Principio di funzionamento
Il componente elettronico utilizzato dai sensori ad infrarosso si chiama piroelettrico:
"reagisce" alle repentine variazioni di temperatura o meglio, alla radiazione infrarossa
emessa da un corpo.
Il corpo umano emette una frequenza compresa nella gamma 7000 - 14000 nanometri.
L'unico raggio infrarosso generato dal circuito è orientato verso una particolare
lente di Fresnell che lo suddivide in un fascio, creando un'area di protezione
sensibile alle variazioni termiche, raffigurabile come 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.
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 - Suddivide l'unico raggio infrarosso prodotto in fasci
creando una protezione volumetrica.
- 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 piroelettrico.
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 Pir (nome tecnico del generatore del raggio infrarosso) 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 (relè
d'allarme): la centrale d'allarme lo riconosce come un tentativo d'intrusione e
genera l'allarme. Una barretta magnetica posta a lato del sensore, in corrispondenza del relè d’allarme,
forza il contatto in
modo normalmente chiuso; 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 diminuendo la sensibilità.
La portata di copertura è variabile da 8 a 30mt. in base alle caratteristiche del sensore e
al tipo di lente montata.
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 che discrimina 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 del
radar 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 nell'area sottostante al sensore: l'intruso che cammina
rasente al muro è rilevato.
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.
Tecnologia ASIC: rilevatori intelligenti
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 rivelatori offrono la possibilità di "conteggiare" il numero
dei raggi che si devono attraversare prima di generare la segnalazione d'allarme. Il
numero di attraversamenti s'imposta attraverso dei ponticelli o per mezzo di
microswitch, solitamente per qualsiasi tipo sensore infrarosso sono sufficienti due impulsi.
Per consentire la rilevazione il Pir presente nel circuito emette due raggi uno
di valenza positiva, l'altro negativa.
La lente di Fresnell provvede a dividere
i raggi "primitivi" in un fascio di zone sensibili positive e negative alternate fra loro.
Il passaggio di una persona nel lobo di protezione modifica la temperatura presente
su alcune zone del
fascio attivando, ad esempio, prima il raggio positivo e successivamente quello
negativo; questi due impulsi sono trasmessi al microprocessore che dopo averli
analizzati fornisce l'eventuale segnalazione d'allarme.
Alcuni tipi d'infrarossi passivi digitali hanno la suddivisione dell'elemento
piroelettrico quadrupla, o meglio in grado di generare quattro raggi primitivi, garantendo una rilevazione molto accurata
e precisa; essi determinano se l'attivazione è avvenuta in modo orizzontale, verticale o diagonale:
il lobo di protezione analizzato dal microprocessore può essere definito
"tridimensionale".
Lente di Fresnell
La lente di Fresnell è sistemata sull'involucro del sensore davanti al pir; 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 10 metri e la suddivisione dell'infrarosso
prodotto in 34
raggi disposti su tre livelli:
Se desiderate visualizzare i differenti tipi di lenti con le relative aree di copertura
cliccate qui.
Infrarosso da utilizzare in ambienti domestici
- Nelle camere da letto, ripostigli e nelle stanze in cui non sono presenti forti
campi magnetici utilizzare i rilevatori ad infrarosso analogici.
- In cucina in salotto a causa delle interferenze legate ad esempio al forno a Microonde utilizzare
i sensori ad infrarosso passivo Digitali.
- 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.