Domotica Casa

Il progetto

Il sistema è composto da più nodi distribuiti in casa, ciascuno con un compito preciso (luce esterna, luce del bagno, campanello, boiler), coordinati da un server centrale con dashboard web. Ogni scelta, dal firmware al circuito di potenza, viene documentata passo per passo, perché il valore del progetto sta nel capire come e perché funziona.

Ogni nodo e il server hanno una pagina dedicata, con la descrizione del progetto e il materiale da scaricare (schemi, sorgenti, file di supporto): le trovi nell’elenco I nodi.

Architettura

Il server S3 raccoglie telemetria e comandi dei nodi via WebSocket, una connessione bidirezionale che resta aperta e permette al server di inviare dati senza che il browser li richieda. Il pulsante del nodo cancello raggiunge nodo_fuori e nodo_suoneria con un messaggio ESP-NOW in broadcast: ESP-NOW è un protocollo di Espressif che mette in comunicazione le schede ESP32 senza router, e con l’indirizzo di broadcast il messaggio arriva a tutti i nodi in ascolto.

Hardware

Il sistema usa schede ESP32 di diverse famiglie, scelte in base ai pin e alle funzioni richieste da ciascun nodo.

I componenti principali

• Radar di presenza HLK-LD2410C: collegato in UART a 256000 baud con protocollo binario.
• LED RGB WS2812: indicatore di stato, con ordine colori GRB.
• Uscite di potenza a 230 V: triac MAC97 con optoisolatore MOC3021 su nodo_fuori (l’optoisolatore tiene separato il microcontrollore dalla rete mentre pilota il triac); sul boiler, rilevamento del passaggio per lo zero con H11AA1 e relè meccanico.
• Sensori di temperatura DS18B20 e orologio DS3231 (RTC).
• Radiocomandi a 433 MHz per i nodi fuori e suoneria.

Firmware e principi di progetto

Il firmware è scritto in C++ con framework Arduino e ESPAsyncWebServer; ogni nodo salva la propria configurazione su LittleFS (ArduinoJson v7). Lo sviluppo avviene con Arduino IDE, con PlatformIO (piattaforma pioarduino) per le schede C3 e C6.

Alcune regole rigorose valgono per tutti i nodi:

1. Nessun codice bloccante fuori dalla funzione setup(): il nodo deve restare sempre reattivo.
2. La funzionalità prevale sull’interfaccia: la logica di controllo non dipende mai dalla pagina web.
3. Modi AUTO e MANUAL: in AUTO decidono radar e timer; passando da manuale ad automatico l’uscita viene riportata a livello basso.
4. Callback ESP-NOW leggere: impostano soltanto un flag volatile, senza operazioni lente.
5. Sicurezza dell’uscita: un timeout massimo di accensione blocca l’uscita in AUTO e richiede il ripristino manuale dell’operatore; sul boiler la protezione termica ha due livelli (WARNING e CRITICAL).

Sul boiler il relè viene commutato in sincronia con il passaggio per lo zero della rete: l’optoisolatore H11AA1 genera un interrupt, e se la tensione di rete risulta assente il firmware ricorre a una commutazione di riserva.

Interfaccia web e protocollo

Ogni nodo espone una pagina web locale con WebSocket su /wsLocal (porta 80); il server S3 raccoglie lo stato di tutti i nodi in un’unica dashboard. I messaggi sono in formato JSON:

Sviluppi futuri

• Display touch per il boiler (migrazione a ESP32-C6-Zero) e per il server (Nextion NX4024T032).
• Spegnimento del triac su sovratemperatura nel nodo esterno, dopo la raccolta di dati reali.
• Doppia protezione del nodo cancello contro falsi impulsi all’accensione (finestra software e resistenza di pulldown).