ESPertino e la domotica OpenSource: Switch a doppia uscita – Introduzione

Quando si parla di domotica si è portati a pensare come ad un mondo distante da noi, fatto di tecnologie avanzate e di costi irraggiungibili. In realtà con i grandi passi in avanti che l'elettronica ha fatto e con l'avvento dell'IoT, la tecnologia necessaria a realizzare un sistema domotico è già a disposizione e anzi, senza che ce ne rendiamo conto, è ormai alla portata di tutti.

DOMOTICA COME SINONIMO DI IoT

Attualmente sul mercato esistono diverse soluzioni per la realizzazione di sistemi domotici ma che, a mio parere, soffrono di una rigidità data dal fatto che ogni produttore "blinda" il suo sistema con l'obiettivo di fidelizzare l'utente finale, scelta che può essere condivisibile o meno ma comunque comprensibile. Oltre a questo e ai prezzi certamente non proprio economici, pesa un altro grande fardello che è quello per cui solitamente un produttore di sistemi domotici, non è produttore di tutti i dispositivi elettronici necessari all'ambito domestico; ad esempio posso avere il sistema domotico ACME-Domotic (nome chiaramente di fantasia) che si limita a fornire il controllo dei punti luce, tapparelle e prese per il controllo dei carichi ma che non può comunicare con gli elettrodomestici della casa come lavatrici, lavastoviglie, televisori o simili in quanto la stessa ACME-Domotic non li produce. Conseguenza di tutto ciò è che difficilmente l'utente finale riuscirà ad avere un unico sistema centralizzato con il quale controllare tutti i dispositivi elettronici di casa dotati di intelligenza, piuttosto si troverà ad avere il sistema domotico per il controllo di punti luci, tapparelle e prese e il sistema di comunicazione tra lavatrice, lavastoviglie e forno, senza avere la possibilità che questi due sistemi interagiscano.

Ad onor del vero occorre precisare che quanto appena detto è sì una realtà che viviamo tutti i giorni ma che sta andando via via sempre più attenuandosi, non solo grazie allo sviluppo di nuove tecnologie, ma anche grazie alle collaborazioni nate tra i grandi colossi dell'elettronica e dell'informatica.

Pensando ai due mondi, quello dell'IoT e a quello della domotica, possono essere intraviste delle similitudini le quali, portano inevitabilmente la domotica verso una direzione sempre più delineata e precisa.  Se si pensa infatti di avere dentro la propria casa non solo gli elettrodomestici dotati di intelligenza e connessione ad internet, ma anche ogni singolo interruttore o presa di casa, viene naturale pensare che l'intero sistema domotico è a tutti gli effetti un sistema IoT. La realtà appena presentata può sembrare al limite del possibile se si pensa ad esempio di dotare una presa di corrente o un interruttore, i quali occupano spazi limitati, di intelligenza tale da poterli rendere dispositivi IoT; in realtà questa possibilità non è poi così distante da noi infatti, se si pensa che i microcontrollori a 32 bit oltre a dominare il mercato a prezzi sempre più vantaggiosi, forniscono anche potenze di calcolo sempre maggiori, un numero oramai incalcolabile di periferiche e package sempre più piccoli, si intuisce facilmente che la possibilità di realizzare dispositivi IoT in spazi ridotti è a tutti gli effetti possibile. In Figura 1 si può vedere lo schema a blocchi di un microcontrollore a 32 bit della Microchip, a conferma di quanto appena detto.

Figura 1: schema a blocchi della famiglia di microcontrollori PIC32MZ della Microchip

Figura 1: schema a blocchi della famiglia di microcontrollori PIC32MZ della Microchip

Il discorso fin'ora presentato era implicitamente riferito all'ambito domestico ma trova uguale riscontro in ambito industriale, anche se con dinamiche e applicazioni differenti.

IDEA GENERALE

L'idea di base è quella di realizzare un sistema composto da dispositivi intelligenti che, oltre a eseguire funzioni specifiche come ad esempio il pilotaggio di un carico o l'invio di un comando per l'attivazione di una luce, siano in grado di interconnetersi e comunicare tra loro, oltre che fornire la possibilità di interazione con l'utente tramite PC, smartphone o attraverso l'interazione diretta.

Per la realizzazione di questa idea (se non altro in prima battuta come prototipo) quale miglior scheda se non ESPertino? Questa scheda infatti, oltre a fornire librerie con le quali è possibile realizzare server web con poche righe di codice e oltre a poter essere programmata con la stessa semplicità con cui viene programmato Arduino, monta a bordo due relè (Figura 2) utili per il pilotaggio di carichi fino a 125VAC e fornisce l'accesso di gran parte dei GPIO del modulo ESP-WROOM-32, con il quale sarà possibile realizzare diverse funzionalità legate al mondo della domotica. Il fatto di avere a bordo un modulo in grado di connettersi alla rete WiFi non è una caratteristica da sottovalutare infatti, avere questa possibilità ci permette di usare la rete Ethernet (infrastruttura oramai presente in quasi tutti gli edifici) per far comunicare i vari dispositivi tra loro senza bisogno di ulteriori sistemi da dover installare.

Figura 2: La scheda ESPertino

Figura 2: la scheda ESPertino

Innanzitutto ogni dispositivo dovrà essere a tutti gli effetti un server web che, se chiamato da browser, fornirà una pagina HTML utile per l'esecuzione delle funzioni specifiche del dispositivo e/o per la sua configurazione. Oltre ad essere web-server, il dispositivo dovrà fornire dei servizi, o oggetti virtuali come da me chiamati, utili anche questi all'esecuzione delle funzioni del dispositivo e che verranno usati per l'interazione con altri dispositivi. Questi oggetti virtuali potranno essere letti o scritti attraverso delle specifiche richieste in POST e dovranno fornire una risposta in formato JSON contenente informazioni relative all'oggetto richiamato.
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