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Sensore di movimento: come funziona

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Ti è stato consigliato più volte di installare dei sensori di movimento nella tua abitazione, per renderla più sicura. Incuriosito dall’argomento, visto che hai sentito parlare di questi dispositivi svariate volte, vorresti capire più da vicino come funzionano, dove e come, esattamente, andrebbero installati.

Le cose stanno così, dico bene? Allora, se per te va bene, posso aiutarti io a schiarirti le idee in merito. Nel corso di questo tutorial, infatti, risponderò a tutti gli interrogativi riguardanti come funziona un sensore di movimento nel modo più semplice possibile, spiegandoti anche come questi dispositivi possono essere utili in contesti diversi da quelli della sicurezza domestica.

Ti illustrerò le tipologie più diffuse di sensori di movimento e anche come funzionano le lampade e le telecamere che li integrano “di serie”. Non mancherò, infine, di fornirti qualche consiglio di acquisto su alcuni prodotti di questo tipo che potrebbero fare al caso tuo. Forza, allora! Non perdiamo altro tempo e addentriamoci sùbito nel vivo dell’argomento. A me non resta che augurarti una buona lettura!

Indice

Come funziona un sensore di movimento

Sensore movimento

Se sei d’accordo, inizierei parlandoti di come funziona un sensore di movimento. Ebbene, un sensore di movimento — detto anche rilevatore di movimento — è basato sulla tecnologia a radiazione infrarossa. Devi sapere che la radiazione infrarossa della luce attraversa costantemente tutti i corpi (oggetti animati e inanimati di qualsiasi tipo) e rilascia energia che si trasforma in calore. I sensori di movimento sono in grado di rilevare la radiazione infrarossa irradiata, di rimando, dai corpi che si trovano nel loro raggio d’azione.

Per questa ragione, i dispositivi di questo genere sono chiamati anche PIR sensor (dove PIR sta per Passive InfraRed, cioè “infrarossi passivi”). La tecnologia dei sensori di movimento a infrarossi è infatti passiva, dal momento che tali sensori sono studiati per “captare” passivamente la radiazione e l’energia (calore) irradiata dagli altri corpi. I sensori di questo tipo, dunque, riescono a rilevare le variazioni di temperatura nel raggio d’azione (quest’ultimo è pari, in genere, a circa 10 metri, con i modelli più “prestanti” che arrivano fino a circa 30 metri con vari raggi di angolazione, in genere 180° o 360°).

È logico, dunque, che i sensori di questo genere vadano collocati lontano da dispositivi in grado di modificare la temperatura o emettere calore (climatizzatori, forni, radiatori e simili). Inoltre, i sensori vanno anche collocati lontano da specchi o altre superfici riflettenti che potrebbero far “rimbalzare” la radiazione infrarossa causando rilevazioni falsate.

Alcuni sensori di movimento (in genere più costosi), oltre agli infrarossi, sfruttano anche le microonde e tramite queste ultime è possibile rilevare il movimento di un corpo. In questo caso il sensore emette una radiazione e rileva quella di ritorno: se quest’ultima ha la stessa frequenza il corpo rilevato è fermo; se, invece, la frequenza è differente, il corpo viene percepito come in movimento (effetto Doppler).

Altri sensori dotati di tecnologia a microonde sono in grado di saturare l’ambiente circostante con un certo quantitativo di energia e, non appena viene rilevata una variazione in questo stato “di equilibrio”, il sensore è costretto a immettere più energia nell’ambiente per ristabilire l’equilibrio e, all’aumentare del consumo del dispositivo, viene rilevata l’intrusione.

Infine, alcuni sensori (oltre che sfruttare la radiazione infrarossa e le microonde) dispongono anche di tecnologia DMT, ossia sono in grado di effettuare rilevazioni a corto raggio e ampio raggio. Alternando tra loro queste “scansioni” rendono le stesse decisamente accurate (in questo modo si evitano “falsi allarmi”). Quelle che ti ho elencato finora sono le tecnologie di rilevazione più diffuse, ma non mancano i modelli che integrano anche il rilevamento a ultrasuoni e quello delle vibrazioni.

I sensori di movimento sono in genere utilizzati nell’ambito della sicurezza (vengono posti in punti strategici, di passaggio obbligatorio, all’interno o all’esterno di edifici per monitorare gli ambienti) e dell’automazione (ad esempio, possono essere collegati a una presa elettrica per accendere in automatico i dispositivi collegati alla presa stessa).

Impianto antifurto

I sensori di movimento anti intrusione impiegati nell’ambito della sicurezza (negli impianti antifurto) sono in genere collegati a una centralina esterna che è in grado di registrare e analizzare i segnali inviati da essi tramite onde radio o tramite fili. In caso di rilevamento intrusione, la centralina provvede ad attivare il segnale acustico della sirena d’allarme (le centraline più moderne possono anche contattare telefonicamente o con SMS automatici tutti gli utenti registrati nella propria rubrica virtuale).

Alla stessa centralina possono essere collegati svariati sensori in contemporanea, a seconda dell’estensione dell’ambiente che si intende monitorare e i sensori sono, in genere, in grado di inviare un segnale alla centralina anche in caso di manomissione o applicazione di oggetti a fare da schermo (in alcuni casi questi sensori sono dotati di sirena e funzionano senza centralina). Nella categoria dei sensori di movimento degli impianti d’allarme rientrano i sensori perimetrali e quelli volumetrici.

I primi vengono applicati (solitamente con nastro biadesivo o con supporti di vario genere) nei varchi di un edificio, ossia i punti di accesso allo stesso (porte, finestre e così via). I sensori “a tenda”, in genere di dimensioni ridotte, vengono montati sul telaio di porte e finestre, sono generalmente alimentati a batteria (queste ultime vanno sostituite periodicamente, nel giro di qualche anno) e rilevano intrusioni dall’esterno (in questo caso, quindi, la finestra o la porta che “sorvegliano” può essere lasciata indifferentemente chiusa o aperta).

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Altri sensori (detti “a porta”), molto simili nell’aspetto a questi ultimi, vengono invece montati direttamente sulla parte interna di porte o finestre e non sui telai di queste ultime. In questo caso il sensore rileverà ogni movimento della superficie su cui è applicato (ad esempio, se una finestra viene forzata vibra e il sensore rileverà l’anomalia inviando il segnale alla centralina). In genere, per non rovinare l’estetica di porte e finestre, vengono preferiti i sensori a tenda che rimangono esterni all’edificio (inoltre, quest’ultimo tipo di sensori, a differenza di quelli “a porta”, non rende necessario tenere le finestre chiuse).

I sensori di movimento volumetrici sono solitamente più grandi di quelli di cui ti ho parlato finora, possono essere utilizzati all’interno degli ambienti (possono però anche essere usati su terrazzi e altri spazi esterni) e sono in grado di rilevare la presenza di corpi estranei nell’ambiente in cui sono posizionati (possono rilevare sia il calore sia lo spostamento d’aria). Alcuni di questi sensori sono in grado anche di distinguere tra persone, animali e oggetti (in caso di animali evitano falsi allarmi e vengono indicati con la dicitura Pet immune).

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Tutti i sensori di cui ti ho parlato poc’anzi possono essere disattivati all’occorrenza e il prezzo varia da circa 10 euro a varie decine di euro (in alcuni casi anche più di 100 euro a sensore) in base alla tecnologia utilizzata (infrarossi, microonde e DMT), raggio di azione, alimentazione e accuratezza della rilevazione (distinzione tra persone, animali e oggetti). Inoltre, è decisamente probabile trovare tutti questi sensori inclusi in un “pacchetto” di impianto antifurto con centralina inclusa (alcuni di essi “sfusi” sono compatibili solo con alcune centraline).

Il mio consiglio, in qualunque caso, per il montaggio di questi dispositivi, è di rivolgerti a un tecnico specializzato dato che la maggior parte dei difetti nel funzionamento degli stessi è dovuta a errori in fase di installazione. I sensori di movimento che non rientrano nella categoria di quelli dell’ambito della sicurezza sono usati soprattutto in ambiente domestico (e nei locali commerciali) per regolare l’illuminazione degli ambienti.

Collegando uno di questi sensori a una presa elettrica, ad esempio, il sensore può accendere automaticamente la lampada a cui è collegato quanto rileva la presenza di una persona nel suo raggio d’azione. In questo modo può essere risparmiata molta energia quando l’illuminazione non è necessaria. Alcuni di questi sensori sono anche in grado di rilevare il cambio tra giorno e notte e “agire” di conseguenza. Ti parlerò in modo più approfondito di questi sensori più avanti.

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Sensore di movimento crepuscolare: come funziona

Sensore di movimento crepuscolare

Alcune lampade sono dotate di sensore di movimento crepuscolare. I sensori appartenenti a questa categoria sono in grado di percepire il tipo e l’intensità della luce dell’ambiente in cui si trovano. Un sensore di questo genere può essere abbinato a un interruttore che si attiva e disattiva in base al segnale emesso dal sensore.

In linea di massima, quando la luce scende sotto a una determinata soglia di lux (l’unità di misura relativa all’illuminazione), il sensore emette un segnale che fa attivare l’interruttore a cui è collegato. Il sensore può essere dotato di varie componenti in grado di percepire la luce e generare un flusso di elettroni come risposta: fotoresistenze, fotodiodi e/o fototransistor (in base a queste componenti il sensore è più o meno reattivo, il fototransistor ha una sensibilità molto maggiore rispetto al fotodiodo ma rispetto a questo è più lento a emettere l’impulso).

Alla ricezione del segnale, l’interruttore mette in contatto (o meno) i contatti elettrici del circuito a cui è collegato e in questo modo la lampada a cui può essere collegato si accende e spegne. La stragrande maggioranza di questi sensori è impiegata in contesti “esterni”. Lampade, lampioni e altri sistemi di illuminazione posti al di fuori di abitazioni o sulle strade sono attualmente dotati di un sensore che rientra in questa tipologia e rende possibile un uso “intelligente” dell’energia evitando sprechi di sorta.

Inoltre, alcuni di questi sensori (quelli più recenti) sono anche in grado di distinguere la luce artificiale da quella naturale così da scongiurare l’ipotesi di malfunzionamenti.

Mediante apposito cablaggio i sensori di movimento crepuscolari vanno collegati al dispositivo di illuminazione e per quanto riguarda l’alimentazione può avvenire tramite collegamento all’impianto elettrico, a batterie o con pannello solare (la maggior parte dei sensori cablati include materiale illustrativo molto dettagliato su come effettuare il collegamento mediante cavi quindi non ti lasciare impensierire eccessivamente da questo aspetto).

Per molti di questi sensori c’è anche la possibilità di regolare manualmente il grado di sensibilità alla luce e il tempo di attività a partire dal rilevamento del cambio di illuminazione (impostando il massimo grado di sensibilità il sensore si attiva anche quando la luce è poco intensa, come durante le ultime ore del tramonto).

I prezzi variano in base alla sensibilità alla luce, alle altre eventuali tecnologie abbinate (anche in questo caso i sensori possono anche rilevare movimento tramite infrarossi, microonde e DMT), tempi di reazione e grado di protezione alle intemperie (normalmente sono resistenti all’acqua); si parte da una manciata di euro fino a qualche decina (tra i 20 e i 30 euro per i modelli più costosi).

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Lampada con sensore di movimento: come funziona

Lampada sensore di movimento

I sensori di movimento possono trovare impiego nei contesti più svariati, oltre a quello della sicurezza (che è forse l’ambito più comunemente associato a questo tipo di dispositivi). Ti basti sapere, ad esempio, che da diversi anni sono disponibili in commercio vari tipi di lampade e lampadine dotati di sensori movimento.

Ti stai chiedendo a cosa serve un sensore di movimento in una lampada? Semplice: a permettere alla stessa di accendersi e spegnersi. In sostanza, il sensore, sfruttando una delle tecnologie di cui ti ho parlato al primo capitolo del tutorial (rilevamento a infrarossi, microonde e/o DMT), rileva un movimento o la presenza di un corpo in un dato raggio d’azione e provvede ad accendere o spegnere l’interruttore della lampada.

Se, ad esempio, installi una lampada di questo tipo nei pressi di un lavandino, la stessa si accenderà ogni volta che ti avvicinerai a quest’ultimo per lavarti le mani e si spegnerà quando ti allontanerai. Veramente comodo, vero? Si tratta di una soluzione particolarmente funzionale per evitare sprechi d’energia e ottenere un certo “impatto visivo”.

Inoltre, a volte, i sensori di queste lampade sono impostati anche per rilevare il movimento di oggetti come, ad esempio una porta o una finestra, in modo da illuminare all’occorrenza un ambiente interno. Le lampade di questo genere trovano largo impiego soprattutto negli esercizi pubblici e commerciali ma stanno via via diffondendosi anche in ambiente domestico. Molte di queste lampade possono essere orientate in vari modi e impostare il tempo di attivazione a partire dalla rilevazione del movimento da parte del sensore.

L’alimentazione può avvenire mediante collegamento all’impianto elettrico, a batteria o tramite eventuali pannelli solari. Per quanto riguarda le tipologie e i modelli (lampade standard, da terra, fari a LED, faretti, lampioni e lampioncini) si diversificano fortemente a seconda dell’impiego e dell’ambito di destinazione e, in primis, se si tratta di lampade da esterno o da interno. Anche l’intensità della luce emessa è variabile e così come i colori (abbinando varie lampade di diversi colori tra loro si possono ottenere effetti piuttosto “ricercati”).

Per quanta riguarda i prezzi, in questo caso è difficile indicare una fascia dato che, proprio per la loro natura estremamente multiforme. In genere è necessaria qualche decina di euro a seconda dell’intensità e del tipo della luce emessa, del raggio d’azione, la reattività del sensore e il design della lampada stessa.

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Telecamera con sensore di movimento: come funziona

Telecamera sensore di movimento

Anche le telecamere possono essere dotate di sensori di movimento. Questo tipo di dispositivi è generalmente impiegato nell’ambito della sicurezza (per sorvegliare negozi, locali pubblici e abitazioni). Non mancano, tuttavia, altri ambiti di utilizzo, come ad esempio la sorveglianza di animali domestici o bambini molto piccoli.

Le telecamere di questo tipo, integrando gli stessi sensori di cui ti ho parlato all’inizio del tutorial, rilevano i movimenti nel loro raggio visivo e possono inviare un segnale alla centralina esterna (se collegate a un impianto antifurto) o al telefono della persona che le ha installate, tramite notifica (molte di esse, infatti, sono associabili ad applicazioni per dispositivi Android e iOS/iPadOS) email o SMS (alcune di esse sono munite di alloggiamento per tessera SIM).

I sensori di alcune di queste telecamere sono in grado di distinguere anche tra il tipo di corpi in movimento e quelle che non segnalano il passaggio di animali sono dette Pet immune. Alla ricezione della notifica, le applicazioni associate a queste telecamere permettono di mostrare in una manciata di tap il flusso video proveniente dalla telecamera sul dispositivo su cui è installata l’app stessa in modo da verificare sùbito eventuali falsi allarmi.

Va da sé, dunque, che questo tipo di queste telecamere siano dotate di chip per la connessione Wi-Fi o entrata per collegamento Internet cablato. Solitamente il sensore può essere disattivato (tramite tasto fisico o tramite app) e alcune di queste telecamere sono munite anche di un altoparlante grazie al quale può essere trasmessa la propria voce tramite app (ad esempio, se si sta sorvegliando un bambino, si può comunicare con esso in questo modo).

Inserendo un supporto di memoria (come ad esempio una scheda microSD) è possibile scattare istantanee o registrare, all’occorrenza, il flusso video della telecamera, inoltre, i modelli più recenti sono anche in grado di archiviare sul cloud (ossia su un server in Rete) le registrazioni (questa funzione potrebbe richiedere il pagamento di un costo aggiuntivo a seconda del produttore della telecamera).

Questo tipo di telecamera va quindi installata nel raggio di copertura della rete Internet (se si utilizza il Wi-Fi, in caso è possibile anche utilizzare un ripetitore di segnale) e per quanto riguarda l’alimentazione è possibile collegare la telecamera all’impianto elettrico, a un pannello solare o sfruttare la batteria integrata (quest’ultima, in genere, dura qualche mese anche se la telecamera resta sempre accesa).

I prezzi variano da 45-50 euro fino a qualche centinaio di euro, a seconda del tipo di alimentazione (quelle munite di pannello solare sono in genere più costose) , qualità della ripresa (lo standard più diffuso è il Full HD), zoom e raggio di copertura, la possibilità di riprendere anche al buio con la luce notturna, tipo di sensore di movimento, autonomia della batteria e tipo di protezione alle intemperie.

Salvatore Aranzulla

Autore

Salvatore Aranzulla

Salvatore Aranzulla è il blogger e divulgatore informatico più letto in Italia. Noto per aver scoperto delle vulnerabilità nei siti di Google e Microsoft. Collabora con riviste di informatica e cura la rubrica tecnologica del quotidiano Il Messaggero. È il fondatore di Aranzulla.it, uno dei trenta siti più visitati d'Italia, nel quale risponde con semplicità a migliaia di dubbi di tipo informatico. Ha pubblicato per Mondadori e Mondadori Informatica.