Sotto il rosso, la radiazione termica. Emessa da ogni corpo sopra lo zero assoluto, è sinonimo della radiazione infrarossa, che può essere misurata per rilevare presenze indesiderate in una determinata area. A sentirne le variazioni sono i sensori Pir. Come funzionano?
Cosa sono i sensori Pir
I sensori Pir – Passive InfraRed, sono sensori passivi a infrarossi. “Passivi” perché non emettono energia, ma captano quella degli oggetti da rilevare. “A infrarossi” perché captano le radiazioni elettromagnetiche tra 700 nanometri e un millimetro: alla lunghezza d’onda più bassa, 700 nanometri, la luce diventa visibile all’occhio umano, che percepisce il colore rosso. Le radiazioni in questa banda di frequenza vengono quindi dette “infrarosse”, “sotto il rosso”.
La radiazione infrarossa viene chiamata spesso anche radiazione termica perché viene emessa da ogni corpo (anche il ghiaccio) sotto forma di calore: maggiore è la temperatura del corpo, maggiore l’energia della radiazione.
I sensori PIR misurano i raggi infrarossi emessi da corpi e oggetti in una determinata area per rilevarne la presenza: sono sensori di movimento.
Funzionamento dei sensori Pir
I sensori di movimento PIR rilevano gli oggetti tramite la misurazione dei loro raggi infrarossi. Più precisamente, i PIR funzionano come detector e rilevano la variazione repentina di temperatura, rispetto a quella memorizzata come “standard”, causata da una persona/cosa che entra nell’area monitorata.
I sensori Pir sono dotati di materiali piroelettrici, ovvero materiali che generano energia elettrica se esposti al calore della radiazione infrarossa. Generalmente questi materiali sono cristallini. Quando la radiazione che colpisce il materiale piroelettrico cambia, varia anche l’energia elettrica generata e può partire la misurazione, effettuata da un Field Effect Transistor – FET, un transistor a effetto di campo, integrato nel dispositivo.
Un sensore Pir è diviso in due parti: ha due fessure, realizzate con il materiale piroelettrico scelto. Dietro ogni fessura è posizionato un elettrodo a infrarossi, dall’uscita opposta all’altro. In condizioni standard, ciascuna parte riceve la stessa quantità di radiazione infrarossa: al momento della variazione, una parte riceve più radiazioni dell’altra, l’elettrodo corrispondente genera il primo segnale di uscita e, se la sorgente di radiazioni entrata nell’area monitorata continua a muoversi, “altera” anche l’altro elettrodo, che genera un secondo segnale. La misurazione di questi impulsi viene appunto effettuata dal FET.
Questo nucleo del sensore è in genere montato su una scheda PCB – Printed Circuit Board, un circuito stampato sul quale sono montati i diversi componenti elettronici.
Esternamente, un sensore PIR è dotato di una lente di Fresnel in plastica: una lente ottica formata da una serie di scanalature sulla superficie del foglio di plastica, che servono a raccogliere la luce e ingrandire il campo visivo. Nel caso di un sensore PIR, a definire meglio l’area da monitorare, gli angoli di rilevamento sul piano, le distanze da “coprire”.
Un sensore di movimento PIR si collega alla centralina in wireless o filo: quando rileva la variazione di radiazione infrarossa fa scattare l’allarme.
Da più sensori installati all’interno dello stesso PIR è possibile dedurre la direzione del movimento minimizzando il rischio di falsi allarmi.
I sensori PIR vengono posizionati lontano da fonti di calore o da oggetti che possono produrre variazioni di temperatura. Spesso sono collocati a soffitto.
Quali sono i vantaggi dei sensori di movimento a infrarossi
I sensori di movimento PIR non hanno grandi dimensioni: dai costi e consumi contenuti, non richiedono molta manutenzione.
Possono essere integrati con telecamere di videosorveglianza, sirene di allarme, videocitofoni smart: l’allarme si attiva non appena viene rilevata la variazione di temperatura nel campo di azione.
I sensori Pir assicurano conformità a numerosi standard, sia di rilevamento (En50131), sia di compatibilità elettromagnetica (En61000). I più avanzati scartano tutti i falsi allarmi e integrano funzionalità di autodiagnostica che segnalano al sistema di allarme principale eventuali problemi sui test di manutenzione.
Esistono anche sensori PIR che integrano la tecnologia DMT, di rilevamento a fasci, per ridurre ulteriormente i falsi allarmi e aumentare l’accuratezza della rilevazione.
