Il sensore si può definire come un dispositivo che interagisce direttamente con il sistema che vuole misurare.
In base al tipo di sensore ed al suo utilizzo, i sensori possono fornire una lettura all'unità ingegneristica oggetto di interesse; possono anche collegarsi ad un semplice display che riesce prima a leggere il segnale e successivamente a tradurlo; possono essere collegati a degli strumenti di registrazione che hanno la funzione di memorizzare il segnale per poi attuare l'elaborazione dello stesso.

Tipologie di sensori

Esistono una varietà e tipologie di sensori, questi sono:

  • Luce o di luminosità; 
  • ad infrarossi; 
  • Sonori; 
  • di accelerazione; 
  • di temperatura; 
  • di calore; 
  • di radiazioni; 
  • di particelle subatomiche; 
  • di resistenza elettrica; 
  • di corrente elettrica; 
  • di tensione elettrica; 
  • di potenza elettrica; 
  • di magnetismo; 
  • di pressione; 
  • di gas; 
  • di movimento; 
  • di orientamento; 
  • di forza e sensori di prossimità.

Dato la numerosità delle tipologie di sensori si cercherà di riportare ed affrontare solo la tematica dei sensori di luminosità come riportato d'altronde sopra nel titolo principale.

Definizione e funzionamento dei sensori di luce

I sensori di luminosità sono dei dispositivi che permettono di rilevare l'intensità della luce, in maniera più similare a quella che percepisce l'occhio della persona umana. I sensori di luce hanno la funzione di regolare la luminosità dei dispositivi elettronici che si intendono utilizzare in base alla condizione di luce ambientale, ad esempio sono molto utili per illuminare gli schermi ed i tasti numerici, per l'illuminazione domestica e notturna ed anche molto altro; in pratica per rendere più visibile il dispositivo utilizzato ed anche il contesto ambientale in cui si è inseriti. I sensori di luminosità in termini di risparmio energetico sono ideali, perché riescono a calcolare in maniera precisa quanta luce è necessaria da erogare in quel dato luogo e questo permette di risparmiare oltre il 50% dell'energia. 

I principali sensori di luminosità ed il loro funzionamento

Vi sono tante tipologie di sensori di luce, comunque si cercherà di approfondire solo le principali. 

  • Il fotorilevatore: Un dispositivo in grado di rilevare la radiazione elettromagnetica. In base all'interazione tra la radiazione e la materia esistono diversi tipi di fotorilevatori, alcuni in grado anche di rilevare addirittura i singoli fotoni. Questi tipi di dispositivi sono chiamati anche con il nome di fotocellula.

    Questi fotorilevatori per poter funzionare hanno bisogno di uno specifico intervallo di lunghezza d'onda; altre caratteristiche di queste tecnologie sono anche la responsività, il rapporto tra segnale e rumore, l'intensità minima che si può rilevare e la velocità di risposta.Questi dispositivi possono essere applicati alle porte ed ai cancelli automatici, anche alcuni cronometri che vengono utilizzati in alcune discipline sportive funzionano con delle fotocellule, così anche i dispositivi d'allarme e molti altre tecnologie. Inoltre i fotorilevatori vengono utilizzate in alcune discipline come la fotografia, la spettroscopia e la fotometria.
  • Il fotodiodo: Un dispositivo che riesce ad identificare una specifica lunghezza d'onda dell'onda elettromagnetica e di trasformare questo tipo di onda in un segnale di corrente elettrica, applicando ai suoi estremi un adeguato potenziale elettrico. Infatti questo tipo di dispositivo non è altro che un trasduttore, ovvero riesce a convertire il segnale ottico in quello elettrico. I materiali di cui è composto il fotodiodo possono essere di diverso tipo, ma comunque è consigliabile non utilizzare altri materiali per il corretto funzionamento del dispositivo.

    I materiali sono questi: il silicio, il germanio, l'arseniuro di indio gallio ed infine il solfuro di piombo. Il fotodiodo manifesta delle capacità parassite causate dalla giunzione stessa. Di fotodiodi ve ne sono molteplici il più conosciuto ed utilizzato per applicazioni a basso rumore è il modello "PiN", invece per le applicazioni con alto segnale vi è il fotodiodo APD. Questo tipo di dispositivo può essere utilizzato nel campo delle fibre ottiche ma non solo, può anche essere utilizzato nelle celle fotovoltaiche, in quelle fotoelettriche, negli isolatori elettrici, poi si sta anche sperimentando da poco l'impiego di questi fotodiodi nella visione artificiale da inserire in sostituzione di alcuni coni danneggiati, i coni sono dei recettori visivi posti in fovea.

  • Il fototransistor: Un tipo di dispositivo molto simile al fotodiodo, con una sensibilità maggiore agli stimoli luminosi, ma con una risposta meno veloce nel tempo a questi stimoli rispetto al fotodiodo. In pratica il fototransistor è un transistor a giunzione bipolare che viene inserito dentro un contenitore che deve essere trasparente, in modo che la luce possa arrivare a colpire la giunzione tra la base ed il collettore. I fototransistor solitamente vengono utilizzati per separare il circuito di controllo da quello di potenza, o anche si può utilizzare questo tipo di dispositivo nel bricolage amatoriale, collegando lo stesso fototransistor all'ingresso di un oscilloscopio, permettendo così di osservare con tutta calma sullo schermo determinati segnali ad infrarosso inviati dai telecomandi.