Casa automatizzata da microcontrollore

Modellino in fase di lavorazione

L’articolo tratta del progetto presentato da me e due amici per l’esame di maturità in elettronica e telecomunicazioni, ovvero un modellino di casa domotica, che accende le luci automaticamente di notte e al passaggio delle persone, dotata inoltre di un sistema di antifurto.

La casa è composta in legno compensato, gli schemi elettrici sono stati realizzati su basetta millefori.

Lista componenti

  • 9 Comparatori LM311
  • 3 Relè, bobina 5V
  • 4 Condensatori da 100nF
  • 1 Trimmer da 10KΩ
  • 1 Trimmer da 50KΩ
  • 3 Condensatori da 4,7 nF
  • NE555
  • Buzzer
  • Pulsante
  • 4 Diodi
  • 4 Transistor 2N2222A (hfemin=75)
  • Display LCD
  • 8 LED a emissione infrarossa
  • 8 Fototransistor
  • Switch a effetto hall A1101EUA-T
  • Interruttore
  • Microcontrollore PIC16F887
  • 3 Lampadine (12V)
  • Fotoresistenza
  • Varie resistenze da 100Ω, 150Ω, 330Ω, 2,2kΩ, 8,2kΩ e 10kΩ

Impianto di illuminazione

L’impianto di illuminazione è composto da vari settori con compiti e funzioni diverse ma complementari. Si parte da un circuito in grado di rilevare l’illuminazione esterna, che comunica attraverso il microcontrollore, anche agli altri circuiti presenti nella casa, per esempio in caso di illuminazione esterna insufficiente, al passaggio di una persona attraverso la porta di ingresso, la luce della sala sarà accesa, così come per le altre stanze, mentre se la luce ambientale è sufficiente, gli interruttori di prossimità rilevano il passaggio ma non intervengono sull’accensione delle lampadine. Il numero di presenze in ogni stanza viene segnalato sul display LCD di cui è dotato il progetto.

Fanno parte dei sensori dell’impianto gli interruttori di prossimità a sbarramento posti sulle estremità laterali delle porte: sono presenti due coppie di componenti per ogni porta, di cui ogni coppia è formata da emettitore e ricevitore. Due componenti uguali sono ai lati opposti della porta per evitare che l’emissione di un LED vada ad influenzare l’altro ricevitore.

Utilizzando due sensori per ogni porta siamo in grado di riconoscere l’ingresso o l’uscita di una persona in (o da) una stanza. L’attivazione dei due sensori è necessaria in ogni caso per il rilevamento: se uno solo dei due sensori venisse attivato, la casa non effettuerebbe alcuna operazione, mentre se vengono attivati entrambi, il microcontrollore riconosce l’ordine di abilitazione, distinguendo quindi i movimenti di ingresso da quelli in uscita.

Antifurto

La casa è dotata di un impianto di antifurto in grado di rilevare i segnali provenienti dagli stessi sensori utilizzati per il sistema di illuminazione, senza la necessità di ulteriori dispositivi esterni al microcontrollore. Ciò è reso possibile grazie al microcontrollore stesso, che, una volta attivata la modalità di antifurto tramite l’apposito interruttore, disabilita completamente le funzioni di gestione dell’illuminazione e utilizza gli stessi componenti per segnalare eventuali ingressi nella struttura.

Quando l’allarme è attivato, il microcontrollore rileva eventuali presenze nelle stanze attraverso gli interruttori di prossimità, e per segnalare l’intrusione accende con intermittenza la luce della stanza corrispondente. È inoltre possibile visualizzare dove è scattato l’allarme sul display LCD, con una dicitura lampeggiante di allarme.

Nella modalità di antifurto sono attivi tutti i sensori perimetrali della casa: quelli di prossimità sulla porta di ingresso e sulle finestre di sala e camera da letto, e quello a effetto hall presente sulla finestra del bagno.

Display LCD

I due impianti descritti in precedenza sono corredati da un display LCD, un piccolo schermo in grado di mostrare dei caratteri: nel caso in esame si usa un singolo display la cui funzione varia in base a quella definita per la casa stessa; se è attivo l’allarme segnala da dove è avvenuta l’intrusione, mentre se è abilitata la gestione delle luci, il display mostra quante persone sono in ogni singola stanza.

Fatta la descrizione a grandi linee del progetto, seguiranno articoli per ogni singola parte che lo compone.

Un pensiero su “Casa automatizzata da microcontrollore

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