Cómo elegir el sensor adecuado para tu proyecto

Los ojos de un sistema IoT

Los sensores son los encargados de realizar mediciones de las variables de interés, sean estas temperatura, humedad, posición, etc. Los valores obtenidos se procesan y se envían a la plataforma IoT, donde se almacenan, analizan y muestran en las interfaces de usuario.

La elección del sensor adecuado es crucial en cada proyecto IoT, ya que determina la fiabilidad de la información obtenida. Veremos ahora qué factores hay que tener en cuenta al momento de elegir los sensores.

Elección del sensor

Qué vamos a medir

Naturalmente, lo primero es determinar la variable a medir. Por ejemplo: temperatura, tensión, velocidad, concentración de gases, etc. 

 

Rango de medición

La segunda etapa es seleccionar el rango sobre el que se realizará la medición. 
Aquí hay dos cuestiones a tener en cuenta:

• Que el sensor pueda medir sobre todo el rango de interés.
• En algunos casos puede ser útil seleccionar un sensor que no supere demasiado ese rango, para mejorar la definición de la medición.

Para aclarar este último punto veamos un ejemplo: 

Supongamos que tenemos que medir la concentración de O2 en el aire. Existen sensores que miden la concentración de O2 en la escala de 0 a 30% y otro que lo hacen en la escala de 0 a 100%.  Dado que la concentración de O2 en el aire ronda el 21% y esta cantidad no va a cambiar significativamente hacia arriba (sí hacia abajo si se consume el O2), es mejor seleccionar el sensor con escala hasta 30%. De este modoe se aprovechará mejor la resolución del sensor y se contará con mediciones más precisas.

 

Precisión

Este parámetro viene dado de manera porcentual sobre el valor a fondo de escala o con valores relativos (+/-) sobre el valor medido. 

Es importante verificar qué precisión se necesita en el proyecto.

 

Repetibilidad

Este factor es importante y a menudo no es considerado. Se trata de la capacidad del sensor de brindar los mismos valores medidos para los mismos valores sensados a lo largo del tiempo. 

Es decir, que se mantenga la correspondencia entre el valor medido y el valor real.

Este factor se puede ver afectado dos razones: 

• Agentes externos al sensor, como la temperatura, la humedad, la interferencia electromagnética, etc;
• Factores internos del sensor, como la degradación del mismo.

Volviendo al ejemplo del sensor de O2, los fabricantes proveen sensores con distintos ciclos de vida, incluyendo el desvío máximo de la medición para ese tiempo. Por ejemplo, el fabricante Citytech provee sensores con vidas útiles de 2 y de 7 años.

 

Condiciones de instalación

Es importante tener en cuenta el entorno en el que funcionará el sensor. Algunos de estos factores pueden ser:

• Temperaturas extremas.
• Presencia de agentes corrosivos o tóxicos.
• Ambientes explosivos.
• Impermeabilidad.
• Presencia de campos electromagnéticos fuertes.

En definitiva, toda condición que pueda afectar tanto la medición como la vida útil del sensor.

 

Interfaz

Otro aspecto a tener en cuenta es evaluar con qué interfaz se conectará el sensor al sistema de adquisición (microcontrolador, PLC, etc.). 

Si es una interfaz analógica, se debe considerar el rango de tensión que ofrece, la resolución del conversor A/D y otros factores.

Si es un tipo de sensor ON/OFF, se debe verificar que las tensiones lógicas entre el sensor y el microcontrolador sean compatibles.

Por último, si la interfaz es de tipo digital, tener en cuenta que el microcontrolador tenga disponible esa interfaz ( I2C, SPI, 1-Wire, etc).

 

Alimentación eléctrica

Todos los sensores requieren algo de energía para poder funcionar. A veces la alimentación del sensor debe hacerse de manera independiente al microcontrolador, mientras que otras veces se puede utilizar la misma fuente. 

En ocasiones puede ser necesario agregar capacitores en paralelo para filtra ruido y mantener estable la tensión de alimentación del sensor. 

También hay que considerar el largo de los conductores, su aislación, el blindaje si fuera necesario, etc.

Finalmente, en los nodos que se alimenten a baterías, es de vital importancia que los sensores consuman lo menos posible, para prolongar el período de recambio de baterías.

Conclusiones

Como vimos, la elección del sensor correcto depende de varios factores y será algo a resolver en cada proyecto. No se pueden dar recetas fijas, pero espero que esta guía te sirva de ayuda.

Te invito a dejar tus dudas o comentarios abajo y si te pareció útil este artículo por favor compártelo con tus contactos ;).