Come realizzare un impianto domotico

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La domotica si presenta senza dubbio come una delle più interessanti tecnologie affacciatesi sul mercato in questi ultimi anni. Essa appare, infatti, particolarmente stimolante in termini di prospettive offrendo spunti e contributi notevoli nella risoluzione di problemi individuali e collettivi  quali: l’aumento del comfort, il sostegno nei confronti delle persone diversamente abili, la sicurezza, l’efficienza, il risparmio energetico e la razionalizzazione dei consumi di energia. Quest’ultimo aspetto merita adeguata attenzione tenuto conto degli elevati costi dei combustibili fossili, delle problematiche ecologiche, nonché dei cambiamenti climatici in atto. Ciononostante, questa nuova tecnologia, stenta ad affermarsi. Pur rilevando, a livello di statistiche di mercato, un costante aumento nella richiesta di prodotti domotici, deluse sono rimaste le aspettative di coloro che prevedevano un incremento esponenziale delle vendite, similmente a quanto già verificatosi per telefonini, prodotti informatici ed altre innovazioni tecnologiche. Analizzando le possibili motivazioni di tale, difficile, affermazione sul mercato, un ruolo notevole gioca chiaramente la diffidenza da parte del cliente finale a dotare la propria casa di sistemi sofisticati attualmente non molto diffusi. D’altro canto, sembra essere presente anche una certa riluttanza da parte di progettisti ed installatori ad avvalersi di questa nuova risorsa tecnologica. Si pone pressante, dunque, a monte, il problema della formazione delle persone chiamate ad occuparsi in futuro di queste tecnologie per la casa e l’edificio. Non vi è dubbio che un adeguato addestramento sia premessa indispensabile per incrementare negli operatori del settore la fiducia in tali sistemi nonché per garantire adeguata manutenzione dei medesimi al trascorrere del tempo.

La struttura di un impianto domotico

In un impianto domotico abbiamo, in corrispondenza dei carichi controllati (ad esempio una lampada), dei moduli ricevitori e, in corrispondenza dei pulsanti di comando, dei moduli trasmettitori. Tali moduli possono comunicare fra loro attraverso tre diversi tipi di supporto: BUS di campo, onde convogliate, radiofrequenza. In un impianto domotico, premendo un pulsante (ad esempio per accendere una lampada), viene inviato attraverso il relativo modulo trasmettitore, il comando per l’accensione (o lo spegnimento) del carico in questione. In corrispondenza di quest’ultimo (ad esempio la lampada), è presente un modulo ricevitore che riconosce il comando inviato e alimenta (o disalimenta) il carico. Ogni modulo trasmettitore o ricevitore possiede un indirizzo preciso assegnato al momento della configurazione dell’impianto. Attraverso tale indirizzo, un determinato modulo ricevitore è in grado di riconoscere, fra i tanti, quei comandi a lui indirizzati inviati dal trasmettitore abilitato a comandarlo.

 

Vantaggi di un impianto domotico realizzato con BUS di campo

  • È più semplice dell’impianto tradizionale nei collegamenti e nel cablaggio dei cavi
  • Il  Bus è un cavetto di piccola sezione, non occupa molto spazio nei canalini portacavi. Questo è utile nel caso di rifacimento di vecchi impianti senza la rottura di pareti e con poco spazio nei tubi
  • La tensione di rete 230V e i relativi cavi di potenza raggiungono solo prese e luci. Questo riduce la presenza di campi elettromagnetici nell’abitazione essendo limitata la lunghezza dei cavi di potenza
  • Negli organi di comando (ad es. pulsanti) è presente la tensione del Bus (inferiore o uguale a 24 V).  Questo annulla il rischio per le persone che azionano il comando (ad es, con mani umide)
  • La presenza di un cavo (il Bus) specificatamente previsto per condurre segnali di comando, rende meno vulnerabile il sistema ad interferenze esterne
  • I circuiti di potenza a 230 V sono sezionabili, ossia i moduli domotici scollegano completamente i carichi dalla rete di alimentazione quando viene inviato il comando di spegnimento
  • Essendo i pulsanti di comando alimentati in bassissima tensione di sicurezza (< 24 V) è possibile il loro posizionamento anche in punti dove sono presenti particolari pericoli (ad es, bagno).
  • Gli svantaggi consistono nella necessità di un tecnico e nei costi relativamente elevati.
  • Impianto domotici ad onde convogliate e radiofrequenza

In questo tipo di sistemi, i moduli domotici (ricevitori e trasmettitori) inviano e ricevono segnali attraverso i cavi di rete a 230 V ad una frequenza però diversa da quella industriale di 50 Hz. I vantaggi consistono nellaI vantaggi consistono  possibilità di utilizzare i normali cavi di alimentazione alla tensione di rete (230 V) per il collegamento dei diversi moduli domotici. Inoltre questa tecnologia è particolarmente adatta in edifici storici dove è necessario limitare gli interventi a livello di opere murarie.  Va segnalato che non sempre è necessario l’intervento di un tecnico per l’installazione dato che sono disponibili kit “fai da te” utilizzabili anche su impianti esistenti. Tuttavia, La di impianto tradizionale deve essere separata da quella contenente moduli domotici dato che, a monte di quest’ultima, deve essere collocato un filtro di linea per contenere disturbi provenienti da altre zone. In ogni caso l’impianto è più esposto ai disturbi della rete di alimentazione. Riguardo ai dispositivi che utilizzano la radiofrequenza come supporto per la trasmissione e ricezione dei comandi, questi non necessitano di alcun mezzo fisico per la trasmissione del segnale fra i dispositivi domotici. Tuttavia, se sono alimentati dalla rete elettrica è necessario prevedere un cavo di collegamento con questa. Se i dispositivi sono alimentati a batterie non è necessario alcun cablaggio e possono essere collocati ovunque ma è necessario il controllo e l’eventuale sostituzione periodica della sorgente di alimentazione. Inoltre gli ambienti devono essere permeabili ai segnali radio e liberi da interferenze.

Protocolli utilizzati nell’automazione domestica

È interessante esaminare i criteri sulla base dei quali può essere compiuta la scelta del protocollo per l’impianto in corso di realizzazione. Esso costituisce in sostanza, il “linguaggio” con cui i diversi dispositivi comunicano fra loro. Ovviamente il protocollo deve essere il medesimo  per  tutti i componenti dell’impianto domotico.  In caso contrario, fra questi, non potrebbe avvenire scambio di informazioni essendo funzionanti con “linguaggi diversi”. Esistono protocolli aperti e protocolli chiusi (chiamati anche proprietari). Questi ultimi sono alla base del funzionamento di dispositivi commercializzati  esclusivamente dalla società costruttrice che ne detiene i diritti. Questo implica che, in caso di guasto o ampliamento dell’impianto, bisognerà orientarsi necessariamente verso prodotti di quella società medesima. Viceversa i protocolli aperti consentono maggiore flessibilità non essendo vincolati ad una specifica casa costruttrice. Ovviamente in caso di marchi diversi occorre verificare che i dispositivi siano fra loro compatibili e certificati per il protocollo aperto adottato nell’impianto. Un classico esempio è l’EIB/KONNEX. Quest’ultimo è adottato da alcune delle principali multinazionali del settore elettrico (Gewiss, Schneider). Viene configurato mediante il programma informatico ETS 4 (Engineering Tool Software) scaricabile anche in versione Demo dal sito dell’associazione omonima. Tuttavia, la versione operativa del programma non è gratuita. Nel caso invece di sistemi che hanno alla base del loro funzionamento protocolli chiusi, i programmi informatici di configurazione sono in genere gratuiti così come avviene, spesso, per i corsi di addestramento al loro utilizzo. In conclusione, l’adozione di sistemi con protocollo aperto offre maggiore flessibilità nella scelta dei dispositivi, consentendo l’orientamento verso più società costruttrici. Lo svantaggio consiste nel costo del programma informatico di configurazione. Viceversa, l’adozione di un protocollo proprietario vincola necessariamente le scelte verso prodotti della medesima società ma consente di ottenere supporti informatici e assistenza spesso gratuitamente o a costi contenuti.

Domotica con BUS di campo

In questo tipo di impianto il supporto attraverso il quale i moduli trasmettitori e ricevitori si scambiano i segnali è costituito da un cavo di piccola sezione (0.5 mmq) denominato BUS. Questo, collega tutti i componenti, siano essi di comando (pulsanti, sensori ecc) che di potenza (luci, carichi elettrici). Il Bus inoltre, oltre a condurre i segnali di comando, provvede all’alimentazione tutti i moduli dell’impianto attraverso un alimentatore di sicurezza con tensione non superiore a 24 V. La tensione di rete (230 V) raggiunge solo i carichi di potenza. È collegato inoltre, al Bus, un modulo di interfaccia al personal computer per configurare il sistema, assegnare indirizzi. Il personal computer, una volta configurato e avviato l’impianto, può essere scollegato oppure mantenuto per monitorarne il funzionamento. In ogni caso la sua presenza, non è più indispensabile al corretto funzionamento del sistema domotico. Sarebbe infatti una grave limitazione legare l’affidabilità di un impianto a quella di un comune PC.

L’uso dei PLC nella domotica

Gli installatori per comodità utilizzano spesso controllori logici programmabili (PLC), adattati alle esigenze dell’impianto e installati in una zona strategica della casa, cablati e programmati per soddisfare tutte le esigenze di un impianto domestico automatizzato. Il vantaggio consiste nell’impiego dei normali linguaggi di programmazione appartenenti ai controllori logici programmabili, una tecnologia ormai diffusa che esclude la necessità di apprendere nuovi protocolli particolari per l’edificio intelligente. Con questo sistema, inoltre, non è necessario acquistare componenti specifici per l’automazione domestica. Gli aspetti negativi consistono nel fatto che un guasto al PLC mette fuori servizio la parte di impianto che gestisce. Il sistema, infatti, non è ad intelligenza distribuita come avviene negli impianti domotici tradizionali. Gli impianti realizzati con questa tecnica sono relativamente semplici e con funzioni elementari. Sono escluse esigenze particolari legate all’intrattenimento, alla comunicazione e alla regolazione avanzata del riscaldamento e condizionamento.

cosa sapere

  • Il principio di funzionamento di un impianto domotico e componenti principali (BUS, moduli trasmettitori, ricevitori, sensori)
  • Almeno un protocollo (aperto o chiuso) utilizzato per l’automazione degli impianti civili
  • Caratteristiche tecniche dei principali componenti necessari in un generico impianto domotico
  • Strumenti di progettazione grafica degli impianti elettrici in generale e di quelli domotici in particolare
  • Programmi di videoscrittura
  • Vantaggi e svantaggi delle soluzioni adottabili in un impianto domotico, per consigliare e guidare il cliente
  • Principali protezioni automatiche (interruttori magnetotermici, differenziali) utilizzate negli impianti civili
  • Impianto di terra di una abitazione con relativi componenti

cosa saper fare

  • realizzare un impianto domotico di livello medio dotato delle comuni funzioni ormai diffuse in un’abitazione (luci, anti-intrusione, allarme per fughe di gas e allagamenti, scenari, gestione dei carichi)
  • predisporre schemi di impianto tecnicamente corretti e facilmente comprensibili da parte di utenti e redigere la rispettiva documentazione per la consegna al committente
  • garantire, nel tempo, manutenzione all’impianto con verifiche periodiche adeguate
  • aggiornare la documentazione in seguito a modifiche apportate in tempi successivi.

cosa saper decidere

  • scegliere i componenti e le apparecchiature più adatte per realizzare l’impianto
  • predisporre la documentazione dell’impianto secondo la Normativa in vigore
  • saper consultare e utilizzare cataloghi e Norme tecniche
  • saper ricercare e individuare eventuali guasti dell’impianto domotico mettendo in atto adeguati rimedi e riparazioni
  • saper eseguire interventi di manutenzione su impianti esistenti.

Norme di riferimento

  • Norma CEI 64-8
  • Norma CEI 0-2
  • DM 37 / 2008
  • Legge 186/196
  • DM 81/2008
  • DPR 462/2001

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