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un distribuito elettrico automazione sistema tradizionale domotico di impianto

Automazione di un impianto elettrico tradizionale - sistema domotico distribuito
#1
Salve,

sto pensando da un pò di tempo ad un sistema che mi consenta di automatizzare il mio impianto elettrico tradizionale. Vorrei avere la possibilità di comandare remotamente le luci (o altri carichi), di conoscerne lo stato e di rilevare qualche informazione ambientale (es. temperatura). Vorrei che il sistema:
  • richieda il minimo impatto possibile in termini di cablaggio e di ubicazione delle componenti
  • fosse espandibile, nel senso che, se in futuro si necessiti di un' altra componente (attuatore o sensore) si possa aggiungere quest'ultima con poca difficoltà e senza stravolgere l'architettura del sistema.
A livello architetturale, l'idea di base è quella di utilizzare un rpi "principale", che implementa le funzioni di interfacciamento utente (es. interfaccia web di comando e controllo) e diverse altre periferiche (e qui che nascono i problemi per i quali chiedo aiuto). Consideriamo il caso del controllo e rilevazione dello stato di una luce. Con una scheda relè, interfacciata ad rpi, effettuate le opportune trasformazioni all'impianto BT (interruttore singolo => doppio deviatore; doppio deviatore=> due deviatori + un invertitore; etc..) e con delle fotoresistenze, riesco a controllare e rilevare lo stato delle luci di un locale. Tuttavia, visto che voglio fare questo per tutto l'appartamento, posiziono un rpi (o arduino o qualcosa di economico)+scheda relè+fotoresistenze in ogni scatola di derivazione di quelle poste nelle stanze ? In questo caso si pone il problema della comunicazione tra rpi principale ed i vari rpi secondari. Visto che non vorrei passare un cavo lan da ogni rpi "secondario" ad uno switch, che voi sappiate, esiste una modalità di collegamento diversa da quello LAN, che non sia il WiFi, per far comunicare l'rpi principale con gli altri, che richieda un cablaggio MINIMO e non necessiti di altri dispositivi di comunicazione (es. switch LAN) ? Le caratteristiche ideali sarebbero quelle del bus I2C (che non mi pare faccia al caso mio, date le distanze massime supportate dell'ordine di pochi cm): due soli cavi con cui collegarei i vari rpi (o altro) e possibilità di indirizzare un numero elevato di dispositivi.
Grazie dell'aiuto che vorrete darmi.

dylandogant 
Risposta
#2
Non ho compreso se vuoi una connessione cablata o via radio. Puoi usare un bus (come dici I2C non è adatto, ma altri protocolli si, a partire dal seriale, visto che la velocità di comunicazione qui non è critica). X10, Canbus, canberry, pican, SPI.. Tutto quel che vuoi.. Ma se vuoi tirare dei fili di un bus, tanto vale lasciare un solo RaspberryPi e allungare i fili dei relè.
Risposta
#3
Che io sappia su due soli fili, in maniera semlice, è possibile una comunicazione dati half-duplex. In particolare il vetusto RS485 può essere di supporto. Entrando più nello specifico è necessario che la comunicazione tra il master e gli slaves avvenga su linea bilanciata e la RS485 definisce solo il tipo di interfaccia elettrica e non il protocollo di comunicazione. Molto spesso si trova accoppiata alla RS485 il protocollo di comunicazione Modbus (anchesso vetusto) ma con il quale è possibile indirizzare sino a 255 slaves (che ovviamente devono essere "intelligenti") e quindi distribuiti come ti pare ti permettono di realizzare praticamente quel che vuoi. Essendo la comunicazione di tipo bilanciata la distanza coperta può essere di molte decine di metri (nelle versioni prof. si può arrivare a Km). La tipologia del collegamento, sempre su due soli fili, prevede che tutti gli slaves siano in ricezione, in attesa di ricevere, se indirizzati, "istruzioni" dal master; una volta eseguito il compito trasmetono al master, che si è portato in ricezione, lo "status" dell'avvenimento. L'impatto comunque del tutto sull'ambiente domestico non è minimo (in termini di volumi, tracce, canalette ecc) ed ivisibile, in particolare modo se l'impianto domestico non è stato progettato per la domotica
Risposta
#4
Si, parlo di connessione cablata. Beh, non vorrei tirare i fili dal relè all'rpi, vi sarà sicuramente più di una scheda relè.

SPI: se non ho capito male, rpi non necessita di hw aggiuntivo tuttavia posso indirizzare max 2 slave. Impostando opportunamente la freq. di trasmissione, secondo voi riesco a coprire lunghezze di circa 20 m?
La cosa che però mi lascia perplesso è che posso indirizzare solo due slave.

RS485: Mi pare abbia le caratteristiche che fanno al caso mio.. estendibilità in termini di num di slave e lunghezze più che sufficienti. In questo caso, immagino di aver bisogno di hw aggiuntivo (dal prezzo comunque accettabile) tipo quello ai link di seguito, vero?

https://www.amazon.com/RS485-GPIO-Shield...B019Z90MI6

https://www.amazon.com/Max485-Chip-RS-48...berry+gpio


Inoltre, hw a parte, una volta stabiliti i collegamenti fisici tra rpi master e rpi slave, dovrei utilizzare come protocollo modbus: mi pare esistano già delle implementazioni..

Riguardo l'impatto, avevo messo in conto di dover passare un pò di cavi: quindi tubi ulteriori ve ne sono. Per i volumi, penso di alloggiare le varie componenti del sistema a cui sto pensando (rpi master, rpi slave, schede relè) nelle cassette di derivazione esistenti: spazio permettendo,vedete delle controindicazioni ?


ciao e grazie
Risposta
#5
Possibili controindicazioni dell' alloggiamento in scatole di derivazione esistenti (normative a parte) : disturbi elettromagnetici e surriscaldamento. Per questo secondo motivo meglio usare RaspberryPi Zero, che consuma poco e scalda poco. Per i disturbi, schermare tutto.
Risposta
#6
Praticamente quello dei link è, dal punto di vista HW, quanto ti serve. Se poi sei in grado di autocostrurti l'interfaccia RS485 il costo complessivo (chip + resistenze) è inferiore ad 1 euro/raspy. Di librerie esistenti per il protocollo di comunicazione ve ne sono diverse come in C e in python: vedi alcuni post precedenti sull'argomento. Adotta per semplificazione, ma non per efficacia, un protocollo la cui trama è per l'invio "text": non hai decine di registri da controllare, ma solo dei comandi On/Off con i relativi feedback.
La mia considerazione sull'adattamento dell'impianto elettrico esistente ad un sistema "domotico" rigurada due aspetti: il primo è lo spazio per alloggiare una o più "centraline" e da queste quanto necessario realizzare per passare i cavi aggiuntivi per il controllo dei carichi dislocati nei vari vani, ed il secondo rigurda la certificazione dll'impianto elettrico. In particolare una qualunque variazione dell'impianto esistente e dei materiali adoperati per realizzarlo comporta una nuova certificazione da parte un elettricista iscritto all'albo (cosa che potrebbe essere un pò difficile e comunque dispendiosa).

Ho dimenticato di dire che vanno previsti dei comandi manuali (by-pass) nel caso una delle centraline si rompesse e non potessero quindi comandare le attuazioni necessarie.
Risposta
  


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