Hoje, mais do que nunca, a conectividade IoT permite que sensores físicos dos mais diversos tipos enviem dados diretamente para dashboards virtuais, praticamente sem intervenção humana.

Isso só é possível graças aos avanços recentes da IoT, como IoT celular e as redes LPWAN (Low-Power Wide Area Networks) que vêm transformando o uso de sensores — de medições pontuais a monitoramento remoto contínuo e em tempo real, em aplicações industriais e de consumo.

Dito isso, sensores não são exatamente uma novidade.

Usados principalmente para medir variáveis do mundo real, como temperatura ou pressão, os primeiros dispositivos do tipo remontam ao século XVI.

Como a Kelvin Tech destaca em uma de suas postagens no blog:

A medição de temperatura existe há séculos, datando de 150 d.C., mas estima-se que a ciência por trás dos termômetros só tenha evoluído a partir de 1500. Ao longo dos anos, diversos tipos de termômetros foram desenvolvidos.

Isso foi há mais de 400 anos!

Desde então, temos buscado formas de medir com mais rapidez, precisão e eficiência — é algo natural do ser humano.

E é exatamente por isso que os sensores IoT estão ganhando cada vez mais espaço.

Índice

1. O que é um sensor "IoT"?
2. 12 tipos de sensores IoT
3. A espinha dorsal da sua solução IoT

Afinal, o que é um sensor de "IoT"?

Antes IoT Internet das Coisas) existir, já havia muitos tipos de dispositivos de medição disponíveis no mercado, incluindo termômetros, magnetômetros (dos quais as bússolas são um exemplo notável), altímetros e muitos, muitos outros.

A lista nunca termina.

Os sensores usados ​​nesses dispositivos são projetados para detectar, medir e relatar uma variável do mundo real por vez. Seu objetivo principal é nos ajudar a entender o mundo ao nosso redor de uma forma mensurável e universal, que "qualquer pessoa" possa compreender.

Você já viu a cabine de um piloto?

Esses dashboards estão repletos de instrumentos de voo que reportam dados variáveis ​​de todos os tipos de sensores. Alguns exemplos são os níveis de combustível, a pressão do sistema e assim por diante.

IoT de próxima geração é que, por meio do uso dos chamados módulos IoT , esses dispositivos podem agregar e enviar seus dados diretamente para um dashboard IoT , tornando muito mais rápido e fácil tomar decisões importantes.

A manutenção preditiva é uma das principais áreas em que IoT prometem mudar a forma como a indústria e a manufatura operam. Outros casos de uso também estão ganhando popularidade.

A seguir, analisaremos 12 tipos de sensores IoT que estão viabilizando esses casos de uso, bem como alguns exemplos de dispositivos reais de diversos fabricantes.

Vamos começar.

12 tipos de sensores para a Internet das Coisas

Aqui você encontra uma lista de sensores IoT classificados do mais popular ao menos popular (de acordo com os dados do Google Trends), incluindo sensores de temperatura, proximidade, pressão e muito mais.

Se você tiver curiosidade em saber mais sobre como esses sensores podem ser usados ​​em aplicações da vida real, também incluímos links para hardware existente com o caso de uso pretendido ou cenário ideal destacado entre parênteses.

1. Sensores de pressão

Sensores de pressão são dispositivos que medem a pressão (a força necessária para impedir a expansão de um fluido) em gases ou líquidos. Podem ter diversos tamanhos e formatos, e são um dos exemplos mais populares de sensores IoT , principalmente devido às aplicações industriais que estão adotando plenamente essa nova forma de conectividade.

Os sensores de pressão podem ser de diferentes tipos:

• Sensores de pressão barométrica, presentes na maioria das estações meteorológicas. Eles servem para medir as variações da pressão atmosférica.
• Sensores de pressão de gás projetados para monitorar mudanças de pressão em gases, especialmente em aplicações nos setores de petróleo, energia e serviços públicos.

Embora tecnicamente não sejam transdutores de pressão, as células de carga também são uma variação de sensores de pressão e podem ser um método preferido para medir peso (por exemplo, peso de animais ou o nível de um tanque ou silo).

Esses tipos de sensores formam a espinha dorsal da nossa infraestrutura de gás e energia, pois, sem eles, não seríamos capazes de monitorar a pressão do sistema. Conecte um módulo IoT a um desses sensores e seus dados estarão prontos para serem exibidos na tela do seu computador.

Exemplos de sensores de pressão IoT :

• Sensor de pressão sem fio de longo alcance da NCD (Industrial)
• O E8PC da Omron (Industrial)

2. Sensores de luz

Também conhecidos como dispositivos fotoelétricos ou fotossensores, os sensores de luz são mais comuns do que você imagina. São dispositivos fotoelétricos passivos que convertem energia luminosa (fótons) em energia elétrica (elétrons).

Chique, né?

No entanto, esses dispositivos são mais do que apenas seu princípio de funcionamento. Assim como os sensores de pressão, os sensores de luz podem servir a diversos propósitos e são amplamente utilizados no controle de luminosidade, segurança e até mesmo na agricultura.

Acompanhar as mudanças na luminosidade é útil para o monitoramento meteorológico, bem como para aplicações na agricultura, onde medir a luz absorvida pelo solo é fundamental.

Esses sensores também podem ser uma alternativa mais simples e econômica aos sensores de movimento, permitindo a detecção de presença, por exemplo, em um quarto de hotel, armazém ou corredor.

A Seeed Studio publicou recentemente um artigo detalhado sobre o tema de sensores de luz, com exemplos relevantes de hardware da sua própria linha de produtos.

Exemplos de sensores de luz IoT :

• Sensores inteligentes da Enlighted (para consumidores e empresas)
• Sensor de luz ambiente de longo alcance da NCD (Industrial)

3. Sensores de temperatura e umidade

Sensores de temperatura e umidade são tão populares e amplamente utilizados quanto os dois primeiros itens que mencionamos. Geralmente, eles vêm agrupados em módulos IoT pré-fabricados.

Por um lado, os sensores de temperatura medem a quantidade de energia térmica em uma fonte e são projetados para medir mudanças de temperatura. Por outro lado, os sensores de umidade medem a quantidade de vapor de água na atmosfera de vários gases.

O monitoramento de temperatura é uma aplicação comum em ambientes industriais onde as máquinas precisam operar a uma determinada temperatura por longos períodos de tempo.

Outros casos de uso que normalmente observamos em nossa base de clientes são:

1. Conformidade com as normas de segurança alimentar
2. Monitoramento da cadeia de frio em saúde e hotelaria
3. Gestão de Armazém e Inventário
4. Monitoramento de sistemas HVAC

A umidade também costuma ser monitorada juntamente com a temperatura. Medir a umidade é útil para aquecimento, ar condicionado, estações meteorológicas e até mesmo para medir a umidade do solo.

Exemplos de sensores de temperatura e umidade IoT :

• O Sentrius™ RS1xx da Laird (Industrial)
• DHT-22 2302 sem marca (faça você mesmo)

4. Sensores giroscópicos e de aceleração

Muitos de vocês já devem estar familiarizados com giroscópios e acelerômetros. São os sensores que permitem que seu smartphone detecte se ele está na posição vertical ou horizontal, e são amplamente utilizados no desenvolvimento de jogos para dispositivos móveis.

Em termos de aplicações IoT , esses pequenos sensores são tão populares quanto os usados ​​em seu telefone. Embora apresentem diferenças, a maioria dos chips de acelerômetro também vem com um giroscópio, por isso os combinamos em uma única seção.

A diferença entre os dois é a seguinte:

• Conforme relatado pela LiveScience :

Um giroscópio é um dispositivo que utiliza a gravidade da Terra para ajudar a determinar a orientação. Seu funcionamento consiste em um disco giratório livre, chamado rotor, montado em um eixo giratório no centro de uma roda maior e mais estável. Conforme o eixo gira, o rotor permanece estacionário para indicar a força gravitacional central e, portanto, qual direção é para baixo .

• Por outro lado:

Um acelerômetro é um dispositivo compacto projetado para medir a aceleração não gravitacional. Quando o objeto no qual está integrado passa do repouso para qualquer velocidade, o acelerômetro é projetado para responder às vibrações associadas a esse movimento.

Na IoTdas Coisas), os acelerômetros são essenciais para os sensores de vibração, que podem converter dados de aceleração em frequências de vibração (ou seja, Gs em Hz!), comumente usados ​​para detectar operações anormais em máquinas industriais.

Os giroscópios podem ser usados ​​para determinar a direção do movimento de um objeto rastreado por GPS, bem como a direção do vento em aplicações meteorológicas e de energia limpa.

Exemplos de sensores giroscópicos e de aceleração IoT :

• A série KX de acelerômetros da Kionix (Industrial)
• Acelerômetro ADXL335 da Analog Devices (faça você mesmo)

5. Sensores de Proximidade e Movimento

Sendo um tipo de dispositivo muito comum, o sensor de proximidade é utilizado em inúmeras aplicações IoT (Internet das Coisas). Os sensores de proximidade conseguem detectar a presença de objetos próximos sem qualquer contato físico, emitindo um campo eletromagnético ou um feixe de radiação eletromagnética (por exemplo, infravermelho) e procurando por alterações nesse campo.

Também conhecidos como sensores de alcance, alguns desses dispositivos usam ondas ultrassônicas para medir a distância entre eles e o objeto detectado. Alguns ótimos exemplos são fabricados pela Maxbotix .

Sensores de proximidade podem ser confundidos com sensores de movimento, mas não são a mesma coisa. Enquanto um sensor de proximidade pode ser usado para detectar movimento medindo a distância de um objeto, PIR (Infravermelho Piroelétrico) são uma boa alternativa especializada e de baixo custo para detecção de movimento, já que sua saída é principalmente binária: 1 ou 0.

Esses dispositivos são normalmente usados ​​em detectores de movimento, que podem ser empregados para diversas finalidades, desde acender uma luz até alertar a polícia em caso de movimento suspeito.

Exemplos de sensores de proximidade e movimento IoT :

• Sensor de proximidade e luz sem fio de longo alcance da NCD (Industrial)
• Diversos sensores de proximidade da Seeed (faça você mesmo e modulares)

6. Sensores de Fluxo e Gás

Os sensores de fluxo são dispositivos usados ​​para medir a taxa de fluxo ou a quantidade de um líquido ou gás em movimento e estão relacionados, em certa medida, aos sensores de gás, que são dispositivos eletrônicos que detectam e identificam diferentes tipos de gases.

Os sensores de fluxo abrangem todos os tipos de dispositivos usados ​​para medir fluxos de líquidos e gases. Os casos de uso incluem monitoramento de processos industriais, sistemas HVAC, bem como aplicações de gerenciamento de gás e água. O mesmo se aplica aos sensores de gás.

A medição inteligente é uma das áreas mais impactadas pelos sensores de fluxo. Nesse contexto, medidores de vazão ultrassônicos são combinados com IoT para enviar dados a um local remoto.

Com o advento de tecnologias IoT NB- IoT e LTE-M — e os benefícios óbvios tanto para empresas de serviços públicos quanto para usuários finais — espera-se que os sensores de fluxo, gás e eletricidade cresçam significativamente até 2025 .

Isso demonstra claramente uma forte tendência na medição inteligente, bem como um aumento geral no uso desses tipos de sensores para fins industriais.

Analisando especificamente os sensores de gás, estes são tradicionalmente dispositivos volumosos que só recentemente foram adaptados para baixo consumo de energia, permitindo o monitoramento de aspectos como a qualidade do ar em ambientes locais. O tema da qualidade do ar é abordado com mais detalhes no item 11 da lista.

Exemplos de sensores de gás e fluxo IoT :

• Diversos sensores de fluxo da Sensirion (industrial)
• Diversos sensores de gás da Spec Sensors (faça você mesmo e modulares)

7. Sensores de som

Sensores de som não são tão usados ​​quanto outros tipos de sensores em nossa lista, mas ainda merecem ser mencionados devido às suas propriedades únicas e casos de uso interessantes.

Primeiramente, o que é um sensor de som?

Um sensor de som é definido como um módulo que detecta ondas sonoras através de sua intensidade, convertendo-as em sinais elétricos. Quando o dispositivo detecta uma mudança na intensidade, ele pode enviar os dados de volta para o seu dashboard.

Sensores de som simples, como os oferecidos pela Seeed Studio, são bastante acessíveis e podem ser úteis em diversas situações. Por exemplo, detectar a presença de som em um ambiente silencioso.

Existem também gravadores de som disponíveis que não apenas detectam o som, mas também o gravam assim que a intensidade muda. Isso é particularmente útil em segurança.

Por fim, um caso de uso avançado envolve os chamados medidores de nível de som/ruído ; dispositivos que avaliam o ruído em uma faixa de frequência.

Esses recursos permitem aplicações mais complexas de medição de ruído ambiente.

Exemplos de sensores de som IoT :

• SoundSensor, da SensorTeam (Construção), tem um nome bastante apropriado.
• O sensor de som e ruído IoT IoT sens (Cidades Inteligentes)

8. Sensores de Umidade

Os sensores de umidade são essenciais para os avanços recentes na agricultura, permitindo que os agricultores monitorem constantemente a saúde do solo. Como destaca a AgriTech Tomorrow

Eis o que eles têm a dizer sobre sensores de solo IoT :

...graças aos recentes avanços no monitoramento do solo e da água, informações cruciais estão sendo recebidas em tempo real, por meio de medições realizadas no campo, auxiliando os agricultores a tomarem decisões mais rápidas e precisas sobre a produção agrícola.

A maioria dos sensores de umidade são de ponto único, o que significa que medem a umidade do solo em um local único e fixo.

Este tipo de sensor deve ser instalado em vários locais ao longo de uma área de cultivo para aumentar a precisão das medições.

A profundidade também desempenha um papel importante, pois os efeitos da irrigação podem ser mais fortes ou mais fracos em diferentes níveis. Os dispositivos de medição de umidade geralmente são equipados com sondas longas que penetram profundamente no solo e medem a umidade em diferentes profundidades.

Exemplos de sensores de umidade IoT :

• Sensores sem fio de umidade do solo da Sensoterra (Agricultura)
• Sensor de umidade do solo IoT de longo alcance da NCD (Agricultura)

9. Sensores de Imagem

Um sensor é um dispositivo que coleta informações sobre o mundo físico para fornecer um conjunto de medições ao longo do tempo. Seguindo essa mesma lógica, podemos pensar em uma câmera como um sensor óptico/infravermelho bidimensional que fornece uma matriz de medições ao longo do tempo.

As câmeras são amplamente utilizadas como mecanismo de sensoriamento, desde aplicações de contagem de pessoas até reconhecimento de padrões com inteligência artificial.

Por exemplo, uma abordagem inovadora é a tecnologia PigVision da Asimetrix : um sensor baseado em imagens que mede o peso dos porcos em tempo real com base em modelos de IA treinados.

Aqui está um vídeo explicando como a tecnologia funciona:

Como mostra a captura de tela acima, a Sony também é uma grande defensora dessas tecnologias em ambientes industriais, de serviços públicos e de aviação. Você pode conferir a tecnologia de imagem Pregius nos recursos abaixo.

Exemplos de sensores de imagem IoT :

• O OS02F10 da OmniVision (Industrial)
• Pregius da Sony (industrial)

10. Sensores Magnéticos

Sensores magnéticos são usados ​​tanto em aplicações de consumo quanto industriais para detectar grandes corpos de metal, como carros, painéis, carcaças, etc. Esses dispositivos detectam mudanças e perturbações em um campo magnético, como fluxo, intensidade e direção.

Existem três tipos de sensores magnéticos normalmente usados ​​na IoT:

1. Sensores TMR (Magnetorresistividade de Tunelamento)
2. Interruptores Reed
3. Sensores de efeito Hall

A magnetoresistência de tunelamento é um fenômeno mecânico quântico bastante complexo, portanto não entraremos em detalhes científicos neste artigo.

No entanto, os sensores TMR estão se tornando cada vez mais populares para medir o deslocamento mecânico e o movimento em aplicações industriais, automotivas (como estacionamento automatizado e carros autônomos) e de consumo.

Nosso segundo item — o interruptor reed — é um interruptor elétrico acionado por um campo magnético. Esses interruptores podem ser ativados por uma bobina eletromagnética e são comumente usados ​​em sistemas de segurança para controlar o fluxo de eletricidade e disparar uma ação caso a presença de um visitante indesejado seja detectada.

Por último, temos o sensor de efeito Hall, um dispositivo usado para medir a magnitude de um campo magnético. O site Diodes tem um ótimo artigo explicando seu papel na IoT .

Além disso, há alguns anos realizamos um projeto utilizando dois sensores magnéticos diferentes, caracterizados por baixo consumo de energia e alta sensibilidade:

1. O MMC5883MA da Memsic
2. O LSM303AGR da STMicroelectronics

Confira a série para ver em ação, na prática, sensores magnéticos!

Exemplos de sensores magnéticos IoT :

• Sensores magnéticos personalizados da HyperTech (rastreamento de ativos)
• A série CT8xx da Crocus Technology (setor de energia)

11. Sensores de Qualidade do Ar

Embora a qualidade do ar e da água sejam funções de vários tipos de sensores usados ​​em conjunto, achamos que ambas mereciam uma categoria própria.

A primeira coisa que vem à mente quando falamos de qualidade do ar é a poluição. Mas como a medimos? Utilizando os chamados sensores de material particulado . Estes são compostos principalmente por dois tipos, com base no tamanho das particle encontradas no ar :

1. PM10
2. PM2.5

Sensores de material particulado capazes de detectar particlemaiores são mais comuns à medida que estas se tornam mais densas (geralmente 10 micrômetros, daí o nome). Detectar particlefinas com 2,5 micrômetros ou menos torna-se progressivamente mais difícil.

Sensores industriais de partículas da Sensirion e de outros fabricantes podem detectar essas particle e auxiliar na implementação de sistemas de qualidade do ar.

Conforme discutido nas seções anteriores, os sensores de gás também desempenham um papel fundamental no reconhecimento de mudanças no ar e geralmente são integrados juntamente com os sensores de material particulado (MP).

Exemplos de sensores de qualidade do ar IoT :

• Diversos sensores de qualidade do ar da ams (Industrial)
• Monitor de Partículas PM2.5 da Ambient Weather (Casa Inteligente)

12. Sensores de Qualidade da Água

A água é algo que a maioria de nós considera garantido, mas muitas populações no mundo não têm acesso fácil a esse recurso crucial. E mesmo quando têm, a qualidade da água pode ser ruim ou até mesmo tóxica. É aí que entram os sensores de qualidade da água.

Assim como na seção anterior, existem diversas variáveis ​​que contribuem para a qualidade da água, algumas das quais podem ser medidas fisicamente por meio de sensores como:

1. Sensores de pH
2. Sensores de turbidez
3. Sensores ORP (Potencial de Oxidação-Redução)

Quando usados ​​em conjunto, esses sensores formam um panorama completo da qualidade da água. Por exemplo, veja o que o USGS (Serviço Geológico dos Estados Unidos) diz sobre o pH:

O pH é uma medida da quantidade relativa de íons hidrogênio e hidroxila livres na água. A água com maior concentração de íons hidrogênio livres é ácida, enquanto a água com maior concentração de íons hidroxila livres é básica. O pH pode ser afetado por substâncias químicas presentes na água e é um importante indicador de alterações químicas na água.

Com base nisso, os sensores de pH desempenham um papel fundamental no monitoramento da qualidade da água, analisando sua alcalinidade. Os sensores de turbidez têm função semelhante, medindo a quantidade de luz dispersa por sólidos em suspensão na água. Menos luz significa menor qualidade.

Por fim, os sensores de potencial de oxirredução medem a capacidade de uma solução atuar como agente oxidante ou redutor. Como apontado por Vernier , eles podem ser usados ​​em piscinas para medir o poder oxidante do cloro.

Exemplos de sensores de qualidade da água IoT :

• O Signet 2724-2726 de Georg Fischer (Industrial)
• O módulo de qualidade da água Waspmote da Libelium (Vários)

Esses foram os 12 tipos de sensores mais relevantes no mundo IoT .

Se você quiser saber mais sobre a participação de mercado de cada tipo de sensor, recomendamos dar uma olhada nos dados compartilhados pela Mordor Intelligence .

Sensores IoT : a espinha dorsal da sua solução IoT

Agora que analisamos os diferentes tipos de IoT , resta apenas perguntar por quê . Por que queremos conectá-los à internet?

Qual é o valor por trás da parte "IoT"?

Essa provavelmente será a próxima pergunta do seu cliente, e é uma pergunta que já foi feita por algumas das marcas mais renomadas do mundo.

A Salesforce realizou recentemente uma pesquisa perguntando a clientes exigentes quais tecnologias eles acreditavam que transformariam mais suas expectativas em relação às empresas.

Eis o que eles disseram:

A Internet das Coisas está entre as três principais, juntamente com inovações tecnológicas como a cibersegurança e a inteligência artificial.

Os gestores de contratação tambémedgeplenamente as incríveis mudanças que a IoT já está trazendo para o mercado de trabalho:

Essas tecnologias de ponta edge mudando fundamentalmente a forma como vivemos e trabalhamos. Combinadas, elas formam o que é conhecido como a Quarta Revolução Industrial .

Devido a essa megatendência, as empresas de semicondutores e sensores estão agora se esforçando para inovar mais rápido do que nunca, o que leva a uma crescente diversidade de coisas que podem ser "medidas" e acelera o ritmo de criação desses dispositivos.

Sem esses sensores "inteligentes", seria impossível pegar uma máquina e conectá-la à internet. Eles simplesmente não foram feitos para interagir com ela.

Empresas em todo o mundo estão percebendo o potencial de agregar dados em dashboards IoT , como os oferecidos pela Ubidots , e estão correndo para conectar suas máquinas à internet.

No entanto, isso não pode ser feito sem antes compreender as possibilidades e os casos de uso oferecidos por cada tipo de sensor. Dito isso (e as questões de segurança ), o mundo parece concordar com os benefícios de viabilizar essas possibilidades baseadas em dados.

E é exatamente por isso que a parte da "IoT" é importante — hoje mais do que nunca.