Rilevamento di piccoli animali

Rivelatori di movimento versatili

I rilevatori di movimento sono ormai utilizzati in molti luoghi, all'interno o all'esterno di edifici industriali, uffici e in abitazioni private. Oltre alle applicazioni in interni, i rilevatori vengono utilizzati anche all'esterno.

Di notte, l'area di ingresso viene illuminata automaticamente non appena viene rilevato un movimento. La chiave e il buco della serratura vengono trovati facilmente. Oltre a questa comodità, i rilevatori di movimento per esterni offrono anche una funzione di anti deterrenza contro i ladri. Infatti I ladri difficilmente compiono reati in luoghi illuminati. I rilevatori di movimento sono un elemento fondamentale nella prevenzione dei furti con scasso e sono raccomandati dalla polizia.

Tuttavia, a volte si verificano accensioni automatiche indesiderate. La luce si accende senza alcun movimento apparente. Quanto più spesso questo accade, tanto più viene percepito come un malfunzionamento fastidioso. Inoltre questo provoca un inutile consumo di energia. Le ragioni di queste accensioni indesiderate sono molteplici.

Evitare una commutazione errata

L'orientamento del rilevatore di movimento gioca un ruolo decisivo. I rilevatori installati in esterni hanno solitamente un'area di rilevamento molto ampia. Se, ad esempio, una strada o un marciapiede incrociano l'area di rilevamento del dispositivo, si possono verificare false commutazioni. Si può ovviare a questo problema posizionando e orientando meglio la testa del rilevatore. I dispositivi di alta qualità dispongono di una cosiddetta modalità di “Test” la quale prevede che il rilevatore accende e spegne costantemente la luce ad ogni movimento che viene rilevato. In questa modalità, non è necessario attendere il termine del tempo di ritardo ed è possibile quindi ottimizzare al meglio l’area di rilevamento. La maggior parte dei nostri rilevatori permette l’orientamento su due assi. La testa del rilevatore può essere ruotata verso l'alto o verso il basso, e a destra o a sinistra. L'RC-plus Next N di B.E.G. offre anche l'opzione di regolazione meccanica continua dei singoli piro_sensori di movimento presenti nella testa del rilevatore.

Palpebre di copertura mobili

Nelle aree esterne si utilizzano quasi esclusivamente rilevatori di movimento con sensori a infrarossi passivi (PIR). Questi sensori reagiscono alle variazioni di calore che si verificano quando gli esseri viventi si muovono. Le piante non emettono calore, quindi gli alberi e i cespugli in movimento non vengono rilevati. Tuttavia, se dietro la pianta c'è una fonte di calore, ad esempio una parete riscaldata dal sole, un rilevatore può riconoscere il movimento della pianta, magari causato da una folata di vento come un movimento di una persona. In casi come questo è possibile delimitare l’area di rilevamento per evitare false commutazioni utilizzando le palpebre di copertura in dotazione fissandole alla lente del rilevatore. Queste lamelle sono resistenti alla radiazione IR e quindi le parti dell'area di rilevamento vengono oscurate.

Gli animali hanno generalmente una temperatura corporea simile a quella umana. I movimenti di cani e gatti vengono rilevati allo stesso modo dei movimenti umani e causano l'accensione della luce. La causa di una accensione è quindi la stessa sia che si tratti di persone sia che si tratti di animali: il rilevamento di un movimento di un essere vivente (caldo). Per capire quali possibilità esistono e quali conseguenze ne derivano, qui di seguito verranno spiegati alcuni aspetti fisici di base.

Sensori a infrarossi passivi

La radiazione infrarossa si trova nello spettro elettromagnetico tra la luce visibile e le microonde. La radiazione infrarossa è principalmente una radiazione termica ed è generata dal movimento di atomi e molecole in un oggetto. Ciò significa che qualsiasi oggetto con una temperatura superiore allo zero assoluto, anche un cubetto di ghiaccio emette radiazioni nella gamma degli infrarossi. Più alta è la temperatura, più gli atomi e le molecole si muovono e più radiazioni infrarosse si producono.

La radiazione infrarossa prodotta dagli esseri viventi non è omogenea su tutto il corpo, questo è chiaramente visibile quando si utilizza una termocamera a infrarossi.  Gli esseri umani irradiano fortemente nella gamma degli infrarossi. ad una lunghezza d'onda di circa 10 µm, dato che hanno una temperatura corporea intorno ai 37°C. Le diverse parti del corpo emettono livelli diversi di radiazione; la bocca, ad esempio, è significativamente più calda delle dita. Ciò significa che la radiazione infrarossa emessa dalla bocca è di conseguenza più forte di quella emessa dalle dita.

Anche i sensori a infrarossi passivi (sensori PIR) operano nell'intervallo di lunghezza d'onda di 10 µm e consentono di utilizzare la radiazione infrarossa per rilevare un movimento, poiché rispondono in modo ottimale alla radiazione termica di una persona o di un animale. Il termine “infrarosso passivo” significa che i piro sensori interni al dispositivo non emettono radiazioni, ma si limitano a “leggerle”. Il rilevatore analizza quindi i segnali provenienti dai sensori e accende la luce di conseguenza.

La sensibilità dei sensori può essere regolata in modo variabile

Per rilevare il movimento, i raggi IR devono raggiungere i sensori. Poiché la radiazione diventa più debole con l'aumentare della distanza, il sensore può rilevare il movimento a una distanza di 2 metri meglio che a una distanza di 20 metri. In ogni caso, un movimento può essere rilevato anche a 20 metri di distanza. Ciò dipende dalla quantità di calore emesso. Un topolino emette meno calore di una persona, mentre una locomotiva in funzione, ad esempio in un sito aziendale, emette molto più calore di una persona.

Con rilevatori di buona qualità, la sensibilità dei sensori può essere regolata in modo variabile. Questa impostazione determina la quantità di calore al di sopra della quale il sensore deve reagire. Piccole quantità di calore, come quelle emesse da un gatto, possono essere escluse dal rilevamento. È possibile ridurre la sensibilità in modo maggiore ma se questa viene molto ridotta, si rischia di non rilevare più i movimenti dei bambini piccoli.

Esclusione aree di rilevamento

Un altro modo per evitare le false commutazioni innescate dagli animali è quello di “mascherare” le aree di rilevamento inferiori. I gatti si aggirano spesso lungo le pareti della casa. I rivelatori con protezione anti-scorrimento escludono questo movimento. Con l'RC-plus Next N di B.E.G., questa funzione può essere attivata e disattivata tramite telecomando. Occorre tenere presente che anche i ladri amano muoversi furtivamente radenti alle pareti.

Se un rilevatore di movimento guarda in lontananza, anche le aree di rilevamento inferiori vengono oscurate. In questo modo si creano “zone morte” in cui non viene rilevato alcun movimento. Dato che l'area di rilevamento si trova in lontananza e la radiazione termica diventa più debole con la distanza, in questa situazione vengono rilevate solo le fonti di calore più grandi, ad esempio le persone. A questo proposito, è necessario tenere conto della presenza di una strada o di un marciapiede a una distanza maggiore dall'abitazione.

Sensori a infrarossi passivi moderni

Come la luce, anche la radiazione infrarossa può essere focalizzata da lenti. I rilevatori di movimento sono dotati di una lente che focalizza la radiazione IR sul sensore PIR. I sensori più comuni sono costituiti da due lastre di cristallo piroelettrico. Quando la radiazione IR colpisce un cristallo, si verifica uno spostamento di carica che può essere identificato e misurato. Un movimento viene riconosciuto quando la radiazione IR viene rilevata da entrambe le lastre.

I sensori più moderni dispongono di una matrice di piastre piroelettriche orizzontali e verticali che, in combinazione con un software adeguato, vengono utilizzate per riconoscere i movimenti. Se si verificano più spostamenti di cariche sulle piastre verticali, potrebbe trattarsi del movimento di una persona; se si verificano più spostamenti di cariche sulle piastre orizzontali, potrebbe trattarsi del movimento di un piccolo animale.

Attualmente, quasi tutti i rilevatori di movimento sono costituiti da con semplici sensori PIR con solo due piastre. I sensori che dispongono di una matrice a più piastre hanno di conseguenza un costo maggiore.

Rivelatori con tecnologia a telecamera

Quando i primi rilevatori di movimento sono arrivati sul mercato, circa 35 anni fa, sono stati coniati due termini: Rilevatori di movimento e Rilevatori di presenza. Entrambi sono termini orientati al marketing e alle vendite. Il termine “rilevatore di movimento” è facilmente comprensibile. Il termine “rilevatore di presenza”, invece, non si spiega da solo. Anche i produttori utilizzano questi due termini  in modo diverso. Per alcuni “I rilevatori di presenza” riconoscono i piccoli movimenti, come il lavoro con il mouse del computer” o per altri “I rilevatori di presenza” incorporano nella funzionalità anche la lettura della luce naturale presente nell’ambiente, per citare solo due definizioni comuni.

Rivelatori ad alta frequenza (HF)

A differenza dei rivelatori a infrarossi passivi (PIR), i rivelatori ad alta frequenza (HF) sono rivelatori attivi. Trasmettono onde ad alta frequenza ma a bassa potenza e analizzano i segnali di eco. Le onde HF hanno la proprietà di penetrare materiali non metallici come le pareti. I rilevatori HF possono quindi essere nascosti dietro a controsoffitti o installati in modo invisibile direttamente in un apparecchio di illuminazione, sfruttando il cosiddetto effetto Doppler. Un veicolo in avvicinamento emette un suono più alto di un veicolo in allontanamento. A causa del loro movimento, le onde sonore vengono compresse nella direzione del movimento ed espanse nella direzione opposta. I rilevatori HF funzionano al contrario: sono fermi ed emettono onde in alta frequenza. Queste onde vengono riflesse dagli oggetti. Se gli oggetti si muovono riflettono queste onde ad una frequenza leggermente diversa. Maggiore è questa differenza di frequenza, più veloce è il movimento dell'oggetto. La polizia utilizza questa tecnologia per misurare la velocità delle automobili durante i controlli.