Actuadores en IoT

Un dispositivo IoT está compuesto por un Objeto Físico (“cosa”) + Controlador (“cerebro”) + Sensores + Actuadores + Redes (Internet). Un actuador es un componente o sistema de máquina que mueve o controla el mecanismo o el sistema. Los sensores en el dispositivo detectan el entorno, luego se generan señales de control para los actuadores de acuerdo con las acciones necesarias para realizar.

Un servomotor es un ejemplo de actuador. Son actuadores lineales o rotatorios, pueden moverse a una posición angular o lineal determinada. Podemos usar servomotores para aplicaciones IoT y hacer que el motor gire a 90 grados, 180 grados, etc., según nuestras necesidades.

El siguiente diagrama muestra lo que hacen los actuadores, el controlador dirige el actuador en función de los datos del sensor para hacer el trabajo.
 

El sistema de control actúa sobre un entorno a través del actuador. Requiere una fuente de energía y una señal de control. Cuando recibe una señal de control, convierte la fuente de energía en una operación mecánica. Sobre esta base, según la forma de energía que utiliza, tiene diferentes tipos que se detallan a continuación.

Tipos de actuadores:

1. Actuadores Hidráulicos –

Un actuador hidráulico utiliza energía hidráulica para realizar una operación mecánica. Son accionados por un cilindro o motor fluido. El movimiento mecánico se convierte en movimiento giratorio, lineal u oscilatorio, según la necesidad del dispositivo IoT. Los equipos de construcción Ex utilizan actuadores hidráulicos porque los actuadores hidráulicos pueden generar una gran cantidad de fuerza.

ventajas :

• Los actuadores hidráulicos pueden producir una gran magnitud de fuerza y ​​alta velocidad.
• Utilizado en soldadura, sujeción, etc.
• Se utiliza para bajar o subir los vehículos en portacoches.

Desventajas:

• Las fugas de fluido hidráulico pueden causar pérdida de eficiencia y problemas de limpieza.
• Es caro.
• Requiere equipos de reducción de ruido, intercambiadores de calor y sistemas de alto mantenimiento.

2. Actuadores Neumáticos –

Un actuador neumático utiliza energía formada por vacío o aire comprimido a alta presión para convertirla en movimiento lineal o giratorio. Ejemplo: utilizado en robótica, utilice sensores que funcionen como dedos humanos mediante el uso de aire comprimido.

ventajas :

• Son una opción de bajo costo y se utilizan a temperaturas extremas donde el uso de aire es una opción más segura que los productos químicos.
• Necesitan poco mantenimiento, son duraderos y tienen una larga vida operativa.
• Es muy rápido para iniciar y detener el movimiento.

Desventajas:

• La pérdida de presión puede hacer que sea menos eficiente.
• El compresor de aire debe estar funcionando continuamente.
• El aire puede estar contaminado y necesita mantenimiento.

3. Actuadores Eléctricos –

Un actuador eléctrico utiliza energía eléctrica, generalmente es accionado por un motor que convierte la energía eléctrica en par mecánico. Un ejemplo de un actuador eléctrico es una campana eléctrica basada en solenoide. 

ventajas :

• Tiene muchas aplicaciones en diversas industrias ya que puede automatizar válvulas industriales.
• Produce menos ruido y es seguro de usar ya que no hay fugas de líquido.
• Se puede reprogramar y proporciona el posicionamiento de precisión de control más alto.

Desventajas:

• Es caro.
• Depende mucho de las condiciones ambientales.

Otros actuadores son:

• Actuadores térmicos/magnéticos: 
  se accionan mediante energía térmica o mecánica. Estos actuadores utilizan aleaciones con memoria de forma (SMA) o aleaciones con memoria de forma magnética (MSMA). Un ejemplo de actuador térmico/magnético puede ser un motor piezoeléctrico que utilice SMA.
• Actuadores mecánicos: 
  un actuador mecánico ejecuta el movimiento al convertir el movimiento giratorio en movimiento lineal. Involucra poleas, strings, engranajes, rieles y otros dispositivos para operar. Ejemplo: un cigüeñal.
• Actuadores blandos
• Polímeros con memoria de forma
• Polímeros activados por luz
• Con el mundo en expansión de IoT, los sensores y actuadores encontrarán más uso en aplicaciones comerciales y domésticas junto con el uso preexistente en la industria.