I sensori delle porte automatiche sono sensori che si basano sul principio fisico dell’effetto doppler. 

L’effetto doppler è quel fenomeno fisco per cui vi è una variazione della frequenza nel momento in cui un’individuo (o ricevitore) si avvicina o allontana dalla sorgente sonora, e le conseguenze “subite” consistono in un suono più acuto o più grave.

L’effetto Doppler ha a che fare con il movimento; quindi, per descriverlo, è necessario fissare un sistema di riferimento. Scegliamo un sistema in cui l’aria, cioè il mezzo in cui si propagano le onde sonore, è in quiete. Se prendessimo un sistema in cui l’aria è in movimento, avremmo la complicazione di dover distinguere tra la velocità del suono nel verso del vento (che è maggiore) e quella controvento (che è minore). Per vedere che cosa succede quando la sorgente e il ricevitore sono in moto relativo, distinguiamo dunque due casi:

■ la sorgente è ferma rispetto all’aria e il ricevitore è in movimento;

■ la sorgente è in movimento rispetto all’aria e il ricevitore è fermo.

Per quanto riguarda il primo caso esposto vi è un aumento della frequenza rilevata nel momento in cui il ricevitore si avvicina alla sorgente. Tale fenomeno è espresso dalla seguente relazione:

f’=[(Vo±V)/Vo]*f

Rispettivamente f’ corrisponde alla frequenza rilevata dalla sorgente sonora; V0 è la velocità del suono (340 m/s a 25 °C), V corrisponde alla velocità del ricevitore ed infine f corrisponde alla frequenza emessa.

Se la sorgente è in movimento rispetto all’aria, i fronti d’onda delle onde emesse sono delle sfere con il centro che si sposta. Se la sorgente si avvicina al ricevitore, esso osserva una minore distanza tra i fronti d’onda, cioè una lunghezza d’onda minore, a cui corrisponde una frequenza maggiore e un suono più acuto. Tale fenomeno è espresso dalla seguente relazione:

f’=[Vo/(Vo∓V)]*f

Le due formule sono diverse e ciò implica che l’effetto Doppler non dipende solo dalla velocità relativa v tra la sorgente e il ricevitore, ma cambia a seconda che a muoversi sia l’una o l’altro.

Sull’effetto Doppler si basa il funzionamento di molti sensori di movimento. Questi dispositivi emettono onde radio che sono riflesse dagli oggetti circostanti.

A causa dell’effetto Doppler, un’onda riflessa da un corpo in movimento non ha, per il sensore che la riceve, la stessa frequenza dell’onda incidente, ma ha una frequenza maggiore se il corpo si avvicina al sensore e una frequenza minore se il corpo si allontana.

 

Il sensore rileva l’onda riflessa e ne analizza la frequenza. Nelle porte automatiche esso rimane inattivo se la frequenza dell’onda riflessa è minore o uguale a quella dell’onda emessa, mentre ordina l’apertura della porta se la frequenza dell’onda riflessa è maggiore: nel primo caso, infatti, le persone che si trovano davanti alla porta si stanno allontanando o, se ci sono, sono ferme; nel secondo, invece, c’è qualcuno che si avvicina.