La robótica ha evolucionado progresivamente en las últimas décadas y así lo seguirá haciendo en el futuro a través de nuevas herramientas de desarrollo. Los sistemas y aparatos tecnológicos han revolucionado nuestro día a día, acercándonos a ese futuro de las películas que nos parecía inalcanzable. Los dispositivos autónomos nos ayudan a agilizar y optimizar tareas tanto domésticas como industriales. Dentro de este campo de ingeniería de tecnologías autómatas, encontramos la metodología que corresponde a los sistemas embebidos. En nuestro webinar Robótica: Sistemas Embebidos, Ignacio López Garro nos explica en profundidad qué son y en qué dispositivos de nuestro entorno se encuentran.
Un sistema embebido, también llamado sistema integrado o sistema empotrado, es un sistema de computación compuesto por un hardware y software que está diseñado para realizar una tarea específica. El desarrollo de sistemas embebidos ha sido clave en la industria 4.0, robótica y Smart City.
Los sistemas embebidos se caracterizan por tener cualidades que los diferencian de otros sistemas de computación:
- Realizan tareas específicas, lo que los hace altamente eficientes y confiables.
- La tarea que realizan no necesita una capacidad o procesamiento demasiado complejo, por lo que su consumo de energía es bajo.
- Su tamaño es reducido gracias al avance tecnológico.
- Están concebidos para un tiempo de respuesta prácticamente automático, por lo que ofrecen respuestas a tiempo real.
Los componentes básicos de los sistemas embebidos son el procesador, la memoria, los puertos de entrada/salida y la fuente de alimentación, que se ordenan entre la capa de hardware y la capa de software.
Clasificación de los sistemas embebidos
Los sistemas embebidos se pueden clasificar según distintas categorías:
Según su complejidad: los sistemas embebidos simples son sistemas sencillos que funcionan mediante infrarrojos (por ejemplo los mandos de la televisión), frente a los sistemas embebidos complejos que cuentan con menús o notificaciones (como las lavadoras o las cafeteras).
Por su tipo de procesador: los basados en microcontroladores son aquellos que están pensados para realizar solo una tarea específica. Por el contrario, los basados en procesadoras de propósito general son más versátiles, ya que tienen gestión multitarea.
Según su aplicación: diferenciamos entre los que tienen aplicaciones domésticas para el día a día y los que tienen aplicaciones industriales.
Por su conectividad: distinguimos aquellos que tienen una conectividad limitada (no están conectados a internet o redes externas) de los que cuentan con una conectividad compleja (forman parte del internet de las cosas).
Según su capacidad de procesamiento: los sistemas embebidos de baja potencia realizan tareas que no consumen muchos recursos, mientras que los de alta potencia tienen un consumo mayor, ya que están diseñados para ejecutar tareas más complejas.
Ejemplos de sectores en los que se utilizan los sistemas embebidos
Como adelantábamos al principio de este artículo, los sistemas embebidos ya están presentes en nuestro día a día tanto en el entorno del hogar como en el industrial. Algunos ejemplos dentro de los sectores donde podemos encontrarlos son:
- Telecomunicaciones: en sistemas de navegación GPS.
- Industria: son muy empleados en la automatización industrial en procesos como el control de calidad, la línea de montaje…
- Automoción: sistemas de seguridad que evitan accidentes, por ejemplo el control de los frenos, airbags, sensores…
- Sanidad: la monitorización de la salud del paciente con dispositivos médicos a la hora de medir saturación del oxígeno en sangre, ritmo cardíaco…
- Aeroespacial: en sistemas de control de vuelos o también en drones, que son dispositivos no tripulados pero con sistemas que permiten la estabilidad en el vuelo o tomar imágenes.
Sistemas operativos y lenguajes de programación
Los principales sistemas operativos utilizados en los sistemas embebidos son FreeReal Time Operating System, Linux embedded, Androd embedded, Windows embedded y Vx Works, mientras que los principales lenguajes de programación utilizados en los sistemas embebidos son: C y C++, Python, Java y Ensamblador.
Algunas plataformas de código abierto para prototipos de sistemas embebidos son Raspberry Pi y Arduino.
Si quieres saber más, te recomendamos escuchar la explicación de Ignacio López Garro en nuestro webinar Robótica: Sistemas Embebidos.
Aplicaciones domésticas e industriales de los sistemas embebidos
Son muchos de los dispositivos de uso diario los que utilizan sistemas embebidos. Estos optimizan y facilitan tareas de nuestro hogar, haciendo a nuestros electrodomésticos funcionar correctamente y sacándoles el máximo partido, por ejemplo:
Sistemas de control de iluminación, climatización y electrodomésticos para mejorar la eficiencia energética.
Sistemas de videovigilancia con la detección de movimiento y la conexión con el sistema de alarma.
Sistema de control de acceso a personas autorizadas, con apertura y cierre sin llave física además de control de la puerta de forma remota.
En el entretenimiento, a través de una amplia gama de dispositivos como asistentes de voz, Smart TV’s, Smartphones, gaming…
Pero, ¿qué aplicaciones tiene en la industria?
Control de calidad de los productos: monitoreo de variables críticas de proceso como temperatura, presión y humedad para garantizar que los productos cumplan con las especificaciones de calidad.
Línea de producción: control y monitoreo de robots industriales, sistemas de transporte de materiales, equipos de ensamblaje o sistemas de prueba y de almacenamiento.
Control de energía: sistemas de generación eléctrica en los que gracias a las tecnologías de la comunicación podemos saber qué demanda energética existe en tiempo real.
Seguridad industrial: garantizar la seguridad en plantas industriales, como en sistemas de detección y extinción de incendios, sistemas de control de acceso y sistemas de calidad ambiental
El Internet de las cosas (IoT)
Cuando hablamos del intercambio de datos entre dispositivos o con la nube hablamos de internet de las cosas, un concepto muy vinculado a los sistemas embebidos.
Los sistemas electrónicos de los objetos recopilan datos a través de sensores y actuadores y nos ofrecen información de su entorno en mediante sistemas de tiempo real. Esto les permite tomar decisiones autónomas en base a los datos recabados sin necesidad de intervención humana. Por ejemplo, un sistema de riego automático está diseñado para detectar la falta de humedad para, automáticamente, comenzar a desprender agua.
El futuro de los sistemas embebidos
Los sistemas embebidos son una parte esencial de la tecnología moderna tanto en el ámbito doméstico como industrial. Además, continuarán evolucionando para estar cada vez más integrados y automatizados. Seguirán desempeñando un papel fundamental en el futuro de la industria y en la transformación digital de los sectores.
Si te ha parecido interesante este artículo y quieres seguir profundizando sobre el tema, te recomendamos que escuches nuestro webinar Robótica: Sistemas Embebidos.
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