Domotica

La domotica è la scienza interdisciplinare che si occupa dello studio delle tecnologie atte a migliorare la qualità della vita nella casa. Essa è nata allo scopo di studiare, trovare strumenti e strategie per:
• migliorare la qualità della vita;
• migliorare la sicurezza;
• risparmiare energia;
• semplificare la progettazione, l'installazione, la manutenzione e l'utilizzo della tecnologia;
• ridurre i costi di gestione;
• convertire i vecchi ambienti e i vecchi impianti.
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 - il quale mette a disposizione dell'utente impianti che vanno oltre il "tradizionale", dove apparecchiature e sistemi sono in grado di svolgere funzioni parzialmente autonome o programmate dall'utente.
La casa intelligente 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 su un sistema a intelligenza distribuita. I diversi componenti del sistema 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 preregistrati, 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.
Esempio di funzioni di un impianto di illuminazione intelligente: accensioni multiple anche automatiche di luci in base all'instaurarsi di condizioni specifiche scenari (es. ci sono ospiti, diamo un party, mi vedo un DVD); autoaccensione secondo schemi copiati dalla realtà delle luci dopo il riconoscimento automatico di una prolungata assenza; centralizzazione dello spegnimento o autospegnimento delle luci quando viene riconosciuta l'assenza di utenti; gestione completamente autonoma e automatica dell'illuminazione.
Esempio di funzioni di un impianto elettrico intelligente:
• Coordinamento autonomo del funzionamento degli elettrodomestici;
• Riduzione dei campi magnetici nelle stanze in cui sono presenti utenti;
• Isolamento e protezione automatica in caso di temporale;
• Disalimentazione completa isole tecniche (esempio gruppo televisore, decoder, videoregistratore ecc.) a comando o in automatico di notte o quando non c'è nessuno in casa.
Esempio di funzioni di un di impianto di climatizzazione intelligente:
• funzionamento automatico in base al riconoscimento della presenza di persone;
• adeguamento del funzionamento in base al tasso di umidità;
• spegnimento automatico del calorifero sotto una finestra aperta;
• autoprogrammazione della pre-climatizzazione (es. preriscaldamento in inverno) in base al riconoscimento degli "usi e costumi" degli utenti.
Esempio di funzioni di un di impianto di sicurezza intelligente:
• Rilevamento di eventi come fughe di gas, allagamenti e incendi;
• Connessione a distanza con servizi di assistenza (soccorso medico e vigilanza);
• Monitoraggio a distanza degli ambienti con telecamere;
• Interazione TV, telefono, videocitofono e impianto telecamere.
Esempio di funzioni di un impianto di automazione domestica intelligente:
• Chiusura o apertura in autonomia delle tende esterne (c'è il sole si aprono, c'è vento si chiudono);
• Chiusura o apertura in autonomia degli oscuranti (tapparelle, persiane ecc.) e coordinamento con l'automazione per la ventilazione in base a parametri di aero-illuminazione dettati dalla legge e coordinamento con gli scenari di illuminazione (aziono il videoproiettore, l'automazione oscura la stanza, l'impianto di illuminazione accende le luci soffuse).

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 domotico 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).
Lo scopo ultimo di un sistema della domotica 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:
o climatizzazione (regolazione della temperatura, della velocità e dell'umidità dell'aria);
o riscaldamento dell'acqua sanitaria;
o illuminazione, illuminazione d'emergenza e alimentazione d'emergenza;
o distribuzione dell'energia elettrica e gestione dei carichi;
o irrigazione del giardino;
o gestione della piscina;
o azionamento di sistemi d'apertura e d'ingresso;
o gestione di 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:
o lavatrice e asciugatrice
o lavastoviglie
o frigoriferi e congelatori
o cucine e forni
o 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:
o telefono analogico o VOIP
o segreteria telefonica
o citofono o videocitofono
o fax
o comunicazioni interne (telefoniche o citofoniche)
o accesso Internet a banda larga (DSL, fibra ottica, ecc.)
o trasmissione dati per controllo remoto, anche via SMS
o informazioni e svago con sistemi audio-video (televisori, radio, dvd player, cd player, mp3 player, ricevitore satellitare, pay tv, ecc.)
In un sistema domotico integrato 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:
o gestione accessi
o protezione antifurto, antintrusione, antirapina, perimetrale
o protezione antincendio, antiallagamento, da fumo o fughe di gas
o videocontrollo ambientale locale e a distanza
o 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, 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.

La televisione digitale terrestre, in sigla DTT

La televisione digitale terrestre, in sigla DTT , spesso abbreviata in digitale terrestre, è la televisione terrestre rappresentata in forma digitale. Da un punto di vista tecnico infatti, il segnale televisivo è un'informazione elettronica e l'informazione elettronica può essere rappresentata in forma analogica o in forma digitale.
Anche la rappresentazione analogica è utilizzata per la televisione terrestre. Tale televisione terrestre è chiamata televisione analogica terrestre e, proprio per il tipo di rappresentazione utilizzata per l'informazione elettronica, si contrappone alla televisione digitale terrestre.
Nel confronto fra la trasmissione analogica e quella digitale dei canali televisivi; i segnali analogici sono maggiormente soggetti a disturbi, in quanto il ricevitore non ha modo di distinguere una variazione di segnale dovuta a disturbo da un reale contenuto informativo; viceversa, il segnale digitale è per sua natura immune ai disturbi fintantoché rimangono di lieve entità. Mentre il segnale analogico degrada in modo continuo e, anche se fortemente disturbato, presenta comunque un contenuto almeno in parte comprensibile ad un osservatore umano, il segnale digitale oltre una certa soglia di disturbo diventa indecifrabile e perde qualsiasi valore di informazione.
I principali benefici derivanti dall'introduzione della DTT sono
un maggior numero di programmi disponibili
• una migliore qualità immagine/audio
• possibilità di programmi interattivi
I principali vantaggi della trasmissione digitale sono il miglioramento dell'efficienza spettrale e l'introduzione di flessibilità nell'uso della banda disponibile: grazie alla possibilità di impiegare algoritmi di compressione è possibile trasmettere quattro canali digitali al posto di uno analogico dall'equivalente qualità. Le emittenti televisive possono inoltre scegliere di utilizzare una certa quantità di banda per trasmettere pochi canali con un'elevata qualità oppure molti canali con una qualità più bassa.
Ad esempio, se la banda a disposizione è 24 Mb/s si possono trasmettere quattro canali da 6 Mb/s l'uno, oppure dodici canali da 2 Mb/s; ovviamente nel secondo caso la qualità risulterà minore. I canali possono essere anche trasmessi con caratteristiche differenti: è possibile trasmettere sia canali in alta definizione che canali ottimizzati per i piccoli schermi dei cellulari.

Va inoltre evidenziata la possibilità di trasmettere in isofrequenza, tecnica che non era possibile implementare nelle trasmissioni televisive analogiche. Questa evoluzione tecnologica permette di inviare lo stesso segnale sulla medesima frequenza contemporaneamente da più siti trasmittenti. Sebbene al momento in Italia pare non sia stata ancora adottata su vasta scala per via dell'impossibilità di trovare uno stesso canale libero su un ampio territorio (ad esempio una regione), sarebbe auspicabile un futuro utilizzo in tal senso sia per liberare canali che per un'ottica di tv/radio mobile. Infatti se ad esempio a livello di regione venisse utilizzata una stessa frequenza, ci si potrebbe spostare senza necessità di risintonizzazione e inoltre ci sarebbe la possibilità di fornire il servizio anche alle zone montane peggio servite, utilizzando appunto piccoli trasmettitori in isofrequenza.

La televisione analogica terrestre è la forma di televisione più diffusa al mondo, ricevibile attraverso le normali antenne non paraboliche.
Nella televisione satellitare la transizione da televisione analogica satellitare a televisione digitale satellitare è ormai quasi del tutto completata, questo perché la televisione satellitare è diffusa da pochi anni, solo dopo la televisione terrestre e la televisione via cavo. Inoltre la televisione satellitare è sempre stata molto legata alla televisione a pagamento. La televisione satellitare infatti permette di diffondere un numero di canali decisamente maggiore rispetto alla televisione terrestre e alla televisione via cavo, per questo è sempre stata scelta dalle televisioni a pagamento. E le televisioni a pagamento satellitari sono quasi sempre state fornite attraverso un ricevitore proprietario, spesso a noleggio, quindi, in caso di passaggio della televisione a pagamento da televisione analogica satellitare a televisione digitale satellitare il ricevitore viene sostituito dall'azienda della televisione a pagamento stessa senza costi aggiuntivi per l'utente.
La televisione via cavo ha seguito una simile evoluzione, in quanto, anche se si è diffusa molti anni prima della televisione satellitare, è sempre stata legata alla formula della televisione a pagamento.
Il discorso è invece completamente diverso per la televisione analogica terrestre. Prima tipologia di televisione a diffondersi nel mondo, è sempre stata la tipologia più diffusa, legata soprattutto alla televisione gratuita, in particolare alla televisione pubblica. Nei Paesi dove la televisione pubblica ha un ruolo rilevante il passaggio dall'analogico al digitale necessita, per gli utenti, di dotarsi di un nuovo apparecchio per poter continuare a fruire del servizio pubblico. Per questo la transizione da televisione analogica terrestre a televisione digitale terrestre sarà inevitabilmente lenta, legata al normale ciclo di sostituzione degli apparecchi televisivi, anche se spesso vengono programmate dai governi degli Stati delle scadenze per tali transizioni (sovente procrastinate).
In accordo a recenti normative europee, gli stati dell'Unione stanno convertendo o convertiranno le loro infrastrutture per la diffusione dei canali televisivi, passando da sistemi analogici a sistemi digitali, secondo tempi decisi autonomamente dalle autorità dei vari Paesi.


Decoder per la televisione digitale terrestre prodotto da TeleSystem
Decoder per la televisione digitale terrestre con supporto per smart card
Per il normale spettatore lo svantaggio principale del digitale terrestre è dato dalla necessità di acquistare dei nuovi apparecchi atti alla sua ricezione. È possibile sostituire i propri televisori con nuovi modelli in grado di ricevere autonomamente le trasmissioni digitali oppure affiancare ai televisori già posseduti dei ricevitori esterni (decoder). Oltre che un costo in termini economici questo costituisce una difficoltà pratica per le persone che, come molti anziani, non hanno dimestichezza con la tecnologia: l'uso di una nuova televisione richiede un cambiamento di abitudini consolidate e l'uso di un decoder implica anche un telecomando in più.

Oltre ai televisori, in generale qualunque apparecchio per la ricezione di canali televisivi, ad esempio videoregistratori e schede tv per computer, deve disporre di un decoder esterno o essere sostituito. Televisione e videoregistratore possono condividere un unico decoder, ma questo fa sì che registrare un programma mentre se ne guarda un altro sul televisore non sia più possibile.

Tipica antenna per la ricezione di canali televisivi
L'impianto d'antenna richiesto dal digitale terrestre è lo stesso già usato per le trasmissioni analogiche e quindi già presente in tutte le abitazioni; alcuni impianti, particolarmente i più vecchi, possono però richiedere una revisione.
Inoltre non è possibile ricevere il segnale digitale terrestre con antenne che ricevono poco segnale per esempio quelle antenne a forma di v che tutti conosciamo date in omaggio con i televisori analogici, sopratutto 14 pollici, o acquistate per pochi euro in quanto se si amplifica uno scarso segnale analogico si ottiene un segnale analogico accettabile ma se si amplifica uno scarso segnale digitale si ottiene solo lo scarso segnale di prima.
L'utilizzo di decoder esterni porta ad un aumento dei consumi di energia elettrica: se un sintonizzatore televisivo è integrato all'interno di un televisore lo spegnimento del televisore implica anche lo spegnimento completo del sintonizzatore, ciò però non accade se il sintonizzatore è esterno (cioè se si usa un decoder). Non solo può essere facile dimenticare acceso il decoder, bisogna anche considerare che esso non si spegne completamente a meno di non staccare fisicamente la spina, questo comportamento è dettato da ragioni di comodità: rimanendo così il decoder in uno stato di stand-by può mantenere attivi alcuni componenti e permettere la riaccensione tramite telecomando. Se è vero che i consumi possono diminuire quando un decoder è in stand-by, è altrettanto vero che non si azzerano: mentre gli apparecchi più virtuosi esibiscono consumi inferiori al watt, quelli più economici possono consumare anche 5 o più watt. Per un ipotetico nucleo famigliare dotato di due decoder questo si traduce in un consumo di 87,6 kWh/anno (circa 20 €/anno secondo le tariffe tipiche), tenendo poi presente l'elevato numero di persone che si sono dotate o si doteranno di decoder si ottiene che il quantitativo di corrente elettrica sprecato nella sola Italia è dell'ordine del megawatt.
Questo problema andrà a sparire mano a mano che l'obsolescenza tecnologica spingerà gli utenti a sostituire le vecchie televisioni con nuove televisioni dotate di decoder digitale integrato che quindi renderanno inutile la presenza del decoder esterno.
Essendo l'infrastruttura per il digitale terrestre in fase di realizzazione, la copertura del territorio può non essere completa ed affidabile. In Italia per esempio essa è tutt'altro che completa e molte zone sono soggette a temporanee perdite di segnale o ricezione corrotta, soprattutto in caso di pioggia. Queste problematiche di ricezione sono chiaramente destinate a sparire con il tempo.

Progettazione di un alimentatore regolabile da 2 a 25 Volt

Progettazione di un alimentatore basato sull'integrato LM317 della National; applicando in ingresso una tensione di circa 28 V, la tensione in uscita, che risulta perfettamente stabilizzata, può essere regolata da 2 a 25 V, semplicemente ruotando il potenziometro da
5 kOhm.
Come si vede, il circuito è molto semplice e lo schema è di tipo descrittivo, per consentirne la realizzazione anche ai meno esperti.
La tensione alternata del trasformatore viene raddrizzata da un ponte di diodi (si possono usare anche 4 diodi singoli).
Il condensatore (N° 2) da 2200 μF 50V provvede al livellamento, mentre quello piccolo (N°1) da 0,01 μF, in parallelo, interviene nel caso di picchi ad alta frequenza, compensando l'induttanza dell'elettrolitico. Il condensatore (N° 3) da 100 μF 36V
La tensione entra sul piedino 3 dell'integrato. Dal piedino centrale esce la tensione regolata, mentre sul piedino 1 è collegata la rete di regolazione, composta dalla resistenza da 240 W e dal potenziomento da 5 kW.
(N.B. ricordare ponticellare due dei tre terminali del potenziometro).
L'alimentatore può fornire una corrente massima di 1,5 A.

IL TRASFORMATORE

Il trasformatore ha il compito di abbassare la tensione di rete; esso è composto in genere da due avvolgimenti distinti: uno, di entrata, detto primario, che viene collegato a 220V; uno di uscita, detto secondario, che fornisce una tensione più bassa di quella in entrata, adatta alle esigenze dell'utilizzatore, cioè dell'apparecchio che si vuole alimentare. A seconda dei tipi, il trasformatore può avere uno o due avvolgimenti secondari;

Raddrizzatore a ponte di diodi

In elettrotecnica ed elettronica un raddrizzatore o rettificatore è un dispositivo che serve a raddrizzare un segnale bipolare (bidirezionale), e quindi a trasformarlo in un segnale unipolare(monodirezionale). Il raddrizzatore, collegato ad altri componenti, è usato per trasformare la corrente alternata in corrente continua.

Adottando quattro diodi disposti in configurazione a ponte di Graetz, è possibile ottenere un segnale che è la somma di una semionda positiva più la semionda negativa capovolta (doppia semionda). Questa soluzione, molto usata negli alimentatori, rende molto più semplice il successivo filtraggio e livellamento della tensione fino ad ottenere una corrente continua, non richiedendo peraltro un trasformatore con doppio avvolgimento. Principale svantaggio di questo metodo è di avere una caduta di tensione pari a quella di due diodi in serie, quindi anche oltre 2volt. Nel raddrizzare tensioni molto piccole si ha quindi una perdita e una distorsione eccessive.

Una configurazione simile costituita da sei diodi permette di raddrizzare una tensione trifase impiegando tutte e tre le fasi (anche più di tre in un sistema polifase, usando un numero opportuno di diodi).

IL CONDENSATORE DI LIVELLAMENTO

La tensione alternata che arriva dal trasformatore, resa monodirezionale tramite i diodi, non ha ancora un valore costante: il suo valore cambia continuamente, passando da zero a un valore massimo, e questo accade, come si è detto prima, cinquanta volte in un secondo. Il condensatore che si aggiunge al circuito funziona come serbatoio di riserva: immagazzina energia quando la tensione è massima e la restituisce quando la tensione tende a scendere.

Calcolo per un alimentatore

Il circuito da usare dipende dal trasformatore di cui si dispone. Quando occorre una corrente più forte è bene utilizzare lo schema con quattro diodi , che sfrutta entrambe le semionde e quindi permette un migliore livellamento della tensione in uscita. Con 4 diodi vengono raddrizzate entrambe le Semionde.

per ottenere in uscita la tensione desiderata, l'unico modo è quello di usare un trasformatore il cui secondario dia una tensione ben precisa. Vediamo allora come va calcolata la tensione secondaria del trasformatore:

chiamiamo VU la tensione che deve arrivare all'utilizzatore.

aggiungiamo 1 al valore di VU per tenere conto della caduta di tensione nei diodi raddrizzatori
dividiamo il valore ottenuto per 1,41 per passare dal valore massimo al valore efficace

moltiplichiamo il valore ottenuto per 1,1 per tenere conto della caduta di tensione nel trasformatore durante il funzionamento sotto carico
Con questi calcoli si ottiene VS e cioè il valore della tensione che deve avere il secondario del trasformatore; chi non ha voglia di fare conti, nella tabella a destra trova i valori già calcolati.
Occorre tenere presente che i valori indicati sono approssimativi, anche perchè, a meno di non
farlo avvolgere appositamente, difficilmente si riuscirà a trovare un trasformatore con le tensioni esatte. Il trasformatore deve poi essere adatto alla potenza richiesta: occorre moltiplicare la tensione di funzionamento dell'utilizzatore per la corrente che esso richiede; il valore ottenuto va maggiorato di circa il 20% se l'alimentatore deve funzionare saltuariamente,
oppure del 40% nel caso di funzionamento prolungato o continuo.

Esempio pratico: un apparecchio deve funzionare a 12 V ed assorbe una corrente di 1,5 A; la potenza del trasformatore è:
l 12 x 1,5 x 1,2 = 21,6 VA (per funzionamento saltuario)
l 12 x 1,5 x 1,4 = 25,2 VA (per funzionamento prolungato)

FASI DELLA PROGETTAZIONE

La progettazione di un sistema domotico può essere suddivisa nelle seguenti fasi:

1. analisi delle esigenze dell’utente;
2. valutazione degli impianti e dei loro componenti;
3. definizione delle funzionalità del sistema;
4. scelta del sistema di controllo e dei suoi componenti;
5. stesura dei layout e degli schemi degli impianti;
6. cablaggio;
7. mappa dei segnali (ingressi) e dei comandi (uscite);
8. specifiche di programmazione del sistema.
Ciascuna delle fasi sopra elencate, ovviamente, assumerà un'importanza ed un peso diversi in relazione alle dimensioni dell’abitazione

Diffidate dalle aziende che non rispettano queste fasi.

DOMOTICA:Rivolgersi a professionisti seri

Sulla domotica circolano molte voci, alcune delle quali vere e proprie leggende metropolitane (pur di vendere promettono tutto). L'industria produce già ora un gran numero di apparecchiature domotiche le quali, tutte, hanno una grande affidabilità e una notevole sicurezza di utilizzo. Purtroppo alcune persone che si spacciano come dei professionisti, impiegano queste apparecchiature in maniera scorretta, non esattamente configurate o inserite in sistemi non progettati accuratamente e così possono danneggiarsi e, di conseguenza, ingenerare diffidenza tra potenziali utilizzatori e costruttori . Il mercato della domotica prevede una quantità enorme di variabili e di funzioni da realizzare in molti modi. Questo dà la possibilità di effettuare un numero grandissimo di scelte, che vanno personalizzate sulle caratteristiche dell'utente utilizzatore, nel senso che non esiste un progetto domotico che può essere impiegato in qualsiasi abitazione senza che subisca una riprogettazione. Un esempio:in un impianto domotico è possibile disporre di un telecomando con il quale azionare tutti i dispositivi, dalla luce in cucina alla regolazione del volume del televisore, ma scegliere se adottare questo sistema di comando piuttosto che una normale pulsantiera a muro è una cosa da fare in collaborazione con coloro che vivranno nell'ambiente e che dovranno trovarsi bene. Allo stesso modo dovranno essere effettuate le altre scelte di fondo, ossia cosa integrare nel sistema domotico e cosa lasciare al di fuori. Ad esempio l'integrazione di riscaldamento, antifurto ed illuminazione. Il progettista deve riuscire a coniugare l'economia con la espansibilità ed è una operazione che richiede una adeguata istruzione. Occorre rivolgersi a professionisti seri , in quanto nella progettazione di un impianto domotico una cosa importante è una precisa documentazione cartacea, che purtroppo alcune aziende pensano sia uno spreco di danaro o forse questa è solo una scusa perchè non hanno le capacità e i mezzi umani per fornire questa documentazione . La documentazione cartacea è necessaria in quanto da essa è possibile capire la funzione di ogni singolo filo o di ogni singolo tubo. Nella domotica , il vero problema risiederà nella espansione dell'impianto. Per questo motivo nasce la necessità di rovolgersi a figure professionali che siano in grado di far funzionare al meglio le apparecchiature che dovranno aiutarci a vivere meglio e non a complicarci l'esistenza.
Il programmatore è una garanzia: egli rilascia una documentazione utilizzabile , meglio se in forma elettronica. Se infatti si guasta un dispositivo, solo avendo una copia della programmazione sarà possibile ripristinare in fretta il sistema. La domotica rappresenta un altro modo di fare le cose, un sistema che coinvolge delle professionalità che prima non esistevano e che quindi implica altri livelli di istruzione . La domotica offre un significativo calo di complessità dei cablaggi ( il 30% di cavi in meno) e,soprattutto,tantissime e del tutto innovative funzioni che non sono nemmeno concepibili negli impianti tradizionali. Diffidate da chi "spaccia" domotica e building automation senza avere i requisiti idonei e le competenze professionali: costoro promettono senza sapere neanche di cosa parlano. Vendono praticamente cose che non possono offrire.....

CASA INTELLIGENTE

Con Domotica si intende generalmente sia la tecnologia (quindi gli aspetti di ricerca), sia il settore produttivo (e quindi gli aspetti applicativi) che si occupano dell’integrazione, ottenuta mediante l’utilizzo dell’elettronica e dell’informatica, dei prodotti, degli impianti e dei servizi che permettono l’automazione delle funzioni domestiche.
L’integrazione include anche la gestione degli apparati (elettrodomestici, caldaia, lampade, apparati audio/video, ecc…) che sono tradizionalmente presenti nell’abitazione.
Nel cablaggio intelligente si utilizza un Bus con due cavi , mentre nel cablaggio tradizionale si usa un fascio di cavi.
Per Bus si intende una linea dati che collega i diversi dispositivi del sistema domotico e che trasmette tutte le informazioni di controllo. Possiamo pensare al sistema domotico come ad una rete di computer: i diversi dispositivi presenti nella casa sono come i nodi (i computer) della rete, il bus è il cavo che li collega e che permette la circolazione dell'informazione nel sistema.
Nei sistemi bus il comando di attivazione di un componente, ad esempio l'accensione della luce , non avviene in modo diretto (come nell’impianto tradizionale), attraverso un filo elettrico che collega l'interruttore con la lampada, ma è controllato dal bus: il dispositivo di input (l'interruttore) invia un segnale nella rete, cioè nella linea dati del bus, che lo ritrasmette al dispositivo di output (la lampada).

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.
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.