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Sensori di movimento PIR e microonde come funzionano

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Gli essere umani senza la presenza della luce, naturale o artificiale, non sarebbero in grado di interpretare immagini e movimenti. Partendo da questo fatto molti ricercatori e studiosi hanno cominciato a chiedersi: “come far vedere a una persona immagini e movimenti senza la presenza della luce“. Sulla base di questo interrogativo sono iniziati numerosi studi che hanno dato vita a un dispositivo oggi molto noto: il sensore di movimento.

Questo apparecchio elettronico è molto utilizzato nei sistemi di allarme senza fili, ma non solo. Si usa anche, ad esempio, negli ascensori, per aprire o chiudere porte, nelle porte ad apertura automatica, negli ambienti per accendere o spegnere le luci. Ci sono anche alcuni sensori che funzionano insieme alle telecamere CCTV, che catturano le immagini solo quando rilevano dei movimenti nell’ambiente monitorato.

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Funziona fondamentalmente come i nostri occhi. Tuttavia, rileva corpi e movimenti sia in presenza di luce che in assenza di essa.

Attualmente sono disponibili sul mercato due tipologie di sensori: PIR e microonde. Da questi hanno avuto origine altri sottotipi, come il Sensore Fotoelettrico, quello tomografico, a microonde.

Differenti tipi di sensori di movimento

Due sono le tecnologie maggiormente utilizzate nei sensori di rilevamento:

  • Pir infrarossi
  • A microonde

Sensori PIR

I sensori di movimento PIR utilizzano la luce a infrarossi per rilevare il movimento di persone o oggetti. Rilevano a distanza il calore dei corpi, come umani o animali, che sono più caldi dell’ambiente circostante.

Un sensore PIR è costituito da un componente piroelettrico (combinazione di metallo e cristallo) e altri componenti elettrici essenziali come circuiti, resistori, condensatori. Il sensore è racchiuso in una protezione in plastica ed è prevista una finestra in pvc che permette il passaggio delle radiazioni infrarosse. I sensori di movimento PIR sono per lo più di forma rettangolare indipendentemente dal dispositivo in cui sono installati.

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I sensori PIR sono utili per rilevare “grandi” movimenti di calore come una persona o un veicolo che si muove attraverso il loro campo visivo. È meno probabile che raccolgano cambiamenti di calore causati da piccoli movimenti come alberi in movimento o vento, distinguendo anche il passaggio di un animale da un essere umano.

Non possono essere usati in ambienti dove c’è una forte variazione di calore, ad esempio un camino o stufa accesa.

Sensori Microonde

Questi sensori emettono microonde a intervalli regolari e quando si verifica un movimento nel campo visivo da loro controllato, le distorsioni nelle microonde che ritornano al sensore provocano l’attivazione del sensore (effetto doppler).

Ciò significa che i sensori a microonde sono molto più efficienti a rilevare movimenti molto piccoli, il che li rende ideali per l’uso in interni come “sensori di presenza”, quando è necessario rilevare movimenti minimi da parte di essere umano.

I sensori a microonde sono la scelta più opportuna nei seguenti scenari;

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  • Installato in uffici e sale riunioni dove le persone restano relativamente ferme per lunghi periodi di tempo
  • Installato in aree che potrebbero essere interessate dalla luce solare diretta o da prese d’aria calda (dove i sensori PIR non sono efficaci)
  • Installato in ampi spazi interni aperti che necessitano di una copertura a 360 gradi

Questo tipo di sensore può rilevare il movimento attraverso materiali non metallici, come legno, vetro e persino cemento. Poiché può “vedere” attraverso oggetti solidi, i sensori a microonde possono essere integrati negli apparecchi di illuminazione per rilevare quando qualcuno entra in un ambiente.

Barriere perimetrali PIR

Quando si deve controllare un muro perimetrale, una cancellata o comunque un perimetro lungo anche decine di metri si possono usare le barriere perimetrali a raggi infrarossi.

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Questi dispositivi utilizzano un sensore emittente e uno ricevente posti uno di fronte l’altro.  Mentre un sensore emette un raggio di luce infrarossa, l’altro lo riceve. Entrambi effettuano confronti costanti tra il tempo di emissione e di ricezione del raggio infrarossi. Sono collegati ad un antifurto perimetrale tramite cavi o in modalità wireless.

Se c’è qualche differenza in questo tempo rispetto allo schema stabilito nella scansione iniziale, i dispositivi attivano l’allarme perché una persona, un animale o qualche oggetto ha tagliato il raggio.

Il sensore attivo è generalmente utilizzato in:

  • Muri di residenze e attività commerciali
    • Porte e finestre
    • Cancelli di residenze, magazzini e esercizi commerciali
    • Aree perimetrali di accesso come cancellate
    • Terreni sprovvisti di muro in muratura o con recinzioni che possono essere facilmente valicate.

La maggior parte delle barriere perimetrali moderne sono programmate per non far scattare l’allarme quando rilevano il passaggio di animali o oggetti che volano. Questo perché la maggior parte di esse sono installati in aree aperte, dove il contatto con foglie, immondizia e animali è spesso inevitabile.

Esistono dispositivi che emettono raggi di pochi metri, ideali per porte e finestre. Altri emettono raggi di decine di metri, adatte a grandi spazi aperti, come capannoni e terreni. A seconda delle dimensioni dell’area da monitorare, potrebbe essere necessario installare un solo sensore attivo, oppure un set di decine di sensori.

Per quanto riguarda il funzionamento del sensore in condizioni avverse, anche questo dipende da ciascun dispositivo. Alcuni sono in grado di funzionare normalmente in un’ampia gamma di umidità, temperatura e precipitazioni. Altri hanno la loro capacità di rilevamento influenzata se esposti a temperature elevate. Pertanto, è importante analizzare le condizioni del sito per scegliere il sensore attivo più adatto ad esso.

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