¿Qué es un ordenador integrado?

Un ordenador integrado está diseñado para realizar tareas específicas dentro de un dispositivo o sistema más grande. Normalmente autónomos, es decir, sin necesidad de componentes externos (o periféricos) como teclados y monitores, estos dispositivos utilizan hardware y software especiales para funcionar sin necesidad de intervención del usuario.

Diseñados específicamente para realizar una función concreta, estos equipos son muy eficaces, rentables y fiables. A pesar de su pequeño tamaño, los ordenadores integrados ofrecen potentes capacidades informáticas con procesadores dedicados, memoria, puertos de E/S, interfaces de comunicación y mucho más.

Los PC integrados no deben confundirse con un sistema integrado, que hace referencia a una solución o paquete completo, que incluye el hardware, el sistema operativo, el software de aplicación e incluso componentes adicionales como sensores.

A continuación hemos preparado una lista de preguntas frecuentes sobre ordenadores integrados.

¿Qué hacen los ordenadores empotrados? Los ordenadores empotrados se utilizan en muchas aplicaciones. El número de aplicaciones también está creciendo rápidamente, gracias a su capacidad para realizar tareas especializadas con un consumo de energía y un coste mínimos. Un PC integrado puede utilizarse para controlar maquinaria, comunicarse con otros sistemas y adquirir datos. Se utilizan en aplicaciones de automatización industrial y otros campos especializados, y son la base de nuestra vida cotidiana.

La informática empotrada encuentra su hogar en el espacio doméstico en una variedad de elementos como sistemas de semáforos, soluciones de CCTV, señalización digital y quioscos. Los ordenadores permiten a estas soluciones ofrecer funciones clave como conectividad a Internet y programación automatizada. A medida que los ordenadores integrados evolucionan y la tecnología sigue cambiando, estas máquinas son ahora esenciales para una gran variedad de industrias y aplicaciones, permitiéndoles funcionar de forma eficiente y fiable.

Automatización industrial

Los ordenadores integrados forman parte integral de la automatización industrial, ya que controlan los procesos de producción, supervisan los sistemas y gestionan la robótica. En sanidad, permiten una informática fiable, segura y de alto rendimiento para controlar las constantes vitales, ayudar en los tratamientos y facilitar los diagnósticos a distancia. Para garantizar la seguridad y fiabilidad, los fabricantes obtienen certificaciones como ISO 13485 e IEC 60601 para sistemas de grado médico. Empresas como Axiomtek, Arbor TechnologyaValue y Winmate ofrecen ordenadores integrados y PC de panel certificados.

Fuentes de energía renovables

En el sector de las energías renovables, los ordenadores integrados mejoran la eficiencia controlando y supervisando los procesos. Supervisan los paneles solares y las turbinas eólicas, automatizan tareas como el ajuste de los ángulos de los paneles o las palas de las turbinas, y optimizan la producción de energía. Todo ello se traduce en una reducción de costes y una mejora del rendimiento. Fabricantes como Neousys, ASRockAAEONy Cincoze ofrecen sistemas diseñados para aplicaciones energéticas, incluidos ordenadores de carril DIN y Panel PC industriales.

Ordenadores militares integrados

Los ordenadores integrados también son vitales en las aplicaciones militares, desde los sistemas de control de armamento hasta las redes de comunicación, ya que garantizan la precisión y la seguridad de los datos. Estos sistemas deben cumplir certificaciones, como MIL-STD-810G, que abordan factores medioambientales como temperaturas extremas, humedad, golpes, vibraciones y compatibilidad electromagnética. Fabricantes como Winmate, Arbor Technology, Cincoze y Neousys ofrecen soluciones informáticas militares complejas para su uso en numerosas aplicaciones militares.

Ordenadores integrados con certificación ferroviaria

Los ordenadores integrados han revolucionado las aplicaciones ferroviarias y de automoción en los últimos años, mejorando la seguridad, la eficiencia y la rentabilidad. Proporcionan análisis para la identificación de problemas, optimizan el rendimiento y permiten la comunicación entre sensores y controladores. Para funcionar eficazmente en redes ferroviarias, estos ordenadores requieren certificaciones como EN50155, que garantiza la idoneidad para entornos difíciles, y EN 45545, que especifica los requisitos de protección contra incendios.

Sistemas de IA

La Inteligencia Artificial está revolucionando la interacción de las máquinas con el entorno, mejorando la eficiencia. Los ordenadores de IA integrados combinan potentes procesadores con algoritmos de aprendizaje automático en dispositivos compactos capaces de procesar datos con rapidez. NVIDIA Jetson es un ejemplo de ello, ya que permite a los desarrolladores crear, entrenar e implantar modelos de aprendizaje automático en dispositivos de última generación de forma eficiente. Su avanzada arquitectura de procesadores y su completa pila de software están transformando las industrias al automatizar procesos que antes eran manuales o inviables.

Los ordenadores integrados son altamente personalizables, pero fundamentalmente pueden clasificarse en cuatro tipos de funciones principales:

Propósito general

Estos ordenadores se utilizan para proporcionar potencia informática básica a los dispositivos. Suelen ser menos potentes que un sistema autónomo, 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.

Autónomos

Estos ordenadores integrados se utilizan para ayudar al funcionamiento de robots industriales, dispositivos médicos y equipos militares. Están diseñados para funcionar independientemente de sistemas o redes externas y disponen de recursos de hardware y software específicos.

En tiempo real

Diseñados para aplicaciones que deben responder a un estímulo en un plazo determinado, el objetivo principal de estos sistemas es analizar señales o entradas y reaccionar en tiempo real a los cambios en el entorno o los dispositivos. Ejemplos comunes son los sistemas de vuelo de aeronaves, las redes de telecomunicaciones y los sistemas robóticos.

En red

Una red de estos ordenadores está diseñada específicamente para comunicarse entre sí, enviando y recibiendo información a través de una red dedicada. Están diseñados para conectar múltiples dispositivos integrados, permitiéndoles trabajar como una unidad. Algunos ejemplos comunes son los sistemas de automatización de edificios y los sistemas de seguridad.

Las principales diferencias entre un PC integrado y un PC de sobremesa normal radican en su uso y diseño. Los PC integrados se construyen para tareas específicas en entornos a menudo industriales, con chasis robustos, factores de forma compactos y componentes optimizados para un bajo consumo de energía. A menudo funcionan en entornos con temperaturas extremas, vibraciones o polvo, y pueden incluir CPU o GPU especializadas para satisfacer las estrictas exigencias de su tarea.

Los ordenadores de sobremesa normales están diseñados para uso doméstico o de oficina y carecen de la durabilidad y las características especializadas que requieren los entornos en los que se encuentran los dispositivos integrados.

Estos ordenadores ofrecen un alto grado de personalización, lo que garantiza que cumplen los requisitos exclusivos de diversas aplicaciones. Las opciones de personalización abarcan CPU o GPU específicas, configuraciones de memoria e incluso capacidades de almacenamiento. Esto permite optimizar el rendimiento, la eficiencia energética y el tamaño. En los ordenadores industriales, esta personalización garantiza que el dispositivo pueda soportar condiciones duras, integrarse en los sistemas existentes y cumplir las normas del sector.

Normalmente, estos ordenadores ejecutan sistemas operativos adaptados a sus funciones específicas. Las opciones más habituales son Embedded Linux, Windows IoT y sistemas operativos en tiempo real como FreeRTOS o VxWorks. Optimizados para consumir un mínimo de energía y ofrecer rendimiento en tiempo real, estos dispositivos son adecuados para una amplia gama de entornos industriales e implantaciones de IoT. La elección del sistema operativo depende de los requisitos de la aplicación, las capacidades del hardware y la necesidad de capacidad de respuesta o asistencia continua.

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. Al utilizar placas base de factor de forma pequeño, como las Mini-ITX, estos sistemas pueden instalarse en lugares donde no cabría un PC de sobremesa o torre. Cuando se diseñan 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

La refrigeración por ventilador de los ordenadores de consumo puede provocar fallos debidos a la acumulación de polvo, mientras que los ordenadores integrados sin ventilador emplean métodos de refrigeración pasiva como almohadillas térmicas, disipadores de calor y componentes generadores de calor estratégicamente colocados para disipar el calor de forma eficiente. Este diseño no sólo reduce el ruido y libera espacio interno, sino que también permite sellar los sistemas contra elementos ambientales, alcanzando clasificaciones como IP65 para aplicaciones industriales.

Fiabilidad

Los ordenadores integrados están diseñados para funcionar de forma ininterrumpida en entornos exigentes, por lo que ofrecen una fiabilidad y durabilidad superiores a las de los PC de consumo. Están construidos con componentes de amplia temperatura capaces de funcionar más allá del rango estándar de 0 °C a 60 °C y pueden mejorarse con revestimientos conformados para protegerlos contra la humedad, el polvo, la corrosión y la conducción eléctrica o térmica.

Ciclo de vida ampliado

Los ordenadores integrados ofrecen un ciclo de vida prolongado, que suele durar de 2 a 12 años, lo que minimiza las interrupciones causadas por los frecuentes cambios de hardware habituales en los sistemas de consumo, que a menudo se sustituyen en un plazo de 6 a 12 meses. Esta estabilidad permite a los usuarios industriales fijar una única imagen del sistema operativo en todas las implantaciones, evitando el costoso y complejo proceso de gestionar varias versiones de software.

Rentabilidad

Los ordenadores integrados ofrecen una solución rentable para las empresas que buscan capacidades informáticas fiables y eficientes. Diseñados para tareas específicas, requieren menos componentes que los ordenadores de uso general, lo que se traduce en menores costes de producción y mantenimiento.

Seguridad

Los ordenadores integrados también ofrecen mucha más seguridad 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 admitir diversos sistemas operativos sin tener que sustituir ningún hardware.

La instalación de PC integrados varía en función de su factor de forma y de los requisitos de la aplicación. Las variantes de PC industriales integrados suelen montarse en carril DIN, ya que permite integrarlos fácilmente en paneles de control, pero también hay opciones para fijarlos a monitores o paredes para su uso en quioscos o señalización digital.

Hay varias consideraciones a tener en cuenta a la hora de seleccionar el ordenador adecuado para su aplicación. Es fundamental conocer las dimensiones del dispositivo, las limitaciones físicas de su entorno, los niveles de vibración, etc., para garantizar que el ordenador pueda instalarse de forma segura y eficaz.

Tenga en cuenta también los requisitos clave de rendimiento, como la velocidad del procesador, el tamaño de la memoria y la capacidad de almacenamiento. Asegúrese de que el procesador que elija pueda soportar la carga de trabajo prevista y de que se puedan satisfacer los requisitos de alimentación del ordenador, así como de que los cables y adaptadores necesarios puedan asegurarse antes de la instalación.

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 crear 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. También realizamos pruebas de remojo de todos los sistemas informáticos 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 entrega al día siguiente.

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