Controllo via Web per porte aperte con ESPertino

Questo articolo tratta di un semplice progetto che ha lo scopo di tenere sotto controllo le porte d'ingresso (o di uscita) di un qualsiasi fabbricato. Il cuore del circuito è realizzato con la nostra scheda ESPertino, che ha il compito di elaborare lo stato degli ingressi logici programmati e di trasmettere i relativi dati su Internet. Questi ultimi possono essere liberamente consultabili dall'utente.

Introduzione

Le "porte" a cui si riferisce l'articolo sono le aperture di legno o di metallo di un'abitazione e non le porte digitali o analogiche di un dispositivo. Anni fa un cliente mi chiese se gli potevo realizzare un semplice sistema elettronico capace di controllare, in tempo reale, lo stato delle porte d'ingresso della sua azienda. In altre parole, egli voleva conoscere la situazione delle aperture del suo immobile anche, e soprattutto, durante la sua assenza, cioè quando egli si trovava fuori sede. Con la semplice consultazione di un sito web (magari da un PC o da uno smarthphone collegato a Internet) voleva sapere quale porta fosse chiusa, quale aperta e per quanto tempo. Tutte le interrogazioni dovevano presentarsi come una sorta di semplice file di log, controllabile, quindi, anche a distanza e di facile consultazione. Mi sono oscure ancora i motivi di tali richieste ma, penso, esse siano scaturite per ragioni di fiducia e di controllo dei suoi dipendenti. Avrebbe potuto utilizzare più proficuamente le telecamere ma, in effetti, pensandoci bene, esse avrebbero dato troppo nell'occhio. E poi, diciamolo pure, la trasmissione di soli dati testuali occupa, sicuramente, molto meno la banda. Se nel periodo della richiesta fosse esistita la scheda ESPertino avrei potuto produrre tale prototipo in poco tempo e in modo molto più semplice di quella effettivamente realizzata. Vediamo nell'articolo, quindi, come si sarebbe evoluto il progetto con la disponibilità della nostra scheda. Per la realizzazione del prototipo ho pensato immediatamente a utilizzare tale scheda e i motivi, ovviamente, sono molteplici. Innanzitutto la disponibilità di tante porte digitali rende semplice e fattibile il controllo di più ingressi contemporaneamente. Inoltre, la possibilità di trasmettere facilmente i dati su Internet attraverso il WiFi semplifica enormemente il lavoro e anche l'hardware da utilizzare. A ogni modo, le esigenze del cliente sono abbastanza plausibili e non particolarmente critiche.

Cosa dobbiamo controllare

Il locale da controllare, per il nostro progetto, è formato da quattro aperture, apribili sia dall'interno che dall'esterno. Per tutta la durata della registrazione, ossia nell'intero arco delle ore lavorative, il sistema deve poter monitorare lo stato delle porte, ossia verificare se esse sono aperte o chiuse. E, soprattutto, deve registrare su un sito Web, in tempo reale, lo stato di tali porte (aperte o chiuse) e l'ora di apertura e di chiusura delle stesse. Disponendo di tali informazioni "primitive" si possono, successivamente, ricavare altri dati statistici come, ad esempio, il numero di volte in cui esse si aprono, per quanto tempo restano aperte o chiuse, e molte altre.

Il contatto Reed

Il contatto Reed è un un interruttore formato da una lamina interna e il suo stato elettrico è normalmente aperto. Esso si chiude in presenza di un campo magnetico in sua immediata prossimità. La figura 1 ne mostra un esempio da telaio.

Figura 1: un contatto Reed

Figura 1: un contatto Reed

Esso è formato, dunque, da due parti:

  • una parte fissa, costituita dall'interruttore vero e proprio e corredato, dunque, di una connessione elettrica;
  • una parte mobile, rappresentata semplicemente da un magnete debitamente nascosto da una struttura di plastica. Avvicinando il magnete all'interruttore è possibile ascoltare il flebile e, quasi, impercettibile "click" della chiusura del contatto.

Esistono anche contatti Reed già filettati e a forma di vite (contatti Reed da incasso), come quelli visibili in figura 2. Essi consentono di nascondere qualsiasi parte meccanica ed elettrica risultando, in pratica, del tutto invisibili (si vede solo la testa della vite non destando sospetti).

Figura 2: un contatto Reed da incasso

Figura 2: un contatto Reed da incasso

Un esempio di fissaggio alla porta potrebbe essere quello visualizzato in figura 3, nella quale l'anta mobile monta solidalmente il magnete mentre il telaio ospita l'interruttore vero e proprio. L'importante è che tra le due parti, quando la porta risulta chiusa, ci sia una distanza davvero minima di circa 3-5 mm. Per nascondere completamente la struttura si consiglia decisamente di utilizzare il tipo da incasso.

Figura 3: un esempio di montaggio di contatto Reed

Figura 3: un esempio di montaggio di contatto Reed

Schema elettrico e connessioni

Lo schema elettrico è estremamente semplice in quanto esso prevede solo la presenza dei contatti Reed, come sensori, che tengono costantemente sotto controllo le porte da monitorare. Sono presenti anche alcune resistenze di pulldown che assicurano, al potenziale di massa, le varie porte digitali, quando gli interruttori risultano aperti. La figura 4 mostra il completo schema di cablaggio, che prevede la presenza di 4 sensori. Il progettista, ovviamente, può modificare tale numero, aumentandolo o diminuendolo, secondo le proprie esigenze. La filosofia del funzionamento è la seguente: quando la porta è chiusa il contatto è anche chiuso, per via dell'azione magnetica, e i due terminali uscenti sono, praticamente, in corto circuito. La relativa porta digitale di ESPertino si trova, dunque, a potenziale logico alto (vero). Se si spalanca la porta, invece, la calamita non si trova più in prossimità dell'interruttore e il circuito si apre. La relativa porta digitale di ESpertino è, in questo caso, a potenziale logico basso (falso). Nella sua scelta prestate attenzione al modello utilizzato (n/a oppure n/c) poiché esistono modelli che si comportano anche in maniera diametralmente opposta.

Figura 4: il cablaggio del sistema

Figura 4: il cablaggio del sistema

Nel montaggio dei contatti Reed prestate molta attenzione affinché gli stessi risultino invisibili alla vista delle persone che saranno in transito. Questo per non destare sospetti di chi dovesse, inavvertitamente, osservare i dispositivi montati.

Lo sketch di ESPertino

Il listato di ESPertino, proposto qui sotto, non è proprio banale e alcune soluzioni sono anche leggermente un po' complesse e critiche. Tutto il funzionamento del sistema si basa su quattro porte digitali, configurate come ingressi (4, 33, 34 e 35). Il programma inizia, pertanto, con la gestione della connessione WiFi, esaminata e studiata anche in altri articoli e con l'implementazione della importante pausa di 10 secondi per la corretta sincronizzazione.

Nella funzione loop(), quindi si ha il costante controllo degli ingressi, alla continua attesa della rilevazione della eventuale apertura o chiusura di una porta dello stabile. L'intero processo è affidato ad alcuni flag che permettono una efficiente gestione del rilevamento e instaura anche un buon sistema di antirimbalzo. Grazie a questa intelligente strutturazione, che consigliamo di studiare bene, soprattutto ai principianti, ESPertino invia "un solo segnale" al server quando si apre la porta. Ne spedisce solamente un altro, quando la porta si richiude. Si evita, in questo modo, il dannoso "effetto repeat" o altre tipologie di "sfarfallio" dei contatti.
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4 Commenti

  1. Giovanni Di Maria Giovanni Di Maria 12 settembre 2017
  2. Luca Giuliodori Luca Giuliodori 13 settembre 2017
  3. Riccardo Ventrella Riccardo Ventrella 14 settembre 2017
    • Giovanni Di Maria Giovanni Di Maria 15 settembre 2017

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