Benvenuto tra le pagine di questo sito dedicate al corso gratuito per elettricista. Oggi parliamo di cablaggio moderno, ovvero dell’adozione dei sistemi BUS per creare impianti elettrici residenziali e industriali.
La parola “bus” è l’acronimo di “Binary Unit System” e in italiano significa sistema di unità binarie; la parola stessa ci riconduce direttamente al mondo dei computers e dei dati.
In questa lezione confrontiamo il cablaggio tradizionale con il cablaggio con bus, cercheremo di capirne le differenze, e i vantaggi che la soluzione di rete può darci.
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Per chi fa il mestiere dell’elettricista, i bus rappresentano quasi sempre qualcosa con cui avere a che fare quando si parla di caldaie, centraline elettroniche, sistemi di controllo; ma più di tutto questo l’elettricista lavora con il bus dati quando installa per esempio sistemi di domotica, non solo per illuminazione e le tapparelle, ma anche anche HVAC (riscaldamento, ventilazione e aria condizionata).
Oltre a questi sistemi, troviamo bus anche nei citofoni, nei videocitofoni e nei sistemi antintrusione, come vediamo nelle immagini che seguono. Nella prima è mostrato lo schema di collegamento di un videocitofono Comelit, nella successiva invece abbiamo un sistema antintrusione.
Devi sapere che i bus sono qualcosa che esiste da molti anni, e che per esempio uno dei bus dati più conosciuti è il Modbus, adottato in molte apparecchiature di utilizzo quotidiano, sia nell’industria che nel settore civile.
Indipendentemente però dal tipo di bus (e ce ne sono davvero molti diversi), il concetto che queste reti portano con sé è sempre lo stesso: far viaggiare dati su due fili, o in alcuni casi su quattro fili.
Soffermiamoci un attimo su questo concetto, a cosa servirebbe fare viaggiare dati in un impianto elettrico, per esempio in un’abitazione?
Per capirlo osserviamo la figura che segue, la quale rappresenta un pezzetto di impianto elettrico residenziale, dove si comandano una luce con una deviata, e due tapparelle con due saliscendi.
Se hai un po’ di dimestichezza con questi impianti, non dovresti faticare a capire dove stanno i dati in questo impianto. In effetti non ci sono dati, ma se ci fossero sarebbero i comandi dei deviatori e dei saliscendi.
“Cambio posizione a un deviatore e la luce si spegne o si accende, a seconda dello stato in cui era”. Oppure “Se premo il pulsante SU del saliscendi, comando una delle due fasi che va al motore della tapparella”.
Se traduciamo queste frasi in una logica binaria, abbiamo che ogni azione corrisponde a uno stato 0 o 1 (attivato, disattivato); questo vale sia per i comandi che per le utenze.
Fino a questo punto si potrebbe dire “Ok e allora?”, vediamo allora cosa comporta l’adottare un bus dati per comandare gli stessi oggetti; nella figura che segue è mostrato come sono comandate due luci da 3 punti, con un sistema domotico che utilizza un bus.
Osservando la figura sopra notiamo immediatamente che ci sono due linee portanti in questo tipo d’architettura: la linea di potenza formata da fase e neutro, e la linea del BUS. Queste linee sono svincolate l’una dall’altra e assolvono a due compiti diversi.
Mentre la linea elettrica classica serve a fornire l’energia per attivare le utenze, il BUS contiene i comandi.
Quale può essere un primo vantaggio di utilizzare un sistema bus? Per esempio se vogliamo comandare le luci invece che da 3 punti da 4, o 5, o 6 punti, ci basta aggiungere dei pulsanti sul bus, senza toccare il collegamento tra attuatori e luci.
Nei sistemi di questo tipo i comandi digitali sono quasi sempre dei pulsanti, la logica “interrotta”, oppure “deviata”, o ancora “invertita” si concretizza nella centrale di controllo, in questo caso una centrale di controllo domotica.
La stessa cosa avviene nei sistemi d’automazione governati dai PLC; abbiamo il circuito ausiliario comandato dal controllore, e la parte di potenza per attivare le utenze in campo.
Osservando ancora la figura sopra, notiamo un pulsante generale che può spegnere tutte le luci insieme, questo funziona perché c’è una logica di funzionamento, solitamente questa logica viene programmata o direttamente negli attuatori, oppure in una centrale dedicata.
Gli attuatori sono i dispositivi che collegano la tensione di rete, nel nostro caso 230VAC, ai dispositivi da comandare; in pratica l’attuatore è l’interfaccia tra il sistema di comando su BUS e la rete elettrica di forza motrice.
Nella figura che segue vediamo come si comandano le tapparelle, o le serrande (funzionano allo stesso modo).
Nell’immagine mostrata sopra troviamo un comando generale per alzare e abbassare tutti i dispositivi, e tre doppi pulsanti per i comandi singoli.
In un sistema domotico potremmo per esempio decidere di comandare due tapparelle e una luce con lo stesso pulsante, oppure di chiudere una tapparella premendo 4 volte di seguito un altro pulsante.
Gli attuatori nei sistemi bus per impianti elettrici.
Abbiamo visto che i comandi su bus sono quasi sempre pulsanti, naturalmente ci possono essere comandi più sofisticati; gli attuatori invece funzionano sostanzialmente come dei relè.
Quando dal bus arriva il comando, l’attuatore apre o chiude un contatto; oppure nel caso di un attuatore analogico, regola una variabile d’uscita che si tramuta in una corrente o in una tensione; per esempio per regolare un dimmer.
Ecco nella figura quì sotto un attuatore domotico BTicino che può comandare due utenze; notiamo nello schema rappresentato sul frontale un circuito con due contatti.
Gli attuatori come quello mostrato sopra si montano nel quadro elettrico, su guida DIN, ci sono poi attuatori da inserire nelle cassette di derivazione, o addirittura nelle scatole 503, e quelli integrati nei comandi.
Nella figura che segue troviamo due attuatori con 1 relè ciascuno che possono essere montati nella classica scatola per punti luce; naturalmente si può completare il telaio con i pulsanti e la placca desiderata.
I comandi per bus hanno diverse forme, quello raffigurato quì sotto è un comando a 4 pulsanti, che può essere poi completato con diversi tipi di copri tasto, come vediamo nella stessa figura.
Per ciò che concerne i cavi utilizzati per i bus, solitamente sono a doppino intrecciato; ci sono poi bus a più fili a seconda del sistema, ecco nell’immagine che segue i cavi del sistema domotico MyHome della BTicino.
Come vediamo nella figura il doppino è utilizzabile praticamente per ogni tipo di utenza, mentre quello a 8 conduttori intrecciati a coppia (UTP 5) si utilizza anche per la rete, ma non per la gestione energia.
I cavi bus sono di sezione minore di quelli che trasportano l’energia della forza motrice, dato che la tensione e la corrente in gioco sono molto minori; ci troviamo infatti nella rete logica di comando e non in quella di potenza.
Concludiamo questa lezione con un’altra immagine, che rappresenta un semplice sistema contenente tre attuatori da guida DIN, e un attuatore integrato nei comandi (in basso a destra).
Notiamo che quando il comando integra anche l’attuatore, dobbiamo portare la fase anche in quel punto.
