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Progettazione impianto domotico: cose da sapere

La progettazione di un impianto domotico richiede un approccio strategico e attento per garantire un sistema efficiente, sicuro e personalizzato. Nell’era digitale in cui viviamo, la tecnologia sta rivoluzionando tutti gli aspetti delle nostre vite, compresa la nostra casa. L’impianto domotico è diventato sempre più popolare, offrendo una vasta gamma di vantaggi in termini di comfort, sicurezza ed efficienza energetica. In questo articolo, esploreremo le differenze tra un impianto tradizionale e uno domotico, nonché la topologia di un impianto domotico.

Impianto Tradizionale vs. Impianto Domotico

La differenza fondamentale tra gli impianti tradizionali e i sistemi di automazione può essere sintetizzata in una parola: integrazione. Nella progettazione tradizionale, i vari servizi sono gestiti da impianti separati e indipendenti che non comunicano né interagiscono tra loro. Ciò comporta costose duplicazioni, difficoltà nel coordinare il funzionamento degli impianti individuali, costi operativi nascosti e, soprattutto, una minore efficacia nel garantire sicurezza, comfort e risparmio.

Al contrario, i nella progettazione di un impianto domotico, i sistemi di automazione sono concepiti come un’unica entità. I diversi dispositivi che li compongono sono associati a sottosistemi che, dal punto di vista concettuale e per una maggiore facilità di individuazione, possono essere assimilati agli impianti tradizionali. Tuttavia, ogni componente fa sempre parte dello stesso sistema e, come tale, è in grado di comunicare ed interagire con tutti gli altri. Questo significa che si possono ottenere risultati che gli impianti tradizionali non sono in grado di offrire, come ad esempio la creazione di uno scenario.

L’implementazione di uno scenario, come ad esempio un ufficio che regola automaticamente la luminosità di un ambiente integrando la luce naturale e quella artificiale, regolando le tende motorizzate per la luce naturale e i dimmer per la luce artificiale, accendendo le luci solo durante l’orario lavorativo o se qualcuno è presente nell’ambiente al di fuori dell’orario lavorativo (rilevando la presenza tramite controllo degli accessi), riattivando, se necessario in quest’ultimo caso, anche il sistema di riscaldamento o condizionamento, potrebbe essere fattibile anche con le tecniche tradizionali, ma comporterebbe complicazioni e costi inaccettabili. Inoltre, se si desidera successivamente modificare lo stesso scenario, come ad esempio riavviare i sistemi di climatizzazione al di fuori dell’orario lavorativo con diverse soglie di temperatura (più basse in inverno e più alte in estate), molto probabilmente sarebbe necessario rifare tutto il lavoro.

I componenti nella progettazione di un impianto domotico

Un impianto domotico è composto da diversi componenti che lavorano in sinergia per creare un ambiente domestico intelligente. Ecco alcuni degli elementi chiave di un impianto domotico:

  1. Hub di controllo: L’hub di controllo funge da centro di comando dell’intero sistema domotico. Si tratta di un dispositivo che collega e gestisce tutti i dispositivi e i sensori presenti nella casa. L’hub di controllo può essere un computer, un server o una console dedicata. Esistono anche hub di controllo basati su assistenti vocali come Amazon Echo o Google Home, che permettono di controllare il sistema domotico tramite comandi vocali.
  2. Dispositivi intelligenti: Gli apparecchi domestici intelligenti sono dotati di funzionalità integrate per la comunicazione e il controllo remoto. Questi dispositivi includono luci, termostati, prese elettriche, serrature intelligenti, videocamere di sorveglianza, elettrodomestici e molti altri. I dispositivi intelligenti sono collegati all’hub di controllo e possono essere controllati tramite l’applicazione dedicata o attraverso un’interfaccia utente sullo smartphone o il computer.
  3. Sensori: I sensori sono uno degli elementi chiave di un impianto domotico. Rilevano le condizioni ambientali e le modifiche nello stato della casa. Ad esempio, i sensori di movimento possono attivare l’illuminazione quando rilevano una presenza umana, mentre i sensori di fumo possono attivare gli allarmi antincendio in caso di rilevamento di fumo. Altri sensori comuni includono quelli per il rilevamento di apertura/chiusura delle porte e delle finestre, i sensori di allagamento e i sensori di temperatura e umidità.
  4. Rete domestica: La rete domestica è il collegamento che consente la comunicazione tra tutti i dispositivi dell’impianto domotico. Questa rete può essere cablata o wireless, a seconda delle esigenze specifiche e delle possibilità di installazione. La scelta della rete dipende anche dalla dimensione della casa e dalla distanza tra i dispositivi.

Topologia di un sistema domotico

Nelle reti di automazione, l’insieme dei diversi percorsi di comunicazione o collegamento che collegano i vari punti di un sistema costituisce una rete, mentre lo schema logico di collegamento tra i diversi punti o nodi è chiamato topologia. Le topologie più importanti nelle reti di automazione sono: bus, stella, albero e maglia.

Tutte le connessioni considerate, che siano su cavo singolo o su canale radio, trasportano telegrammi in entrambe le direzioni, cioè vengono utilizzate sia per la trasmissione che per la ricezione dei dati.

La topologia bus in un sistema d’automazione prevede che tutti i dispositivi siano collegati da un unico cavo e non effettuino alcun intervento sui telegrammi che non inviano o che non sono indirizzati a loro. Ogni telegramma trasmesso viene ricevuto contemporaneamente da tutti i dispositivi.

Il bus è una tecnologia molto semplice che si traduce in un cablaggio poco costoso ed è comunemente utilizzata per le linee bus. Tuttavia, questa topologia presenta un limite: la rottura del cavo bus può isolare più dispositivi.

Per evitare la perdita di potenza del segnale lungo il cavo, quando la sua lunghezza supera certi valori critici, si utilizzano ripetitori che rigenerano il segnale stesso, aumentandone il livello.

La topologia bus non presenta incertezze di percorso e non richiede procedure per instradare i dati lungo il percorso migliore per raggiungere la destinazione, poiché il percorso è unico.

Nella topologia stella, tutte le comunicazioni passano attraverso un punto centrale di connessione, che può essere passivo o attivo (con rigenerazione del segnale o funzione di controllo). Questo tipo di topologia semplifica la gestione della rete poiché il punto centrale può controllare sia i nodi sia il traffico di rete. Inoltre, la rilevazione dei problemi è semplificata poiché il nodo centrale può determinare se un dispositivo funziona correttamente o meno. Un altro vantaggio è che la rottura di una connessione influisce solo su un singolo dispositivo. La topologia stella può anche emulare efficacemente la topologia bus e mostra la sua flessibilità quando la rete cresce, poiché è facile aggiungere nodi o svilupparla verso strutture gerarchiche più complesse chiamate topologie ad albero.

Tuttavia, ci sono due limiti di questa topologia: se il nodo centrale fallisce o presenta malfunzionamenti, l’intera rete diventa inattiva. Inoltre, se le connessioni sono realizzate tramite cavi, i costi possono essere molto elevati a causa della grande quantità di materiale necessario e dell’opera di cablaggio, dato che tutti i dispositivi devono essere collegati al nodo centrale.

La topologia stella viene comunemente utilizzata nella progettazione di impianti di antintrusione e sicurezza.

La topologia ad albero rappresenta un’evoluzione della topologia stella, consentendo la progettazione di un impianto domotico complesso. Può essere considerata come una “stella di stelle”. I vantaggi di questa topologia sono la semplificazione dei problemi di percorso (esiste un solo itinerario tra due nodi) e la riduzione dei costi di cablaggio. Tale tipo di organizzazione di rete è consigliata nello Standard Commercial Building Telecommunication Wiring (EIA/TIA 568).

La topologia ad albero è utilizzata in diverse applicazioni, ad esempio nella progettazione di un impianto domotico di sicurezza e antintrusione a radiofrequenza. Infatti si utilizzano concentratori per ampliare il numero di sensori disponibili. Inoltre, nei sistemi completi i-bus EIB, lo schema sistema-aree-linee assume una struttura ad albero.

Nella topologia a maglie, i dispositivi sono collegati direttamente tra loro in un collegamento punto a punto. Utilizzano canali bidirezionali, senza la necessità di passare attraverso un terzo dispositivo (ad eccezione di eventuali ripetitori di segnale). Poiché ogni nodo è direttamente connesso a molti altri, la tolleranza ai guasti di un sistema magliato e l’affidabilità complessiva sono molto elevate. In caso di interruzione del collegamento tra due nodi, viene influenzata solo la funzione assicurata da quel collegamento. Allo stesso modo, se un dispositivo si guasta, le funzioni associate ad esso non sono più disponibili.

Conclusioni

L’impianto domotico rappresenta il futuro delle abitazioni intelligenti, offrendo comfort, efficienza energetica e sicurezza avanzata. Grazie a un sistema interconnesso di dispositivi intelligenti e sensori, gli utenti possono controllare e monitorare la propria casa da remoto attraverso un’interfaccia user-friendly. La progettazione di un impianto domotico richiede una pianificazione accurata, tenendo conto delle esigenze specifiche dell’utente e della configurazione dell’abitazione. La progettazione di un impianto domotico inizia con un’analisi dettagliata dei requisiti e delle preferenze dell’utente. È importante comprendere quali funzionalità sono richieste, quali aree della casa devono essere coperte e quali obiettivi si desidera raggiungere con il sistema domotico.

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