infolabcomputers

La domotica è la disciplina che si occupa di studiare le tecnologie, atte a migliorare la qualità della vita degli esseri viventi, negli ambienti antropizzati.

La domotica deve studiare, trovare strumenti e strategie per:

• Migliorare la qualità della vita (per prima degli uomini ma non solo), tra loro per primi quelli minori, anziani o disabili;
• Migliorare la sicurezza sotto tutti i punti di vista e quindi anche misurare, ridurre e se possibile eliminare effetti dannosi derivati dagli strumenti e dalle tecnologie che utilizziamo;
• Risparmiare energia partendo dalla riduzione degli sprechi e proseguendo nella riduzione dei consumi;
• Semplificare la progettazione, l’istallazione, la manutenzione e l’utilizzo della tecnologia e quindi ancora ridurre i costi;

La domotica ha come oggetto di studio privilegiato l’home automation (automazione della casa), una scienza che studia particolari sistemi per automatizzare l’abitazione e facilitare l’adempimento di molte azioni che di solito si svolgono in casa.

La domotica svolge un ruolo importante nel rendere intelligenti apparecchiature, impianti e sistemi. Ad esempio un impianto elettrico intelligente può autoregolare l'accensione degli elettrodomestici per non superare la soglia che farebbe scattare il contatore.

Con casa intelligente si indica un ambiente domestico opportunamente progettato e tecnologicamente attrezzato al fine di rendere più agevoli le attività all’interno dell’abitazione (quali accensione luci, attivazione e comando elettrodomestici, gestione climatizzazione, apertura di porte e finestre, ecc.) di aumentarne la sicurezza (controllo anti-intrusione, fughe di gas, incendi, allagamenti, ecc.) e di consentire la connessione a distanza con servizi di assistenza (tele-soccorso, tele-assistenza, tele-monitoraggio, ecc.).

Ad un livello superiore si parla di building automation o automazione degli edifici. L’edificio intelligente, con il supporto delle nuove tecnologie, permette la gestione coordinata, integrata e computerizzata degli impianti tecnologici (climatizzazione, distribuzione acqua, gas ed energia, impianti di sicurezza), delle reti informatiche e delle reti di comunicazione, allo scopo di migliorare la flessibilità di gestione, il comfort, la sicurezza, il risparmio energetico degli immobili e per migliorare la qualità dell’abitare e del lavorare all’interno degli edifici.

A differenza della home automation, settore in fase di piena espansione, la building automation è già consolidata da diversi anni, e, anche per questo, è opinione diffusa che prodotti di questo settore adattati su scala ridotta possano essere applicati nella domotica.

Utilità della Domotica

Spesso un impianto Domotico è preferito a quello tradizionale solo per affermazione dello Status Symbol ma pensare un ambiente in modo Domotico ha risvegliato il lavoro del progettista in particolare nella fase di predisposizione, per la quale oggi esistono delle disposizioni di legge troppo spesso disattese sui condotti e sulla stesura dei cavi.

Forse non tutti sanno che: nella progettazione di un ambiente in cui dovranno dimorare esseri umani, la legge prevede precisi rapporti di Aeroilluminazione. Ancora meno sono a conoscenza del fatto che questi precisi rapporti, la maggior parte delle volte, sono completamente disattesi dall'utente finale. La maggior parte di noi esce di casa la mattina e torna la sera, quante volte cambiamo l'aria? Solo l'automazione delle serrande oscuranti e l'aereazione automatica permette il rispetto dei rapporti indicati dal progettista e quindi la possibilità di vivere in un ambiente sano.

La domotica è utile:

Perché migliora la qualità della vita ed elimina le barriere architettoniche La domotica rende confortevole, accogliente, luminoso, sicuro e comunicativo ogni ambiente, integrando ogni funzionalità anche dal punto di vista architettonico e del design; congegna tutte le parti, in modo che ogni azione, possa essere effettuata con lo stesso sforzo e semplicità, indipendentemente dal sesso, dall’età o dalla disabilità del soggetto che le esegue.

Perché è un investimento economico La domotica fa risparmiare tempo e danaro perché fa diventare più facile e veloce l’installazione degli impianti elettrici, di illuminazione, video-citofonici, automazione cancelli e box, ricezione TV, antifurto e quant’altro; inoltre consente di ridurre drasticamente il numero di cavi e fa evolvere i sistemi tradizionali aggiungendo funzionalità, che a loro volta ci permettono di ridurre sprechi e consumi e quindi il peso delle bollette. Solo con la domotica si può ottenere il vero risparmio che è consumare meno a parità di risultato/resa oppure a risultato/resa migliore.

Perché è un investimento sulla salute Appositi sistemi di sicurezza rilevano fughe di gas, corto circuito, fumo, fuoco o allagamenti e intervengono chiudendo i relativi rubinetti; Lavatrice e lavastoviglie vengono avviati in nostra assenza per limitare l’esposizione ai campi elettromagnetici a bassa frequenza e uno alla volta per non far scattare il contatore; Per lo stesso motivo, la camera da letto viene completamente isolata durante il nostro sonno e soprattutto quello dei nostri bambini o anziani.

Perché è un investimento sulla sicurezza Un antifurto domotico non è mai spento, è progettato per proteggere per prime le persone; quando usciamo saranno protetti gli oggetti e la casa, quando ritorniamo saremo protetti noi e/o i nostri cari; Quando siamo in vacanza le luci, i televisori e le radio simulano la nostra presenza; possiamo rispondere al citofono e al telefono con il nostro telefonino - nonostante la distanza; allo stesso modo o con internet possiamo tenere sotto controllo audio/video i nostri ambienti comprese le parti esterne.

Perché è un investimento tecnico e la personalizzazione non è più un problema Chi predispone i suoi ambienti alla domotica li predispone per il futuro. Se ben studiato, un sistema domotico, è in grado di adattarsi successivamente anche a un cambiamento strutturale o di arredamento. Su un impianto domotico sono possibili modifiche successive. Grazie alla programmabilità, via software e a distanza, è possibile implementare nuove funzioni, modificare o personalizzare quelle già installate, nonché regolare eventuali parametri. Infine viene garantita la compatibilità verso il futuro per eventuali nuove apparecchiature.

Per imporre il tuo status symbol Perché no, in fondo la domotica può fare anche questo - meravigliare i nostri amici - quando qualcuno suona alla porta possiamo vedere “chi è” e dialogare con lui tramite la televisione senza alzarci dal divano; allo stesso modo possiamo dare i comandi per l'apertura di porte e finestre, per la regolazione delle temperature, per l'irrigazione del giardino, possiamo verificare il funzionamento di ogni impianto, sia da dentro casa, che da ogni parte del mondo con internet o il telefonino.

Il concetto di casa intelligente

Con il termine casa intelligente si definisce l'integrazione di diversi dispositivi per il controllo automatizzato di apparati domestici, di sensori di misurazione dello stato dell'ambiente, di funzioni intelligenti di supporto e di sistemi telecomunicativi per l'accesso alle funzioni da remoto o per l'assistenza a distanza.

Un'abitazione così integrata può essere controllata dall’utilizzatore tramite opportune interfacce utente (come pulsanti, telecomando, touch screen, tastiere, riconoscimento vocale), che realizzano il contatto (invio di comandi e ricezione informazioni) con il sistema intelligente di controllo, basato su un’unità computerizzata centrale oppure basato su un sistema a intelligenza distribuita. I diversi componenti del sistema di home automation sono connessi tra di loro e con il sistema di controllo tramite vari tipi di interconnessione (ad esempio rete locale, onde convogliate, onde radio, BUS dedicato, ecc.).

Il sistema di controllo centralizzato, oppure l'insieme delle periferiche in un sistema ad intelligenza distribuita, provvede a svolgere i comandi impartiti dall'utente (ad esempio accensione luce cucina oppure apertura tapparella sala), a monitorare continuamente i parametri ambientali (come allagamento oppure presenza di gas), a gestire in maniera autonoma alcune regolazioni (ad esempio temperatura) e a generare eventuali segnalazioni all'utente o ai servizi di teleassistenza. I sistemi di automazione sono di solito predisposti affinché ogniqualvolta venga azionato un comando, all'utente ne giunga comunicazione attraverso un segnale visivo di avviso/conferma dell'operazione effettuata (ad esempio LED colorati negli interruttori, cambiamenti nella grafica del touch screen) oppure, nei casi di sistemi per disabili, con altri tipi di segnalazione (ad esempio sonora).

Un sistema domotico si completa, di solito, attraverso uno o più sistemi di comunicazione con il mondo esterno (ad esempio messaggi telefonici preregistarti, sms, generazione automatica di pagine web o e-mail) per permetterne il controllo e la visualizzazione dello stato anche da remoto. Sistemi comunicativi di questo tipo, chiamati gateway o residential gateway svolgono la funzione di avanzati router, permettono la connessione di tutta la rete domestica al mondo esterno, e quindi alle reti di pubblico dominio.

Caratteristiche della Home Automation

Le soluzioni tecnologiche che possono essere adottate per la realizzazione di un sistema domotico sono caratterizzate da peculiarità d’uso proprie degli oggetti casalinghi:

• Semplicità: il sistema domotico è diretto ad un pubblico vasto e non professionale, per questo deve essere semplice da usare secondo modalità naturali, univoche e universalmente riconosciute attraverso un’interfaccia “user friendly”, deve inoltre essere sicuro e non deve presentare pericoli per chi non ne conosce o comprende le potenzialità.

• Continuità di funzionamento: il sistema deve essere costruito pensando al fatto che dovrà offrire un servizio continuativo e per questo praticamente immune da guasti o semplice da riparare anche per personale non esperto o, nel caso, necessitare di tempi brevi per la rimessa in funzione.

• Affidabilità: il sistema funziona sempre, senza richiedere particolari attenzioni; anche in caso di guasti esso deve essere in grado di fornire il servizio per il quale è stato progettato o uno simile in caso di funzionamento ridotto, deve essere inoltre in grado di segnalarne il mancato funzionamento e di generare un report delle eventuali anomalie.

• Basso costo: affinché un sistema domotico sia alla portata di tutti deve avere un costo contenuto, inteso come economicità delle periferiche (sensori, attuatori, ecc.) e della rete di interconnessione tra i diversi moduli funzionali.

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

• Risparmio energetico: un sistema completamente automatizzato dovrà evitare i costi generati da sprechi energetici dovuti a dimenticanze o ad altre situazioni, monitorando continuativamente i consumi e gestendo le priorità di accensione degli elettrodomestici.

• Automatizzazione di azioni quotidiane: un sistema di home automation deve semplificare alcune azioni quotidiane, soprattutto quelle ripetitive, non deve in alcun modo complicarle.

Tutte queste caratteristiche, se non sviluppate singolarmente ma nel loro insieme, portano alla creazione di un sistema di home automation integrato che può semplificare la vita all’interno delle abitazioni. La casa diventa intelligente non perché vi sono installati sistemi intelligenti, ma perché il sistema intelligente di cui è dotata è capace di controllare e gestire in modo facile il funzionamento degli impianti presenti. Attualmente le apparecchiature tecnologiche sono poco integrate tra loro e il controllo è ancora ampiamente manuale, nella casa domotica gli apparati sono comandati da un unico sistema automatizzato che ne realizza un controllo intelligente.

Per quanto riguarda il sistema di automazione, fondamentalmente ne esistono di due tipi, uno basato su un’unità di elaborazione centrale che permette di gestire tutte le attuazioni a partire dai risultati di rilevazione e uno a struttura distribuita dove le interazioni avvengono localmente in maniera distribuita ed eventualmente comunicate ad un’unità centrale per un controllo di coerenza generale, in genere sistemi di questo tipo sono più affidabili dei primi.

L’interfaccia utente (interfaccia uomo-macchina) deve, in base a tutte le precedenti considerazioni, essere consistente (non deve creare conflitti fra i comandi), essere di facile impiego (si pensi ai bambini o agli anziani) ed essere gradevole (la difficoltà di interazione con il sistema non deve essere una barriera al suo utilizzo).

Aree di automazione

Lo scopo ultimo di un sistema di home automation è il controllo totale di tutti i servizi e la possibilità di realizzare nuove operazioni complesse, possibili solo nel caso in cui diversi sistemi semplici siano connessi e controllati in modo intelligente.

Le aree di automazione possibili in una casa sono:

• Gestione dell’ambiente (microclima e requisiti energetici)
• Gestione degli apparecchi
• Comunicazione e informazione
• Sicurezza

Ogni area è, a sua volta, suddivisa in sottoaree specifiche del settore.

• Gestione dell’ambiente:
  • climatizzazione (condizionamento, riscaldamento, ventilazione, umidità)
  • riscaldamento acqua sanitaria
  • irrigazione giardino
  • gestione piscina
  • illuminazione
  • illuminazione d’emergenza e alimentazione d’emergenza
  • distribuzione dell’energia e gestione carichi
  • azionamento sistemi di apertura e ingresso
  • gestione scenari preprogrammati

Il controllo dell’ambiente viene automatizzato grazie alla presenza di un sistema di sensori e attuatori, questo permette la termoregolazione dei singoli locali abitativi in funzione dei cambiamenti ambientali con in più una costante verifica dei consumi energetici; la gestione di tempi e livelli di temperatura è orientata verso il comfort desiderato rapportato al massimo risparmio energetico. Gli stessi standard di qualità e risparmio si applicano al sistema di generazione dell’acqua calda per uso sanitario, sia esso uno scaldabagno, una caldaia o dei pannelli solari.

Il sistema deve sovrintendere al funzionamento dei carichi più pesanti (forno, scaldabagno, lavatrice, ecc.) gestendone il distacco controllato per evitare sovraccarichi di corrente e conseguenti inutili black-out dovuti allo sgancio dell’interruttore limitatore posto sulla linea di fornitura dell’energia elettrica. Gestisce inoltre l’alimentazione d’emergenza tramite gruppi di continuità (UPS) per quelle apparecchiature che non devono spegnersi in caso di mancanza di energia elettrica; lo stesso sistema controlla infine che le lampade di emergenza entrino in funzione regolarmente.

L’impianto di irrigazione, se si ha un giardino o un terrazzo, permette di programmare i tempi e gli orari di funzionamento, tenendo in considerazione i fattori meteorologici. Se l’abitazione ha una piscina l’impianto domotico permette di automatizzarne le funzioni in base alle abitudini o ai desideri degli utenti (es. temperatura dell’acqua, apertura eventuale copertura, ecc.).

Nel campo dell’illuminazione, l’esigenza più sentita è quella della qualità dell’illuminazione stessa; il punto chiave è costituito da quello che una volta era il semplice interruttore manuale che viene rimpiazzato dall’interruttore elettronico che assume il ruolo di sensore o di attuatore locale multifunzione.

Sempre in questo sottoinsieme di gestione ambientale rientrano i controlli di apertura o chiusura tapparelle o tende e quelli di eventuali porte automatiche. Vi è infine la possibilità di creare scenari personalizzati a seconda delle diverse esigenze e di poter quindi attivare una sequenza preordinata di operazioni semplicemente scegliendo di attivarla attraverso un singolo comando.

• Gestione degli apparecchi domestici:
  • lavatrice e asciugatrice
  • lavastoviglie
  • frigoriferi e congelatori
  • cucine e forni
  • apparecchi idrosanitari, sauna, idromassaggio

Il settore dei cosiddetti elettrodomestici “bianchi” è quello in maggior evoluzione, grazie alla massiccia introduzione di componenti elettronici che ne consentono il miglioramento delle prestazioni, delle funzionalità, dell’affidabilità e che rendono possibile la telegestione e la telediagnostica manutentiva per ogni singolo apparecchio.

• Comunicazione e informazione:
  • telefono
  • citofono o videocitofono
  • comunicazioni interne (telefoniche o citofoniche)
  • accesso Internet a banda larga (xDSL, fibra ottica, ecc.)
  • trasmissione dati per controllo remoto
  • informazioni e svago con sistemi audio-video (televisori, radio, dvd player, cd player, mp3 player, ricevitore satellitare, pay tv, ecc.)

In un sistema integrato di home automation rientra poi la gestione delle comunicazioni entranti e uscenti dalla casa. Le chiamate telefoniche o citofoniche, interne o esterne, sono automaticamente, e non indistintamente, indirizzate ai giusti apparecchi.

Un gateway fornisce una connessione permanente e a banda larga per permettere l’accesso ad Internet alle apparecchiature domotiche o ai computer dell’abitazione, per la trasmissione di dati e per il controllo remoto.

Un sistema di gestione delle sorgenti audio-video permette la loro diffusione nei vari ambienti dell’abitazione in base alle richieste dell’utente.

• Sicurezza:
  • protezione antifurto, antintrusione, antirapina, perimetrale
  • protezione antincendio, antiallagamento, da fumo o fughe di gas
  • videocontrollo ambientale locale e a distanza
  • telesoccorso e teleassistenza di persone sole, anziane, disabili o ammalate

In quest’ultima categoria rientrano funzioni particolarmente richieste dall’utenza. La sicurezza si compone di “security”, ovvero sicurezza contro intrusioni non autorizzate o rapine e di “safety”, ovvero sicurezza globale della casa contro fughe di gas, incendi, allagamenti o altri eventi dannosi.

In caso di allarme, il sistema domotico, oltre ad intervenire con opportune azioni locali di segnalazione ed intervento, tramite collegamento con apparecchi trasmissivi (linea telefonica, cellulare GSM o UMTS, ponte radio, Internet) provvede a segnalare a distanza l’accaduto e a richiedere l’eventuale intervento dei vigili del fuoco, della polizia, ecc..

Se presenti delle telecamere a circuito chiuso o videocitofoni sarà possibile visualizzare su appositi monitor o sui normali televisori le immagini riprese in diversi punti dell’abitazione e del giardino. Le riprese video saranno visibili da remoto via Internet alle persone autorizzate, oppure, in caso di allarme, saranno inviate, in automatico, come immagini a indirizzi e-mail o, come MMS , a numeri di cellulare prestabiliti.