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10 Maggio 2023

SENSORE DI PROSSIMITÀ O PRESENZA, COS'È E A COSA SERVE

Negli ultimi anni i sensori di prossimità e presenza hanno preso parte del nostro linguaggio, proprio per via delle tecnologie sviluppate. Spesso abbiamo sentito nominare questi oggetti nelle presentazioni dei nuovi smartphone. Ma che cosa sono e a cosa servono?

Ecco una panoramica sui sensori di prossimità e quali sono i tipi presenti sul mercato.

Cos'è un sensore di prossimità?

Il sensore di prossimità è un congegno che permette di rilevare la presenza di un corpo o un oggetto nelle immediate vicinanze. Ma in che modo? Questo dispositivo sfrutta la proprietà delle onde elettromagnetiche che può emettere: il ritorno delle onde fa sì che il congegno possa rilevare o meno oggetti sulla sua strada.

Solitamente questi sensori si inseriscono su un telefono e sfruttano i raggi infrarossi, ma è il funzionamento tipico di elementi come i sensori di parcheggio presenti sull'auto. Il sensore di prossimità o presenza viene utilizzato in molti casi e dunque serve per rilevare un oggetto.

Esistono molti modelli diversi tra loro, che sfruttano la tecnologia per rilevare un oggetto o un corpo nelle immediate vicinanze. Ci sono due termini che vengono spesso utilizzati: uno è la velocità di commutazione, ovvero la velocità con cui il segnale viene elaborato, e l'altro è la distanza nominale, ovvero fin dove il sensore arriva in condizioni ottimali.

Sensore prossimità | Vision Device

A cosa serve un sensore di prossimità

La domanda è ovviamente spontanea: a cosa serve un dispositivo simile? Questo tipo di congegno, come abbiamo visto, viene utilizzato in diverse situazioni. Se installato su un'automobile può essere molto utile quando si parcheggia o si è in mezzo al traffico. Se attivi ci permettono di capire se nelle vicinanze dell'auto c'è un corpo (ad esempio un ciclista o un motociclista) e possiamo sicuramente fare più attenzione.

Spesso questi dispositivi vengono anche installati su uno smartphone. Considerando che i touch screen vengono avviati con il semplice sfioramento, in questo caso il sensore di movimento attiverà il touch solo quando c'è uno sfioramento con il dito e non ad esempio quando parliamo al telefono.

Come funziona un sensore di prossimità

Ma qual è il vero funzionamento di questo dispositivo? Il sensore di prossimità o presenza è un apparecchio che può emettere e ricevere delle onde. Quando le onde vengono emesse hanno un ritorno appena incontrano un ostacolo davanti a loro.

Essendo predisposto al ritorno, in base all'intensità utilizzata si avrà la possibilità di capire a quale distanza è l'oggetto, dunque il sensore si attiverà o meno. Il sensore di prossimità potrebbe essere paragonato, in modo lontano, all'ecoscandaglio delle navi: la misurazione avviene proprio in base al ritorno dell'eco delle onde.

Il funzionamento è praticamente identico: in base al ritorno il sensore misurerà la distanza con l'oggetto più vicino e attiverà le funzioni per cui è stato programmato.

Tipologie differenti per usi diversi

Ovviamente ci sono tantissimi modelli di ogni sensore di prossimità o presenza, visto che ogni tipologia permette un'applicazione diversa. Infatti lo sviluppo di questa tecnologia ha conosciuto diverse fasi e ha permesso di poter tirar fuori dei modelli davvero utili utilizzati in ogni campo. Basti pensare allo smartphone che spegne il touch al momento della vicinanza con l'orecchio o al sensore di parcheggio presente sull'auto. Un insieme di problemi risolti con un unico dispositivo.

Sensori di prossimità ottici

sensori di prossimità ottici hanno lo stesso funzionamento di base dei sensori di prossimità ma utilizzano un fascio luminoso per poter rilevare l'oggetto. Solitamente il fascio è quello infrarossi: viene utilizzata questa tecnologia per impedire l'interferenza con la luce circostante.

La sensibilità nominale, ovvero il massimo che il fascio può raggiungere in condizioni ottimali, è di ben 50 metri. Solitamente questa tecnologia si applica sugli smartphone di ultima generazione.

Sensori di prossimità induttivi

Questo tipo di sensore sfrutta la riluttanza, ovvero il fenomeno di riflesso che avviene quando un oggetto viene attraversato da onde elettromagnetiche. Hanno un campo di applicazione sicuramente meno diffuso, visto che per poter avere un riscontro ci deve essere un materiale che abbia delle proprietà ferromagnetiche.

La portata nominale, rispetto ad altri materiali, è molto bassa: parliamo di pochissimi millimetri. Il sensore di prossimità o presenza è sicuramente molto più sensibile ma ha un'applicazione minore.

Sensori di prossimità magnetici

Anche questo sensore di prossimità sfrutta le proprietà magnetiche, andando a sviluppare l'Effetto Hall, che crea una differenza di potenziale tra campo elettrico e uno magnetico. Rispetto ad altri sensori, la portata nominale varia in base al campo magnetico creato.

Hanno un'ottima sensibilità e un'ottima velocità di commutazione del segnale, ovvero di risposta alle onde. Il loro funzionamento è dovuto pur sempre ad un magnete, dunque i disturbi in presenza di altre fonti possono essere un vero problema.

Sensori di prossimità capacitivi

Un altro tipo di sensore di prossimità è quello capacitivo, che si basa sulla capacità elettrica che può essere sviluppata da un condensatore. La commutazione del segnale, ovvero la sua interpretazione e ricezione è dovuta dunque dal campo generato.

Hanno una portata nominale maggiore rispetto a quelli induttivi e non sono disturbati da segnali elettromagnetici. Anche questi sensori vengono applicati nella meccanica di precisione e hanno un campo meno commerciale rispetto a quelli ad infrarossi.

Sensori di prossimità ad ultrasuoni

Una delle tecnologie più conosciute è sicuramente quella dei sensori ad ultrasuoni. Il principio è quello del sonar, ovvero un'emissione di onde che permette il rilevamento di oggetti in base al ritorno.

Le funzioni di questi oggetti sono molto personalizzabili e permettono di avere un prodotto incredibile, in grado di avere una portata nominale davvero incredibile: parliamo di 10 metri e possono andare a rilevare qualsiasi tipo di oggetto, composto con ogni materiale.

Uso e applicazioni anche nella visione artificiale

Come abbiamo visto, il sensore di prossimità o sensore di presenza ha un'applicazione in molti campi. Questo dipende anche dal tipo di tecnologia in cui viene utilizzato e che tipo di onde può emettere.

In base all'oggetto che dobbiamo rilevare, avremo la possibilità di capire quale fa al caso nostro o quale stiamo utilizzando. I sensori hanno uso e applicazione anche nella visione artificiale perché, dovendo ricostruire le immagini in tre dimensioni su una superficie in due dimensioni, l'utilizzo dei sensori è molto utile per poter avere una rilevazione precisa degli oggetti e anche per il controllo dimensionale.

L'alta tecnologia permette di sviluppare tantissime tecniche e ogni dispositivo che consente una visione artificiale possiede un sensore di movimento. La tecnologia che sfrutta il sensore permette una rilevazione maggiore e più precisa rispetto ad altri oggetti, arrivando dunque ad un'immagine sempre più vicina alla realtà.

Considerando che ci sono diversi tipi di sensori di prossimità e ognuno per un'applicazione diversa e campo di utilizzo, ricordiamo che tra i fattori di scelta dobbiamo valutare soprattutto la precisione di commutazione e la portata nominale.

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