Soluzioni tecnologiche aperte per il sistema domotico

Quando un progettista e/o un installatore si trovano nelle condizioni di scegliere le soluzioni tecnologiche per il progetto di un sistema domotico che controlli, tra l’altro, le fonti luminose e i consumi energetici, hanno a disposizione soluzioni comode e aperte per dare una risposta adeguata alle esigenze della committenza.

Le soluzioni aperte consentono di scegliere prodotti di diversi costruttori e di ottenere il miglio rapporto costo/benefici dal complesso delle cifre impegnate nella realizzazione.

Se il concetto di “costo” è evidente e facilmente rilevabile, quello di “benefici” è molto più ampio e sfumato. Se una apparecchiatura elettrica è paragonabile ad una simile verificandone le prestazioni, un pulsante di comando, un touchpanel o una lampada possono avere un valore aggiunto dovuto, ad esempio, al loro stile, alla robustezza oppure alla semplicità di manutenzione e pulizia. Insomma, non è detto che il prezzo sia sempre e comunque la leva che indirizza le scelte progettuali.

Premesso tutto ciò, vediamo come i decisori (progettista e/o installatore) possono procedere in un immaginario, ma neanche tanto, percorso che li porti al risultato atteso. Dovranno scegliere il BUS di campo, il sistema di controllo delle lampade ed il sistema di monitoraggio dei consumi.

Il BUS di campo

Per il BUS di campo, il mercato offre innumerevoli soluzioni ma poche, se non alcuna, rispondono alla esigenza di svincolo da un fornitore unico.

KNX è la tecnologia standard, libera da royalties, e condivisa da 450 costruttori di apparecchiature domotiche nel mondo. Nel nostro Paese è rappresentata dalla Associazione KNX Italia, www.knx.it, e sul mercato è disponibile praticamente la totalità dei prodotti certificati. La tecnologia KNX recepisce appieno lo spirito e la lettera della norma CEI EN-50090.

Il controllo della luce

E ora, finalmente, parliamo di LUCE. Il committente ed il suo responsabile artistico, tipicamente un architetto, definiranno il tipo di illuminazione e i relativi corpi illuminanti e i nostri decisori sceglieranno i sistemi di controllo e comando, da interfacciare al BUS di campo. Immaginiamo di essere in ambito terziario o comunque in presenza di uffici, capannoni, corsie ospedaliere, RSA, scuole, caserme e così via.

Il sistema DALI sarà una scelta quasi obbligata, dal momento che è adottato dalla totalità dei costruttori di lampade e presenta innegabili vantaggi nella posa e nella realizzazione della rete di alimentazione, controllo e comando dei corpi illuminanti.

Infatti, la comunicazione DALI richiede una coppia di conduttori che collega in parallelo il dispositivo di controllo e comando (ad es. gateway KNX/DALI) e tutte le lampade, fino a un massimo di 64 unità. Per unità si intende ognuno degli alimentatori delle lampade  (fluorescenti o LED) generalmente montati all’interno del corpo illuminante.

La coppia di conduttori DALI non è prescritta in alcuna norma o istruzione tecnica e lascia una grande libertà all’installatore nella scelta della soluzione impiantistica. Ad esempio, potrebbe utilizzare un cavo FROR 5×1,5 mm2, in cui disporre dei conduttori di FASE, NEUTRO, TERRA, +DALI e – DALI. L’unica attenzione va rivolta alla polarità del DALI, che deve essere rispettata. Con questa sezione si possono coprire distanze, fra l’unità di controllo e la lampada più lontana, fino a 300 metri. Alcuni tra i più importanti costruttori di sistemi di illuminazione offrono sul mercato canali elettrificati (blindoluce), e i relativi connettori, con due piste già predisposte per le connessioni DALI.

L’altra caratteristica interessantissima di DALI è l’indirizzamento automatico delle lampade, alla prima messa in servizio del sistema. Il programmatore può, non obbligatoriamente, intervenire in seguito con software dedicati per ottimizzare l’indirizzamento già definito. Da non trascurare una potente sezione diagnostica che permette di conoscere in ogni istante tutte le condizioni di ogni lampada, anche di emergenza.

Una volta stabiliti gli indirizzamenti, il programmatore definisce i gruppi di lampade e le relative accensioni in modalità on/off, dimmerazione o scenario. Dal punto di vista della configurazione software, una centrale DALI o un gateway DALI/KNX rappresentano una raccolta di attuatori dimmer, con tutte le prestazioni e le regolazioni tipiche di questi dispositivi. La scelta DALI comporta, dal punto di vista economico, un impegno molto modesto per l’acquisto della centrale e una maggiorazione, in genere contenuta, sul costo del corpo illuminante. Da non dimenticare il notevole risparmio nei costi per i materiali, la posa ed il cablaggio della rete di alimentazione e controllo delle lampade.

La scelta DALI, considerati i suoi punti di forza, si sta diffondendo anche nell’ambito residenziale, dove l’offerta di corpi illuminanti è in pratica senza limiti. Il sistema DMX, basato su una seriale RS485, è destinato essenzialmente ai parchi lampade per spettacoli, con effetti di tutti i generi e pertanto inadatto ad una soluzione domotica, vista la complicazione impiantistica e la configurazione totalmente manuale di ogni corpo illuminante.

La nuova frontiera è altresì costituita dalla combinazione LED-Strip e KNX. Molti fornitori propongono dispositivi per la commutazione e la regolazione diretta delle strisce LED, garantendo il controllo completo delle funzioni BIANCO, RGB oppure RGB+BIANCO. In tutte le applicazioni in cui l’adozione della LED-Strip ha permesso la massima libertà nella costruzione di forme luminose, il controllo diretto in KNX permette di evitare passaggi attraverso altri gateway, con una notevole semplificazione impiantistica ed una riduzione dei dispositivi montati.

Un tema poco conosciuto, che può avere conseguenze importanti, riguarda le correnti di spunto dei LED, ovvero dei loro alimentatori switch. Questi, all’atto della connessione alla rete di alimentazione 230 V c.a. assorbono una corrente di 10-15 volte superiore a quella nominale, per alcuni millisecondi. In altre parole, un alimentatore da 500 W, cui corrente nominale è di circa 2,29 A, all’atto della accensione assorbe circa 34,32 A.

Questo comporta due ordini di problemi:

  • La possibilità di uno scatto indesiderato delle protezioni magnetotermiche
  • Il decadimento della prestazione del contatto che materialmente connette l’alimentatore alla tensione di fase (interruttore/contattore/relè)

Immaginiamo di aver protetto i circuiti luce con un interruttore magnetotermico da 10 A, o anche da 16 A, con la normale Curva C, avremo probabilmente l’intervento per sovraccarico delle protezioni. Sarà necessario adottare un interruttore con curva D, previe opportune verifiche. Riguardo alla durata dei contatti che commutano l’alimentazione al nostro alimentatore, è chiaro che sovraccarichi di questi ordini di grandezza vanno tenuti nel debito conto, pena la sostituzione di contattori e attuatori dopo un tempo di esercizio relativamente breve.

Alcuni progettisti e installatori hanno risolto il problema affidando questo compito a interruttori statici di caratteristiche adeguate. È essenziale pertanto disporre dei dati degli alimentatori, specialmente in ordine al loro assorbimento allo spunto (INRUSH CURRENT).

Il monitoraggio dei consumi

Oggi non è possibile prescindere dal monitoraggio dei propri consumi energetici. Si fa un gran parlare di Smart-Metering e poi, al massimo, si monta qualche contatore si lascia lì a contare, appunto. Un utilizzo intelligente dei propri dati comporta tanto per iniziare la registrazione dei dati stessi e naturalmente la loro organizzazione.

Oggi è difficile immaginare un impianto domotico privo di un sistema di supervisione, anche di basso livello.

Con poche centinaia di EURO è possibile installare e configurare un server connesso al BUS di campo e alla rete LAN, per un accesso da remoto, in grado di registrare e restituire in forma organizzata i dati dei consumi. Una analisi relativa agli orari, ad esempio, permette di ottimizzare l’intervento di questa o quella applicazione, evitando sovraccarichi o sfruttando tariffe più favorevoli.

A proposito di sovraccarichi, il controllo degli assorbimenti elettrici evita, con un dispositivo di “controllo carichi”, gli scatti intempestivi del limitatore di corrente oppure di ottimizzare i consumi in funzione della efficienza di sistemi di produzione autonomi (ad es. fotovoltaico).

L’offerta dei misuratori/contatori anche per usi residenziali è molto ampia e, nella maggior parte dei casi, utilizza il protocollo M-BUS, come già accennato all’inizio. Questo sfrutta una rete di connessione seriale RS 485, che permette di avere disponibili tutti dati in tempo reale.

Per ottenere i dati sul BUS di campo è sufficiente installare una interfaccia, tipicamente già pronta per il flusso bidirezionale delle informazioni. Se il BUS di campo prescelto è KNX, esistono misuratori/contatori già dotati della porta KNX, con una notevole semplificazione della installazione della messa in servizio.

Infine una raccomandazione ai decisori: se c’è bisogno di orientarsi tra le infinite possibilità delle soluzioni domotiche, ogni tecnologia è servita da specialisti in grado di fornire tutto il supporto necessario e affiancare progettista e installatore in ogni fase della realizzazione. Rivolgersi a un integratore di sistema è la soluzione ideale per orientarsi e giungere al miglior risultato possibile.

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