IoT / Smart Home

L'idea

Qualche anno fa, grazie all'imbeccata di un amico, scopro il mondo di Arduino & co; per chi non lo sapesse, Arduino è un'azienza che progetta e produce microcontrollori basandosi su hardware e software opensource. Ne esistono diversi modelli che variano in funzione di caratteristiche tecniche e dimensioni; la scelta, quindi, viene effettuata in funzione degli obiettivi. Queste schede elettroniche (che si trovano sui principali ecommerce di tecnologia) permettono, tramite la scrittura di software più o meno complesso, di gestire ingressi (INPUT) ed uscite (OUTPUT). Un esempio molto semplice è quello dell'accensione di un led (OUTPUT) tramite l'utilizzo di un pulsante (INPUT). In generale, attraverso ingressi e uscite digitali e la programmazione software si possono realizzare dei veri e propri circuiti per interfacciarsi a sensori e pilotare attuatori.
Non mi voglio dilungare troppo sull'argomento e lascio il link al sito ufficiale per permettere, a chi fosse interessato, di approfondire https://www.arduino.cc/.

Torniamo a noi...
Il mio primo esperimento con Arduino è stata la creazione di un sensore di GAS. Trovate tutti i dettagli sul relativo post del mio blog: Primo esperimento: un semplice rilevatore di gas.
Da quel momento in avanti ho iniziato ad approfondire questo affascinante mondo e mi sono balenate per la testa diverse idee, fino ad arrivare al mio progetto definitivo: l'implementazione di un Home Automation System, grazie anche alla scoperta dei pulsanti Wifi (vedi Home Automation System - La scoperta dei Sonoff) e delle schedine ESP8266, molto simili ad Arduino ma con Wifi integrato, molto più piccole e soprattutto molto meno care. Il tutto, condito con diversi sensori (temperatura, umidità, gas, sonde per monitoraggio dei consumi energetici, etc etc) e grazie all'aiuto di mini computer (come ad esempio il famigerato Raspberry PI) e di software open source mi ha permesso di arrivare allo sviluppo reale del mio progetto, attualmente ancora in corso di implementazione (il tempo a disposizione è quello che è...)

Cos'è un Home Automation System

In giro per la rete si possono trovare numerose definizioni di Home Automation System. In parole molto semplici e semplificative, possiamo definire un Home Automation System come un sistema di monitoraggio, controllo ed automazione delle principali funzioni di una cosidetta "smart home" o casa intelligente. Un insieme di sensori ed attuatori che comunicano con un'unità centrale, detta Hub, cervello del sistema. Un classico esempio di componenti di un Home Automation System può essere dato da sensori di temperatura, interruttori e pulsanti virtuali, sistemi di videosorveglianza e sicurezza, sensori di misurazione di energia, lampadine intelligenti, etc etc, tutti interconnessi tramite hub in grado di interfacciarsi con i diversi protocolli di comunicazione dei dispositivi, spesso eterogenei tra loro. Affiancato all'hub abbiamo anche i sistemi di interfaccia utente, che permettono il reale utilizzo del sistema: partendo dal pannello montato a muro fino ad arrivare all'app sullo smartphone, ad un'applicazione desktop o ad un'interfaccia web; dulcis in fundo il controllo vocale, che ci permette di "utilizzare" la nostra Smart Home tramite semplici frasi. Esempi famosi sono Amazon Echo Dot / Alexa e Google Home / Assistant. Un'altra caratteristica importante degli Home Automation System è la possibilità del controllo remoto a distanza: possiamo gestire i nostri dispositivi in qualunque luogo ci troviamo, utilizzando la rete internet.Riassumendo, un Home Automation System ci permette di gestire i dispositivi domestici, anche fuori dalle mura di casa, senza a necessità di agire fisicamente sugli attuatori ma semplicemente utilizzando un software (smartphone, pc, tablet, pannello a muro) o addirittura la nostra voce. Un ultimo aspetto, non meno importante degli altri, che rende la nostra casa ancora più intelligente è la possibilità di automatizzare diverse operazioni e permettere di prendere decisioni basandosi sullo stato del sistema stesso. Esempi: la temperatura in soggiorno è superiore ai 28°C, allora accendo il climatizzatore; l'impianto fotovoltaico sta producendo 2.5Kwh, allora faccio partire la lavatrice; è sera, allora accendo le luci in giardino. Come si può facilmente immaginare, l'unico limite è la fantasia.

Il progetto

Dopo tutte queste belle parole, passiamo alla realtà dei fatti. Dopo aver studiato ed effettuato numerosi esperimenti pratici sono arrivato finalmente al progetto definitivo (per modo di dire...) del mio sistema di Home Automation System, comunque sempre in continua evoluzione. Il tutto si basa sull'ottimo software OpenHAB, selezionato tra i diversi sistemi Open Source di Home Automation presenti sulla rete. In questo post del mio blog potete approfondire cosa mi ha portato ad effettuare questa scelta.
Ecco i moduli principali del mio attuale sistema di Home Automation:

Configurazione

L'attuale configurazione del mio sistema di Home Automation prevede un numero di sensori ed attuatori di vario genere integrati in OpenHAB che rappresentano il cuore del sistema. OpenHAB, oltre a gestirne l'acquisizione dei dati con persistenza su database InfluxDB - Time Series Database e l'invio dei relativi comandi di azione, ne permette il controllo e la visualizzazione attraverso le sue interfacce utente BasicUI e HabPanel, nonchè gestisce le regole di automazione, un altro aspetto importante di un sistema di Home Automation, dal quale non si può prescindere.
Di seguito la mia configurazione attuale:

Approfondimenti

Il Work in Progress del sistema lo potete trovare nel blog nel quale ho cercato di riassumere i passaggi principali della costruzione del mio Home Automation System

Qui di seguito un elenco di post che ritengo più rilevanti rispetto ad altri per quanto riguarda le nozioni fondamentali del sistema

• Home Automation System - La scoperta dei Sonoff
• Home Automation System - SONOFF e MQTT, accoppiata vincente...
• Home Automation System - OpenHAB 2 all'opera
• Home Automation System - OpenHAB v.2 e monitoring della rete locale
• Home Automation System - Dashboard con Grafana
• Home Automation System - Antifurto ed OpenHAB - L'idea iniziale
• Home Automation System - Misurazione dei consumi...versione definitiva
• Home Automation System - Utilizzo del SONOFF 4ch
• Home Automation System - Comandiamo OpenHAB con la voce
• Home Automation System - Prima volta con il Sonoff Mini - Carichiamo TASMOTA