Ordenadores integrados

Los ordenadores integrados han transformado nuestra forma de vivir y trabajar. Pequeños pero potentes, estos sistemas suelen estar diseñados para realizar una serie de funciones predeterminadas cuando se integran en un sistema o máquina más grande. Las funciones pueden incluir el control de procesos, la gestión de datos o la comunicación.

A diferencia de los ordenadores personales, los ordenadores integrados se diseñan específicamente para realizar una única función, concepto que los hace muy eficientes, rentables y fiables. Siga leyendo para saber más sobre cómo funcionan los sistemas informáticos integrados y cómo elegir el tipo adecuado para su aplicación.

Es posible que esté investigando qué es un ordenador integrado porque ha tenido problemas con los PC en torre de consumo o las unidades de factor de forma pequeño y le han recomendado que sustituya su infraestructura por soluciones integradas más adecuadas. Los ordenadores integrados suelen recibir muchos nombres, como PC en caja sin ventilador, ordenadores monoplaca, controladores de vehículos, PC industriales, etcétera.

En términos sencillos, un ordenador integrado es un sistema informático diseñado para realizar tareas específicas dentro de un dispositivo o sistema más grande. Suelen ser autónomos, lo que significa que no necesitan componentes externos como teclados y monitores. En su lugar, estos dispositivos utilizan hardware y software especiales para funcionar sin necesidad de intervención del usuario. A pesar de su pequeño tamaño y su bajo consumo, los ordenadores integrados ofrecen potentes capacidades informáticas con procesadores dedicados, memoria, puertos de E/S, interfaces de comunicación y mucho más.

Las aplicaciones de los ordenadores empotrados crecen rápidamente gracias a su capacidad para realizar tareas especializadas con un consumo y un coste mínimos. Proporcionan una amplia gama de servicios vitales, desde el control de maquinaria y la adquisición de datos hasta la comunicación con otros sistemas. Desde productos de consumo cotidiano hasta aplicaciones de automatización industrial y otros campos especializados, los ordenadores empotrados trabajan duro para impulsar silenciosamente nuestra vida cotidiana.

En el ámbito doméstico, los sistemas informáticos integrados pueden encontrarse en una gran variedad de artículos de uso cotidiano, como sistemas de semáforos, soluciones de circuito cerrado de televisión, controladores de señalización digital, sistemas epos y quioscos. Estos ordenadores integrados permiten que estas soluciones ofrezcan funciones avanzadas, como conectividad a Internet y programación automatizada.

Automatización industrial

En el sector industrial, los ordenadores integrados se utilizan de muy diversas formas. En el campo de la automatización de fábricas, los ordenadores integrados se utilizan para controlar procesos de producción, sistemas de supervisión y robótica. Estos sistemas también son cada vez más importantes en el sector sanitario, ya que proporcionan capacidades informáticas fiables, seguras y de alto rendimiento necesarias para diversas aplicaciones, como la monitorización de constantes vitales, la asistencia en tratamientos médicos, el diagnóstico a distancia y otros equipos médicos que requieren un procesamiento de datos preciso. Para garantizar la seguridad y fiabilidad de estos ordenadores embebidos, los fabricantes deben obtener certificaciones como ISO 13485 o IEC 60601 para garantizar que sus sistemas informáticos de grado médico cumplen todos los requisitos de calidad establecidos por los organismos reguladores. Fabricantes como Axiomtek, Arbor Technology, AValue, Winmate y muchos más ofrecen una gama de ordenadores integrados certificados y ordenadores de panel certificados.

Fuentes de energía renovables

Los ordenadores integrados están desempeñando un papel clave en los avances del sector de las energías renovables, ya que pueden controlar y supervisar una serie de procesos para maximizar la eficiencia. Por ejemplo, mediante el uso de ordenadores integrados es posible supervisar paneles solares y turbinas eólicas, garantizando su funcionamiento correcto y eficiente. También pueden utilizarse para automatizar diversas tareas, como ajustar el ángulo del panel solar o las aspas de la turbina para obtener la máxima potencia. Como resultado, los ordenadores integrados tienen el potencial de reducir los costes asociados a la producción de energía al tiempo que aumentan la fiabilidad y el rendimiento. Fabricantes como Neousys, ASRockAAEON, Cincoze ofrecen una gama de sistemas que pueden diseñarse para su uso en el sector energético, como los ordenadores de carril DIN y los Panel PC industriales.

Ordenadores militares integrados

Los ordenadores integrados son una parte integral de muchos sistemas y aplicaciones militares, desde sistemas de control de armamento hasta redes de comunicaciones, y pueden proporcionar a los soldados una forma eficaz de interactuar con su entorno, al tiempo que garantizan la precisión y la seguridad de los datos. Para que los militares puedan utilizar estos ordenadores integrados, deben cumplir los requisitos de certificación necesarios en un entorno militar seguro. El requisito más común es el MIL-STD-810G, que abarca consideraciones de ingeniería medioambiental como temperaturas extremas, niveles de humedad, resistencia a los golpes, tolerancia a las vibraciones y compatibilidad electromagnética (EMC). Otras certificaciones pueden incluir también la protección contra manipulaciones o intentos de pirateo malintencionados. Al cumplir estos estrictos requisitos, los ordenadores integrados pueden prestar valiosos servicios a las fuerzas armadas sin comprometer la seguridad ni la fiabilidad. Con fabricantes como Winmate, Arbor Technology, Cincoze y Neousys, los ingenieros de ordenadores embebidos pueden ofrecer soluciones informáticas militares complejas para su uso en numerosas aplicaciones militares.

Ordenadores integrados con certificación ferroviaria

Los ordenadores embebidos han revolucionado las aplicaciones ferroviarias en los últimos años, proporcionando una serie de ventajas que pueden hacer que los viajes en tren sean más seguros, eficientes y rentables. Proporcionan sofisticados análisis que ayudan a los operadores a identificar problemas y optimizar el rendimiento, además de permitir una mejor comunicación entre componentes como sensores y controladores para mejorar la fiabilidad. Además, estos potentes dispositivos pueden reducir los costes de mantenimiento al tiempo que contribuyen a aumentar los márgenes de seguridad tanto para los pasajeros como para el personal. Sin embargo, para que funcionen eficazmente en las redes ferroviarias, los ordenadores integrados necesitan ciertas certificaciones que garanticen su idoneidad para el uso. Una de estas certificaciones es la EN50155, que establece la norma para los sistemas informáticos integrados utilizados en material rodante y otras aplicaciones ferroviarias. Este completo conjunto de requisitos ayuda a garantizar que los ordenadores sean adecuados para su uso en entornos potencialmente duros, como temperaturas extremas y niveles de vibración. Además, abarca diversos parámetros de rendimiento, como la gestión de la energía y la tolerancia a fallos, para ofrecer la máxima fiabilidad y garantizar al mismo tiempo la compatibilidad con otros componentes de la red. Al cumplir esta rigurosa norma, los fabricantes pueden estar seguros de que sus productos cumplen las normas más estrictas de seguridad y calidad cuando se utilizan en aplicaciones ferroviarias.

Otra certificación es la EN 45545, una norma europea que especifica los requisitos de protección contra incendios en vehículos ferroviarios. Se desarrolló para garantizar que todos los vehículos ferroviarios cumplan las mismas normas de seguridad y proporcionen un entorno seguro a los pasajeros, miembros de la tripulación y demás personal en caso de emergencia. La norma abarca aspectos como los materiales interiores, las estructuras, los equipos eléctricos, las cabinas, las ventanas y las superficies exteriores. También incluye pruebas específicas para evaluar la resistencia de estos componentes a las llamas o el calor. La norma EN 45545 garantiza que todos los trenes estén diseñados con suficientes medidas de protección contra incendios para que puedan ser evacuados rápidamente en caso necesario. Al aplicarse esta norma europea común en toda Europa, se garantiza que no haya riesgo de protección inadecuada debido a diferencias entre las normativas de los distintos países o a la aplicación de sus propias normas por parte de los fabricantes.

Sistemas de IA

La IA (Inteligencia Artificial) está transformando la forma en que las máquinas interactúan con su entorno y haciendo nuestras vidas más fáciles y eficientes que nunca. Los ordenadores de IA integrados son una de las herramientas más importantes en esta transformación, ya que permiten combinar potentes procesadores y algoritmos de aprendizaje automático en un pequeño dispositivo capaz de procesar grandes cantidades de datos con rapidez y precisión. NVIDIA Jetson es un ejemplo de ello, ya que permite a los desarrolladores crear, entrenar e implantar modelos de aprendizaje automático en dispositivos periféricos con una eficiencia sin precedentes. Gracias a su avanzada arquitectura de procesadores y su pila de software con frameworks, no es de extrañar que NVIDIA Jetson esté transformando muchos sectores al automatizar procesos que antes se realizaban manualmente o no se realizaban en absoluto.

A medida que la tecnología sigue evolucionando, los ordenadores integrados son ahora esenciales para una gran variedad de industrias y aplicaciones, lo que les permite funcionar de forma eficiente y fiable.

Aunque los ordenadores empotrados son muy personalizables, fundamentalmente se pueden clasificar en cuatro tipos principales basados en su función:

1. Ordenadores integrados de uso general

Los ordenadores embebidos de uso general se utilizan para proporcionar potencia informática básica a los dispositivos. Estos ordenadores suelen ser menos potentes que los sistemas autónomos, pero proporcionan la CPU, la memoria y otros componentes necesarios para impulsar la funcionalidad del dispositivo. Algunos ejemplos comunes son los televisores inteligentes y los sistemas de domótica.

2. Ordenadores integrados autónomos

Los ordenadores integrados autónomos están diseñados para funcionar independientemente de sistemas o redes externos y disponen de recursos de hardware y software específicos. Algunos ejemplos habituales son los robots industriales, los dispositivos médicos y los equipos militares.

3. Ordenadores integrados en tiempo real

Los ordenadores embebidos en tiempo real están diseñados para aplicaciones que necesitan responder a un estímulo en un plazo de tiempo determinado. El objetivo principal de estos sistemas es analizar señales o entradas y reaccionar en tiempo real a los cambios en el entorno o el dispositivo. Algunos ejemplos comunes son los sistemas de vuelo de aeronaves, las redes de telecomunicaciones y los sistemas robóticos.

4. Ordenadores integrados en red

Los ordenadores integrados en red están diseñados específicamente para comunicarse entre sí, enviando y recibiendo información a través de una red específica. Estos tipos de ordenadores se utilizan para conectar varios dispositivos integrados, lo que les permite trabajar juntos como una unidad. Algunos ejemplos comunes son los sistemas de automatización de edificios y los sistemas de seguridad.

Los sistemas informáticos integrados ofrecen numerosas ventajas frente a los ordenadores de consumo tradicionales. A continuación se enumeran las principales ventajas de utilizar un ordenador integrado, sea cual sea la aplicación:

Diseño de factor de forma pequeño

Una característica destacada de casi todos los ordenadores integrados es su tamaño y peso compactos. Utilizando placas base de factor de forma pequeño, como las Mini-ITX, un ordenador integrado puede instalarse en lugares en los que un PC de sobremesa o torre no cabría. Cuando se diseña con opciones de montaje flexibles, la integración es posible en prácticamente cualquier posición u orientación. Si el tamaño es una de sus limitaciones más importantes, considere los ordenadores Pico-ITX o de placa única.

Refrigeración sin ventilador

Un punto potencial de fallo cuando se utiliza tecnología basada en ventiladores para refrigerar los ordenadores es la acumulación de partículas como el polvo. Los ordenadores de consumo suelen tener aberturas en la carcasa y utilizan ventiladores para crear un flujo de aire. Este método hace circular aire frío sobre los componentes, lo que permite que el polvo entre en el sistema. La eliminación del ventilador para la refrigeración disminuye las tasas de fallos, elimina el ruido y proporciona más espacio para las piezas integrales.

Quizá se pregunte cómo se mantienen refrigerados los ordenadores integrados Aunque algunos ordenadores integrados siguen utilizando ventiladores, normalmente para los módulos de expansión o las tarjetas gráficas, la mayoría utiliza almohadillas térmicas en la CPU y tecnología de disipadores de calor externos para disipar el calor que desprenden los componentes principales, como el procesador. Todos los componentes que generan calor se distribuyen uniformemente en la placa de circuito impreso para evitar que se empapen de calor. Las carcasas de los ordenadores integrados también utilizan un diseño de disipador de calor externo en la parte superior o lateral para ayudar a disipar aún más el calor acumulado de los componentes. Estas técnicas de refrigeración pasiva permiten que muchos ordenadores industriales permanezcan sellados contra los elementos (y pueden tener una clasificación IP65) y, al mismo tiempo, disipen eficazmente el calor sin necesidad de ventiladores.

Bajo mantenimiento y fiabilidad

Normalmente, los ordenadores integrados deben funcionar 24 horas al día, 7 días a la semana, y también deben soportar factores presentes en aplicaciones exigentes. Por lo tanto, la fiabilidad y la robustez son fundamentales. Por ejemplo, si se instala un PC de consumo con piezas móviles en un entorno propenso a las vibraciones, es de esperar que fallen componentes como el disco duro. En cambio, los fabricantes de ordenadores integrados diseñan y fabrican el hardware para que cumpla unos criterios y certificaciones específicos, lo que los convierte en equipos de mantenimiento extremadamente bajo, más fiables y resistentes que los ordenadores de uso más general.

De hecho, a menudo se utilizan componentes de alta temperatura para hacer frente a rangos de temperatura de funcionamiento superiores a 0-60 ºC, y también pueden aplicarse revestimientos conformados a petición del cliente para proteger el sistema contra la humedad, el polvo, la corrosión y la conducción eléctrica o térmica

Disponibilidad a largo plazo

Otra de las principales ventajas de utilizar un ordenador integrado es el soporte del ciclo de vida de la tecnología. A menos que el fabricante lo indique específicamente, la mayoría de los ordenadores de consumo ofrecen un ciclo de vida de adquisición muy limitado. Suelen dejar de fabricarse en un plazo de seis a doce meses, lo que supone un gran problema para las aplicaciones industriales e integradas. Los efectos secundarios no deseados suelen aparecer cuando cambian los componentes del ordenador. El software que ha demostrado su eficacia en un sistema puede no funcionar correctamente en otro hardware o software operativo. Los clientes de ordenadores industriales y embebidos prefieren bloquear una imagen del sistema operativo para desplegarla en todos los sistemas sobre el terreno. Cuando cambian los componentes de hardware, la imagen del sistema operativo deja de ser compatible, lo que obliga a crear una nueva imagen de software cuando se producen cambios de hardware. Gestionar diferentes despliegues de software en múltiples plataformas de hardware complica la infraestructura de TI, añade costes, trabajo y nunca es deseable. Con los sistemas embebidos creados específicamente, este riesgo se reduce o desaparece.

Recapitulemos:

Los ordenadores de sobremesa de consumo general se sustituyen en: 6-12 meses
Los Mac Mini de Apple se sustituyen en: 24-36 meses (normalmente)
Los ordenadores integrados tienen un soporte a largo plazo que dura: 2-12 años (variable según el modelo y el fabricante)

Rentabilidad

Una gran ventaja de los ordenadores integrados es su rentabilidad. Los ordenadores embebidos son mucho más asequibles que los ordenadores tradicionales y, sin embargo, pueden ofrecer un nivel comparable de rendimiento y potencia de procesamiento. Esto significa que las empresas no tienen que invertir en costosas actualizaciones de hardware cuando quieren mejorar las capacidades de sus sistemas. Los sistemas integrados también permiten a los usuarios beneficiarse de la última tecnología sin tener que preocuparse por problemas de compatibilidad.

Seguridad

Los ordenadores integrados también ofrecen una seguridad mucho mayor que los ordenadores tradicionales, ya que están diseñados para ser extremadamente fiables y difíciles de piratear. Esto los hace ideales para proteger datos confidenciales, como registros de clientes o información financiera. Además, los sistemas pueden configurarse para que admitan distintos sistemas operativos sin tener que sustituir ningún hardware.

En general, los ordenadores integrados ofrecen numerosas ventajas tanto a empresas como a particulares. Su asequibilidad, versatilidad, funciones de seguridad y tamaño los convierten en una herramienta inestimable en cualquier sector.

Al seleccionar un ordenador integrado para su aplicación, es importante conocer las limitaciones físicas del entorno que lo rodea. Tenga en cuenta las dimensiones exactas necesarias para que quepa en el espacio asignado y asegúrese de que todos los puertos y fuentes de alimentación necesarios puedan conectarse de forma segura. Además, tenga en cuenta otras limitaciones físicas, como el rango de temperatura y los niveles de vibración, que habrá que abordar antes de la instalación.

También hay que tener en cuenta los requisitos clave de rendimiento, como la velocidad del procesador, el tamaño de la memoria y la capacidad de almacenamiento. Hay muchas variedades de procesadores, con diferentes velocidades de reloj y núcleos disponibles, por lo que es importante investigar cuál es el que mejor se adapta a su aplicación y asegurarse de que el procesador elegido puede soportar la carga de trabajo que se espera que procese.

Por último, tenga en cuenta los requisitos de potencia, ya que se trata de un elemento crucial en cualquier aplicación. Es importante saber qué tipo de conectores de alimentación se necesitan y asegurarse de que los cables o adaptadores necesarios pueden fijarse antes de la instalación.

Si tiene en cuenta estos factores, podrá asegurarse de que su ordenador integrado se adapta perfectamente a su aplicación y a su entorno.

Assured Systems ofrece una amplia gama de ordenadores integrados y puede preconfigurar los dispositivos según sus requisitos exactos. Si no encuentra una solución adecuada en el mercado, podemos fabricar carcasas y configuraciones personalizadas que se adapten a las limitaciones de su aplicación: diseñamos y fabricamos soluciones totalmente a medida desde cero en nuestro centro de diseño. Una vez que haya elegido una plataforma básica, se definirá una lista de materiales fija. Una lista de materiales fija significa que ninguno de los componentes cambiará si necesita un suministro continuado. Además, sometemos todos los sistemas informáticos a pruebas de remojo antes de enviarlos. Si es necesario, también podemos poner el sistema bajo carga y emular las rutinas de prueba que necesite. Una vez fabricados y probados, mantendremos un nivel de existencias acordado en nuestras estanterías para garantizar que sus sistemas estén listos para su envío al día siguiente.

Si desea más información sobre nuestros productos, solicitar asistencia o simplemente hablar de su aplicación con más detalle, póngase en contacto con nosotros hoy mismo.