Protezione perimetrale: sensori MEMS per le recinzioni

della Redazione

Per rilevare l’attraversamento di una recinzione, i classici sensori inerziali basati sul contatto di sfere metalliche o su pendolo inverso non garantiscono sufficiente precisione, riuscendo a fornire solo una generica indicazione di attraversamento della soglia, e solitamente prendendo in considerazione un solo piano di lavoro. D’altro canto i sensori piezoelettrici, in grado di fornire molte più informazioni, per propria struttura possono rilevare la vibrazione su due soli piani, e a seconda delle frequenze, presentano una diversa sensibilità, che a sua volta varia considerevolmente al variare della temperatura ambientale. Esiste anche un altro sensore: il MEMS accelerometrico.

Abbiamo parlato di recinzioni di particolare lunghezza. Quali problematiche possono generare, in termini installativi, tali da mettere a rischio un’efficace protezione perimetrale?

Risponde Andrea Cuttica, BDM Sioux

Nella protezione di recinzioni comprese tra i 700m e i 1.400m di lunghezza, il taglio del cavo che collega i sensori alla vicina controller, nonostante l’estrema facilità del ripristino del collegamento, può causare la perdita di una significativa porzione del sistema per diversi minuti. Per evitare questo inconveniente (molto comune, invero), le soluzioni più evolute (1) prevedono che tutti i sensori siano messi in collegamento anche con la parte terminale del bus al quale sono connessi. In caso di taglio del cavo, dunque, il sistema continuerà a funzionare e il Service sarà opportunamente informato della mancata comunicazione. Esistono anche dei kit di ridondanza, semplici da aggiungere e dai costi contenuti.

Questo tipo di sensore è stato usato con successo per anni in applicazioni che richiedevano particolari certezze a livello operativo, in quanto da queste poteva dipendere la vita, come ad esempio per misurare l’accelerazione dell’automobile e dare il via, in caso di necessità, all’attivazione di un airbag. Con la crescente diffusione degli smartphone, i sensori Mems hanno trovato anche questa ulteriore applicazione: grazie alla loro precisissima misurazione dell’accelerazione, che include la forza di gravità, i nostri smartphone possono oggi accendere lo schermo, misurare il numero di passi, e anche farci giocare con la realtà virtuale. Ma come funzionano questi sensori?

MEMS

MEMS è acronimo di Micro Electro-Mechanical Systems. Nello specifico indica Sistemi Micro-Elettro-Meccanici prodotti a seguito di un processo di fotolitografia, come i microprocessori, dalla combinazione di parti meccaniche con circuiti elettronici di elaborazione dati. L’intero sistema misura tra i 20 micrometri e 1 millimetro. Uno dei sensori prodotti con questa tecnologia è quello accelerometrico, come accennato prima. Questo sensore misura in modo estremamente preciso l’accelerazione che si produce nelle tre dimensioni dello spazio (piani), così da raccogliere, oltre alle informazioni della vibrazione della recinzione, anche le informazioni relative alla posizione del sensore rispetto alla terra (il sensore è sensibile all’accelerazione terrestre).

VANTAGGI

Normalmente i sensori in un’installazione standard sono posti a una distanza di 5 metri (ovvero l’ampiezza di 2 pannelli della recinzione). Grazie al loro indirizzamento e all’elaborazione avanzata del segnale, l’unità di controllo calcola l’ampiezza del segnale e il ritardo, indi localizza il punto dove si rileva il disturbo d’intrusione con approssimazione di un metro. Grazie all’elaborazione digitale di questa informazione, è possibile ignorare rumori ambientali quali vento o veicoli che passino nelle vicinanze della recinzione - fattori che negli altri sistemi in genere causano falsi allarmi. Alcuni produttori, proprio per evitare il prodursi di falsi allarmi per il vento, usano un algoritmo per collegare un sensore a un altro singolo sensore di riferimento. Questa soluzione consente di evitare falsi allarmi provocati dal vento, ma non quelli causati da veicoli di passaggio. I produttori più accorti (1) stanno peraltro portando oggi l’estensione della porzione di recinzione da monitorare a carico di ciascuna unità di controllo a 1.500 metri. Un passaggio non da poco, con ovvi risparmi nel costo d’installazione e nel numero di spazi richiesti per posizionare le unità di controllo, visto che in molti siti di media dimensione (con recinzione compresa tra i 700m e i 1.400m), con la precedente configurazione occorreva installare due controller.

(1) Come Cias con la soluzione Sioux 3.0, che unisce l’eccellenza di misurazione del MEMS ad un’elaborazione intelligente del segnale tramite algoritmi evoluti.