Impianto Domotico: Cos’è, Come Funziona e Come si Realizza

La domotica, parola composta dal latino “domus”, casa, e “robotica”, la disciplina ingegneristica che si occupa di robotizzare, cioè trasferire su macchina le attività umane, è una delle realtà tecnologiche più interessanti degli ultimi anni.

L’evoluzione delle tecnologie, dei materiali e dei componenti ha permesso un grande balzo in avanti per quanto riguarda la gestione intelligente della casa, portando la domotica alla ribalta popolare e mediatica. La domotica, infatti, come d’altronde suggerisce il nome stesso, altro non è che quella disciplina che si occupa di rendere intelligente una struttura abitativa. Cosa si intende per “casa intelligente”?

Una struttura automatizzata, cioè una casa o un edificio in grado di gestire i suoi impianti tecnologici in maniera parzialmente o totalmente autonoma. Non per nulla quando si parla di domotica, si parla di home and building automation (HBA).

Nello specifico, tramite l’utilizzo combinato di telecomunicazioni, elettrotecnica, elettronica, informatica e ingegneria edile, “la domotica studia e realizza sistemi integrati per l’automazione di processi e controlli attraverso i quali è possibile ottenere una migliore qualità della vita, maggiore sicurezza e soprattutto un notevole risparmio dei consumi energetici”. La domotica è, in altre parole, una scienza interdisciplinare che, su più livelli, adottando apparecchiature, impianti e sistemi adatti, tende a migliorare, semplificandola, la vita civile dell’uomo.

Nonostante i buoni presupposti e le favorevoli previsioni statistiche passate, che indicavano una forte crescita nella richiesta di prodotti domotici, le attuali condizioni delle tecnologie stentano ad appropriarsi del mercato e coloro che prevedevano la diffusione della domotica in tutte le case, in tutti gli uffici, in tutte le città, come d’altronde già capitato per altri prodotti tecnologici come gli smartphone e i pc, sono rimasti amaramente delusi.

Tra le motivazioni di una tale impopolarità della domotica, la riluttanza di progettisti ed installatori di vecchia generazione di proporre ai propri clienti questa nuova risorsa tecnologica. Con il presente articolo ci proponiamo perciò di invertire i termini, spingendo i clienti, voi lettori, verso gli operatori del settore.

Le funzioni della domotica

Abbiamo detto che la domotica si occupa di rendere intelligente una struttura abitativa, cioè di renderla parzialmente o totalmente automatizzata nella gestione dei suoi impianti. Ma quali sono le funzioni che possono essere automatizzate attraverso l’impiego di un sistema domotico? Distinguendole per categorie, le funzionalità di un impianto intelligente sono le seguenti:

– gestione ambientale: illuminazione, climatizzazione e gestione dell’acqua. Per fare degli esempi, la domotica si occupa di illuminazione automatizzando la regolazione dell’intensità luminosa artificiale in casa in funzione della luce naturale proveniente dall’esterno, alzando o abbassando le tapparelle o aprendo e chiudendo le tende; o ancora, si può regolare l’intensità di una zona luce in funzione di eventi particolari come, ad esempio, l’accensione della televisione. E’ evidente qui l’utilità di una simile gestione automatizzata per quelle persone che hanno difficoltà motorie; gli utilizzi in ospizi e in ospedali di tecnologie domotiche faciliterebbe la vita di chiunque, per non parlare del miglioramento della qualità del servizio. Per quanto riguarda la climatizzazione, il discorso s’interseca alla questione dei consumi, che l’impiego di un sistema domotico ridurrebbe significativamente, basti pensare alla possibilità di spegnere un impianto di riscaldamento quando nessuno è in casa. Stesso ragionamento vale per la gestione dell’acqua, là dove attraverso le tecnologie adatte sarebbe possibile, ad esempio, programmare in funzione delle condizioni metereologiche l’irrigazione di piante, serre e giardini, per evitare gli sprechi meccanici;

– gestione e controllo dei carichi: apparecchi elettrodomestici come frigoriferi, lavatrici, lavastoviglie, forni, etc, possono essere controllati a distanza (per esempio attivandoli quando l’energia costa meno), oltrechè, attraverso software dedicati, è possibile effettuare diagnosi manutentive;

– gestione della sicurezza: una pratica già utilizzata da qualche decennio, l’impianto di videosorveglianza che chiama automaticamente soccorso per via telefonica è in questo senso uno dei pionieri della domotica. Tra le nuove funzioni, la protezione da incendi, fughe di gas e allagamenti. Anche in questo caso, il miglioramento della sicurezza e del comfort di persone anziale sole o a rischio è innegabile;

– gestione dell’informazione e della comunicazione: citofono, telefono, fibra ottica, televisione, diffusione sonora, sono tutte tecnologie che attraverso l’impiego di un sistema domotico possono essere automatizzate, anche solo facendo partire la vostra musica preferita appena tornate dall’ufficio.

Elementi e funzionamento di un sistema domotico

Fino a qui tutto bene, ma è tutta teoria; in pratica com’è fatto e come funziona un impianto intelligente? Iniziamo a chiarirci le idee prima di passare all’argomento principale dell’articolo: la realizzazione di un impianto domotico a casa nostra.

Caratteristica essenziale di un sistema domotico è l’utilizzazione di una rete di dispositivi in grado di comunicare tra loro in maniera endogena, in un sistema che come dicevamo comprende l’insieme di tecnologie presenti nell’impianto (elettronico, elettrico, idraulico, videosorveglianza, etc). Per questo l’elemento principale dell’impianto domotico è la rete di comunicazione attraverso cui le varie tecnologie si trasmettono le informazioni necessarie alla gestione globale.

Questa rete di comunicazione è perciò un mezzo di trasmissione, che nella maggior parte dei casi si chiama BUS di campo. Attraverso la linea fisica costituita dal BUS, i moduli posti in corrispondenza dei carichi controllati (lampade, elettrodomestici, etc) e i moduli posti in corrispondenza dei pulsanti di comando (sul vostro dispositivo dedicato, smartphone o tablet che sia) possono comunicare fra loro.

Gli impianti domotici sono insomma costituiti da un’unità centrale, dove sono situati i comandi, e i dispositivi periferici. Il “dialogo” tra questi elementi del sistema è permesso da un linguaggio di comunicazione digitale detto protocollo di comunicazione. Un esempio può chiarire le idee: in un impianto domotico, se vogliamo accendere una lampada premiamo un pulsante sul nostro dispositivo, l’unità centrale; da lì, attraverso il bus, il messaggio arriva al relativo modulo ricevitore in corrispondenza della nostra lampada; riconosciuto il linguaggio di comunicazione, il modulo accetta il comando in ingresso e alimenta il carico, cioè accende la luce.

Abbiamo detto “comando in ingresso”, perchè i dispositivi di trasmissione possono essere “di ingresso” e “di uscita”. I dispositivi di uscita sono le interfacce elettroniche utilizzate dall’utente per effettivamente gestire, tramite l’utilizzo di pulsanti, il sistema domotico. Sono inoltre quei dispositivi dotati di sensori che captano i segnali ambientali, comunicandoli agli attuatori, cioè ai dispositivi di ingresso, che in base alle richieste dell’utente attivano o disattivano i carichi collegati all’impianto.

Architettura dei sistemi domotici

Gli impianti domotici sono classificati a seconda del modo in cui i vari dispositivi da noi appena elencati sono collegati e comandati; cioè un sistema domotico è classificato in base alla sua architettura. Vi sono tre tipologie di architetture collaudate:

– centralizzata (http://www.meccanismocomplesso.org/wp-content/uploads/2014/06/Architettura-centralizzata.jpg): dove vi è un’unica unità di comando dalla quale “escono” (dispositivo di uscita) i comandi verso i dispositivi periferici (dispositivi di ingresso). In questa unità centrale sono memorizzate tutte le programmazioni predisposte dal cliente e in questo senso i vari dispositivi periferici non possono comunicare tra loro;

– distribuita (http://www.meccanismocomplesso.org/wp-content/uploads/2014/06/Architettura-distribuita.jpg): dove tutti i dispositivi, dotati di “intelligenza” propria, sono in grado di eseguire specifiche funzioni in maniera automatizzata; inoltre, grazie al protocollo di comunicazione di cui parlavamo, possono comunicare tra loro, ampliando le funzionalità del sistema in maniera radiale;

– mista (http://www.meccanismocomplesso.org/wp-content/uploads/2014/06/Architettura-mista.jpg): con la duplicazione delle centraline, dislocate nell’edificio o nella casa e comunicanti tra loro, l’architettura mista è la più efficiente, ma anche la più complicata da realizzare ed è perciò consigliata soprattutto nella domotica aziendale o nell’impiantistica per edifici interi.

Progettazione e realizzazione di un impianto domotico

Prima di realizzare un impianto è bene, ovviamente, progettarlo. Per progettarlo con cognizione di causa abbiamo speso più di un paragrafo per chiarire ad ogni livello il funzionamento pratico di un sistema domotico. Ci è sembrato necessario per evitare faticose rielaborazioni progettuali per via di incomprensioni teoriche. Ora, però, entriamo nel dettaglio della progettazione di un impianto domotico.

Innanzitutto va specificato che un sistema domotico è un’evoluzione dell’impianto elettrico tradizionale, perciò si parla di progettazione impiantistica integrata, perché non vi è più separazione tra gli impianti installati nell’edificio, avendo un unico sistema multifunzionale in grado di gestire e coordinare le varie funzioni succitate.

Se nel caso degli impianti tradizionali i progettisti operano in maniera indipendente, nel caso della domotica occorre un’interazione costante tra le varie parti installatrici. Di conseguenza si è fatta strada la figura del progettista domotico (System Integrator), che è la persona professionale di riferimento per quanto riguarda la progettazione di un impianto domotico.

Detto questo, vi è la possibilità di montare i pezzi di un sistema di domotica senza la necessità di chiamare il progettista domotico, giacche sono ormai disponibili sul mercato kit specifici montabili da un utente competente nel giro di un’ora. Per questo motivo, per rendervi competenti, abbiamo dedicato parole alla teoria sottostante l’installazione di un sistema domotico.

In generale, comunque, l’iter progettuale di un impianto domotico segue una chiara procedura ordinata nelle seguenti fasi:

– analisi delle esigenze: bisogna per prima cosa chiarire quali sono le necessità che l’impianto domotico dovrà soddisfare; un’eventuale malinteso potrebbe compromettere l’intera struttura gestionale, comportando progettazioni e installazioni scriteriate;

– valutazione degli impianti: riconosciute le esigenze da soddisfare, è bene predisporre di un elenco di tutti gli impianti che queste esigenze potrebbero soddisfare, per evitare di ritrovarsi con un sistema di comando incompatibile con l’impianto utilizzato;

– scelta del sistema: segue la scelta dell’impianto, con annessa scelta del mezzo di trasmissione, del protocollo di comunicazione, dei dispositivi di ingresso e di uscita;

– elaborazione del progetto: una volta effettuate tutte le scelte dei componenti dell’impianto, si definiscono le posizioni delle varie apparecchiature, di quelli che saranno i dispositivi integrati nel sistema. Dopodichè si realizzano planimetrie con la disposizione delle stesse apparecchiature, si definiscono gli schemi elettrici e si esegue il calcolo delle linee di potenza e corrispondenti protezioni. E’ la fase più complessa e per quanto i kit disponibili sul mercato siano soliti inserire le informazioni necessarie, in questa fase l’aiuto di un esperto potrebbe tornare estremamente utile;

– schema delle connessioni: stendendo precise mappe dei segnali e dei comandi si è in grado di definire le connessioni relative a tutti i dispositivi presenti nell’impianto, con i corrispondenti indirizzi digitali;

– programmazione e manutenzione del sistema: infine è necessario predisporre tutta la documentazione necessaria al corretto avvio del sistema, nonchè per la manutenzione ordinaria dell’impianto.

Quanto detto finora vale sia nel caso ci si avvalga dell’aiuto di un installatore professionista, sia nel caso vogliate far entrare la domotica nella vostra casa con uno dei kit fai-da-te disponibili sul mercato.

In questo secondo caso è ovvio che le spese saranno nettamente minori, ma è anche probabile che l’efficienza e l’integrazione del sistema domotico siano relativamente peggiori.

Ad ogni modo, con tali kit di home automation in vendita, si possono connettere gli elettrodomestici e altri apparecchi con l’unità centrale (ne abbiamo parlato nella sezione dedicata all’architettura, ricordate?) che consente di controllarli dal vostro dispositivo dedicato.

La connessione tra i dispositivi è piuttosto semplice, in quanto basta installare un software sull’unità centrale (tablet, smartphone o pc), collegandolo ai dispositivi. Per fare ciò basta scollegare gli stessi dispositivi, attaccare alla presa elettrica gli adattatori che fungono da moduli di controllo, e attaccare a questi moduli l’apparecchio che si desidera integrare all’impianto domotico.

Il software di cui parliamo è solitamente realizzato dal produttore del kit che avete acquistato, ed è scaricabile dal sito indicato sul kit. Una volta terminata l’installazione, l’app sarà presente sul vostro dispositivo e da lì, effettuati i passaggi di connessione appena elencati, potrete vedere i dispositivi che potrete controllare. A seconda del numero di apparecchi che desiderate controllare, e quindi a seconda del numero di moduli di controllo che comprate, il prezzo dell’impianto domotico varia.

In genere un modulo costa attorno ai 15-30 euro, il kit di base dai 200 ai 600. Il risparmio rispetto al ricorso all’aiuto di un esperto è netto, ma ripetiamolo: si tratta di una tecnologia innovativa e complessa, che potrebbe risultare difficile mettere in pratica in completa autonomia. Inoltre i software per la progettazione e la messa in funzione di un impianto domotico sono piuttosto complicati e richiedono solide competenze specifiche.

Perciò, il consiglio più utile che possiamo darvi per realizzare il vostro impianto domotico è di contattare un System Integrator, col quale lavorare insieme per stabilire le vostre priorità ed esigenze; sarà lui ad assicurarsi di integrare in modo adeguato e sicuro i vari dispositivi e assicurarsi che l’impianto rispetti le norme legali e le vostre aspettative.

Normativa sugli impianti domotici

L’esperto è infatti anche utilissimo per evitare di infrangere le disposizioni normative riguardanti la domotica, o meglio la HBES (Home and Building Electronic System). La CENELEC EN 50090 (recepita in Italia come CEI EN 50090) è la serie normativa più importante in quest’ambito: è suddivisa in nove sezioni che stabiliscono i requisiti del sistema, dei componenti, i criteri della progettazione, per l’installazione, per la verifica e per il collaudo. Vi sono poi tutta una serie di norme tecniche di riferimento, come la CEI 0-2 (per la definizione della documentazione di progetto), la CEI 64-8 (che riguarda gli impianti elettrici utilizzatori di bassa tensione) o la CEI 205-24, che definisce i requisiti generali per i sistemi elettronici per la casa e l’edificio e i sistemi di automazione e controllo degli edifici.

Quindi, a meno che non siate giuristi o appassionati di legislazione nazionale e internazionale, a meno che non vogliate leggervi un migliaio di pagine inerenti alla domotica da un punto di vista legale, è preferibile contattare un progettista specializzato per iniziare subito, e senza inconvenienti, a progettare la vostra casa intelligente.