CENTRO DI FORMAZIONE PROFESSIONALE

GALDUS

Corso “Operatore elettronico” ID: 155857

TESI TECNICA

“La Domotica”

Relatore: Paola Pizzi

Allievo: Locatelli Christian

ANNO SCOLASTICO 2016/17

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Indice:

Citazione: pag:2

Introduzione pag:3

La storia della domotica pag:4

Cos’è la domotica? pag:5

Caratteristiche della domotica pag: 6

Le funzioni principali della domotica pag.: 8

Ambiti di applicazione della domotica pag:9

Come è fatto un impianto elettrico domotico? pag:13

Predisposizione per l’impianto pag:16

I componenti di un impianto di domotica: comandi e sensori pag:17

Progettare un impianto domotico: la scelta del sistema da usare pag:20

Come fare un impianto di domotica fai-da-te pag:21

Conclusione pag:24

2

Citazione:

“Chiunque ad un certo punto della vita mette su casa. La parte difficile è costruire una casa del

cuore. Un posto non soltanto per dormire, ma anche per sognare. Un posto dove crescere una

famiglia con amore, un posto non per trovare riparo dal freddo ma un angolino tutto nostro da cui

ammirare il cambiamento delle stagioni; un posto non semplicemente dove far passare il tempo, ma

dove provare gioia per il resto della vita.”

SERGIO BAMBARÉN

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Introduzione:

Perché ho scelto di sviluppare questa tesina?

Tutto nasce all’incirca due anni fa quando a scuola si sentiva parlare di Arduino: essendo

interessato a questa piccola scheda con cui si può fare davvero molto, quindi sono andato ad

documentarmi su tutte le funzionalità e sui progetti da realizzare, come elaborare dei progetti

davvero interessanti. Mi sto infatti appassionando a questa tecnologia in modo da poter sviluppare

un giorno un piccolo impianto domotico per la mia casa facendo interagire i due sistemi che ho

creato con l’impianto fotovoltaico e con quello della corrente della linea Enel. Vorrei inoltre trovare

il modo di poter sapere da remoto quando sto utilizzando il mio impianto o quello della linea

preesistente, e altre funzionalità che potrebbero aiutare il modo di vivere e di utilizzare la mia casa.

La cosa che mi affascina di più della domotica è che attraverso un unico controller si possono

gestire tutte le funzionalità che offre, i vantaggi di essere utilizzata in situazione di difficoltà fisica.

Come una persona disabile con limiti di motricità, ad esempio, può migliorare sensibilmente la

qualità della sua vita all’interno della propria abitazione.

Nella mia tesi cercherò di dimostrarvi tutto quello che può svolgere questa tecnologia e quello che

si può sviluppare per una casa completamente automatizzata: lo scopo è quello di migliorare il

confort di vita ma anche diminuire gli sprechi di cui ora neanche ci accorgiamo.

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La storia della domotica

La domotica nasce intorno agli anni ’70: i primi progetti che venivano creati erano piccoli impianti

come quelli di illuminazione o di sicurezza; si stavano creando perciò delle piccole automazioni per

ottenere sistemi di maggiore funzionalità.

Obiettivo della domotica è aiutare le persone ad abitare in case più sicure e confortevoli, quindi

deve esserci un sistema d’automazione semplice, affidabile, flessibile ed economico, è che deve

essere alla portata di tutti.

Superata la fase iniziale in cui si creavano soltanto prototipi, ora è stata migliorata è resa più

efficiente l’interfacciabilità e la flessibilità e non vengono più gestiti soltanto gli impianti di base,

ma l’intera casa viene automatizzata e centralizzata.

Con un sistema domotico si possono gestire tutti gli apparecchi collegati al sistema: ad esempio si

può sapere quali oggetti sono rimasti accesi come prese elettriche o comunque punti luce che a volte

si dimentica di spegnere.

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Cos’è la domotica?

La domotica si occupa dello studio delle tecnologie che dà la possibilità di aumentare la qualità

della vita ma anche la qualità di vita nelle case evitando sprechi economici.

Grazie a questa tecnologia si può avere un notevole incremento delle prestazioni di tutti gli

apparecchi che sono presenti nella nostra casa, ottimizzando i consumi e avendo più sicurezza e

confort.

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Caratteristiche della domotica:

Le principali caratteristiche e i vantaggi che possono può avere la domotica si possono così

riassumere:

Semplicità: il sistema domotico è semplice da usare infatti è progettato per un uso di un pubblico

non specializzato in questo ambito.

Continuità di funzionamento: il sistema è costruito in modo da offrire un servizio h24 senza avere

guasti di alcun genere o comunque in modo da poter essere ripara to con molta semplicità anche da

un personale poco esperto.

Affidabilità: il sistema funziona sempre, senza richiedere particolari attenzioni; anche in caso di

guasti deve essere progettato per funzionare ma con qualche funzionalità in meno, deve essere in

grado di segnalarne il guasto.

Basso costo: per essere alla portata di tutti il sistema deve avere un costo contenuto, inteso come

economicità delle periferiche (sensori, attuatori, ecc.) e della rete di connessione.

Le tecnologie per la domotica permettono inoltre di ottenere alcuni vantaggi ad esempio:

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Risparmio energetico: un sistema completamente automatizzato dove evitare i costi generati da

sprechi energetici, o ad altre situazioni, monitorando continuativamente i consumi e gestendo le

priorità di accensione degli elettrodomestici.

Le tecnologie all’interno di una casa domotizzata:

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Le funzioni principali della domotica:

Attraverso varie opzioni e possibile scegliere un particolare "setting" della vostra casa inserendo

tutti i dispositivi o sistemi (luci, tapparelle, temperature, allarme, etc.).

Impostando un parametro cioè un impostazione pre-impostata nella centralina, inserendo questa

funzione sarà possibile scegliere quelle precise funzioni (es. lo scenario "esci di casa" spegnerà tutte

le luci, abbasserà tutte le tapparelle, attiverà tutti i sistemi di sicurezza, e tutto quello che avrete

deciso).

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Ambiti di applicazione della domotica

La domotica trova applicazione in diversi ambiti, ì principali riguardano

Illuminazione, sicurezza, Riscaldamento e Raffrescamento, Prese e carichi elettrici, Automatismi,

irrigazione, Videosorveglianza, gestione remota, Video Citofonia e Telefonia.

Proverò ora ad analizzarli più nel dettaglio.

Illuminazione

Il sistema domotico permette di gestire qualsiasi tipo di luce,

esterno o RGB (cioè ogni luce che e presente nella casa e

permettendo anche di cambiare colore a nostro piacimento.)

Grazie a questo sistema è possibile scegliere che punti luci

accendere e che intensità darà a ogni singola lampadina, come

detto in precedenza poter scegliere il colore di una zona della casa

Sicurezza

All'esterno e all'interno dell'abitazione si posso mettere dei sensori (sensori a calpestio, perimetrali

esterni, sensori di movimento, sensori di gas narcotici, etc.) Che servono per captare i movimenti di

pericolo, attivano il sistema domotico che è in grado di gestire la vostra sicurezza.

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Riscaldamento e Raffrescamento

Per quanto riguarda l’applicazione della domotica in questo ambito va ricordato che il comfort

ambientale può essere gestito grazie a dei sensori che interfacciano con il sistema, in modo da avere

una temperatura equa in tutti i locali in modo da poter ridurre le spese di gestione dei vari impianti

sia di raffrescamento e sia di riscaldamento.

Utilizzando fonti di energia rinnovabile è possibile ridurre maggiormente il costo di gestione della

casa facendo interagire i due sistemi, con il sistema domotico è possibile comandare da distanza il

nostro sistema di riscaldamento e raffrescamento per poter ridurre gli sprechi e abbassando i costi di

gestione.

Prese e carichi elettrici

Grazie all’ interfaccia usata si può avere sempre un monitoraggio delle prese di corrente e dei

carichi elettrici domestici consente di gestire l'accensione e spegnimento dei carichi, l'integrazione

con i sistemi di energia rinnovabile garantisce il più ampio risparmio energetico.

Automatismi

Grazie al sistema è possibile far gestire alla centralina tutta

la sicurezza della casa quindi tutti i dispositivi come

persiane cancelli etc., e segnalare in caso di violazione

della proprietà direttamente sul nostro telefono, rimanendo

aggiornati.

Irrigazione

E’ possibile gestire attraverso il controller principale o remoto si può comandare l’irrigazione del

proprio giardino gestendo orari modalità di irrigazione o semplicemente con un tocco far partire

l’irrigazione.

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Videosorveglianza

Gestendo il tutto con l'impianto domotico casalingo, la casa è sotto controllo 24 ore su 24. Il sistema

di videosorveglianza è completamente integrato con l'impianto di domotica, le telecamere con

rilevazione di movimento continuano a monitorare tutti gli ambienti sia tramite il touch screen,

tramite le tv di casa e tramite remoto con cellulari o via web.

Controllo Accessi

La gestione di controllo degli accessi, registra i movimenti in entrata ed in uscita dall'edificio.

L'impianto domotico utilizza diverse tecnologie, dal lettore di badge, di impronte digitali o

riconoscimento dell’occhio.

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Gestione Remota

La domotica offre un grande vantaggio, il risparmio di tempo e la facilità di gestione delle attività

quotidiane. Ad esempio, con un semplice sms è possibile attivare a distanza dei comandi come

l’azionamento di chiudere tutte le finestre

Inoltre è possibile attivare tutta una serie di servizi strettamente collegata al soccorso per persone

sole, anziane, disabili o ammalate.

Video Citofonia e Telefonia

L’impianto domotico fa parte della sicurezza e del comfort presente in tutte le case.

Rispondere al citofono grazie a questa tecnologia è molto semplificato. Semplicemente utilizzando

il nostro smartphone o tablet è possibile interfacciarsi con la persona al di fuori della nostra

abitazione utilizzando i dispositivi citati qua sopra.

Il citofono, essendo collegato con il sistema di casa, registrerà tutta la conversazione e in caso di

vostra assenza avvertirà i visitatori e registrando l’immagine del loro volto per sicurezza.

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Come è fatto un impianto elettrico domotico?

La grossa differenza tra un impianto classico, è uno domotico è che non c’è più il collegamento

fisico ma il collegamento tra pulsante e centralina.

Come funziona in una casa tradizionale: in un impianto tradizionale per accendere o spegnere la

luce ci sono vari pulsanti che permettono questo.

Nel classico impianto questo è permesso grazie a un cavo che è collegato direttamente alla

lampadina, quindi quel pulsante avrà soltanto una funzione o di accendere o di spegnere, se

dobbiamo accendere la luce in un altro punto dobbiamo per forza collegare fisicamente la

lampadina a questo secondo punto di accensione utilizzando metri e metri di cavi.

Come funziona in una casa domotica:

L'intelligenza della casa domotica è prodotta dai modulini elettronici che vengono installati dietro ai

pulsanti fisici di illuminazione o dentro le scatole di derivazione, in questo tipo di impianto, non c’è

più un contatto fisico tra pulsante e lampadina, ma tra modulo e centralina dentro la scatola di

derivazione, poi la centralina si occuperà di dare l’accensione alla lampadina.

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Ma allora, cosa cambia?

Utilizzando i modulini collegati dal cavo BUS (cioè dei cavi

schermati in cui passa una tensione molto bassa), distribuiamo

“l’intelligenza “all’interno della casa.

In una casa domotica possiamo programmare ogni singolo pulsante

quindi sulla base delle nostre esigenze potremmo cambiare la

funzionalità del nostro pulsante, riprogrammandolo e dando un altro

ordine, con solo l’utilizzo di un computer o di un tablet. Grazie al

cavo bus si crea una rete di informazioni che rendono la casa

intelligente.

Questo sistema a BUS non funziona soltanto con le luci ma con tutti gli aspetti della casa come i

sistemi di sicurezza, le motorizzazioni l'impianto audio e altro ancora, una volta ogni

dispositivo funzionava limitatamente al proprio ambito: il pulsante x accendeva la luce y e le

motorizzazioni delle tapparelle rispondevano solo quando veniva premuto il pulsante. Nella

casa domotica, si gestiscono le luci e le tapparelle come sempre e questi oggetti sono rimasti gli

stessi: cosa è cambiato allora? Oggi, nell'impianto elettrico scorrono informazioni digitali in grado

di organizzare una precisa reazione dell'intera abitazione, sulla base di un evento.

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La ridotta invasività del cavo BUS

Snellezza, molti cavi che funzionano a 222V vengono sostituiti da cavi bus che si alimentano a 12v,

anche aumentando i punti luce i cavi BUS rimangono invariati, utilizzando cavi BUS si ottiene

meno ingombro di canaline etc, risparmiando economicamente e in tempistica.

Flessibilità. I modulini elettronici collegati dal cavo BUS, consentono di poter riprogrammare il

compito di ogni pulsante della casa intelligente: questo avviene con la sola riprogrammazione

tramite PC.

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Predisposizione per l’impianto

Per predisporre un impianto elettrico alla installazione dei dispositivi domotici è necessario

progettare la distribuzione che avranno gli impianti quando saranno realizzati.

Una delle prime scelte da fare riguarda l'elenco degli ambiti applicativi, cioè bisogna decidere quali

sono le funzioni da mettere all’interno dell’abitazione.

Qua sotto sono riportate tutti i componenti che potranno servire per implementare un sistema

domotico.

Distribuzione elettrica (l'impianto tradizionale

con contatore, quadro, ecc.)

Controllo luci

Controllo carichi

Controllo tapparelle e tende motorizzate

Antifurto volumetrico (interno), perimetrale

(infissi) ed esterno (terrazzi o giardini)

Termoregolazione (caldaia e condizionatori)

Fotovoltaico

Videocitofono

Distribuzione TV terrestre e satellitare

Telefonia multiroom audio

Trasmissione dati (ADSL, LAN, Wi-Fi)

Videosorveglianza TVCC multiroom video home theatre

Controllo irrigazione Controllo aperture (cancelli e portoni)

Una volta fatto questo elenco si definiscono gli spazi per apparati e cavi.

Per quanto riguarda il lavoro elettrico bisogna posizionare i quadri, scatole di derivazione, corrugati

e scatole portafrutti (pulsanti e prese).

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I componenti di un impianto di domotica: comandi e sensori

I comandi rappresentano la parte intelligente dell'impianto di domotica. In alcuni sistemi le funzioni

vengono gestite dalla configurazione di comandi, mentre gli attuatori (meccanismi che

interagiscono con parti meccaniche) regolano il tempo di apertura/chiusura del relè.

Bisogna fare una suddivisione tra componenti di comando azionati dall'utente come i pulsanti e

strumenti di comando automatici come i sensori.

I sensori sono i sensi dell'impianto di domotica e la loro presenza alza il livello di intelligenza

dell'impianto, facendo la differenza tra domotica e sistemi tradizionali.

I primi sono un interfaccia pulsanti tradizionali, ingressi su barra DIN (è un insieme di diverse

guide in metallo standardizzati ampiamente usato per il montaggio di interruttori e apparecchiature

di controllo industriale), tastierini; poi sensori di presenza, sensori termici, sensori qualità aria,

sensori di umidità etc.

Il comando più semplice di tutti è senza dubbio il pulsante che svolge un sistema semplice gestito

dall’utente.

Ci sono due tipi di pulsanti, quelli già digitali quindi con il sistema meccanico incorporato, dentro a

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una scheda che trasmette il comando attraverso il cavo BUS possono essere di varie forme,

ultimamente si utilizza la tecnologia touch infatti sta andando a sopprimere quella detta in

precedenza.

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Si possono utilizzare sensori di umidità dell'aria, sensori di qualità dell'aria. Ma anche semplici

sensori di presenza, magari usati dall'antifurto interagendo con la centralina possono spegnere o

attivare in automatico il riscaldamento o il raffrescamento in aree non abitate, dopo un determinato

tempo.

Nella gestione dell'illuminazione possono essere utilizzati dei sensori crepuscolari, usando dei

dimmer digitali che possono impostare in automatico la luminosità in funzione di quanta luce è

presente nella stanza, un po’ come i sistemi che utilizzano i telefoni di ultima generazione, oppure

regolare le lamelle del sistema di tapparelle in funzione dei raggi solari.

Sono utili anche i sensori (o stazioni) meteorologici in modo da dar informazioni come vento,

pioggia, temperatura e umidità esterni, utilizzando queste informazioni fornite e possibile abilitare

dei scenari impostati dall’utente, come ad esempio lucernari e tende esterne possono essere chiuse

in automatico all'approssimarsi della pioggia, o il sistema di irrigazione può essere bloccato in caso

la pioggia.

La quantità di dispositivi presenti sul mercato è notevole infatti si adatta a ogni esigenza, il

problema che si verifica spesso è che questi sistemi vengono utilizzati molto poco a causa

dell’impatto economico che potrebbero avere, infatti ne andrebbero applicati molti per un buon uso

di essi, ma il cliente finale non si capacita di esso quindi di finisce per eliminare dei sensori che

potrebbe ritenere inutile.

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Progettare un impianto domotico: la scelta del sistema da usare

Per poter progettare un impianto domotico bisogna valutare tutte le funzioni che si desidera

implementare nell’impianto di domotica in progetto tenendo d’occhio a questi punti:

Costo massimo da poter sostenere (budget)

Dimensioni fisiche dell’impianto

Qualità delle funzioni da implementare e livello di complessità richiesto

Preferenze estetiche.

Ci sono diversi sistemi di domotica già diffusi in Italia e tra i più famosi possiamo pensare

all’impianto domotico BTicino e Vimar, che sono stati perfezionati e sviluppati nel tempo per

superare i loro limiti.

Impianto domotico Vimar

Il sistema ByMe di Vimar viene programmato attraverso una centralina, senza usare un computer, la

centralina è in grado di configurare un massimo di 480 funzioni, di cui 80 sono dedicate alle

funzioni di antintrusione.

Impianto domotico BTicino – MyHome

L’impianto domotico BTicino è semplice da configurare qualsiasi elettricista che abbia svolto un

corso di formazione può installare e configurarlo senza usare un PC, ci sono vari liveri che

elencherò qua sotto:

Illuminazione

Automatismi (tapparelle, comandate Prese, irrigazione,

ecc …)

Scenari

Diffusione sonora

Termoregolazione

Videocontrollo

Sistema di allarme.

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Come fare un impianto di domotica fai-da-te

1) I KIT PER LA CASA DOMOTICA FAI-DA-TE

Il modo più semplice per far entrare la domotica nella vostra casa, rendendola automatizzata e più

"verde", è quello di usare uno dei numerosi kit fai-da-te sul mercato, che comprendono sistemi

completi plug-and-play e wireless per evitare installazioni lunghe e costose.

In questo modo potete realizzare in modo economico un sistema di controllo domestico che

connette la parte elettrica della vostra casa (elettrodomestici, illuminazione, apparecchi di home

entertainment, controllo della climatizzazione, sistemi di sicurezza, etc.) in un'unica rete integrata

senza fili.

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Come montare i moduli adattatori e l'unità centrale di controllo

Gli apparecchi presenti in una casa possono essere controllati, con la domotica, semplicemente

usando un comune dispositivo mobile: tablet, smartphone, notebook, etc.

Infatti, con un kit potete connettere gli elettrodomestici o altri apparecchi attraverso un centro di

controllo dove potrete gestirli tutti: dovete semplicemente installare un software sul dispositivo e

collegare gli apparecchi all'unità centrale.

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L'impegno di tempo ed economico richiesto dall'installazione

Una persona con poche capacità tecniche può montare tutti i pezzi di un sistema di domotica in

circa un'ora, senza la necessità di chiamare un tecnico altamente qualificato.

In questo modo il budget minimo può essere anche di 300 euro, mentre normalmente far installare

un impianto di domotica risulta abbastanza costoso. Chiaramente con questo tipo di impianto il

costo varia in base al numero di apparecchiature che si decide di comandare: infatti per poter

connetter altri dispositivi bisognerà spendere altri soldi per comprare un hub e collegare molti

dispositivi in contemporanea. Una volta installato l'hub di controllo fornito nel kit, potete

connettervi molti accessori per comandare sistemi di allarme, serrature intelligenti, videocamere

wireless, dimmer per luci, termostati, etc., il tutto gestibile in remoto tramite un tablet o uno

smartphone.

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Conclusioni:

Come ho descritto precedentemente, gli standard della domotica sono molti; purtroppo la mancanza

di un unico standard non ha permesso di potere fare crescere questa tecnologia in modo graduale.

Bisogna sviluppare una tecnologia che permetta di poter proteggere il proprio sistema domotico da

attacchi di persone inaspettate che possano entrare nella propria abitazione semplicemente

accedendo alla propria rete.

Si sta studiando quindi un modo per proteggere la propria abitazione domotica evitando di far

entrare persone inaspettate (intrusioni indesiderate): proprio per questi motivi, gli sviluppatori dei

sistemi di sicurezza sono delle persone altamente qualificate che lavorano su questa tecnologia da

parecchi anni.

D’altra parte però un problema che è stato riscontrato è che ci sono poche persone qualificate per

questo genere di lavoro.

In un futuro si spera

che questa

tecnologia si

sviluppi in modo

ottimale e che la

domotica entri nelle

nostre case in modo

da poter rendere

efficiente sia la

nostra vita ma anche

le nostre abitazioni;

ci si augura inoltre

che i prezzi di

produzione e dei dispositivi si abbassino per rendere questa tecnologia aperta a tutti.

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La bibliografia:

http://www.domoticavimar.it

www.lignius.it

http://www.antoniosaladini.it

http://www.itisondrio.org/jupgrade/images/stories/varie_alunni/tesine/domotica_fumasoni_as1011.

pdf

http://danieletorino.blogspot.it/2012/10/tesina-di-elettronica-sulla-domotica.html

http://www.voltimum.it/files/it/others/O/200906208582.pdf

http://vividomotica.it/ita/blog/post.php?codice=25

http://www.elettronews.com/come-realizzare-un-impianto-domotico/

http://www.clichome.it/comandi-domotica.php

http://demotech.cpv.org/pub/atti/Domotica_sicurezza/3_Predisposizione_impianto.pdf

http://www.ascia.it/tecnologia/domotica/82-la-predisposizione-dellimpianto.html

https://magazine.darioflaccovio.it/2015/03/20/progettare-un-impianto-domotico-realizzare/

http://www.consulente-energia.com/ah-come-fare-un-impianto-di-domotica-faidate-guida-alla-

autocostruzione-di-un-impianto-domotico-per-la-propria-casa-home-automation-faidate.html