sensori 
di movimento
sensori volumetrici ad infrarosso
PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO


Il componente elettronico utilizzato dai sensori ad infrarosso si chiama piroelemento: "reagisce" alle repentine variazioni di temperatura. 
Il corpo umano emette una frequenza compresa nella gamma 7000 - 14000 nanometri. 
Il piroelemento, in grado di misurare le variazioni di temperatura, esso è collocato dietro una particolare lente: la lente di Fresnell; essa suddivide il piroelemento in 24, 36 o più punti di rilevazione, la variazione di 2 o più punti di rilevazione determinano una condizione d’allarme. Anche se il piroelemento non emette alcun fascio infrarosso, si potrebbe raffigurare il suo lobo di protezione come una serie di muri tridimensionali. Il tentativo d'intrusione all'interno del lobo di copertura del sensore crea un improvviso aumento della temperatura, che genera una condizione un allarme. 

APPROFONDIMENTO

Per consentire la rilevazione il Piroelemento, generalmente di forma circolare presente nel circuito è suddiviso in due metà: la prima con valenza positiva, l'altra negativa. 
La lente di Fresnell provvede a dividere il piroelemento in zone sensibili positive e negative alternate fra loro. 
Il passaggio di una persona nel lobo di protezione modifica la temperatura presente su alcune zone attivando, ad esempio, prima il raggio positivo e successivamente quello negativo; l’insieme degli impulsi rilevati vengono inviati al microprocessore che dopo averli analizzati fornisce l'eventuale segnalazione d'allarme. 
Alcuni tipi di volumetrici ad infrarosso passivo digitali hanno la suddivisione dell'elemento piroelettrico quadrupla, garantendo una rilevazione molto accurata e precisa; essi discriminano se l'attivazione è avvenuta in modo orizzontale, verticale o diagonale: il lobo di protezione analizzato dal microprocessore può essere definito "tridimensionale".


La lente è disponibile in due versioni:
Composta di materiale plastico
Formata da una superficie trattata a specchio
La lente composta di materiale plastico è utilizzata in ambienti a medio/basso rischio d'intrusione. 
La lente con superficie trattata a specchio crea un lobo di copertura estremamente preciso nella rilevazione, grazie alla accuratezza nella realizzazione delle sfaccettature e all'inclinazione dell'angolo. 
La lente composta di materiale plastico crea un lobo di copertura conico, mentre quella a specchio, crea un'area di rilevazione raffigurabile come un muro (dai contorni perfettamente definiti). 
I sensori ad infrarosso sono rilevatori che in una condizione di riposo forniscono un contatto normalmente chiuso 

Limiti del rilevatore infrarosso 

Il sensore ad infrarosso passivo rileva L'infrarosso è più sensibile durante l'attraversamento dei raggi, meno se ci si avvicina frontalmente al sensore. La rilevazione diminuisce o si neutralizza con:
Vetro
Luci fluorescenti
Schiume
Spray
Lacche
Fogli di carta opachi o trasparenti
Legno

Caratteristiche comuni tra sensori infrarosso 

Tipi di sensori 

In commercio sono disponibili numerose versioni di sensori ad infrarosso che impiegano tale tecnologia di rilevazione per svolgere differenti funzioni. Vi sono infrarossi di tipo:
Passivo - Rileva le variazioni di temperatura.
Attivo - Composto da trasmettitore e ricevitore crea una protezione raffigurabile come un "filo".
Analogico - Con questo termine si indica il modo in cui il sensore interpreta (rileva) la condizione d'allarme.
Digitale - Con questo termine si indica la modalità di rilevazione del sensore che si avvale di un microprocessore per analizzare il segnale proveniente dall'elemento pirometrico.

Limiti dei sensori ad infrarosso passivo 

La circuiteria del sensore infrarosso, può causare interferenze di rilevazione durante il funzionamento, dovute alla corrente d'alimentazione e alla produzione di calore del circuito stesso. I rilevatori con il piroelemento ben isolato e gli elementi disposti su un unico lato del circuito stampato, offrono maggiori prestazioni. 
Il sensore, quando rileva una differenza termica, apre un contatto del relè d'allarme: la centrale antifurto lo riconosce come un tentativo d'intrusione e genera l'allarme. Ci sono “modi” per forzare il contatto in modo normalmente chius, la forzatura del relè d'allarme non permette la comunicazione del tentativo d'intrusione verso la centrale d'allarme. Accertarsi che il sensore infrarosso abbia il relè d'allarme schermato contro i campi magnetici. 
I tappeti generano elettrostaticità causando interferenze di ricezione, ovviabile con l'acquisto di un sensore con l'involucro composto di plastica liscia e lucida, immune all’elettrostaticità. 
I rilevatori si puliscono con un panno asciutto, senza l'utilizzo di detergenti che formano pellicole e residui sulla lente di Fresnell che diminuirebbero l’efficacia di rilevazione. 
La portata di copertura è variabile da 8 a 30mt. in base alle caratteristiche del sensore e al tipo di lente fissata. 
In commercio vi sono rilevatori ad infrarosso da incasso, da incorporare accanto agli interruttori luce. 

Rilevatore digitale ad Infrarosso 

Gli infrarossi che includono nella circuiteria interna un microprocessore, si definiscono Digitali. Essi elaborano velocemente i segnali provenienti dal PIR attraverso il software, in grado di discriminare il tipo d'evento occorso, comparando i segnali rilevati con quelli a disposizione all'interno della "libreria" di cui è provvisto. Qualunque evento occorre all'interno dell'area di rilevazione del sensore è trasformata in un segnale che presenta una variazione di tensione, raffigurabile come un'onda. La libreria contiene le onde caratteristiche dei "disturbi" (falsi allarmi) e le mette a disposizione del microprocessore che istante per istante le compara con i segnali provenienti dal PIR. Ad esempio: l'ambiente in cui è presente il camino deve essere protetto da un sensore ad infrarosso passivo digitale in quanto il  camino, anche se spento, genera una fonte di calore variabile, cha ad impianto inserito è interpretata come un tentativo d'intrusione dai sensori infrarosso analogici. 

Rilevatori ad infrarosso passivo da soffitto 

Sono particolari rilevatori che s'installano sui soffitti o in ambienti che dispongono di controsoffittature con intercapedini. L'area di copertura è molto ampia, crea una protezione raffigurabile come un cono: maggiore è l'altezza d'installazione, più grande, sarà il diametro di copertura. 

Filtro contro le luci fluorescenti (Antiaccecamento) 

Un esempio di "accecamento" sono le luci fluorescenti o neon, indirizzate verso la lente di Fresnell, limitano o inibiscono la rilevazione del sensore infrarosso. 
Per aumentare il grado di sicurezza esistono particolari filtri antiaccecamento per luci fluorescenti e per le armoniche prodotte in frequenza 50Hz. Nelle specifiche tecniche dei volumetrici sono riportati i propri limiti. 

Antistrisciamento (look-down) 

I sensori che prevedono l'antistrisciamento hanno una piccola lente posta nella parte inferiore del loro involucro. Questo consente di creare una protezione anche nell'area sottostante al sensore: l'intruso che cammina rasente al muro è rilevato. Vi sono rilevatori ad infrarosso che incorporano lenti asferiche creando un lobo di protezione raffigurabile come una semisfera

Tecnologia RFI: interferenze ad alta frequenza 

I ripetitori per telefoni cellulari generano delle Radio Frequenze (900 - 1800 MHz), onde ad alta frequenza, che disturba il funzionamento del sensore ad infrarosso creando falsi allarmi; anche i ripetitori televisivi posti nelle vicinanze del sensore causano falsi allarmi. 
I segnali RFI presenti nell'ambiente da proteggere sono inviati al microprocessore che li analizza e modifica le soglie d'allarme, garantendo più stabilità contro disturbi radio. 



Standard europeo EN - 50130 - 4 

Per certificare lo standard europeo EN50130 – 4 si compiono delle prove di immunità alle radio frequenze. Il test europeo prevede l'aumento della frequenza in modo discontinuo, partendo da una bassa emissione di frequenze, fino a raggiungere il valore di 20.000MHz. Il test americano prevede l'aumento della frequenza in modo continuo, permettendo al sensore ad infrarosso di adattare la propria soglia d'allarme; in questo modo non si generano rumori e correnti parassite, presenti nella prova europea. 

Tecnologia IFT 

Gli elementi del circuito stampato nel sistema IFT, sono saldati su un'unica parte della basetta, mentre l'altra è schermata per garantire più stabilità contro i disturbi ambientali. 
Il circuito del sensore infrarosso, può causare interferenze dovute alla produzione di calore e alla corrente di alimentazione che scorre nella circuiteria. 

Funzione conta impulsi 

Per evitare falsi allarmi, alcuni volumetrici offrono la possibilità di "conteggiare" il numero dei punti di rilevazione che si devono interessare prima di generare la segnalazione d'allarme. Il numero di impulsi s'imposta attraverso dei ponticelli o per mezzo di microswitch, solitamente per qualsiasi tipo sensore infrarosso sono sufficienti due, quattro impulsi. 


Lente di Fresnell 

La lente di Fresnell è collocata sull'involucro del sensore davanti al piroelemento; in funzione del tipo di lente utilizzata, si definiscono i contorni dell'area di protezione. La lente più utilizzata ha un angolo di apertura compreso tra i 90° e 110°, con portata di rilevazione di 8 - 10 metri e la suddivisione dell'infrarosso prodotto in 34 raggi disposti su tre livelli:
Bassi
Intermedi
Alti
Se desiderate visualizzare i differenti tipi di lenti con le relative aree di copertura cliccate qui. 

Dove si possono utilizzare i volumetrici ad Infrarosso in ambienti domestici 
Nelle camere da letto, ripostigli e nelle stanze in cui non sono presenti forti campi magnetici utilizzare i rilevatori ad infrarosso passivo di tipo analogico.
In cucina in salotto a causa delle interferenze legate ad esempio al forno a Microonde utilizzare i sensori volumetrici ad infrarosso passivo di tipo Digitale.


Consigli per l'installazione 

Per garantire una rilevazione migliore è importante che non ci siano luci o energie orientate sul sensore ad infrarosso, altrimenti utilizzare una lente bianca (antiaccecamento).
In ambienti soggetti a forti disturbi radio utilizzare sensori con tecnologia IFT, che riconosce le interferenze ambientali e modifica le soglie d'allarme, garantendo più stabilità contro disturbi radio.
Installare il sensore ad un'altezza di 1,80 - 2,20 mt. dal pavimento.
Effettuare delle prove di rilevazione confrontando l'area che si desidera proteggere con il reale volume di copertura del sensore.
Evitare l'esposizione diretta ai raggi solari
Non installare nelle vicinanze o sopra sorgenti di calore (termosifoni, camino, split)
Non installare in zone soggette a forti correnti d’aria
Oggetti ingombranti posti davanti alla lente del sensore riducono il lobo di copertura.

I rilevatori con microprocessore hanno un polo della morsettiera dedicato alla memoria di attivazione: ad impianto d'allarme inserito, l'intrusione rilevata dal sensore, è visualizzata attraverso un led che rimane acceso per informare dell'avvenuta attivazione. Per resettare la memoria d’allarme occorre fornire un positivo (12V) al relativo morsetto del sensore, premendo il tasto corrispondente in centrale o in tastiera. 
Tutti i sensori hanno due poli per comunicare al sistema d'allarme il tentativo di manomissione (Tamper), un microswitch che cambia stato se si apre l'involucro del sensore comunicandolo all'impianto d'allarme (controllo sempre attivo).

PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO



Il componente elettronico utilizzato dai sensori ad infrarosso si chiama piroelemento: "reagisce" alle repentine variazioni di temperatura.

Il corpo umano emette una frequenza compresa nella gamma 7000 - 14000 nanometri.

Il piroelemento, in grado di misurare le variazioni di temperatura, esso è collocato dietro una particolare lente: la lente di Fresnell; essa suddivide il piroelemento in 24, 36 o più punti di rilevazione, la variazione di 2 o più punti di rilevazione determinano una condizione d’allarme. Anche se il piroelemento non emette alcun fascio infrarosso, si potrebbe raffigurare il suo lobo di protezione come una serie di muri tridimensionali. Il tentativo d'intrusione all'interno del lobo di copertura del sensore crea un improvviso aumento della temperatura, che genera una condizione un allarme.


APPROFONDIMENTO


Per consentire la rilevazione il Piroelemento, generalmente di forma circolare presente nel circuito è suddiviso in due metà: la prima con valenza positiva, l'altra negativa.

La lente di Fresnell provvede a dividere il piroelemento in zone sensibili positive e negative alternate fra loro.

Il passaggio di una persona nel lobo di protezione modifica la temperatura presente su alcune zone attivando, ad esempio, prima il raggio positivo e successivamente quello negativo; l’insieme degli impulsi rilevati vengono inviati al microprocessore che dopo averli analizzati fornisce l'eventuale segnalazione d'allarme.

Alcuni tipi di volumetrici ad infrarosso passivo digitali hanno la suddivisione dell'elemento piroelettrico quadrupla, garantendo una rilevazione molto accurata e precisa; essi discriminano se l'attivazione è avvenuta in modo orizzontale, verticale o diagonale: il lobo di protezione analizzato dal microprocessore può essere definito "tridimensionale".



La lente è disponibile in due versioni:

  1. 1.Composta di materiale plastico

  2. 2.Formata da una superficie trattata a specchio

La lente composta di materiale plastico è utilizzata in ambienti a medio/basso rischio d'intrusione.

La lente con superficie trattata a specchio crea un lobo di copertura estremamente preciso nella rilevazione, grazie alla accuratezza nella realizzazione delle sfaccettature e all'inclinazione dell'angolo.

La lente composta di materiale plastico crea un lobo di copertura conico, mentre quella a specchio, crea un'area di rilevazione raffigurabile come un muro (dai contorni perfettamente definiti).

I sensori ad infrarosso sono rilevatori che in una condizione di riposo forniscono un contatto normalmente chiuso


Limiti del rilevatore infrarosso


Il sensore ad infrarosso passivo rileva L'infrarosso è più sensibile durante l'attraversamento dei raggi, meno se ci si avvicina frontalmente al sensore. La rilevazione diminuisce o si neutralizza con:

  1. 1.Vetro

  2. 2.Luci fluorescenti

  3. 3.Schiume

  4. 4.Spray

  5. 5.Lacche

  6. 6.Fogli di carta opachi o trasparenti

  7. 7.Legno


Caratteristiche comuni tra sensori infrarosso


Tipi di sensori


In commercio sono disponibili numerose versioni di sensori ad infrarosso che impiegano tale tecnologia di rilevazione per svolgere differenti funzioni. Vi sono infrarossi di tipo:

  1. Passivo - Rileva le variazioni di temperatura.

  2. Attivo - Composto da trasmettitore e ricevitore crea una protezione raffigurabile come un "filo".

  3. Analogico - Con questo termine si indica il modo in cui il sensore interpreta (rileva) la condizione d'allarme.

  4. Digitale - Con questo termine si indica la modalità di rilevazione del sensore che si avvale di un microprocessore per analizzare il segnale proveniente dall'elemento pirometrico.


Limiti dei sensori ad infrarosso passivo


La circuiteria del sensore infrarosso, può causare interferenze di rilevazione durante il funzionamento, dovute alla corrente d'alimentazione e alla produzione di calore del circuito stesso. I rilevatori con il piroelemento ben isolato e gli elementi disposti su un unico lato del circuito stampato, offrono maggiori prestazioni.

Il sensore, quando rileva una differenza termica, apre un contatto del relè d'allarme: la centrale antifurto lo riconosce come un tentativo d'intrusione e genera l'allarme. Ci sono “modi” per forzare il contatto in modo normalmente chius, la forzatura del relè d'allarme non permette la comunicazione del tentativo d'intrusione verso la centrale d'allarme. Accertarsi che il sensore infrarosso abbia il relè d'allarme schermato contro i campi magnetici.

I tappeti generano elettrostaticità causando interferenze di ricezione, ovviabile con l'acquisto di un sensore con l'involucro composto di plastica liscia e lucida, immune all’elettrostaticità.

I rilevatori si puliscono con un panno asciutto, senza l'utilizzo di detergenti che formano pellicole e residui sulla lente di Fresnell che diminuirebbero l’efficacia di rilevazione.

La portata di copertura è variabile da 8 a 30mt. in base alle caratteristiche del sensore e al tipo di lente fissata.

In commercio vi sono rilevatori ad infrarosso da incasso, da incorporare accanto agli interruttori luce.


Rilevatore digitale ad Infrarosso


Gli infrarossi che includono nella circuiteria interna un microprocessore, si definiscono Digitali. Essi elaborano velocemente i segnali provenienti dal PIR attraverso il software, in grado di discriminare il tipo d'evento occorso, comparando i segnali rilevati con quelli a disposizione all'interno della "libreria" di cui è provvisto. Qualunque evento occorre all'interno dell'area di rilevazione del sensore è trasformata in un segnale che presenta una variazione di tensione, raffigurabile come un'onda. La libreria contiene le onde caratteristiche dei "disturbi" (falsi allarmi) e le mette a disposizione del microprocessore che istante per istante le compara con i segnali provenienti dal PIR. Ad esempio: l'ambiente in cui è presente il camino deve essere protetto da un sensore ad infrarosso passivo digitale in quanto il  camino, anche se spento, genera una fonte di calore variabile, cha ad impianto inserito è interpretata come un tentativo d'intrusione dai sensori infrarosso analogici.


Rilevatori ad infrarosso passivo da soffitto


Sono particolari rilevatori che s'installano sui soffitti o in ambienti che dispongono di controsoffittature con intercapedini. L'area di copertura è molto ampia, crea una protezione raffigurabile come un cono: maggiore è l'altezza d'installazione, più grande, sarà il diametro di copertura.


Filtro contro le luci fluorescenti (Antiaccecamento)


Un esempio di "accecamento" sono le luci fluorescenti o neon, indirizzate verso la lente di Fresnell, limitano o inibiscono la rilevazione del sensore infrarosso.

Per aumentare il grado di sicurezza esistono particolari filtri antiaccecamento per luci fluorescenti e per le armoniche prodotte in frequenza 50Hz. Nelle specifiche tecniche dei volumetrici sono riportati i propri limiti.


Antistrisciamento (look-down)


I sensori che prevedono l'antistrisciamento hanno una piccola lente posta nella parte inferiore del loro involucro. Questo consente di creare una protezione anche nell'area sottostante al sensore: l'intruso che cammina rasente al muro è rilevato. Vi sono rilevatori ad infrarosso che incorporano lenti asferiche creando un lobo di protezione raffigurabile come una semisfera


Tecnologia RFI: interferenze ad alta frequenza


I ripetitori per telefoni cellulari generano delle Radio Frequenze (900 - 1800 MHz), onde ad alta frequenza, che disturba il funzionamento del sensore ad infrarosso creando falsi allarmi; anche i ripetitori televisivi posti nelle vicinanze del sensore causano falsi allarmi.

I segnali RFI presenti nell'ambiente da proteggere sono inviati al microprocessore che li analizza e modifica le soglie d'allarme, garantendo più stabilità contro disturbi radio.




Standard europeo EN - 50130 - 4


Per certificare lo standard europeo EN50130 – 4 si compiono delle prove di immunità alle radio frequenze. Il test europeo prevede l'aumento della frequenza in modo discontinuo, partendo da una bassa emissione di frequenze, fino a raggiungere il valore di 20.000MHz. Il test americano prevede l'aumento della frequenza in modo continuo, permettendo al sensore ad infrarosso di adattare la propria soglia d'allarme; in questo modo non si generano rumori e correnti parassite, presenti nella prova europea.


Tecnologia IFT


Gli elementi del circuito stampato nel sistema IFT, sono saldati su un'unica parte della basetta, mentre l'altra è schermata per garantire più stabilità contro i disturbi ambientali.

Il circuito del sensore infrarosso, può causare interferenze dovute alla produzione di calore e alla corrente di alimentazione che scorre nella circuiteria.


Funzione conta impulsi


Per evitare falsi allarmi, alcuni volumetrici offrono la possibilità di "conteggiare" il numero dei punti di rilevazione che si devono interessare prima di generare la segnalazione d'allarme. Il numero di impulsi s'imposta attraverso dei ponticelli o per mezzo di microswitch, solitamente per qualsiasi tipo sensore infrarosso sono sufficienti due, quattro impulsi.



Lente di Fresnell


La lente di Fresnell è collocata sull'involucro del sensore davanti al piroelemento; in funzione del tipo di lente utilizzata, si definiscono i contorni dell'area di protezione. La lente più utilizzata ha un angolo di apertura compreso tra i 90° e 110°, con portata di rilevazione di 8 - 10 metri e la suddivisione dell'infrarosso prodotto in 34 raggi disposti su tre livelli:

  1. Bassi

  2. Intermedi

  3. Alti

Se desiderate visualizzare i differenti tipi di lenti con le relative aree di copertura cliccate qui.

Dove si possono utilizzare i volumetrici ad Infrarosso in ambienti domestici

  1. Nelle camere da letto, ripostigli e nelle stanze in cui non sono presenti forti campi magnetici utilizzare i rilevatori ad infrarosso passivo di tipo analogico.

  2. In cucina in salotto a causa delle interferenze legate ad esempio al forno a Microonde utilizzare i sensori volumetrici ad infrarosso passivo di tipo Digitale.



Consigli per l'installazione


  1. Per garantire una rilevazione migliore è importante che non ci siano luci o energie orientate sul sensore ad infrarosso, altrimenti utilizzare una lente bianca (antiaccecamento).

  2. In ambienti soggetti a forti disturbi radio utilizzare sensori con tecnologia IFT, che riconosce le interferenze ambientali e modifica le soglie d'allarme, garantendo più stabilità contro disturbi radio.

  3. Installare il sensore ad un'altezza di 1,80 - 2,20 mt. dal pavimento.

  4. Effettuare delle prove di rilevazione confrontando l'area che si desidera proteggere con il reale volume di copertura del sensore.

  5. Evitare l'esposizione diretta ai raggi solari

  6. Non installare nelle vicinanze o sopra sorgenti di calore (termosifoni, camino, split)

  7. Non installare in zone soggette a forti correnti d’aria

  8. Oggetti ingombranti posti davanti alla lente del sensore riducono il lobo di copertura.


I rilevatori con microprocessore hanno un polo della morsettiera dedicato alla memoria di attivazione: ad impianto d'allarme inserito, l'intrusione rilevata dal sensore, è visualizzata attraverso un led che rimane acceso per informare dell'avvenuta attivazione. Per resettare la memoria d’allarme occorre fornire un positivo (12V) al relativo morsetto del sensore, premendo il tasto corrispondente in centrale o in tastiera.

Tutti i sensori hanno due poli per comunicare al sistema d'allarme il tentativo di manomissione (Tamper), un microswitch che cambia stato se si apre l'involucro del sensore comunicandolo all'impianto d'allarme (controllo sempre attivo).