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Barnabé Manuel

DOMOTICA

Tecnologie impiegate e

prodotti presenti sul mercato

Sistemi a microprocessore L-S Anno Accademico 2006/2007

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Sommario

Introduzione ......................................................................................................................... 3

Campi di applicazione .......................................................................................................... 3

Gestione dell‟ambiente ................................................................................................. 3

Gestione degli elettrodomestici ..................................................................................... 4

Comunicazione e informazione..................................................................................... 4

Sicurezza ...................................................................................................................... 4

Servizi a distanza.......................................................................................................... 5

Caratteristiche di un sistema domotico ................................................................................ 5

Il concetto di intelligenza nella domotica ....................................................................... 5

I scenari nella domotica ................................................................................................ 6

Standard nella domotica ...................................................................................................... 6

X10 ................................................................................................................................... 6

Protocollo di comunicazione dello strandard X10 ......................................................... 7

Dettagli fisici del protocollo per la trasmissione su rete elettrica ................................... 7

Dettagli del protocollo per la trasmissione via radio ...................................................... 7

Moduli X10 utilizzabili nell‟impianto domotico ............................................................... 7

Controllori X10 utilizzabili nel sistema domotico ........................................................... 8

Punti deboli e limiti del protocollo X10 .......................................................................... 8

Esempi di prodotti X10 presenti sul mercato ................................................................ 9

LonWorks ....................................................................................................................... 10

Il protocollo LonTalk .................................................................................................... 10

Il Neuron chip.............................................................................................................. 12

I transceiver LonWorks ............................................................................................... 13

KNX (Konnex) ................................................................................................................ 13

Mezzi trasmissivi......................................................................................................... 13

Organizzazione dello spazio di indirizzamento e della topologia KNX ........................ 14

Descrizione del frame KNX ......................................................................................... 14

Modelli delle applicazioni, datapoint e binding ............................................................ 14

Modalità di configurazione .......................................................................................... 15

Impianti domotici presenti sul mercato ............................................................................... 17

Tipi di comando disponibili con My Home ................................................................... 17

Funzioni disponibili con My Home .............................................................................. 17

Funzioni per il comfort: Impianto Automazione ........................................................... 17

Funzioni per la sicurezza: Impianto Antifurto .............................................................. 19

Funzioni per il risparmio energetico: Impianto Gestione Energia ................................ 20

Funzioni per il controllo ............................................................................................... 22

Funzioni per la comunicazione: Impianto Videocitofonia e Videocontrollo .................. 22

Conclusioni ........................................................................................................................ 24

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Introduzione Col termine “domotica” si fa riferimento alla scienza che si occupa dello studio di applicazioni informatiche ed elettroniche dedicate all‟ambiente domestico. Le origini di questa disciplina risalgono agli anni Settanta, quando furono sviluppate le prime soluzioni che mettevano in relazione tra loro impianti di illuminazione e sistemi di sicurezza. Gli obiettivi principali della domotica sono: Migliorare la qualità della vita, in particolare dei soggetti più deboli come minori, anziani o disabili. Aumentare la sicurezza delle abitazioni, proteggendo la casa da effrazioni, intrusioni ed ogni forma di incidente domestico. Risparmiare energia, tramite una gestione corretta degli impianti di termoregolazione, che garantisce una riduzione degli sprechi e quindi dei consumi. Spesso, al posto della parola “domotica”, si parla di “home automation” o di “building automation”. Nel primo caso ricadono i sistemi di automazione che interessano la singola unità abitativa, mentre nel secondo caso si fa riferimento alla gestione di interi edifici. Le soluzioni adottate nella home automation devono rispettare alcune specifiche basilari: Semplicità: l‟impianto domotico deve essere di facile utilizzo, in particolare deve disporre di un interfaccia “user friendly”, in modo da poter risultare di facile comprensione a chiunque. Affidabilità: il servizio deve essere garantito in maniera continua, quindi anche in caso di guasto l‟impianto deve garantire almeno un‟operatività di base o comunque deve essere progettato in modo tale che sia possibile rimetterlo in funzione in tempi brevi. Inoltre, ogni malfunzionamento deve essere segnalato tramite un report all‟utente. Basso costo: per aumentarne la diffusione, i sistemi domotici devono essere disponibili a costi contenuti. In particolare la riduzione dei costi deve incidere sulle periferiche (sensori, attuatori, etc.) e la rete di interconnessione utilizzata per collegare i vari moduli funzionali. Risparmio energetico: l‟introduzione di un sistema automatizzato dovrà evitare i costi generati da sprechi energetici, monitorando in maniera continua i consumi e gestendo la priorità di accensione degli elettrodomestici. In particolare si dovrà sovrintendere al funzionamento dei carichi più significativi (forno, lavatrice, condizionatore, etc.), assicurando un distacco controllato per evitare sovraccarichi di corrente che portino al black-out, causato dal superamento dei limiti di fornitura elettrica. E comunque, in mancanza di energia elettrica, garantire, tramite gruppi di continuità (UPS), il funzionamento dei dispositivi che non possono spegnersi.

Campi di applicazione Le funzionalità domestiche che possono essere automatizzate sono molteplici, in particolare si possono distinguere cinque macro-categorie di interesse: Gestione dell‟ambiente. Gestione degli elettrodomestici. Comunicazione e informazione. Sicurezza. Servizi a distanza.

Gestione dell’ambiente

All‟interno del controllo ambientale sono presenti le problematiche riguardanti la climatizzazione,la gestione dell‟acqua e dell‟illuminazione nei vari impianti della casa. Nella climatizzazione, la domotica interviene coordinando il sistema di riscaldamento o di condizionamento con il sistema di ventilazione o con l‟apertura e chiusura delle finestre per ottenere all‟interno di ogni stanza la temperatura e l‟umidità richieste, qualunque siano

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le condizioni atmosferiche presenti all‟esterno. Questo è possibile grazie alla presenza di sensori ed attuatori che permettono la regolazione dei parametri all‟interno dei singoli locali abitativi. Gli stessi standard di qualità e risparmio vengono utilizzati per generare acqua calda ad uso sanitario. Altra problematica nella gestione dell‟acqua è il suo utilizzo per l‟irrigazione del giardino, dove è necessario programmare i tempi e gli orari di funzionamento, tenendo in considerazione i fattori metereologici. Nell‟illuminazione, invece, l‟obiettivo a lungo termine è trovare un punto di equilibrio tra luce naturale e punti luce artificiali, tramite un sistema di automazione integrato che sia regolabile dall‟utente. Comunque, già oggi sul mercato è possibile trovare soluzioni che rispondono in parte al problema. E‟ il caso dei dispositivi che regolano la luminosità dei punti luce in relazione alla presenza o meno di certi eventi, come ad esempio l‟accensione del televisore.

Gestione degli elettrodomestici

All‟interno di questo segmento ricadono i cosiddetti elettrodomestici “bianchi” (dall‟inglese “white goods”), tra cui si possono citare ad esempio lavatrici, lavastoviglie, frigoriferi e forni. Tutti casi in cui la massiccia introduzione di componenti elettronici ha consentito il miglioramento di prestazioni, funzionalità e affidabilità degli elettrodomestici, rendendo possibile la telegestione e la telediagnostica manutentiva di ogni singolo apparecchio domestico.

Comunicazione e informazione

Sotto questa categoria ricadono il telefono, il citofono o videocitofono, internet a banda larga (Xdsl, fibra ottica, etc.) e i sistemi audio-video per l‟intrattenimento (televisori, radio, dvd player, cd player, mp3 player, ricevitori satellitari, paytv, etc.). Nel caso degli apparati telefonici, l‟uso di un sistema integrato di home automation consente di gestire le comunicazioni entranti ed uscenti dalla casa. In particolare si può decidere, a seconda della chiamata, verso quale apparecchio indirizzarla. Invece, nei dispositivi per l‟intrattenimento, è possibile captare i segnali provenienti dall‟esterno o dall‟impianto centrale dell‟abitazione e ridistribuirli sui vari apparecchi, controllando il livello di ricezione e di trasmissione, preoccupandosi della sintonia, della luminosità degli schermi, della qualità e del volume dell‟audio. Per esempio è possibile fruire di un unico videoregistratore da più terminali video della casa. Oppure predisporre una serie di altoparlanti in modo da poter ascoltare la propria musica preferita in qualsiasi punto della casa, con la possibilità in ogni momento di gestire l‟impianto hi-fi (accenderlo, spegnerlo, regolarne il volume, risentire un passaggio, etc.).

Sicurezza

All‟interno dell‟abitazione la sicurezza si compone di “security”, ovvero la protezione da effrazioni ed intrusioni e di ”safety”, cioè la protezione da ogni forma di incidente domestico quali fughe di gas, incendi, allagamenti, etc. Compito del sistema demotico è quello di intervenire al fine di incrementare questi due livelli di sicurezza. In particolare nella security è possibile dislocare una serie di sensori di presenza nei punti deboli della casa, come finestre e porte che, in caso di effrazione, mettono in funzione il sistema di allarme, il quale, oltre ad avvisare tramite le sirene l‟intrusione, richiederà via telefono l‟intervento delle forze dell‟ordine. Nel caso della safety, il sistema si comporta diversamente: in particolare a seconda del problema compierà una certa azione. Ad esempio togliendo l‟acqua in caso di allagamento, oppure spegnendo il gas al rilevamento di una fuga o di una perdita e in caso di presenza umana segnalando tramite un segnale acustico la presenza di un guasto o di un

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disservizio. Anche l‟invio automatico di richieste di soccorso per via telefonica, in caso di malori, ricade sotto la parola “safety”, servizio che risulta utile nel caso di persone anziane o soggetti a rischio che vivono da soli.

Servizi a distanza

L‟introduzione della domotica all‟interno delle case ha consentito la nascita dei teleservizi. Un esempio già diventato realtà è il contatore elettronico adottato dalle “utilities” erogatrici di energia elettrica. Infatti, con questo dispositivo, è possibile leggere i consumi di un impianto elettrico direttamente da remoto. Di maggiore interesse, è l‟impiego dei servizi a distanza per effettuare la manutenzione del sistema domotico. In particolare devono essere presenti più livelli di assistenza: è necessaria una diagnostica, con cui rilevare i guasti e se possibile ripararli, in più, a seconda delle richieste dell‟utente, è possibile integrare l‟offerta con altri servizi disponibili da remoto, come la telesorveglianza.

Caratteristiche di un sistema domotico La peculiarità principale di un sistema domotico è quella di combinare una pluralità di oggetti capaci di comunicare tra loro, in un sistema di gestione globale. Caratteristica che manca ad una installazione domestica “classica”, dove ogni elemento risulta separato dagli altri. Ne consegue che un sistema di home automation è basato prima di tutto su una rete di comunicazione. Dove per rete si intende un sistema composto da due parti: una prima parte fisica, costituita dal mezzo trasmissivo ed una seconda parte logica, dove troviamo il protocollo di comunicazione ed i dispositivi necessari per applicare il protocollo, come le interfacce di comunicazione e gli apparecchi di collegamento. Alla rete, quindi, sono collegati i vari componenti che costituiscono l‟impianto domotico, tra questi i principali sono: _L‟interfaccia utente, ovvero lo strumento utilizzato dall‟utente per operare il controllo. _I sensori: dispositivi che raccolgono i segnali provenienti dall‟ambiente inviandoli sulla rete (es. sensori di temperatura, umidità, etc.). _Gli attuatori: oggetti che, interfacciati alla rete, raccolgono i segnali provenienti dal sistema e compiono un azione sull‟ambiente (es. sistemi per la movimentazione delle porte, etc.). _L‟unità di controllo, che può essere localizzata in un punto o distribuita su diversi nodi di supervisione. _L‟unità di interfacciamento esterna: strumento che consente di monitorare la rete domestica anche da remoto. In particolare questi sistemi di comunicazione, chiamati anche “gateway” o “residential gateway”, permettono di connettere l‟intero sistema domotico con le reti di pubblico dominio (es. linea telefonica, ISDN, ADSL, etc.).

Il concetto di intelligenza nella domotica

Per “intelligenza”, in ambito domotico, si intende la capacità di un dispositivo di leggere un qualunque evento esterno e di scomporlo in singole informazioni che, una volta interpretate, faranno generare all‟apparecchiatura gli opportuni comandi; I dispositivi dotati di intelligenza sono le unità di controllo che possono essere centralizzate o distribuite. Nel primo caso, le singole periferiche del sistema domotico non hanno intelligenza a bordo, bensì il “cervello” dell‟impianto è basato su un unico automa complesso, in grado di gestire funzionamenti e funzionalità sia dei sottosistemi sia delle singole apparecchiature. Nel secondo caso l‟intelligenza è trasferita in parte alle singole periferiche, ciò si traduce in una maggiore autonomia delle singole apparecchiature, le quali possono colloquiare non solo con un‟unità di controllo centrale, ma anche con altri dispositivi. In particolare all‟interno di ogni sottosistema funzionale, ovvero di ogni gruppo di apparecchiature

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omogenee per attività, è possibile configurare un sistema di relazioni che si avvale di un proprio controllore autonomo. Tra i due tipi di approccio il più seguito risulta essere quello ad intelligenza distribuita, in quanto nell‟intelligenza centralizzata ogni componente utilizzato deve risultare perfettamente compatibile, cosa che diventa difficile da realizzare in un ambiente eterogeneo come quello casalingo. In più un approccio centralizzato sarebbe un forte limite alla flessibilità del sistema, dal punto di vista delle infrastrutture di cablaggio e dei protocolli di comunicazione.

I scenari nella domotica

Uno scenario è un insieme di operazioni, svolte sequenzialmente, che vengono attuate con un solo comando. Un esempio è lo scenario “mattina”, nel quale vogliamo programmare le azioni che il sistema domotico dovrà effettuare al momento del risveglio: ore 7.30 viene fatta suonare la sveglia, alle 07.35 parte l'impianto hi-fi con una musica rilassante, alle 07.40 le tapparelle si alzano da sole e alle 07.50 viene scaldato automaticamente il caffè. In sintesi, il vantaggio degli scenari è proprio quello di poter decidere come si debba comportare la nostra casa, facendo svolgere operazioni di routine automaticamente.

Standard nella domotica Nell‟automazione domestica, la nascita di sistemi sempre più complessi ha portato in tempi rapidi alla creazione di standard. Questo a consentito che dispositivi, prodotti da società diverse, comunicassero tra loro, dando la possibilità sia a piccole che a grandi società di entrare nel mercato. Inoltre l‟introduzione degli standard consente alle imprese di dividersi i costi di ricerca e sviluppo, oltre a promuovere un‟espansione più veloce del mercato. Attualmente sono presenti numerosi protocolli di comunicazione in ambito domotico. Esistono standard sia di uso generale, il cui utilizzo è stato mutuato da altri campi di applicazione (ad esempio ethernet, bluetooth,etc.), sia standard esplicitamente orientati ad applicazioni domotiche e per cui di maggior interesse, quali X10, LonWorks e KNX (Konnex).

X10

L‟X10 è uno standard aperto introdotto nel 1975 dalla Pico Electronics, ed era stato sviluppato per integrare a basso costo dispositivi di illuminazione e di controllo. Nonostante la sua età tuttora è uno dei protocolli più utilizzati, soprattutto sul territorio americano. Per la comunicazione utilizza il metodo delle onde convogliate, dove l‟informazione è trasmessa sfruttando la rete elettrica domestica. Nonostante ciò, lo standard supporta anche la trasmissione radio. Un sistema X10 di solito si compone di una centralina di controllo (controllore), collegata ad una normale presa elettrica, e da un certo numero di moduli riceventi, ognuno dei quali viene interposto tra la presa elettrica e il dispositivo da controllare. Le informazioni digitali, trasmesse sulla rete elettrica, vengono codificate in treni di impulsi alla frequenza di 120kHz ed inviate nell‟istante in cui la tensione alternata passa per lo “0”, in particolare ad ogni attraversamento dello “0” viene trasmesso un solo bit. I dati trasmessi sono costituiti da un indirizzo e un comando, che il controllore invia al dispositivo controllato. Questi controllori, di solito, sono collegati alla rete elettrica tramite spina, esistono però anche soluzioni da incasso.

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Protocollo di comunicazione dello strandard X10

L‟informazione trasmessa si basa su un protocollo dove ogni indirizzo è suddiviso in un cosiddetto “house code” da 4 bit seguito da uno o più “unit code” sempre da 4 bit. Mentre il comando si basa su un‟unica parola da 4 bit. Per una facile configurazione del sistema gli “house code” sono definiti da una lettera dell‟alfabeto compresa tra la “A” e la “P”, mentre gli “unit code” sono etichettati con un numero da 1 a 16. Una volta che il sistema sarà installato, ogni dispositivo controllato sarà visibile al controllore tramite un indirizzo univoco tra i 256 possibili (16 house code*16 unit code). Ad esempio il protocollo può trasmettere un messaggio del tipo: “seleziona house code A”, “seleziona unit code 3” e “accendi”, il risultato sarà che il dispositivo all‟indirizzo “A3” sarà acceso. Se si vuole far eseguire la stessa azione a più dispositivi contemporaneamente basterà che questi si trovino sotto lo stesso “house code”, trasmettendo tutti gli “unit code” dei dispositivi interessati prima di inviare il comando.

Dettagli fisici del protocollo per la trasmissione su rete elettrica

In questo caso ogni bit è valutato nell‟intorno dello “0” della tensione di rete. Se il bit trasmesso ha valore “1”, questo è rappresentato da un treno di impulsi a 120 kHz, mentre se il bit ha valore “0” non sono presenti impulsi. Tutti i messaggi sono spediti due volte in modo da aumentare l‟affidabilità della trasmissione. La velocità dei dati è di circa 20 bit/s e ciò rende lo standard X10 adatto solo per applicazioni a bassissima frequenza, per esempio l‟accensione e lo spegnimento di un dispositivo. Affinché il messaggio sia intelligibile dal ricevente ogni informazione è anticipata dalla trasmissione della parola binaria di 4 bit “1110”; questa parola prende il nome di “start code”. Dopo di che avviene la trasmissione del messaggio, che è composto da un “house code” seguito da uno o più “function code”. Per “function code” si intende un “unit code” o un comando. Quando l‟informazione trasmessa si compone di un “start code”, un ”house code” e un “function code” si parla di “frame” e rappresenta la dimensione minima di un pacchetto dati valido con protocollo X10.

Dettagli del protocollo per la trasmissione via radio

Per poter operare sull‟impianto domotico tramite tastierini wireless è stato introdotto anche un protocollo radio all‟interno di questo standard. Le frequenze di trasmissione scelte sono di 310 MHz negli U.S.A. e di 433 MHz in Europa. I pacchetti dati trasmessi vengono captati da un ricevitore radio che ritrasmette i dati all‟interno della rete elettrica. Nel caso si voglia utilizzare il protocollo radio sono disponibili diversi dispositivi quali i tastierini di controllo o i moduli per l‟allarme antifurto che possono trasmettere i dati provenienti dai sensori.

Moduli X10 utilizzabili nell’impianto domotico

A seconda del carico da controllare sono disponibili diversi moduli. Per esempio nel caso di lampade ad incandescenza può essere utilizzato un modulo per lampade (lamp module) o un modulo per interruttori da muro (wall switch module). Lo scopo di questi dispositivi è quello di regolare la potenza elettrica fornita al carico tramite dei triac, in modo da poter agire sulla luminosità delle lampade. Di solito questo tipo di moduli sono dimensionati per lavorare con carichi che vanno dai 40 ai 500W di potenza. Nel caso che il carico da controllare sia diverso da una semplice lampada a incandescenza, come può essere ad esempio un apparecchio elettrico, la logica contenuta in un “lamp module” non è adatta allo scopo. E‟ necessario utilizzare un modulo per apparecchi (appliance module), dove la potenza è controllata tramite relay. Questo tipo di

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moduli è dimensionato per controllare carichi le cui correnti possono andare da valori relativamente piccoli fino a 15A. Molti dei moduli X10 consentono di avere un controllo locale, ovvero anche se il modulo risulta spento è sempre possibile alimentare il carico agendo direttamente sul suo interruttore. Questa operazione, infatti, attiverà il modulo e nel caso questo sia, per esempio, un “lamp module” avremo l‟accensione della lampada senza dover passare per il sistema domotico. Un caso in cui questa caratteristica non è supportata è quello dei “wall switch module”. Invece, una caratteristica che si trova nei “wall switch module” è la regolazione locale (local dimming). In questo caso, oltre ad accendere e spengnere la lampada agendo sul pulsante del modulo, è possibile regolare la luminosità di una lampada, tenendo più o meno premuto l‟interruttore. I moduli X10 più sofisticati consentono una programmazione su più livelli, la capacità di trasmettere comandi e il supporto dei scenari.

Controllori X10 utilizzabili nel sistema domotico

Sul mercato è possibile trovare sia sistemi di controllo X10 molto semplici, sia sistemi più sofisticati. I controllori più semplici sono progettati per controllare 4 dispositivi X10, tipicamente lampade, tramite 4 indirizzi sequenziali e contengono un pulsante di accensione/spegnimento per ogni unità controllata, un pulsante che regola la luminosità agendo sull‟ultima lampada selezionata e un pulsante che accende/spegne tutte le lampade contemporaneamente. Sistemi più sofisticati consentono di controllare un maggior numero di unità e contengono dei timer per la gestione di operazioni preprogrammate che devono essere svolte quotidianamente. Sono disponibili anche modelli che supportano l‟uso di rilevatori di movimento all‟infrarosso e di fotocellule. Nel caso dei sistemi più complessi è possibile adottare soluzioni che consentono una completa programmazione del sistema o che addirittura si appoggiano per l‟esecuzione del software ad un computer esterno. Il risultato è la possibilità premendo solamente un tasto di gestire un intero scenario, per esempio accendere le luci, regolarne l‟intensità,etc. Un esempio classico di applicazione di questi controllori è in un sistema antifurto, dove l‟unità di controllo X10 interroga i sensori che si trovano nei punti di accesso della casa e a seconda dei dati ricevuti agisce di conseguenza sui dispositivi a lei collegati accendendo luci, sirene, etc.

Punti deboli e limiti del protocollo X10

Uno dei problemi del protocollo X10 si ha nei sistemi a 3 fili 120/240V utilizzati normalmente nelle residenze nordamericane. Infatti l‟alta impedenza introdotta dai trasformatori spesso non permette la trasmissione dei segnali da una fase all‟altra. Una possibile soluzione al problema è data dall‟utilizzo di un condensatore connesso tra le due fasi. Questo problema, invece, non è presente in Europa, dove la tensione di rete è unicamente di 240V. Un‟altro limite di questo standard è l‟incompatibilità con gli alimentatori utilizzati nelle strumentazioni elettroniche moderne, in quanto i condensatori presenti all‟ingresso di questi alimentatori cortocircuitano a massa il protocollo X10. Inoltre alcuni sistemi di controllo X10 non funzionano correttamente con carichi di bassa potenza (sotto i 50W) o con dispositivi che non presentano carichi resistivi, come ad esempio le lampade al neon. In questo caso, il problema spesso si risolve utilizzando un “appliance module” piuttosto che un “lamp module”. Le problematiche sono anche intrinseche al protocollo, infatti l‟X10 consente di trasmettere solo un comando alla volta impiegando circa tre quarti di secondo.

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Esempi di prodotti X10 presenti sul mercato

Un esempio di applicazione dello standard X10 è il kit MyHappyHome della Marmitek venduto sul negozio on-line www.nicoshop.com a 99€. Questo kit consente un controllo integrato tra l‟impianto home theater e i punti luce della casa al fine di attivare con un solo tasto il proprio scenario preferito. Il kit è composto da:

EasyControl8: telecomando Universale IR/RF.

TM13: modulo ricetrasmettitore.

LM12: modulo per lampade.

CM11: interfaccia computer seriale.

Software ActiveHome per Windows 2000/XP. Grazie al telecomando è possibile controllare l‟impianto da remoto, inoltre con l‟interfaccia PC è possibile programmare il sistema, che non necessita del computer acceso durante il normale funzionamento.

Interfaccia computer CM11

L'Interfaccia PC X-10 è utilizzata nelle applicazioni di sicurezza, risparmio energetico e per automatizzare il funzionamento degli elettrodomestici. Questo controllore funziona con il PC spento, infatti dopo che l'interfaccia è stata programmata, il computer non è più necessario. Due pile standard tipo AAA alimentano il dispositivo. L'Interfaccia Computer può essere programmata per intercettare un comando, e rispondere ad esso in modo automatico, generando un intero gruppo di comandi chiamati 'macro'. Per evitare che un calo di corrente resetti il dispositivo, le macro vengono memorizzate in una memoria EEPROM. Gli eventi possono essere schedulati scegliendo ora e data. E' anche

possibile programmare l'interfaccia per accendere le luci al tramonto e spegnerle all'alba, scegliendo la propria posizione geografica. L'Interfaccia PC può essere interposta tra la presa AC ed il cavo di alimentazione del PC. Un cavo con connettori RJ11 e 9-pin viene fornito per collegare l'Interfaccia alla porta seriale del PC. L'Interfaccia PC è completamente bidirezionale, quindi invia e riceve i comandi della portante X-10. Il Software ActiveHome è fornito con l'Interfaccia. Rappresentazioni grafiche di interruttori, moduli, etc. forniscono un controllo evoluto del protocollo X-10 e facili impostazioni degli eventi schedulati e delle macro.

Modulo ricetrasmettitore TM13

Il TM13 risponde ai segnali a Radiofrequenza (RF) trasmessi da qualsiasi telecomando X-10 senza fili o da interruttori a parete senza fili. Esso invia, sulla linea elettrica, ogni segnale ricevuto via RF. Una presa interna per elettrodomestici risponde ai segnali X-10 ricevuti sulla linea elettrica oppure ai segnali RF ricevuti da qualsiasi telecomando X-10 senza fili. Il TM13 risponde ai seguenti comandi X-10: _"All units off" dai controller X-10 settati sullo stesso House Code. _"On" e "Off" dai singoli controller. Il TM13 può essere interrogato sul suo stato dal CM11 o da qualsiasi altro

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controller. Se utilizzato con il controller CM11, il TM13 agisce come un "gateway RF" ricevendo i segnali da trasmettitori X-10 senza fili e inviandoli sulla linea elettrica per essere ricevuti dal CM11, che attivare le relative macro.

Modulo per lampade LM12

Il modulo dimmer per lampade è un ricevitore da 300 W che funziona come un dimmer remoto. La lampada collegata può essere accesa e spenta localmente. La funzione dimmer, tuttavia, viene comandata da un telecomando X-10. Il modulo dimmer può essere inserito in qualsiasi presa della casa con lampade a incandescenza da 60 W a 300 W. Essendo il modulo dimmer inserito nelle prese di corrente come un normale apparecchio, nessuna installazione deve essere effettuata. Occorre solo impostare i selettori House Code e Unit Code sull'indirizzo desiderato (es. F9). La lampada collegata al modulo dimmer può essere accesa e spenta localmente col suo interruttore, ma non bisogna dimenticarsi di lasciarlo in posizione "ON", altrimenti si perde il controllo della lampada da remoto. Questo modulo risponde ai seguenti comandi X-10: _ "All lights on" o "All units off" dai controller X-10 settati sullo stesso House Code. _"On", "Off", "Bright" e "Dim" dai singoli controller.

LonWorks

La tecnologia LonWorks è stata introdotta sul mercato dall‟americana Echelon Corporation, la quale ha poi costituito un consorzio per lo sviluppo dello standard chiamato LonMark International, organizzazione indipendente i cui membri sono sviluppatori, produttori, system integrator e utilizzatori finali di questa tecnologia. Si tratta di uno standard aperto con architettura distribuita che non prevede il pagamento di alcuna royalty. Questa tecnologia si basa sul concetto di “local operating network”, ovvero su un insieme di dispositivi, detti anche nodi, che comunicano tra di loro tramite un protocollo comune. Ogni nodo è costituito da un Neuron Chip, un transceiver ed un circuito elettronico specifico per l'applicazione, può gestire i dispositivi I/O ed eseguire un codice scritto dall'utilizzatore. Per connettere e configurare i vari dispositivi che supportano la tecnologia LonWorks basta utilizzare un software di gestione di rete come l‟ICELAN prodotto dalla IEC. Il protocollo di comunicazione usato nelle reti LonWorks si chiama LonTalk ed è lo standard con cui i dispositivi si scambiano i dati all‟interno della rete. Il sistema LonWorks si compone di quattro elementi fondamentali: _Il protocollo LonTalk. _Il Neuron chip. _I transceiver LonWorks. _La gestione della rete e i software applicativi. La tecnologia Lonworks è stata fatta propria dall'EIA (Electronic Industries Alliances) ed integrata nello standard americano EIA-709. In Italia i nuovi contatori elettronici di energia installati dall‟ENEL adottano questa tecnologia.

Il protocollo LonTalk

Le caratteristiche chiave di questo protocollo sono: _L‟affidabilità: oqni volta che si trasmette un messaggio da un nodo, si aspetterà un riscontro (acknowledgement) da parte di tutti i nodi interessati alla ricezione. Se questo riscontro non si verifica su tutti i nodi coinvolti il messaggio sarà ritrasmesso. Inoltre l‟assenza di un riscontro può essere utilizzato come condizione di allarme.

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_Supporto di molteplici mezzi trasmissivi: il LonTalk supporta diversi mezzi come il cavo intrecciato, la rete elettrica, la trasmissione via radio, il cavo coassiale e la fibra ottica. _Basso costo dei prodotti: di solito i nodi sono dispositivi piccoli e semplici, infatti si tratta di interruttori della luce,sensori di temperatura, controlli di accensione-spegnimento, etc. Di conseguenza questi oggetti non possono tollerare un aumento notevole in termini di costo e dimensioni. Ecco perchè il protocollo LonTalk è stato progettato per essere implementato su un chip VLSI chiamato “Neuron chip”, che può essere integrato a basso costo su questi dispositivi. _Interoperabilità: un obiettivo fondamentale del LonTalk è dare ai progettisti di aziende diverse la capacita di sviluppare prodotti che siano in grado di interagire tra loro. Questo protocollo fornisce una struttura comune che assicura l‟interoperabilità tramite il concetto di variabile di rete, definita nel LonTalk con l‟acronimo SNVT (Standard Network Variable Types). Queste variabili di rete sono definite su ogni nodo e vengono impostate nel protocollo a livello del programma applicativo. Ogni volta che il programma di un nodo scrive un valore in una sua variabile di uscita, il dato viene trasmesso a tutti i nodi che hanno un variabile di ingresso connessa a quella variabile. Questa fase è gestita dal protocollo tramite il Neuron chip. L‟utente può definire i collegamenti delle variabili di rete nel momento in cui si installa il nodo sulla rete. Uno strumento adatto a questa operazione può essere l‟ICELAN. La connessione tra le variabili di nodi diversi avviene se queste sono definite dallo stesso SNVT. Il processo di connessione si chiama “binding”. Tramite un software di gestione di rete come l‟ICELAN è possibile effettuare il collegamento semplicemente evidenziando la variabile di uscita di un nodo e la variabile di ingresso dei nodi che devono essere connessi. La seguente tabella contiene, come esempio, alcune delle variabili che possono essere definite nei nodi.

Tipo di variabile Unità di misura

Temperatura gradi Celsius

Umidità relativa percentuale

Stato dell‟interruttore booleana

Stato del dispositivo booleana

Energia kW-ora

Potenza W

Tensione V

Corrente A

Resistenza Ohm

Volume Galloni, litri

Peso Kg, lbs

Velocità mph, kmh

Pressione Lbs/sq.in, Pascal

I mezzi trasmissivi che possono essere impiegati con questo protocollo sono il cavo intrecciato, la rete elettrica, le onde radio, il cavo coassiale e la fibra ottica. Per quanto riguarda l‟indirizzamento il LonTalk definisce una struttura gerarchica di indirizzi basata su domini, subnet e nodi. Un dominio è dato da un insieme di nodi che si possono trovare su uno o più canali. La comunicazione può avvenire solo tra nodi che si trovano sotto lo stesso dominio, di conseguenza un dominio crea una rete virtuale. Più domini possono essere utilizzati sullo stesso canale, ciò risulta utile per evitare interferenze tra nodi che appartengono a reti diverse. L‟utente può scegliere a che dominio associare un nodo al momento della sua installazione.

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Una subnet può essere costituita fino da 127 nodi che si trovano all‟interno di un dominio. Le subnet, invece, possono essere fino a 255 all‟interno di un dominio. Tutti i nodi appartenenti ad una subnet devono trovarsi sullo stesso canale o su canali collegati tra loro. Ad ogni nodo all‟interno di una subnet è associato un numero univoco. Un altro modo possibile per riunire i nodi di una rete è l‟utilizzo dei gruppi. Un gruppo è costituito da un insieme di nodi appartenenti ad un certo dominio, ma in questo caso i nodi non devono appartenere allo stesso canale, come succede invece nelle subnet. Un nodo può appartenere a un massimo di 15 gruppi e all‟interno di ogni dominio si possono contenere 256 gruppi.

Tipi di indirizzo

Si identificano 4 tipi di indirizzo:

fisico: chiamato Neuron ID non cambia mai ed è assegnato in fabbrica ad ogni Neuron chip. Il Neuron ID e di 48 bit, cio vuol dire che si possono indirizzare,

all‟interno di una rete, fino a 482 dispositivi e questo garantisce che ogni oggetto abbia un identificativo univoco;

di dispositivo: assegnato quando il prodotto è installato in una certa rete e utilizzato al posto dell'indirizzo fisico, perché consente un instradamento più efficace dei messaggi e semplifica la sostituzione dei dispositivi guasti. E' composto da tre campi: dominio, sottorete e dispositivo;

di gruppo: serve ad ottimizzare il traffico di rete quando lo stesso messaggio è indirizzato a diversi dispositivi;

broadcast: identifica tutti i dispositivi di una sottorete (subnet) o dell'intero dominio.

Il Neuron chip

Il Neuron chip è il cuore della tecnologia LonW orks, infatti ogni nodo contiene un Neuron chip per elaborare i messaggi basati su protocollo LonTalk, implementare funzioni specifiche e immagazzinare parametri del dispositivo. Ogni Neuron chip è costituito da tre microprocessori, due dei quali vengono impiegati per l‟elaborazione del protocollo LonTalk, mentre un terzo è dedicato al programma applicativo del nodo. Questi chip sono programmmati in Neuron C, un linguaggio ANSI C esteso che supporta l‟approccio object-oriented. In particolare il Neuron C supporta gli oggetti LonWorks, di cui fanno parte le variabili di rete SNVT. Inoltre, all‟interno del linguaggio, è presente un nuovo “statement“ chiamato “when”, che viene usato per fare lo “scheduling” dei processi basati su eventi. In aggiunta, il Neuron C fornisce la possibilità di dichiarare un vasto numero di oggetti di I/O, che sono supportati a livello hardware dal Neuron chip. Un esempio di Neuron chip è quello prodotto dalla Cypress, il CY7C53120L8. Questo chip ha le seguenti caratteristiche:

Flash (KB) ROM (KB) SRAM (KB) Clock Max (MHz) Costo unitario

8 12 4 20 6.65$

Nella ROM è contenuto il firmware del chip, in cui è implementata la gestione del protocollo LonTalk, mentre nella Flash viene inserito il programma applicativo. Il CY7C53120L8 è dotato di cinque porte di comunicazione che vengono collegate ai transceiver del nodo.

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I transceiver LonWorks

I transceiver sono i dispositivi che effettuano fisicamente la trasmissione e la ricezione dei segnali lungo la rete. Nella tecnologia LonWorks sono disponibili transceiver per cavo intrecciato (twisted pair), rete elettrica e per trasmissioni via radio. In particolare i transceiver a disposizione sono i seguenti: Transceiver per cavo intrecciato da 78kbps: permette di realizzare reti della lunghezza massima di 1400m. Contiene un trasformatore di isolamento tra nodo e rete per avere un alto CMRR. Transceiver per cavo intrecciato da 1.25Mbps: consente di ottenere le più alte velocità a scapito della lunghezza massima che si riduce a 130m. Contiene un trasformatore di isolamento tra nodo e rete per avere un alto CMRR. Transceiver per rete elettrica: la rete elettrica risulta essere nella maggior parte dei casi un„ottima soluzione in quanto non necessita di un cablaggio aggiuntivo, che sarebbe economicamente costoso. Questi transceiver lavorano su collegamenti della lunghezza massima di 2000m e nel caso siano presenti trasformatori che possono inibire la trasmissione, questi possono essere bypassati con un semplice circuito passivo. Transceiver per cavo intrecciato da 78kbps a topologia libera: permettono di realizzare reti dalla topologia personalizzata, incluso reti a bus, a stella, ad anello e miste. Questi transceiver sono caratterizzati da un consumo ridotto in standby e contengono un trasformatore di isolamento tra nodo e rete. La distanza massima tra i nodi può essere di 500m senza ripetitore e di 1000m con ripetitore. Transceiver per frequenze radio: una grande varietà di transceiver RF sono disponibili per trasmissioni wireless. Le frequenze di lavoro utilizzate sono di 400-470Mhz e di 900Mhz.

KNX (Konnex)

KNX nasce dalla fusione di BatiBUS, EIB e EHS, standard molto diffusi nel campo della Home Automation. Questa tecnologia è sviluppata dalla Konnex Associaton e ha la caratteristica di essere uno standard aperto, privo di royalty ed indipendente dalla piattaforma. Inoltre è stato approvato come standard europeo (EN 50090 – EN 13321-1) e mondiale (ISO/IEC 14543). La caratteristica principale di un sistema KNX è l‟interoperabilità tra dispositivi anche di aziende diverse, che consente la creazione di applicazioni distribuite. Inoltre l‟indipendenza dalla struttura hardware dà la possibilità ad ogni produttore di scegliere i chip più idonei a seconda dell‟applicazione. KNX comprende anche una metodologia e strumenti software per la progettazione di installazioni basate sulla sua tecnologia. Un esempio di ciò sono le suite per Windows chiamate ETS (Engineering Tool Software). Inoltre per gestire le risorse presenti nella rete e le operazioni di binding, KNX mette a disposizione tre modalità di configurazione per i dispositivi: S-mode (System mode), E-mode (Easy mode) e A-mode (Automatic mode).

Mezzi trasmissivi

Lo standard KNX prevede diversi mezzi trasmissivi che possono essere utilizzati in combinazione con una o più modalità di configurazione in funzione della particolare applicazione. TP-0 (Twisted Pair, tipo 0): mezzo trasmissivo basato su cavo a conduttori intrecciati con bitrate di 4800bps, proveniente da BatiBUS. TP-1 (Twisted Pair, tipo 1): mezzo trasmissivo basato su cavo a conduttori intrecciati con bitrate di 9600bps, proveniente da EIB. PL-110 (Power Line, 110 kHz): mezzo trasmissivo ad onda convogliata (power-line) con bitrate di 1200bps, proveniente da EIB. PL-132 (Power Line, 132 kHz): mezzo trasmissivo ad onda convogliata (power-line) con bitrate di 2400bps, proveniente da EHS.

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RF (Radio Frequency, 868 MHz): mezzo trasmissivo in radiofrequenza con bitrate di 38.4 kbps, sviluppato direttamente all‟interno della piattaforma KNX.

Organizzazione dello spazio di indirizzamento e della topologia KNX

Lo spazio di indirizzamento in una rete KNX è di 16 bit, il che vuol dire che possono essere indirizzati fino a 65536 nodi. Per quanto riguarda la topologia della rete il KNX definisce una struttura gerarchica di indirizzi basata su tre livelli. Il livello più basso nella gerarchia è rappresentato dalla “line”, una linea dove possono essere collegati fino a 256 dispositivi. Queste “line” sono poi raggruppate tra loro a gruppi di 15 sotto una stessa “main line”. Ogni “main line” individua una delle 15 aree, che a loro volta sono connesse ad unica “backbone line”. Tenendo conto degli indirizzi riservati agli accoppiatori di rete, su una rete KNX possono essere installati fino a 61455 dispositivi.

Organizzazione dello spazio di indirizzamento e della topologia KNX

Descrizione del frame KNX

I dati che sono trasmessi sulla rete KNX vengono codificati in strutture standard chiamate “frame”. Il frame, nella sua versione base, può contenere fino a 23 byte. Di questi, 14 byte sono riservati ai dati da trasmettere, mentre i restanti 9 byte sono utilizzati per la gestione del frame stesso. Il primo elemento del frame trasmesso è il “Control Field”, questo campo di un byte determina la priorità del frame e distingue tra frame in versione base e in versione estesa. A seguire vengono trasmessi l‟indirizzo sorgente e l‟indirizzo destinazione, entrambi a 16 bit. Inoltre per individuare se l‟indirizzo di destinazione è di gruppo o singolo, viene trasmesso un byte che ne indica il tipo. Ci sono poi due byte dedicati ai campi TPCI (Tansport Layer Protocol Information) e APCI (Application Layer Protocol Information). Il primo gestisce la comunicazione a livello del trasporto, mentre il secondo agisce a livello delle applicazioni. Dopo di che avviene la trasmissione dei dati che viene chiusa da un byte di “Frame Check”, necessario per assicurare una trasmissione affidabile dei dati.

Modelli delle applicazioni, datapoint e binding

In un sistema KNX, per applicazione distribuita si intende una collezione di datapoint posizionati su un certo numero di dispositivi. I data-point rappresentano le variabili di

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controllo e di processo del sistema, ne fanno parte ingressi, uscite, parametri, dati per la diagnostica, etc. Questi oggetti possono essere raggruppati all‟interno di contenitori standard: i “group object” e gli “interface object”. In particolare un group object è un insieme di datapoint a cui si può accedere tramite un indirizzo di gruppo. Anche nell‟interface object abbiamo una collezione di datapoint, ma in questo caso ogni datapoint indica una propriètà dell‟oggetto e non può essere visto separatamente. Inoltre, affinchè ci sia interoperabilità tra i dispositivi, i data-point devono seguire formati standard ben precisi, i cosiddetti tipi. Per distinguere tra datapoint utilizzati in trasmissione e datapoint utilizzati in ricezione, si parla rispettivamente di “sending datapoint” e “receiving datapoint”. Ad ogni dispositivo è associata un‟applicazione locale, che gestisce i datapoint del nodo attraverso i cosiddetti “blocchi funzionali” (functional block). I blocchi funzionali descrivono l‟applicazione locale ai morsetti e contengono i datapoint del dispositivo. All‟interno di un blocco funzionale ogni datapoint è descritto da un nome e dal tipo a cui appartiene. Tra i tipi di datapoint disponibili abbiamo: _il tipo booleano; _il tipo percentuale (“%”); _il tipo analogico (sia di tipo long float che di tipo short float); _il tipo contatore (tipo intero con segno e senza segno); _il tipo tempo e data; _il tipo stato (bit di flag); Quando un‟applicazione locale scrive un valore su un “sending datapoint”, il dispositivo invia un messaggio contenente l‟indirizzo di destinazione e il nuovo valore. Un “receiving datapoint”, identificato dall‟indirizzo contenuto nel messaggio, riceverà questo valore e informerà la sua applicazione locale, che in base al dato ricevuto potrà eseguire una serie operazioni, per esempio aggiornare uno dei suoi “sending datapoint”. All‟interno della rete, per collegare i data-point di un‟applicazione distribuita, lo standard KNX consente tre forme di binding: libero, strutturato ed etichettato (tagged binding). Nel caso in cui il binding è libero o strutturato l‟indirizzamento è libero, ovvero il valore numerico dell‟indirizzo non indica un datapoint univoco con cui si comunica, ma garantisce solo di poter comunicare con tutti gli altri datapoint che hanno lo stesso indirizzo. La differenza tra queste due tipologie di binding sta nel come legare i datapoint. Infatti nel binding libero non ci sono schemi da seguire per il collegamento dei datapoint. Questo tipo di binding si usa spesso nella modalità di configurazione S-mode. Mentre nel binding strutturato le specifiche KNX indicano modelli da rispettare per il binding di un gruppo di datapoint. . Questo tipo di binding si usa spesso nella modalità di configurazione A-mode. Se invece si usa il tagged binding ciò che importa non è il valore numerico dell‟indirizzo, ma il suo contenuto semantico, che è costituito da due elementi: “zoning” e “semantic identifier”. Lo zoning è la parte di indirizzo che indica con che dispositivo si vuole comunicare, mentre il semantic ID individua univocamente il datapoint. Se due datapoint sono assegnati alla stessa zona appartengono allo stesso gruppo. Questo tipo di binding si usa spesso nella modalità di configurazione E-mode.

Modalità di configurazione

System Mode

I dispositivi che implementano la modalità S-mode possono essere configurati in maniera personalizzata e cio consente di ottimizzare il loro utilizzo. Le operazioni complesse di configurazione e di binding vengono gestite da un insieme di tool per PC della famiglia ETS. Per conoscere le caratteristiche di ogni dispositivo i tool fanno uso di un database, dove sono presenti i modelli funzionali dei prodotti. Questi modelli vengono creati e aggiornati dai produttori usando tool ETS dedicati. Tramite questo database un installatore

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può costruire reti KNX utilizzando componenti di diverse aziende e può scegliere i dispositivi che si adattano meglio al proprio sistema domotico. I tool ETS per la progettazione di reti KNX consentono la configurazione delle seguenti caratteristiche:

Binding: impostazione degli indirizzi di gruppo per consentire la comunicazione dei group object tra i blocchi funzionali. I group object possono essere messi in relazione solo se condividono lo stesso tipo di data-point. Gli indirizzi sono elaborati dai tool ETS e vengono scaricati sui dispositivi.

Parametrizzazione: impostazione dei parametri dei dispositivi in accordo con la documentazione del costruttore.

Easy mode

I dispositivi che implementano la modalità E-mode possono essere configurati senza l‟utilizzo di tool. Infatti in questi prodotti sono presenti dei componenti (selettori, dip switch) che sono utilizzati per assegnare un indirizzo al dispositivo. Funzioni analoghe che hanno lo stesso indirizzo ed appartengono a dispositivi diversi vengono collegate e possono interagire tra loro. La modalità E-mode supporta i dispositivi multi-canale, dove per canale si intende un insieme di group object che appartengono alla stessa funzionalità.

Automatic mode

Mentre la S-mode e la E-mode sono utilizzate nell‟ambito delle installazioni fisse, l‟A-mode è stata sviluppata per prodotti in cui l‟impostazione non necessita di personale esperto. Questa modalità consente al dispositivo di effettuare il binding in maniera autonoma, caratteristica necessaria nel caso di apparecchiature mobili.

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Impianti domotici presenti sul mercato Nel mercato della domotica, la Bticino è fra le aziende che fanno parte della Konnex Association ed è una delle poche che propone una gamma di dispositivi completa per l‟Home Automation. Il nome di questa linea di prodotti è My Home. My Home è un sistema di automazione domestica in grado di coprire tutte le applicazioni domotiche relative a comfort, sicurezza, risparmio energetico, comunicazione e controllo. Caratteristica comune di tutti i dispositivi di MyHome è l‟utilizzo della medesima tecnologia, basata sul bus digitale, che permette di creare sinergia tra i vari componenti del sistema. My Home è in grado inoltre di comunicare con il mondo esterno sfruttando i telefoni di rete fissa o mobile o utilizzando un PC connesso alla rete Internet.

Tipi di comando disponibili con My Home

Per gestire il proprio impianto domotico My Home mette a disposizione i seguenti tipi di comando:

Comandi base: sono utilizzati per l‟attuazione e regolazione della singola funzione, ne fanno parte i comandi standard, a infrarossi e a sfioramento.

Comandi d‟ambiente: ne fa parte il touch screen a colori, che contiene icone personalizzabili ed è utilizzato per il controllo di tutte le funzioni di un singolo ambiente.

Comandi di supervisione: sono utilizzati per il controllo di tutte le funzioni di un impianto; consentono ampie possibilità di personalizzazione e contengono un‟interfaccia semplice ed intuitiva grazie all‟utilizzo di suoni e immagini per mezzo di Video Station e Video Display.

Comandi di scenari: gli scenari, completi di tutte le funzioni My Home, sono memorizzati nel modulo scenari e sono richiamabili da diversi dispositivi a seconda delle esigenze dell‟utente.

Funzioni disponibili con My Home

Tra le funzioni realizzabili con il sistema di Bticino abbiamo quelle relative al comfort come l‟automazione delle tapparelle e la diffusione sonora, abbiamo poi quelle che riguardano il risparmio energetico come la termoregolazione e la gestione dell‟energia elettrica. Sono presenti anche le funzioni di sicurezza come la centrale antifurto e i rivelatori di gas, le funzioni di comunicazione di cui fa parte il videocitofono e funzioni di controllo che consentono, tramite il computer, di vigilare e attivare la casa anche a distanza.

Funzioni per il comfort: Impianto Automazione

L‟impianto Automazione realizzato da BTicino può gestire impianti di: _Illuminazione. _Azionamento serrande, ventilatori e aspiratori. _Condizionamento e riscaldamento. _Comandi ad infrarossi. A questi si aggiungono funzioni particolari come la possibilità di richiamare con un solo comando uno scenario personalizzato (accensione simultanea di più lampade, serrande, etc.). Il sistema si articola in due elementi principali: _Dispositivi di comando, assimilabili ai tradizionali interruttori, pulsanti, deviatori etc. _Dispositivi attuatori, assimilabili ai relè tradizionali, per il comando dei carichi connessi. Alla prima categoria si aggiungono dei dispositivi di interfaccia che permettono l‟integrazione, nel sistema a BUS, di dispositivi tradizionali quali interruttori, pulsanti ecc. o di piattaforme PC per la supervisione locale o remota dell‟impianto. L‟impianto

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Automazione è molto semplice da installare e flessibile nel suo utilizzo. Due soli fili che costituiscono il BUS del sistema, collegano tutti i dispositivi in parallelo fornendo loro l‟alimentazione elettrica e provvedendo al reciproco scambio di informazioni.

Esempio: Automazione Tapparelle

La Bticino propone una gamma di soluzioni MY HOME in kit per facilitare l‟installazione degli impianti domotici negli ambienti residenziali. Uno di questi kit è dedicato all‟automazione delle tapparelle ed è predisposto per la gestione di: _5 tapparelle o tende motorizzate con rispettivo comando singolo e un comando generale; oppure di: _3 tapparelle e 2 tende con rispettivo comando singolo e 2 comandi generali separati. Questo kit può essere espanso, aggiungendo nuovi comandi o attuatori in funzione delle specifiche esigenze. Esempio di impianto per la gestione di 3 tapparelle e 2 tende motorizzate:

Come funziona l‟impianto: Per comandare localmente ogni singola tapparella tenere premuto la parte superiore (tapparella SU) o la parte inferiore (tapparella GIU‟) del dispositivo attuatore fino alla posizione desiderata della tapparella. Per comandare contemporaneamente tutte le tapparelle agire invece sul dispositivo di comando generale mantenendolo premuto fino all‟accensione del LED verde. Per fermare le tapparelle, premere brevemente. Tutte le tapparelle, a prescindere dalla loro posizione, si chiuderanno o si apriranno contemporaneamente. Composizione del kit (Art. MHKIT10):

Articolo Descrizione Quantità

E46ADCN alimentatore 1

L4652/2 comando carichi singoli/doppi - 2 moduli 1

L4671/2 attuatore a 2 rele‟ - 2 moduli 5

L4911/2AH copritasto LIVING simbolo SU-GIU‟ 2 moduli 6

L4911AH copritasto LIVING simbolo SU-GIU‟ 2

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N4911/2AH copritasto LIGHT simbolo SU-GIU‟ 2 moduli 6

N4911AH copritasto LIGHT simbolo SU-GIU‟ 2

NT4911/2AH copritasto LIGHT TECH simbolo SU-GIU‟ 2 moduli

6

NT4911AH copritasto LIGHT TECH simbolo SU-GIU‟ 2

Il Kit non comprende il cavo (doppino con guaina) art. L4669 che viene venduto in matasse da 100 metri. Il costo del kit è di 433,96€ (IVA esclusa).

Funzioni per la sicurezza: Impianto Antifurto

Dotato di sensibili rilevatori ad IR e contatti magnetici l‟impianto Antifurto rappresenta un efficace e sicuro sistema di protezione dei beni e delle persone perché è in grado di segnalare la presenza di intrusi attraverso allarmi acustici, luminosi e telefonici. Tutti i dispositivi che compongono il sistema sono connessi in parallelo con due soli fili, rappresentati da un doppino telefonico per mezzo del quale si distribuisce l‟alimentazione elettrica e si veicolano le informazioni tra i dispositivi. L‟utilizzo di un solo telecomando e di chiavi transponder codificato in modo automatico tra milioni di combinazioni e la possibilità di suddividere la casa fino a 8 zone indipendenti rendono il sistema molto semplice e flessibile. E‟ quindi possibile, ad esempio, proteggere i locali attivando la zona perimetrale (porte e finestre) e nel contempo muoversi per casa in tutta libertà. L‟impiego della centrale con comunicatore telefonico permette di trasferire le segnalazioni di allarme sulla linea telefonica avvertendo tramite messaggi vocali i numeri telefonici memorizzati e, con codici di accesso, di conoscere lo stato dell‟impianto. All‟impianto filare è possibile collegare un ricevitore radio per integrare dispositivi antifurto radio utili per la protezione di zone non predisposte per il cablaggio filare.

Esempio: Antifurto filare

Un‟altro kit My Home disponibile è l‟antifurto filare. Questo kit è predisposto per la protezione di tre distinte aree interne dell‟abitazione. La centrale di controllo e supervisione consente di attivare tutti o solo alcuni sensori ed è in grado di inviare messaggi d‟allarme preregistrati a telefoni fissi o mobili. Questo kit può essere espanso, con ulteriori sensori o punti di inserimento/disinserimento dell‟impianto. Schema funzionale dell‟impianto:

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Come funziona l‟impianto: Agendo sulla centrale è possibile selezionare tutti o solo alcuni sensori che devono proteggere l‟abitazione quando l‟antifurto è attivo. L‟attivazione dell‟antifurto si effettua mediante il portachiavi con transponder agendo direttamente sulla centrale di controllo o sull‟inseritore a transponder. In caso d‟intrusione (apertura di una finestra o presenza in una delle tre aree protette) la centrale attiva la sirena esterna e contemporaneamente invia una richiesta di soccorso ad uno o più numeri telefonici memorizzati. Composizione del kit (Art. MHKIT70):

Articolo Descrizione Quantità

E46ADCN alimentatore 1

4072L sirena esterna 1

3500 centrale/comunicatore antifurto 1

PLT1 protezione linea telefonica 1

3507/6 accumulatore 6V 1

L4611 rivelatore antifurto IR orientabile 3

L4607 lettore transponder 1

3540 portachiavi con transponder 3

Il Kit non comprende il cavo (doppino con guaina) art. L4669S che viene venduto in matasse da 100 metri e la batteria art. 3505/12 per la sirena esterna. Il costo del kit è di 1.208,81€ (IVA esclusa).

Funzioni per il risparmio energetico: Impianto Gestione Energia

L‟applicazione Gestione Energia permette di effettuare il controllo della massima potenza impegnata (per esempio 3 kW), prevenendo l‟intervento della protezione termica del contatore come conseguenza di un sovraccarico causato dall‟accensione contemporanea di più elettrodomestici. L‟ammontare della potenza assorbita viene costantemente monitorato tramite una centrale di controllo che attiva in caso di sovraccarico, dei dispositivi attuatori per la sconnessione dei carichi collegati. Al controllo per sovraccarico si affianca la possibilità di gestire i carichi secondo un piano di temporizzazione predisposto dall‟utente; infatti collegando a due appositi morsetti della centrale i contatti di un programmatore orario è possibile abilitare il funzionamento dei carichi solo in determinate fasce orarie con il vantaggio di un risparmio energetico e di una migliore fruizione della potenza di contratto, questo solo nel caso in cui il fornitore di energia elettrica ha tariffe orarie differenziate. L‟impianto Gestione Energia può essere realizzato in due modi diversi a seconda delle esigenze installative, infatti a catalogo sono disponibili due soluzioni: filare ed EHS. Tutti i dispositivi del catalogo filare sono caratterizzati dalla flessibilità installativa offerta dalla connessione a Bus. I dispositivi infatti sono connessi in parallelo tra loro per mezzo di un cavo, a coppia intrecciata non schermato, che realizza il mezzo di trasmissione dell‟alimentazione e delle informazioni. La soluzione EHS, ad onde convogliate, rappresenta l‟alternativa all‟analogo impianto filare per implementare il controllo dei carichi in impianti esistenti, non predisposti per la connessione dei dispositivi mediante Bus. I segnali di gestione tra la centrale e gli attuatori sono infatti trasferiti tramite onde convogliate sulla stessa rete di alimentazione 230V (AC) dei carichi da controllare. Dal punto di vista funzionale anche la soluzione ad onde convogliate è parte integrante di My Home in quanto svolge le stesse funzioni della versione filare; infatti è possibile impostare una priorità di funzionamento tra più utilizzatori per impedire che la loro contemporaneità possa far intervenire il limitatore. Il cuore dell‟impianto Gestione Energia

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è una centralina che controlla fino ad 8 priorità mediante attuatori da incasso e DIN (versione filare) o a spina/ presa (versione EHS) ai quali vanno associati i carichi. Al verificarsi di un prelievo di energia superiore al limite contrattuale, selezionato sulla centrale, gli apparecchi verranno sconnessi secondo un ordine di importanza stabilito tramite semplice configurazione dall‟utente.

Esempio: Gestione energia filare

Per la gestione dell‟energia elettrica è disponibile un kit composto da una centrale di controllo e due attuatori, che regolano la potenza assorbita da due carichi connessi alle rispettive prese di corrente. Al raggiungimento di una soglia programmata, la centrale attiva gli attuatori che scollegano i carichi connessi secondo una sequenza prestabilita. Questo kit può essere espanso con ulteriori attuatori per la gestione di massimo 8 carichi. Schema funzionale dell‟impianto:

Come funziona l‟impianto: Se l‟attivazione di un elettrodomestico connesso ad una delle due prese provoca un assorbimento di corrente dell‟impianto prossima al valore contrattuale, la centrale provvede a scollegare automaticamente il carico che è connesso all‟attuatore con priorità N°1. Il carico sconnesso può essere ripristinato premendo il pulsante del rispettivo attuatore; in questo caso la centrale, per evitare l‟intervento del contatore ENEL, scollegherà il carico connesso all‟attuatore con priorità N°2. Questa condizione permane finche la corrente assorbita dai carichi può provocare lo sgancio dell‟interruttore nel contatore ENEL. Se la corrente assorbita scende invece sotto i valori critici la centrale provvederà a ripristinare entrambe le prese di corrente controllate. Composizione del kit (Art. MHKIT40):

Articolo Descrizione Quantità

F421 centrale controllo carichi DIN 1

L4672 attuatore carichi 16A 2

Il Kit non comprende il cavo (doppino con guaina) art. L4669 che viene venduto in matasse da 100 metri. Il costo del kit è di 231,27€ (IVA esclusa).

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Funzioni per il controllo

Il sistema MY-HOME CONTROLLO BTicino permette di supervisionare e controllare la propria abitazione o il proprio ufficio in totale sicurezza e riservatezza grazie all‟ausilio di un Personal computer e di un telefono fisso o cellulare. Il controllo può avvenire da locale o da remoto tramite il portale web MY-HOME o tramite un collegamento punto-punto. Tramite il web è possibile comandare le luci, accendere o spegnere la caldaia, verificare chi ha suonato al citofono e videocontrollare cosa succede all‟interno o all‟esterno della nostra abitazione. CONTROLLO LOCALE: Il sistema permette di controllare e supervisionare l‟impianto da locale, ovvero di lanciare i comandi direttamente dal componente o tramite PC connesso al componente stesso. In senso più generale il controllo locale è quello effettuato non passando attraverso reti telefoniche, LAN o internet. CONTROLLO REMOTO: Il sistema permette di controllare e supervisionare l‟impianto da remoto: con collegamento punto-punto o tramite portale MY HOME WEB. Se il collegamento è di tipo punto-punto l‟accesso all‟impianto MY HOME avviene connettendosi direttamente all‟indirizzo IP fisso del sistema di controllo. Se invece si utilizza il portale MY HOME WEB l‟indirizzo IP del sistema di controllo può essere sia fisso che dinamico.

Funzioni per la comunicazione: Impianto Videocitofonia e Videocontrollo

Gli impianti videocitofonici My Home sfruttano la medesima tecnologia digitale a BUS degli impianti Automazione e Antifurto. Indipendentemente dal numero di chiamate, dalla complessità dell‟impianto e dalle prestazioni fornite, tutti i dispositivi sono, infatti, collegati in parallelo su un BUS a 8 fili e configurati per far sì che ogni chiamata citofonica sia codificata e indirizzata solo al rispettivo posto interno videocitofonico. L‟assenza del cavo coassiale per il segnale video semplifica il lavoro di installazione evitando l‟impiego di altri dispositivi e circuiti di conversione. Senza alcuna modifica al cablaggio e grazie alla multifunzionalità dei posti interni videocitofonici è possibile integrare nell‟impianto anche la funzione di Videocontrollo domestico. Oltre al controllo dell‟accesso esterno effettuato con la telecamera della pulsantiera, si possono controllare tramite appositi tasti del videocitofono, altre aree dell‟abitazione ove sia installata una telecamera, aumentando così il grado di sicurezza fornito dall‟impianto. In caso di maggior richiesta di sicurezza è possibile attivare le telecamere associandovi sensori di presenza a raggi infrarossi o realizzando l‟integrazione dell‟impianto videocitofonico con l‟impianto Antifurto.

Esempio: Segreteria citofonica

Se nessuno è presente in casa o non è possibile rispondere ad una chiamata videocitofonica, My Home si prende cura di inviare al posto esterno un messaggio preregistrato che invita il chiamante a lasciare il proprio messaggio. Questa funzione, gestita dal Web Server e trasferita al Portale, consente di memorizzare il messaggio audio e le immagini trasmesse dalla telecamera del posto esterno e le rende disponibili per la visualizzazione a distanza. Il messaggio registrato può essere inviato alla casella di posta desiderata come allegato di una e-mail oppure mediante pagine web consultabili con un programma browser commerciale. Per garantire la riservatezza, il collegamento tra PC e la casa è protetto da password di accesso e da trasmissione criptata. La funzione di segreteria videocitofonica può essere attivata tramite Personal Computer o localmente con apposito dispositivo di comando dell‟impianto automazione. Schema funzionale dell‟impianto:

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Componenti dell‟impianto:

Dispositivi per la funzione di controllo remoto

Articolo Descrizione Quantità Costo unitario

MH300 modem router 1 484,62€

F452 web server audio video 1 466,36€

346100 derivatore di montante 1 80,79€

F422 interfaccia SCS / SCS 1 98,15€

F496/PF piastra di ssaggio su guida DIN 35 3 9,31 €

F496/FF 10 fascette di ssaggio 1 10,47 €

F496/MF 10 mollette ssaggio su guida DIN 35 1 8,16 €

F496/PR prolato ribassato per guids DIN 35 2 2,33 €

S3652G multipresa con 3 prese 2P+T 10A 1 3,87 €

L4651/2 dispositivo di comando 1 41,19€

L4675 dispositivo attuatore 1 47,84€

L4911/2AG copritasto illuminabile con serigraa 1 1,84€

3501/AUX conguratore canale ausiliario (10 pezzi) 1 3,70 €

3501/OI conguratore ON superiore - OFF inferiore (10 pezzi)

1 3,70 €

3501/PUL conguratore PUL (10 pezzi) 1 3,70 €

3501/6 conguratore n° 6 (10 pezzi) 1 3,70€

3501/9 conguratore n° 9 (10 pezzi) 1 3,70€

Impianto videocitofonico (dispositivi base)

Articolo Descrizione Quantità Costo unitario

331120 scatola + telaio portamoduli 1 19,77€

331221 Cornice allmetal 1 26,15€

332511 frontale telecamera allmetal 1 19,83€

332111 frontale pulsantiera allmetal 1 20,19€

332510 modulo telecamera 1 514,89€

342160 modulo fonico 1 130,79€

336010 alimentatore 1 194,17€

F881NA/4 interruttore magnetotermico 1P+N – 4A 1 13,12€

346190 derivatore di piano video 1 99,61€

334102 videocitofono PIVOT 1 330,12 €

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336900 cavo 8 conduttori (matassa da 100m) 1 214,70€

3501/1 conguratore n° 1 (10 pezzi) 1 3,70€ Impianto automazione (dispositivi base)

Articolo Descrizione Quantità Costo unitario

E46ADCN alimentatore 1 94,59 €

L4652/2 comando per carichi singoli/doppi 1 37,99€

L4669 doppino inguainato SCS – isolamento 300/500V – matassa da 100m

1 42,86€

F411/2 attuatore a relè 1 50,03€

3501/1 conguratore n° 1 (10 pezzi) 1 3,70€

3501/2 conguratore n° 2 (10 pezzi) 1 3,70€

Totale: 3.093,34€

Conclusioni Ad oggi sono presenti sul mercato diverse soluzioni per la realizzazione di un impianto domotico, ognuna delle quali presenta un certo rapporto costi/benefici. Per esempio è possibile implementare, a basso costo, un impianto per l‟home automation servendosi dei moduli della tecnologia X10, scelta ideale nel caso in cui l‟abitazione non sia predisposta per un sistema domotico di tipo filare. Una scelta più onerosa è invece l‟utilizzo di una soluzione integrata con l‟impianto elettrico, come nel caso dei sistemi domotici filari My Home di Bticino. In questi prodotti infatti il bus a due conduttori SCS è fondamentale per lo scambio delle informazioni tra i dispositivi di comando e gli attuatori e per l‟alimentazione degli stessi. Di conseguenza un impianto My Home di tipo filare può essere implementato solo se nella casa sono presenti le infrastrutture adeguate. Un altro aspetto da tenere conto nella scelta di un impianto domotico è la sua compatibilità verso terzi. In particolare, mentre un sistema X10 non può interagire con dispositivi per l‟home automation prodotti con altri standard, al contrario un sistema My Home, nonostante lavori con un bus proprietario, è munito di interfacce che lo possono far colloquiare con standard come l‟EIB o l‟EHS. In definitiva la scelta si deve basare su un compromesso tra complessità e costo dell‟impianto di home automation.