Progetto di una casa domotica con Arduino

La domotica è una scienza interdisciplinare che si occupa dello studio e delle tecnologie atte a migliorare la qualità della vita nella casa. Il termine domotica deriva dal latino “domus” che significa "casa“. Questa area fortemente interdisciplinare richiede l'apporto di molte tecnologie e
professionalità, tra le quali ingegneria edile, automazione, elettronica ed
elettrotecnica, telecomunicazione ed informatica. Più concretamente, la domotica, e' l'evoluzione tecnica dell' integrazione dei componenti dell' impianto elettrico "tradizionale" comunemente intesi come comandi luce, prese per prelievo energia, impianto citofonico o videocitofonico, impianto antifurto, motorizzazioni tapparelle, tende, finestre, porte, portoni e cancelli, riscaldamento, climatizzazione, irrigazione, prese TV-SAT, prese telefoniche, segnali audio e video, ecc... insomma, qualsiasi aspetto della vita quotidiana in cui è coinvolta l'elettricità.
 La casa domotica e la domotica stessa non deve essere complicata, ma aiutarci nella
semplificazione delle operazioni domestiche della vita quotidiana e gestibile dal proprietario come da un ospite che vi entra per la prima volta e non conosce il sistema.
Arduino Yun

L'Arduino Yun è una scheda basata sul microcontrollore ATMEGA32U4 (datasheet) e la Atheros AR9331. Il processore Atheros supporta una distribuzione Linux basata su OpenWrt chiamato OpenWrt-Yun. La scheda è dotata di porta Ethernet e supporto WiFi, una porta USB-A, slot per schede micro-SD, 20 ingressi digitali / pin di uscita (di cui 7 possono essere utilizzate come uscite PWM e 12 come ingressi analogici), un cristallo 16 MHz oscillatore, una connessione micro USB, un header ICSP e 3 pulsati di reset. Yun si distingue dalle altre schede Arduino, nel senso che può comunicare con la distribuzione Linux a bordo, offrendo un computer in rete potente con la facilità di Arduino.
Sensore PIR (Passive InfraRes sensor)
E’ un dispositivo elettronico che misura la luce a infrarossi (IR) irradiata dagli oggetti nel suo campo di vista. Il PIR è un sensore di movimento quindi ogni volta che rileva un oggetto o una persona ne segnala subito la presenza. Tutti gli oggetti emettono ciò che è noto come radiazione di corpo nero. Si tratta di radiazioni infrarosse che sono invisibili all'occhio umano, ma possono essere rilevate da dispositivi elettronici progettati per un tale scopo. Il termine passivo in questo caso significa che il dispositivo PIR non emette un fascio di luce a infrarossi, ma semplicemente rileva in ingresso le radiazioni infrarosse. Il sensore fa parte di un circuito integrato in cui figurano un amplificatore differenziale seguito da comparatore e altri circuiti che hanno il compito, durante le misurazioni del PIR di annullare la temperatura media del campo di vista che viene rimosso dal segnale elettrico; un aumento dell'energia IR attraverso il sensore è automaticamente

cancellata e non attiverà il dispositivo. In questo modo, il dispositivo resiste a false indicazioni di cambiamento come nel caso di esposizione a luce intensa che potrebbe saturare il materiale del sensore e disabilitare il sensore per altre misurazioni. Allo stesso tempo, questo dispositivo riduce al minimo l' interferenza dovuta a campi elettrici nelle vicinanze.
Buzzer
Questo dispositivo viene utilizzato come segnale acustico, esso è utilizzato per il sistema anti-intrusione. Codesto dispositivo verrà collegato ai PIR e funzionerà come allarme per la casa.

Sistema di raffreddamento
Tramite una ventola presa da un PC viene simulato il raffreddamento della casa. Lo scopo della ventola e quello di intervenire nel momento in cui viene superata la temperatura impostata da noi tramite la programmazione di Arduino. Ovviamente la temperatura può essere cambiata ogni volta che si vuole . La ventola , come viene riportato sullo stesso attuatore gira a una tensione di 12V con una corrente di circa 0,14A. Visto che Arduino fornisce una tensione massima di 5V con una corrente di 40mA dobbiamo adattare Arduino con la ventola tramite un transistor che ha la funzione di amplificare la corrente di uscita dal piedino di Arduino. Per essere più precisi prima della BASE del transistor mettiamo una resistenza (RB) che serve per la sicurezza del circuito. Prima di montare il circuito sono state fatte delle prove sulla breadborad e siamo arrivate alla conclusione che la ventola gira a 12V con una corrente di 50mA , ma come è stato detto prima Arduino da in uscita una corrente di 40mA è proprio per questo motivo è fondamentale l’utilizzo del transistor. Il transistor ha 3 piedini (BASE , COLLETTORE , EMETTITORE) la base viene collegata in serie alla resistenza (RB) e poi sul piedino della scheda Arduino, l’emettitore va direttamente a massa (GND) e infine il collettore va a pilotare la ventola. In parallelo alla ventola è stato messo un diodo di ricircolo in modo che in caso di sbalzi improvvisi la ventola non subisca gravi conseguenze.
Circuito di illuminazione
Per l’illuminazione della casa ho usato 6 LED funzionanti a una tensione di
12V. I LED possono essere accessi e spenti tramite un PC , un cellulare in poche parole da un qualsiasi dispositivo che permetta il collegamento a Internet. Inoltre i LED esterni si accendono e spengono automaticamente utilizzando una fotoresistenza  che di giorno spegne le luci e di notte le accende.
Schema Elettrico:

Immagini progetto:

Video Progetto e applicazione HomeAutomation: