Sensore di movimento: funzionamento

In quest’articolo vedremo il principio di funzionamento dei sensori di movimento utilizzati negli impianti d'allarme, dai più diffusi ai più promettenti per il futuro.

I sensori di movimento i più diffusi

Nei sistemi di allarme si è sempre cercato di creare rilevatori di persone in movimento sempre migliori, in modo da segnalare un intruso, senza attivarsi inutilmente provocando allarmi per eventuali insetti, fulmini o forti vibrazioni come quelli provocati dai tuoni. Uno tra i primi sensori di movimento è stato quello a ultrasuoni (Fig.1).
In questo tipo di rilevatore di movimento esiste un altoparlante in grado di generare pressioni sonore a frequenza ultrasonica (cioè maggiore di 20.000 Hz) e un microfono che riceve l'onda riflessa dalle pareti, dai mobili o da "elementi mobili" quali possono essere gli esseri umani che camminano.
Nel caso di superficie riflettente fissa, l'onda riflessa è della stessa frequenza di quella generata.
Se la superficie riflettente è mobile, la frequenza dell'onda riflessa, per effetto doppler, sarà più alta o più bassa a seconda che la superficie riflettente si avvicini o si allontani dalla sorgente sonora.
Un circuito elettronico confronta la differenza di frequenza tra l'onda emessa e l'onda ricevuta, dando un segnale di allarme se supera un limite prefissato. I sensori a microonde funzionano sullo stesso principio di quelli a ultrasuoni. Quello che cambia è la frequenza di funzionamento: circa 21 kHz nel caso degli ultrasuoni, qualche gigahertz per il microonde. In Fig.2 un esempio. Rivelatore di movimento a infrarosso (Fig.3).
In questo caso il sensore è un dispositivo sensibile alle variazioni di temperatura. Il corpo umano emette calore. Il calore è una radiazione che si trova nella regione dell'infrarosso. Un corpo umano che si muove, anche lentamente (ma non troppo) nel raggio di azione di un sensore all'infrarosso provoca queste variazioni di temperatura captate dal sensore.
Tramite un circuito elettronico, tale informazione è trasformata nell'attivazione dell'allarme.

I sensori di movimento del futuro

I notevoli progressi realizzati nell’elaborazione digitale dei segnali provenienti da telecamere hanno portato a impiegare questa tecnologia in sistemi antifurto come i sensori di movimento. I sistemi di elaborazione delle immagini possono essere impiegati in impianti di videosorveglianza per coadiuvare il controllo umano loro e/o essere attivati di notte, in assenza del personale. Grazie all'elaborazione digitale le prestazioni di questi sistemi possono essere sorprendentemente efficaci. Oltre a ricavare informazioni molto più precise sui soggetti che si muovono nel campo d'azione della telecamera, appositi algoritmi sono in grado di rilevare movimenti anomali e segnalare allarmi modulati in funzione del livello di pericolosità stimato. In Fig.4, esempi di schermate video con evidenziati i soggetti o le zone controllate.