Domotica e tecnologia bus : le nozioni principali

Domotica è il frutto della fusione di due parole : dal greco “domos” che significa “casa” e dal francese “automatique” che significa “automatico”. Fece la sua prima comparsa nella terza rivoluzione industriale per soddisfare i bisogni di automazione civile (home automation). Le prime apparecchiature automatiche miglioravano il comfort e la sicurezza, tuttavia erano semplici e non erano in grado di dialogare tra loro in quanto venivano impiegati diversi sistemi tecnologici. Grazie alla sperimentazione di automazione negli ambienti industriali si fecero grandi passi in avanti integrando la tecnologia bus che permetteva di gestire l’impianto nel suo insieme. 

Negli anni ’80 compariva la prima tecnologia bus negli impianti civili. Questa nuova tecnologia aveva il compito di soddisfare le esigenze di comfort, sicurezza e razionalizzazione delle risorse energetiche. Successivamente si è sviluppata in quattro direzioni : illuminazione, condizionamento, elettrotecnica e domotica.

Principi di funzionamento della tecnologia bus

Un impianto elettrico civile con tecnologia bus è costituito da una linea di potenza che alimenta gli utilizzatori formata da fase, neutro e terra. Poi una linea di comando e controllo che può essere composta sia da un doppino, che da un cavo coassiale o da una fibra ottica.
Il significato di bus è analogo a quello di autobus. Infatti entrambi trasportano, ma uno trasporta persone e l’altro dati. Per mezzo di microprocessori ogni componente semplice, come anche un interruttore, è in grado di gestire le informazioni inviate dal bus ed eseguire i comandi agli attuatori.

Tipi di sistemi bus

Le tecnologie bus sono suddivise in cinque sistemi bus :

Bus proprietari
è un sistema che non permette di collegare apparecchiature che non siano strettamente della casa produttrice che ha ideato quel tipo di comunicazione. Solitamente si parla di un sistema molto semplice

Bus multivendor
utilizza apparecchiature che possono essere di produttori diversi

Bus standardizzati
è un bus libero, regolamentato da associazioni che stabiliscono lo standard

Lowworks
ogni apparecchiatura in grado di comunicare autonomamente. Utilizza la rete di bassa tensione esistente, quindi non necessita di ulteriore cablaggio. Un segnale ad alta frequenza percorre le linee elettriche mettendo in comunicazione agli elettrodomestici.

Sistema ad onde radio
la comunicazione tra attuatore e comando avviene tramite onde radio che possono percorrere anche centinaia di metri. Può essere utile quando non si vuole intervenire sui cablaggi oppure prendendo come esempio dove non si può intervenire in quanto edificio storico. Comunicano in modulazione di frequenza o una determinata frequenza come My Home di Bticino che ha 868 MHz.

Queste soluzioni non sono da vedere separatamente e infatti sono spesso installate insieme, quindi un sistema bus non esclude l’altro.

Lo standard mondiale dei sistemi bus

Attualmente ci sono molti standard nel campo del home automation, alcuni sono più riconosciuti e diffusi rispetto ad altri. Vediamone i più diffusi in base alla regione :

Europa

BatiBus

EIB

EHS

America

CEBus

LonWorks

X-10

Giappone

HBS

Hes

Integrando la tecnologia bus nella domotica, i vari dispositivi automatici erano adesso collegati tra loro formando una rete. Ciò ne aumenta il senso di controllo e porta la domotica ad un livello superiore, mettendoci di fronte ad un sistema più completo, che implementa più funzioni in un contesto definito.

Come funziona la domotica con il sistema bus

Avere una casa domotica porta grandi vantaggi a livello di comfort e sicurezza, ma anche per quanto riguarda l’utilizzo razionale delle risorse. Per capire come funziona la domotica bisogna capire per prima cosa come viaggiano gli impulsi. Le apparecchiature del sistema bus si scambiano informazioni mediante dei cavi che possono essere dei semplici doppini telefonici schermati. Per mezzo di codificazioni, si azionano soltanto le apparecchiature interessate eseguendo le funzioni per cui sono state predisposte. 

Il collegamento nella domotica

Il collegamento dei cavi solitamente si riduce al doppino per la linea di comando ed alla classica cordina (cavo unipolare) per la linea di potenza.

Negli impianti elettrici tradizionali si utilizza un sistema dove ogni apparecchiatura elettronica è direttamente collegata alla rete elettrica di potenza tramite attuatori e non. La linea di potenza è formata da due conduttori in mono fase (230 V) che alimentano le apparecchiature elettriche e di un conduttore di terra che ne garantisce l’uso in sicurezza. Questo è quanto.

Nell’impianto domotico invece la linea di potenza (230 V) viene utilizzata per la sola alimentazione. Gli attuatori vengono alimentati in bassissima tensione (SELV 20/30 V) e tramite una logica di gestione vengono elaborati i dati da una centralina o da un microprocessore chiamato BCU.
La BCU (Bus Coupling Unit) non è altro che un computer a tutti gli effetti e difatti è composto da un microprocessore, una memoria (ROM), una EEPROM e una memoria temporanea (RAM).

Programmare l’apparecchiatura

Le apparecchiature per essere usate correttamente hanno bisogno di una programmazione o per mezzo di mattoncini colorati situati sul dorso dell’apparecchiatura stessa o per mezzo di un software. Essi dovranno fornire tre dati importanti :

1. indirizzo fisico univoco (come si chiama)
2. la sua funzione (cosa deve fare e come)
3. a cosa e associato (con chi lo deve fare)

I vantaggi di una casa domotica

In una casa domotica grazie a telecomandi e automazioni si aumenta il livello di comfort. Il funzionamento e di facile comprensione e si riduce il numero di azioni da fare, anche per via del numero di comandi minore. Aumenta la sicurezza nell’abitazione con sistemi di controllo e di antintrusione, inoltre grazie alle funzioni di auto diagnosi aumenta la sicurezza dell’impianto stesso. A livello pratico, l’installazione e il cablaggio risultano molto più versatili, senza modificare il collegamento dei cavi elettrici è possibile cambiare totalmente il tipo di configurazione impiantistica. Il risparmio energetico è notevole anche grazie alla gestione programmata dei carichi sulla linea elettrica di potenza. La domotica si predispone all’utilizzo intelligente dell’energia elettrica nonché all’ausilio di fonti rinnovabili sempre più presenti all’interno delle nostre abitazioni.

Applicazioni della domotica

Le sorgenti luminose si possono comandare e variare di intensità secondo le esigenze e l’eventuale presenza di persone nella stanza. Inoltre per mezzo di sensori e temporizzatori si può rendere tutto automatico al punto di non dover eseguire più nessuna azione direttamente. L’opzione di creare degli scenari ti permette di passare da una configurazione ad un’altra in modo veloce e automatizzare anche questo processo di scelta in base alle condizioni meteo, orari, date e altro ancora.

I carichi e la forza motrice possono essere gestite comandati. Con la gestione energetica si può tenere sotto controllo la soglia massima della fascia contrattuale in modo tale da disattivare o non attivare un carico se la sorgente non lo consente.

Gli elettrodomestici sono collegati mediante una scheda elettronica al sistema bus. Questo vuol dire che lo svolgimento delle attività domestiche può essere automatizzato ulteriormente e non solo. I guasti e le situazioni anomale vengono segnalati e le informazioni possono essere elaborate e analizzate in remoto. Oltre a questo la gestione degli elettrodomestici mediante la domotica offre dati essenziali alla supervisione e consigli utili all’uso (opportunamente programmati).

Security : La sicurezza non è mai troppa e la domotica ci venne incontro sotto molti aspetti. In un impianto domotica ho per antiintrusione antirapina, antifurto e antiaggressione si può installare ogni tipo di sensore e di riconoscimento. Un altro punto e che si ha il pieno controllo sulle presenze, si possono escludere all’accesso intere aree abitative oppure permettere l’ingresso soltanto ad un’area specifica.

Safety : Un fattore da prendere in considerazione è la capacità di rilevare la presenza di fumo, monossido di carbonio, fughe di gas e allagamenti. È in grado oltre che di avvisare mediante allarmi, di prendere l’iniziativa tempestivamente agendo su alcuni dispositivi che possono risolvere l’allarmismo.

Telecomunicazioni : Grazie al processo tecnologico in merito alle telecomunicazioni il pc, la tivù, il telefono e i citofoni possono essere tutti interconnessi alla rete bus. La grandezza della domotica e sta anche in questo e il bello deve ancora arrivare.

La climatizzazione : La domotica permette di avere un sistema di riscaldamento efficiente. Il controllo delle temperature avviene per mezzo di termostati e sistemi remoti che agiscono sulle valvole o sulle troppo. Anche in questo caso possono essere condizionati dal clima esterno una combinazione particolare è quella di installare un impianto di condizionamento oppure climatizzazione supplementare che interviene in simbiosi con l’impianto di riscaldamento principale e che fornisce supporto quando sono necessarie soltanto piccole variazioni di temperatura, offrendo inoltre le funzioni di ventilazione e climatizzazione.

Le funzioni della domotica

La domotica può svolgere moltissime funzioni tra cui ;

Scenari : Si possono configurare degli scenari (configurazioni di illuminazione) per gestire in modo rapido le occorrenze usuali

Illuminazione : Si ha un’ottima gestione dell’illuminazione, si può con un singolo comando intervenire su tutti i punti luce della casa

Crepuscolare :Si possono gestire le apparecchiature in base alla luminosità naturale, per esempio tapparelle, luci ecc…

Presenza e movimento : Si può elaborare mediante dei sensori di movimento; illuminazione riscaldamento antifurto ventilazione ecc…

Tapparelle, tende e avvolgibili : La parte motorizzata della casa può essere gestita facilmente

Serrature : Si possono monitorare gli stati di porte e finestre e gestire gli accessi, eseguire delle azioni automatiche in conformità alla posizione delle serrature (riscaldamento, antifurto, luci ecc…)

Allarmi : Allerta su allagamenti, fughe di gas, presenza di fumi, monossido di carbonio e incendi. Può inoltre connettersi telefonicamente ai numeri di emergenza, mediante elettrovalvole isolare i guasti da fughe e attivare la ventilazione degli ambienti per liberare i fumi o i gas

Touch-panel : Si può utilizzare uno schermo che fornisce tutte le informazioni di stato ed è in grado di interagire tramite il tocco

Calendario e temporizzatori : Si possono fare programmazioni giornaliere, settimanali, annuali. Inoltre mediante temporizzatori è possibile eseguire azioni ad orari prestabiliti

Comandi vocali : Uno dei pregi della domotica e che si può comandare vocalmente. Questa funzione di un vantaggio soprattutto per le persone disabili che possono eseguire delle azioni senza fare troppa difficoltà

Comandi a distanza : Con la dotazione di telecomandi ad infrarossi si possono comandare a distanza di apparecchiature

Controllo remoto : Da pc o da smartphone è possibile controllare e comandare tutto l’impianto elettrico

Meteo : Rileva i parametri meteo come vento pioggia neve grandine e temperature. Interviene di conseguenza per esempio chiudendo le tapparelle, attivando riscaldamento, riavvolgendo le tende da sole o altro

Temperatura : È possibile impostare temperature diverse per ogni ambiente per soddisfare i bisogni del singolo individuo

Simulazione di presenza : Grazie a delle azioni programmate e possibile simulare la presenza all’interno dell’abitazione un ottimo deterrente per i furti

La domotica ci offre un potenziale pazzesco dove il limite e dettato forse solo dalla fantasia.