Quando si progetta un sistema di domotica ibrido, nel quale ogni singola parte può essere controllata e gestita sia fisicamente che da remoto, per semplificare il proprio sistema e renderlo il più versatile possibile, non si può fare a meno di tenere conto di alcuni aspetti progettuali che permetteranno di ottenere esattamente quello di cui si ha bisogno.
In questo articolo vedremo come realizzare un modulo pulsanti che permetta di eseguire alcune funzioni programmate alla pressione di un determinato tasto, il tutto in modalità Wireless.
Integrando questo modulo con OpenHAB, sarà possibile gestire qualsiasi funzione con la pressione di un tasto, interagendo con MQTT mantenendo sincronizzato lo stato del dispositivo via software.
Gestire un carico o attivare uno scenario non è mai stato così semplice.

Scopo del progetto

Questo progetto nasce dall’esigenza di gestire oltre che da remoto, anche tramite dei pulsanti fisici, dei relè ai quali sono collegati dei dispositivi nella propria propria abitazione, come ad esempio dei punti luce, le tapparelle e gli elettrodomestici.
Vista la strutturazione del sistema, è possibile optare per una programmazione in grado di rispondere in modo diverso alla pressione dei pulsanti, attivando ad esempio degli scenari, la riproduzione di musica, segnalare un’emergenza, etc…

Realizzando questo progetto si otterrà una board che possa non soltanto essere di facile installazione ed integrazione all’interno di una comune placca per pulsanti, ma un sistema fisico di controllo al 100% personalizzabile.
Grazie al trasformatore incapsulato saldato sul circuito, il modulo viene alimentato dalla rete elettrica domestica.
Il modulo si collega alla propria rete Wifi ed interagisce con il proprio sistema di domotica grazie al protocollo di comunicazione MQTT.

Per approfondire le diverse tipologie di configurazione, mezzi trasmissivi e protocolli di comunicazione per la domotica, potete leggere questo articolo.

Alla pressione dei pulsanti, il modulo invierà un segnale al sistema centrale, che in base alla precedente programmazione, eseguirà una determinata funzione corrispondente al pulsante premuto.

Come nodo centrale utilizzo una board Raspberry Pi 3 con installato OpenHAB, software grazie al quale configurare questo modulo e realizzare il proprio sistema di Home Automation è un gioco da ragazzi.

Lista della spesa

 

Componenti e funzionamento

Dev board

In questo progetto è stata utilizzata una DEV board basata sul modulo Wireless ESP8266, ma una volta ottimizzato il progetto sono sicuro che utilizzerò esclusivamente un modulo ESP-08 senza alcun componente elettronico superfluo.
Lo stesso vale per la basetta mille fori, che provvederò sostituire con un circuito stampato progettato appositamente.

Maggiori informazioni sui moduli e le DEV board basati sui moduli wireless ESP8266 e ESP32 li trovate in questo articolo.

 

Alimentatore incapsulato da CS

Per alimentare la board ho scelto di utilizzare un trasformatore incapsulato HLK-PM01, nato per venire saldato direttamente su un circuito stampato.
Per alimentarlo basta collegarlo alla tensione di rete e in uscita fornisce una tensione di 5V DC erogando 600mA, abbastanza corrente da permettere il corretto funzionamento del circuito.
La casa madre di questo trasformatore incapsulato da CS commercializza anche altre due versioni da 3.3V e 12V DC.

Pulsanti in metallo

Esistono tante tipologie di pulsanti, differenziandosi tra loro per forma, colore, materiali, qualità e caratteristiche.
Per puro e semplice gusto personale ho selezionato dei pulsanti in metallo da 12mm retroilluminati, reperendo la versione a 3.3V DC, in modo da avere piena compatibilità con il modulo ESP8266.
I pulsanti che ho scelto di utilizzare sono retroilluminati: il LED interno si accende soltanto se scorre corrente nei due pin dedicati a questa funzione.
Tramite software sarà quindi possibile segnalare lo stato di una determinata funzione attivando la retroilluminazione: ad esempio se il punto luce che può essere controllato da questo pulsante è attivo, allora deve esserlo anche il LED interno.

 

Hardware

Per realizzare il modulo pulsanti Wireless presentato in questo articolo, collegare i componenti come nello schema di collegamento seguente:

Sul circuito sono presenti dei pin che vanno formare un connettore 4×4, al quale collegare i pulsanti e i relativi terminali per la retroilluminazione.
Ogni fila di pin del connettore va collegata ai pulsanti retroilluminati secondo la seguente configurazione:

Software

Per programmare il codice sul modulo EP8266 basterà:

1.  Scaricare lo sketch allegato a questo articolo;
2. Avviare l’IDE di Arduino;
3. Aprire lo sketch appena scaricato;
4. Collegare la DEV board al PC tramite un cavetto micro USB;
5. Selezionare la board corretta;
6. Avviare il caricamento ed aspettare il completamento dell’operazione.

 

Se non hai mai configurato l’IDE di Arduino per programmare un modulo ESP, segui prima questi passaggi.

Video di realizzazione

Ecco due video nei quali è possibile vedere l’assemblaggio del modulo.