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Istituto Professionale Giovanni Giorgi – Lucca
a.s. 2012/13
Sistemi automatici per la casa
My Home Ticino
L’ adozione di un sistema automatico per la gestione dei
servizi nella casa comporta la volontà di affrontare,
progettare e proporre una tipologia di impianti
completamente nuovi che possono offrire comfort,
soprattutto alle persone disabili. L’automazione domestica
deve essere necessariamente associata alle funzionalità e
alle potenzialità dei microprocessori.
Il concetto di base che caratterizza l’impianto domotico è
praticamente simile a quello che sta alla base delle reti
informatiche, ovvero è prevista la presenza di un bus sul
quale viaggiano le istruzioni in forma seriale, di un indirizzo
di partenza determinato dal dispositivo di comando e di un
indirizzo di destinazione al quale fa riferimento l’attuatore
che provvede ad eseguire l’operazione.
Al contrario dei sistemi informatici, dove si parla di
programmazione, nei sistemi
domotici
si opera
eseguendo la configurazione dell’ impianto.
La programmazione in sostanza prevede la creazione o la
modifica di un set d’istruzioni, la configurazione prevede l’uso di set di istruzioni assegnati, definiti e non
modificabili.
Le funzionalità dei sistemi domotici possono essere riassunti come segue:
Comando
transito di istruzioni digitali (bus)
attuatori
Sul bus di dati presente una bassa tensione non polarizzata (27-30V): questa tensione presente anche sui
dispositivi di comando rispetta ampiamente i criteri relativi alla sicurezza elettrica.
Protocollo SCS
Il
protocollo
SCS
(Sistema
Cablaggio Semplificato) di My Home
Ticino è un protocollo Open Web Net
che si basa su quattro considerazioni
essenziali:
Chi
ovvero la definizione della funzione
generata e inviata sul
bus dal
dispositivo di comando . (accendi una
luce, aziona un motore, ecc.)
Dove
Definisce il dispositivo o l’insieme dei dispositivi destinatari del messaggio presente sul bus (Attuatori che
accendono luci, azionano motori ecc.)
Cosa
Definisce l’operazione da compiere (on/off, alza/abbassa, apri/chiudi)
Quando
Specifica l’orizzonte temporale (istantaneo, temporizzato, monostabile, bistabile).
In pratica la configurazione viene fatta semplicemente inserendo configuratori numerici o di funzione nelle sedi
opportune presenti sui dispostivi di comando e sugli attuatori. Ne consegue che con i ponticelli (che non sono
altro che resistori calibrati) si esegue la configurazione che mette in comunicazione il mittente con il
destinatario.
Comando Attuatore
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Configurazione.
Come si nota nella figura i dispositivi
hanno diverse sedi destinate ad ospitare
altrettanti ponticelli.
La sede A determina l’ambiente nel quale si
deve svolgere la funzione richiesta
La sede PL determina il Punto Luce che deve
rispondere al comando
La sede M definisce la modalità di
funzionamento(on/off, su/giù…)
Le sedi G1 e G2 consentono di integrare
dispositivi in gruppi che risponderanno
contemporaneamente all’istruzione che arriva
dal comando
Esistono anche le sedi AUX e SPE per
applicazioni che integrano altri impianti.
Regole Logiche per la configurazione di un impianto domotico My Home:
1.
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4.
5.
6.
7.
Non si possono attivare più di 9 punti luce per ambiente.
Non si può usare il valore 0 per definire ambiente e punto luce
Il valore 0 è ottenuto mediante l’ assenza di ponticelli nella sede prevista.
Il valore A(ambiente) = 0 è destinato alla centralina scenario
Il led verde indica la corretta configurazione e la predisposizione del messaggio in partenza.
Il led arancio indica la corretta configurazione e segnala l’arrivo del messaggio
Il led lampeggiante indica un errore di configurazione
Definizione di Ambiente.
L’ambiente è costituito da un insieme di dispositivi aventi lo stesso configuratore numerico inserito nella sede A.
Definizione di gruppo.
Il gruppo è un insieme di dispositivi aventi lo stesso configuratore numerico nella sede G. Esempio di
configurazione:
Comando
A
3
PL
4
M
ON
Attuatore
A
3
PL
4
M
G1
G2
G3
3
Regole Fisiche
Tipologie di cavo BUS
Cavo grigio 0,35 mm adatto per l’automazione
Cavo rosso adatto o,35 mm per l’antintrusione
Cavo bianco: sezione 0,50mm twistato più stretto,adatto ai segnali video
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L’ isolamento dei cavi bus pari 300/500 Volt consente il passaggio nelle stesse condutture delle linee
di potenza. La tensione presente sul bus è pari 27/30V, non deve scendere comunque al di sotto del
valore di 22 V.
I cavi rossi del bus antintrusione debbono transitare da soli in condutture specifiche.
Estensione della linea.
La lunghezza totale della linea bus (nella sezione automazione) non deve superare i 500 mt. (somma dei
vari spezzoni) altrimenti si deve ricorrere ad altri alimentatori.
La distanza fra un unico dispositivo e l’alimentatore non può superare i 250 metri.
L’alimentatore deve essere posizionato possibilmente nel baricentro dell’impianto
AUTOMAZIONE FILARE
APPARECCHI DI COMANDO E ATTUAZIONE
Il sistema base è costituito da dispositivi di comando e di attuazione. I dispositivi di comando sostituiscono,
di fatto, i dispositivi tradizionali quali interruttori, deviatori, pulsanti ma possono svolgere anche nuove funzioni
più complesse; gli attuatori sono invece dispositivi che, analogamente ai relè tradizionali, pilotano il carico
connesso a seguito di un opportuno comando.
Tutti gli apparecchi del
sistema sono collegati al cavo
in parallelo mediante morsetti
estraibili.
Il cavo previsto
fornito da BTicino è di tipo
inguainato, non schermato e
non polarizzato, il codice
articolo è L4669 o L4669/500.
L’utilizzo del cavo con un
isolamento
300/500V
e
posizione
isolata
dei
morsetti
delle
apparecchiature
con
il
proprio
coperchio
di
protezione, offrono invece
la possibilità di installare la
linea BUS e tutti gli
apparecchi a fianco di
conduttori e dispositivi di
energia.
Gli
attuatori
devono
essere collegati, oltre
che al cavo per il BUS,
anche alla linea di
alimentazione
del
rispettivo
carico
comandato.
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DISPOSITIVI DI COMANDO
Gli apparecchi di comando
permettono di controllare lo
stato degli attuatori,
eseguendo funzioni differenti:
ON, OFF, temporizzazione etc.
dipendenti dalla modalità di
funzionamento loro assegnata
tramite una
opportuna configurazione.
La parte elettronica di questi
apparecchi è separata da quella
meccanica di azionamento in
modo da lasciare libera la scelta
del tipo, numero e dimensioni dei
tasti di comando. Il dispositivo
risulta così componibile per poter
rispondere alle diverse esigenze
installative ed alle diverse
funzioni richieste dall’ utente.
I tasti e i copritasti utilizzabili sono di due tipologie:
ù
copritasto singolo, ad uno o due moduli LIVING INTERNATIONAL, LIGHT, LIGHT TECH e KRISTALL
(trasparente) da abbinare al tasto di comando di colore grigio;
copritasto doppio, ad uno o due moduli LIVING INTERNATIONAL, LIGHT, LIGHT TECH e KRISTALL
da abbinare al tasto di comando di colore nero.
Dal punto di vista funzionale il comando con il copritasto singolo è assimilabile ad un contatto in chiusura
tradizionale (pulsante o interruttore), Il comando con il copritasto doppio (basculante) è invece assimilabile ad
un contatto tradizionale in scambio.
DISPOSITIVI DI COMANDO
Tutti i comandi sono dotati di indicazione luminosa che segnala lo stato del comando (attivo o disattivo) e ne facilità
l’individuazione al buio.
A questa categoria appartengono i seguenti dispositivi:
comando a due moduli art. L4652/2
comando a tre moduli art. L4652/3 ricevitore IR art. L/N/NT4654 per telecomando
rilevatore IR passivo art. L/N/NT4610 e art. L/N/NT4611
TOUCH SCREEN art. L/N/NT4683
Questi componenti sono in grado di inviare comandi destinati a carichi singoli (lampade, aspiratori,
condizionatori etc.) e a carichi doppi (motore per serrande, tende, etc.).
I dispositivi a infrarossi art. L/N/NT4654, art. L/N/NT4610 e art. L/N/NT4611 offrono
il vantaggio di inviare il proprio comando sul BUS quando sono attivati rispettivamente
da un telecomando o dalla presenza di una persona;
I comandi art. L4652/2 e art.
L4562/3 invece devono essere
azionati localmente dall’utente e
pertanto devono essere completati con copritasti della serie
LIVING INTERNATIONAL, LIGHT, ecc.. La scelta della
modularità e della tipologia dei copritasti da installare è
strettamente connessa alla funzione che il dispositivo deve
svolgere.
Questi componenti sono in grado di inviare comandi destinati a carichi singoli (lampade, aspiratori,
condizionatori etc.) e a carichi doppi (motore per serrande, tende, etc.).
La scelta della modularità e della tipologia dei copritasti da installare è strettamente connessa alla funzione che
il dispositivo deve svolgere.
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Attuatori
ATTUATORI DA INCASSO
Gli attuatori sono dispositivi che eseguono i comandi a loro
indirizzati e controllano il carico connesso, in maniera analoga ad
un relè di tipo elettromeccanico.
Per questo motivo, oltre ad essere collegati al cavo BUS tramite i
morsetti estraibili, devono essere connessi alla linea 230V a.c. di
alimentazione del carico. linea di alimentazione del carico
doppino morsetto di connessione.
Esistono diverse tipologie di attuatori che differiscono, oltre che per la
potenza controllata, anche per forma, dimensione e caratteristiche di
installazione.
La gamma prevede:
- attuatori ad un modulo.
- attuatori a due moduli.
ATTUATORI AD UN MODULO
Sono caratterizzati dalla ridotta dimensione e destinati all’installazione ad
incasso accanto a dispositivi tradizionali (prese energia, connettori etc.).
Questi attuatori sono dotati di micropulsante per effettuare il test di
funzionamento.
ATTUATORI A 2 MODULI.
Sono disponibili nelle versioni da
1 e 2 relè interbloccati,
rispettivamente per il comando di
1 carico singolo (lampada o
motore) o 1 carico doppio
(motore per serrande).
Questi attuatori possono In
vantaggiosamente utilizzati come
punto di comando, essendo dotati nella parte frontale di pulsanti di
comando azionati da copritasti delle serie LIVING INTERNATIONAL,
LIGHT ecc.
ATTUATORI
IN MODULO DIN
Questi dispositivi sono
adatti per l’installazione
centralizzata in quadri e
centralini
(ingombro 2 moduli
DIN).
Disponibili nelle versioni da 1, 2 e 4 relè per il comando di carichi singoli o carichi doppi
(motori per serrande), anche questi dispositivi sono dotati di tasti di comando del carico per effettuare la prova di
funzionamento. Questi attuatori sono caratterizzati dal vantaggio di poter rimuovere l’adattatore DIN posteriore e il
frontale anteriore per ridurne l’ingombro e permetterne quindi l’installazione in canalizzazioni, in scatole di
derivazione, in controsoffittature, in cassonetti per tapparelle, ecc. Nelle installazioni centralizzate (per esempio
centralini DIN serie E215/... oppure MULTIBOX) l’adattatore DIN e il frontale consentono di allineare il prof lo
dell’attuatore a quello degli altri dispositivi modulari DIN.
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ATTUATORI IN MODULO BASIC
Gli attuatori Basic sono caratterizzati da dimensioni estremamente compatte: larghezza = 40,5 mm, altezza =
40,5 mm, profondità = 18 mm. Queste dimensioni permettono l’installazione degli attuatori in scatole di
derivazione oppure all’interno del carico da controllare (per esempio nel bicchiere di un lampadario, nella
struttura di una lampada a stelo, ecc.). In una scatola 503E è anche possibile collocare il comando per due
punti luce (art. L4652/2) con i relativi attuatori Basic, installazione altrimenti realizzabile passando ad una
scatola 504E oppure trovando nuovi spazi dove posizionare gli attuatori.
ATTUATORI: INDIRIZZI E TIPI DI COMANDO.
Per comprendere la logica di indirizzamento è utile definire alcuni termini che ricorreranno frequentemente nel
presente testo.
Ambiente (A)
Insieme dei dispositivi appartenenti ad una zona logica (in una abitazione, per esempio, la sala, la camera ecc.).
Punto Luce (PL)
Identificativo numerico del singolo attuatore all’interno dell’Ambiente.
Gruppo (G)
Insieme dei dispositivi appartenenti anche ad ambienti diversi, ma che devono essere comandati
contemporaneamente (per esempio le tapparelle del lato Nord dell’abitazione, l’illuminazione della zona giorno
ecc.).
Indirizzo degli attuatori
L’indirizzo di ogni attuatore è definito
univocamente assegnando i configuratori
numerici 1÷9 nelle posizioni A (Ambiente) e
PL (Punto Luce all’interno dell’Ambiente).
Per ogni ambiente è possibile definire un
massimo di 9 indirizzi; in un sistema sarà
possibile definire un massimo di 9 ambienti.
La definizione del gruppo di appartenenza si
effettua inserendo un terzo configuratore
numerico nella sede identificata con G (Gruppo).
Alcuni attuatori dispongono di più posizioni G
(G1, G2 e G3) potendo appartenere
contemporaneamente a più gruppi differenti.
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Strutture di Rete
L'aspetto più evidente di una rete è la struttura delle connessioni, ovvero la disposizione geometrica dei nodi. Al
crescere del numero dei nodi aumentano le geometrie possibili: ciascun tipo sarà più o meno adatto ad una
particolare esigenza; non è quindi possibile una classificazione rigorosa delle strutture di rete, possiamo solo
individuare alcune tipologie fondamentali di riferimento.
Alcune reti utilizzano i collegamenti Punto-Punto, cioè la connessione diretta tra coppie di nodi, con canali
riservati, senza stazioni intermedie. Altre prevedono i collegamenti Multipunto; in altre parole utilizzano un
canale comune su cui possono accedere più nodi.
Struttura a stella
In una Struttura a Stella tutti i nodi sono collegati ad un unico nodo centrale, detto Hub. Ogni collegamento tra
unità centrale e nodo terminale, può essere di tipo Simplex, Half duplex o Full duplex.
Tutti i pacchetti di informazioni vengono sempre trasmessi all'Hub centrale che provvede a ritrasmetterli ai
destinatari: l'unità centrale, che in genere è un computer dedicato esclusivamente alla gestione della rete
(Server di rete) detiene il controllo del protocollo di trasmissione e abilita al colloquio di volta in volta i nodi
terminali. Se uno o più collegamenti vengono interrotti, il resto della rete continua a funzionare; viceversa se si
guasta l'hub centrale, tutta la rete è bloccata. La rete a stella può essere allargata aggiungendo altri nodi, ma
solo fino al numero massimo di connessioni previste dall'hub.
Per superare questa limitazione, ed anche per evitare il pericolo di una caduta totale della rete, si utilizza la rete
a Stelle Connesse in cui più reti a stella sono collegate tra loro attraverso il nodo centrale.
Struttura ad albero
Le configurazioni ad albero funzionano come reti multipunto; il canale di trasmissione è comune e i dati,
suddivisi in pacchetti, vengono trasmessi a tutte le stazioni della rete. Ciascuna stazione legge l'indirizzo di
destinazione del pacchetto e lo accetta solo se riconosce il proprio indirizzo. Le stazioni slave possono solo
trasmettere verso il master. Lo svantaggio di questo tipo di collegamento è che in caso di un problema su una
linea che collega più slave, tutti gli slave collegati alla medesima linea non saranno in grado nè di ricevere, nè
trasmettere informazioni.
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Struttura ad anello
Nella Struttura ad Anello ogni nodo è collegato con altri nodi in modo da formare
una struttura circolare in cui il flusso delle informazioni è in generale di tipo
Simplex. Ogni informazione da trasferire deve percorrere l'anello fino al
destinatario: se consideriamo il messaggio di risposta per la conferma, ogni
scambio d'informazioni coinvolge tutti i nodi della rete, che devono cooperare alla
comunicazione anche se non sono direttamente interessati ai messaggi. Il guasto
di un nodo, quindi, causa la "caduta" dell'intera rete anche se è facile ponticellare
l'ingresso e l'uscita di un nodo per escluderlo. È possibile aggiungere altri nodi all'anello senza limitazioni (salvo
il numero di combinazioni del codice d'identificazione del nodo), ma le prestazioni della rete decadono
rapidamente al crescere del numero dei computer.
Struttura Completamente Connessa
La completa connessione dei nodi usa un canale
indipendente tra tutte le coppie possibili di nodi.
Ogni comunicazione può avvenire in modo diretto
senza pericoli di collisioni o interferenze e senza
tempi di attesa; per contro è un sistema molto
dispendioso poiché la quantità dei cavi e delle
schede di rete cresce in modo proporzionale al
quadrato del numero dei nodi.
Struttura a Bus
Nel collegamento "a Bus" (di tipo Multipunto) N nodi sono connessi ad un unico canale comune, condiviso da
tutte le comunicazioni. I messaggi, organizzati in pacchetti vengono inviati sul canale e tutti i nodi possono
valutarli, ma solo il nodo che riconosce di essere il destinatario acquisisce il messaggio; ovviamente, solo un
nodo alla volta può trasmettere sul canale.
