Sensores inteligentes são a força motriz por trás da Indústria 4.0. Com usos diversos e um funcionamento essencial para a Internet das Coisas (Internet of Things ou IoT em inglês), eles fornecem um aparato importante e crucial para a tecnologia moderna.
Eles permitem uma coleta mais precisa e automática dos dados do ambiente com menos ruído errôneo entre as informações processadas. Os sensores inteligentes realizam o autodiagnóstico monitorando os sinais internos em busca de evidências de falhas. Embora seja difícil obter um sensor que possa realizar o autodiagnóstico de todas as possíveis falhas que possam surgir, muitas vezes é possível fazer verificações simples que detectam muitas das falhas mais comuns.
O que este artigo aborda:
- O que são sensores inteligentes: um resumo!
- São muitas funções
- Resumindo:
- Como os sensores inteligentes funcionam?
O que são sensores inteligentes: um resumo!
Mas como podemos defini-los? Sensores inteligentes são dispositivos que recebem dados do ambiente ao redor, usando recursos de computação interna para realizar funções pré-definidas ao detectar dados específicos, processando esses dados antes de passá-los adiante.
Sendo mais específico, um sensor inteligente é um dispositivo que detecta algo. Existem diferentes tipos de sensores que são capazes de ver, sentir e até ouvir. No mundo da tecnologia e do controle de processos, definimos um sensor como um dispositivo que detecta mudanças nas propriedades físicas e produz uma saída elétrica em resposta a essa mudança.
De certa forma, esses dispositivos são usados para monitorar e controlar mecanismos de uma grande variedade de cenários, como redes inteligentes, reconhecimentos em campos de batalha, exploração e diversas aplicações científicas.
Fábricas também usam sensores inteligentes com frequência. Os de temperatura, por exemplo, são utilizados para garantir que as máquinas não estão superaquecendo, e sensores de vibração para garantir que elas não fiquem com a vibração solta.
Sensores inteligentes também permitem controle de processo, incluindo monitoramento, como a manufatura de um item, ou realizando ajustes que podem ser necessários para atingir objetivos qualitativos ou de produção.
Esse processo já foi manual antes, mas sensores inteligentes agora estão disponíveis para automatizá-lo.
São muitas funções
Uma dificuldade que muitas vezes surge no autodiagnóstico é diferenciar entre desvios normais de medição e falhas do sensor. Alguns sensores inteligentes superam isso armazenando vários valores medidos em torno de um ponto de ajuste e, em seguida, calculando os valores mínimos e máximos esperados para a quantidade medida.
Técnicas podem ser aplicadas para medir o impacto de uma falha do sensor na qualidade da medição. Isso torna possível, em certas circunstâncias, continuar a usar um sensor depois de ter desenvolvido uma falha.
Além disso, esses sensores também desempenham um papel chave em sistemas modernos de segurança, principalmente dentro do sistema de visão computacional. Sensores de imagem térmica, por exemplo, podem ser usados para detectar o calor corporal de um intruso.
Similarmente, dispositivos como fechaduras inteligentes, sensores de movimento e sensores de janelas e portas são comumente conectados a uma rede compartilhada. Isso permite que os sensores de segurança trabalhem em conjunto para criar um panorama adequado e compreensivo do estado atual da segurança em questão.
Resumindo:
- Sensores inteligentes podem realizar conversão de dados, processamento digital e podem se comunicar com dispositivos externos e a nuvem;
- Um sensor inteligente tem um sensor básico, um microprocessador, é capaz de comunicação e possui algum tipo de diagnóstico integrado;
- Sensores inteligentes são capazes de uma variedade de funções e opções;
- Alguns sensores inteligentes são capazes de multi-sensorização e podem medir pressão, temperatura, umidade, fluxo de gás e muito mais.
Como os sensores inteligentes funcionam?
Numa estrutura mínima, um sensor inteligente é formado por um sensor, um microprocessador e algum tipo de comunicação tecnológica. Seus recursos de computação são tipicamente providos por microprocessadores móveis de baixa potência.
Esses recursos de computação devem ser parte integral do design físico; um sensor que apenas envia os dados para um processamento remoto não é considerado um sensor inteligente.
Os sensores inteligentes ligam um sensor de base a recursos de computação integrados que permitem que os dados do sensor sejam processados. O sensor de base é o componente que fornece a capacidade de sensibilidade. Ele pode ser desenvolvido para detectar calor, luz ou pressão, por exemplo. Frequentemente, o sensor de base vai produzir um sinal analógico que deve ser processado antes de ser usado.
É nesse ponto em que a tecnologia integrada do sensor entra em ação: o microprocessador integrado filtra o ruído do sinal e converte o sinal do sensor em um formato digital utilizável.
Sensores inteligentes também contêm capacidades integradas de comunicação que os permite se conectar a uma rede privada ou à internet. Isso, consequentemente, possibilita a comunicação com dispositivos externos.
No cenário industrial existem cinco tipos principais de sensores inteligentes. Ainda que haja muitos tipos específicos de sensores hoje, eles costumam se basear num dos cinco tipos de sensores. São eles o sensor de nível, de temperatura, pressão, infravermelho e proximidade.
Por mais que sejam associados ao equipamento industrial, a IoT não poderia existir sem os sensores inteligentes, tornando-os ainda mais importantes no contexto atual.
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