sportowych.

 

Chemiczne czujniki IoT

Czujniki wykrywające związki chemiczne (ciała stałe, ciecze i gazy) są niezbędnymi elementami w przemysłowych systemach bezpieczeństwa, rozwiązaniach w zakresie ochrony środowiska i, co oczywiste, badaniach naukowych. Co więcej, zdobyli już wsparcie w zakresie monitorowania jakości powietrza wspieranego przez Internet Rzeczy, który pomaga miastom i stanom w walce ze szkodliwym wpływem zanieczyszczenia powietrza i wody.

Czujniki IoT obrazu

Przetwarzając dane optyczne na impulsy elektryczne, czujnik obrazu umożliwia podłączonemu obiektowi oglądanie otaczającego go środowiska i działanie na nim z wykorzystaniem inteligencji uzyskanej z analizy dostarczonych danych. Czujniki obrazu są używane, gdy zachodzi potrzeba, aby inteligentne urządzenie „zobaczyło” swoje bezpośrednie otoczenie, w tym inteligentne pojazdy, systemy bezpieczeństwa, sprzęt wojskowy, taki jak radary i sonary, urządzenia do obrazowania medycznego i oczywiście aparaty cyfrowe.

Typy siłowników IoT

Siłowniki, jak sama nazwa wskazuje, mogą działać w swoim bezpośrednim środowisku, aby umożliwić poprawne działanie maszyn lub urządzeń, w które są wbudowane. Choć są małe, rzadko są widoczne podczas pracy, ale efekty ich pracy można odczuć w pojazdach, maszynach przemysłowych lub innym sprzęcie elektronicznym wykorzystującym technologie automatyzacji. Można je podzielić na cztery główne kategorie w zależności od modelu konstrukcji i roli, jaką odgrywają w określonym środowisku Internetu Rzeczy: 

Siłowniki liniowe

Służą do umożliwienia ruchu obiektu lub elementu w linii prostej.

Silniki

Umożliwiają precyzyjne ruchy obrotowe elementów urządzenia lub całych obiektów.

 

Przekaźniki

Ta kategoria obejmuje siłowniki elektromagnesowe do obsługi przełączników mocy w lampach, grzejnikach, a nawet inteligentnych pojazdach. 

Elektrozawory

Najczęściej stosowane w sprzęcie AGD jako część mechanizmów blokujących lub wyzwalających, działają również jako sterowniki w systemach monitorowania wycieków gazu i wody na bazie Internetu Rzeczy.

Czujniki IoT to mały, pozornie nieistotny sprzęt, który przekazuje dane do systemów IoT, które są prawdziwą tkaniną, na której zbudowana jest inteligencja maszyny. Z drugiej strony siłowniki stanowią (dosłownie!) siłę napędową każdego inteligentnego przedsiębiorstwa. W obu przypadkach Internet przedmiotów interesuje nie tylko to, co wyczuwają i jak działają, ale także rzeczy, które pozwalają nam robić szybciej i lepiej.