Internet of Things en de kracht van de IoT sensor

18 juli 2019

Dankzij het Internet of Things worden ‘things’, of ‘dingen’, met elkaar verbonden. Dit gebeurt dankzij het internet. Dit zal niets nieuws zijn, zeker aangezien de naam dit ook al weggeeft. De vraag die wel daarbij opkomt is hoe dingen dan precies met het internet worden verbonden. In de basis wordt er iets gemeten, meestal door het verbonden ‘ding’. Deze metingen worden gebruikt en verwerkt in een platform, waardoor het ‘ding’ kan leren en nog beter een bepaalde taak kan uitvoeren. Deze metingen worden gedaan door een IoT sensor.

Sensoren spelen een cruciale rol in dit proces. Het is een dusdanig belangrijk onderdeel van de volledige IoT keten, dat ik er een speciaal blog aan wil wijden. Nog te vaak wordt vanuit bedrijven niet goed begrepen hoe zij Internet of Things in hun industrie kunnen implementeren, terwijl ze vaak al wel allerlei soorten trackers gebruiken en metingen uitvoeren. Of wordt er slechts gekeken naar de ‘standaard’ sensoren, waarbij een hele rits aan verregaandere toepassingen buitengesloten worden.

Om bij het begin te beginnen. Een IoT sensor kan het beste uitgelegd worden door het te vergelijken met onze eigen zintuigen. Het kan dingen zien, horen, voelen, proeven of ruiken. Dit maakt het een kunstmatig zintuig, dat alle gemaakte observaties via kunstmatige zenuwpaden (= het internet) doorstuurt naar een kunstmatige brein (= het platform).

Aan de hand van deze data kan zowel direct een actie getriggered worden (bloeddruk gevaarlijk hoog? Dan direct een afspraak bij de dokter); maar ook kan over langere tijd data verzameld en geanalyseerd worden (gemiddelde hoogte van de bloeddruk over enkele weken uitlezen), of zelfs gebruikt worden om voorspellend en preventief in te kunnen grijpen (tijdig een nieuwe afspraak inplannen bij de dokter of medicatie aanpassen als de huidige aanpak van de bloeddruk ontoereikend dreigt te worden).

Sensor categorieën

Sensoren meten vaak een natuurkundige grootheid, gerelateerd aan bijvoorbeeld straling, druk, temperatuur, magnetisme, licht, chemie, beweging, massa en snelheid. Al kunnen ze ook simpeler zijn en simpelweg een vooraf opgegeven gebeurtenis meten – al worden dergelijke gebeurtenissen vaak ook uitgedrukt in een van de gerelateerde grootheden. Een goede IoT sensor is er eentje die voldoet aan de drie eisen die eraan gesteld worden:

Het is gevoelig voor de te meten gebeurtenis;
Het is ongevoelig voor iedere andere gebeurtenis dat waarschijnlijk waargenomen wordt in dezelfde applicatie;
en het beïnvloedt de te meten gebeurtenis niet.

Hier rekening mee houdend, kunnen sensoren ruwweg onderverdeeld worden in de volgende categorieën, die elk een specifieke functie uitvoeren die wederom overeenkomt met een specifieke sensatie of zintuig van de mens.

Acceleratiesensoren

Acceleratiesensoren, ook bekend als bewegingsmeters, zijn sensoren die beweging registreren. Hoe hard gaat iets? Welke kant gaat het op? Beweegt het vooruit, achteruit, naar links, naar rechts? Wellicht naar boven of beneden? Hoeveel weerstand ondervindt het daarbij? Ook kunnen deze sensoren beweging waarnemen, handig voor bijvoorbeeld beveiligingscamera’s of nachtverlichting.

Temperatuur sensor

Deze categorie omvat alle sensoren die inspelen op (omgevings)temperatuur. Het meet hoe warm het is in een ruimte, of hoe warm een specifiek object is. Afhankelijk van vooraf ingestelde waarden kan het daarmee antwoord geven op de vraag of iets te warm of juist te koud is. De toepassingen in de domotica zijn hier duidelijk – verwarming en airco, als meest voor de hand liggend – maar ook kan dit in bepaalde sectoren van de logistiek een enorme uitkomst zijn. Bijvoorbeeld voor koeltransporten van levensmiddelen of bloemen, of medicijnen.Temperatuursensoren

Vochtigheids sensor

Om letterlijk nattigheid aan te voelen. Vochtigheidssensoren meten de vochtigheid in een bepaalde ruimte of van een bepaald object, waarmee bijvoorbeeld een optimaal leefklimaat gerealiseerd kan worden of tijdig gesignaleerd kan worden wanneer er teveel of juist te weinig vocht waargenomen wordt. Nooit meer je kelder onder water hebben of de planten hebben laten uitdrogen: vochtigheidssensoren waarschuwen je bij teveel of juist te weinig vocht.

Licht sensor

In een goede nabootsing van het menselijk oog kan met een lichtsensor licht waargenomen worden. Dit gaat verder dan alleen een simpele ‘is het licht of is het donker’, die bijvoorbeeld je verlichting aan kan schakelen als de schemering inzet. Zo kunnen ook verschillende kleuren waargenomen worden, of zelfs licht dat wij niet kunnen waarnemen – denk hierbij aan infrarood verlichting of lichtstraling op andere golflengtes. Handig voor beveiligingsdoeleinden.

Lucht sensor

Handig in deze tijd, waarin de beheersing van CO2-uitstoot bovenaan politieke agenda’s staat. Met luchtsensoren kan de luchtkwaliteit gemeten worden, en kan de aanwezigheid van bepaalde stoffen gedetecteerd en in kaart gebracht worden. Handig voor de detectie van allerlei gassen en het realiseren van een lagere uitstoot.

Geluids sensor

Op een manier die hetzelfde werkt als ons oor, kunnen geluidssensoren de aanwezigheid van bepaalde geluidsgolven of ruis waarnemen. Dit kan uitgedrukt worden in het aantal decibel, of veel subtielere, voor mensen onhoorbare vibraties of geluiden opvangen, zoals een seismometer of een geofoon.

Druk sensor

De druksensor meet de druk in een bepaalde ruimte of de druk die op een bepaald object staat. Een categorie die onder meer de welbekende barometer omvat, die de luchtdruk op een bepaalde plek meet, maar ook bijvoorbeeld een hydrometer, die in staat is de dichtheid van vloeistoffen te meten. De categorie is zeer breed, met allerlei verschillende druk, massa, kracht en (elektrische) spanning toepassingen.

Locatie sensor

In de volksmond staat deze groep beter bekend als ‘trackers’, oftewel onze favoriete post-innovatie track en trace. Hiermee kan nabijheid en locatie bepaald worden, handig om in real-time een beeld te krijgen van waar je producten zijn of waar je vloot bedrijfsauto’s op dit moment zoal rondrijdt.

MEMS sensor

Deze categorie omvat alle microchips, oftewel minuscuul kleine sensoren. De naam MEMS staat voor Micro Electro Mechanical Systems, een toepassing die overgewaaid is vanuit de smartphone industrie – die al langer deze ‘microsensoren’ in onze telefoons verwerkt. Deze kleine chips nemen nauwelijks ruimte in, terwijl ze steeds slimmer worden. Zo kunnen ze inmiddels zaken als beweging, richting, draaien en snelheid aanvoelen en signaleren – dezelfde techniek waarmee je scherm weet dat het mee moet draaien of dat per ongeluk verwijderde mailtje terug kunnen krijgen door hard te schudden.

Switch sensor

Dit is de meest bekende en simpele vorm van een sensor: de aan- en uitknop. Deze sensor heeft twee standen en kan aangeven of deuren of poorten open of dicht zijn, of de verlichting aan of uit is, et cetera.Switch sensoren

IoT Sensor toepassingen

De toepassingen van sensoren zijn dus eindeloos. De groepen hierboven omvatten verreweg de meeste huidige toepassingen, al komen er nagenoeg iedere dag nieuwe innovaties bij die weer een voorheen niet-meetbare waarde in kaart weten te brengen.

Nog moeite met het bedenken van concrete toepassingen van sensoren? Wel, je kunt het werkelijk zo gek of groot maken als je zelf wilt – wat ook de enorme boom in slimme applicaties verklaart, sommigen weinig nuttig maar vooral ‘leuk’, en anderen juist enorm handig. Er is dus enorm veel mogelijk met een IoT sensor.

Meet bijvoorbeeld…

Of de vuilnisbak vol is
Of de kat nog eten heeft
Of oma in bed ligt
Of de melk in de koelkast gekoeld is
Of de bus bijna bij de halte is
Of er een muis in de muizenval zit
Of de voordeur op slot zit
Of een product in de winkel is
Of er nog genoeg eieren zijn
Of er een bepaalde stof in de lucht zit
Of de pleister vervangen moet worden
Of er nog lege stoelen zijn in de trein
Of het babybadje op de juiste temperatuur is
Of er nog parkeerplekken vrij zijn in de garage
Of een bepaalde vergaderruimte leeg is
Of de zout in de vaatwasser bijgevuld moet worden
Waar het favoriete knuffeldier van je kleuter is
Of je bloeddruk niet te hoog is

Alles wat je normaal met je eigen zintuigen zou kunnen waarnemen, al dan niet met behulp van een versterkend stuk gereedschap (bijvoorbeeld een microscoop, bloeddrukmeter, seismometer, thermometer, et cetera), is iets waar je een sensor aan kunt koppelen. Vervolgens kun je jezelf de moeite van het zelf checken hiervan besparen – via een app of toepassing kun je het ook op afstand real-time inzien. Bovendien kun je hier aan de hand van alle verzamelde data veel beter op sturen.

Kortom, het IoT valt of staat bij het gebruik van de juiste IoT sensor. En inmiddels zijn ze absoluut niet duur of ingewikkeld meer – al voor een paar euro kun je zo’n sensor die ‘iets’ meet bemachtigen om eens creatief mee aan de slag te gaan. Wat je dan precies gaat meten en vervolgens slimmer kunt maken? Dat lijkt inmiddels niet meer beperkt te zijn tot de voortgang van de techniek, maar eerder tot de creativiteit van je eigen brein.