Al giorno d’oggi, con soluzioni personalizzate, si possono creare apparecchi avanzati in grado di monitorare, gestire e ottimizzare l’uso dell’energia in modo efficiente e sostenibile. Le schede elettroniche PCB, acronimo di printed circuit boards ovvero, circuito stampato, diventano il fulcro dei sistemi di controllo e di comunicazione utilizzati all’interno dei dispositivi di energy management e home automation.
Secondo l’ultimo rapporto del 2024 di Astute Analytica, società statunitense leader di consulenza e di ricerca, il mercato globale della domotica ha raggiunto una valutazione di 112,7 miliardi di dollari nel 2023 con una stima del periodo 2024-2032 che crescerà del 23%, raggiungendo i 715,6 miliardi nel 2032. Tra gli aspetti più centrali in ambito di innovazione tecnologica troviamo l’ottimizzazione dei consumi energetici e la gestione intelligente degli ambienti domestici.
Cosa si intende per energy management
Letteralmente gestione dell’energia, l’energy management è un insieme di pratiche, tecnologie e strategie volte a ottimizzare l’uso e il consumo di energia limitando l’impatto ambientale e promuovendo l’uso sostenibile delle risorse. Nel campo residenziale e aziendale implica l’impiego di sistemi smart capaci di monitorare gli apparecchi elettronici, regolando automaticamente l’illuminazione, il riscaldamento, i carichi elettrici e persino l’uso degli elettrodomestici.
Le schede PCB rivestono un ruolo di rilievo nei sistemi smart, consentendo la connessione tra sensori, attuatori e unità di controllo. All’interno dei dispositivi di energy management vengono integrate schede PCB dotate di microprocessori, controller e moduli di comunicazione in grado di ricevere dati dai sensori ambientali come, ad esempio, nel caso di quelle create da VT100 Srl. I dati generati vengono elaborati in tempo reale così da poter intervenire in modo tempestivo comunicando con applicazioni mobile, sistemi di gestione centralizzata e persino controller vocali.
Il legame con i dispositivi smart
Oggigiorno, quasi tutte le case sono dotate di almeno un assistente vocale e, di frequente, vengono installati elettrodomestici smart. Una delle prime tecnologie implementate è quella del termostato, ma esistono anche videocamere di sicurezza, lavastoviglie e lavatrici, robot lavapavimenti e tanto altro. Le schede PCB sono parte integrante del loro funzionamento e devono essere in grado di gestire segnali complessi provenienti da molteplici fonti. Allo stesso tempo devono garantire una trasmissione stabile delle informazioni senza subire interferenze esterne.
Le varianti multistrato sono le schede PCB più utilizzate per il funzionamento di strumenti di home automation: il loro obiettivo è garantire una maggiore integrazione all’interno di uno spazio contenuto e ospitano percorsi separati per segnali digitali, analogici e di alimentazione, riducendo al minimo le interferenze elettromagnetiche. Nei sistemi smart home, dove la gestione precisa e continua è essenziale, questo elemento fa davvero la differenza.
Home automation e connettività
Uno degli aspetti più rilevanti è il legame tra home automation e connettività. L’automazione degli apparecchi presenti all’interno di una casa smart avviene attraverso un sistema centralizzato o decentralizzato e, ancora una volta, sono proprio le schede elettroniche a fare la differenza. C’è chi le paragona a dei “nervi elettronici” facendo in modo che possano comunicare attraverso protocolli di rete wi-fi o bluetooth. Un classico esempio è il termostato intelligente di ultima generazione in grado di comunicare con una caldaia, regolare automaticamente la temperatura dell’ambiente e interagire con l’utente direttamente dal proprio smartphone.
La stessa cosa può essere impiegata per luci smart, programmate per accendersi o spegnersi in base a orari determinati o alla presenza rilevata tramite sensori di movimento. Un lus è quello di essere progettata per ottimizzare i consumi energetici: uno dei motivi per passare a soluzioni domotiche è vedere le bollette diminuire, evitando sprechi e allo stesso tempo facendo bene all’ambiente. Per poterlo fare vengono utilizzati microcontroller a basso consumo, moduli di alimentazione efficienti e circuiti di standby che riducono al minimo lo spreco energetico durante i periodi di inattività. Le trovate tecnologiche più avanzate hanno la possibilità di integrare i moduli di energia rinnovabile. Basti pensare ai pannelli solari che migliorano ulteriormente l’efficienza complessiva.
Schede PCB nel settore home automation
All’interno delle schede PCB sono presenti alcuni componenti che danno l’opportunità di ottenere il massimo dalle funzionalità, ecco i principali:
- Microcontrollori e processori. C’è chi li definisce il “cervello” del dispositivo e hanno la responsabilità di elaborare i dati ed eseguire le operazioni di controllo;
- Moduli di comunicazione. Vanno a garantire la connessione tra dispositivi in un ecosistema smart;
- Convertitori di potenza. Fanno sì che l’alimentazione dei componenti sia corretta e precisa, adattando la tensione e proteggendo da sovratensioni;
- Sensori. Raccolgono dati quali temperatura, umidità e presenza di persone o livelli di luminosità per far funzionare correttamente le tecnologie di ultima generazione.
Ad occuparsi della produzione e della verifica delle PCB utilizzate per sistemi intelligenti sono aziende specializzate come VT100 Srl che si occupa, tra l’altro, di progettare su misura i circuiti così da garantire precisione e affidabilità. Dall’impiego di file Gerber e software CAD al test: ogni fase è da prendere con grande cura, evitando di trascurare ogni più piccolo dettaglio.
L’home automation è solo all’inizio, il futuro nell’energy management è roseo e grazie agli investimenti e alle novità sarà possibile avere sempre più comfort tenendo a bada i consumi e, quindi, risparmiando notevolmente. Il processo di innovazione, con l’introduzione di nuovi materiali conduttivi e substrati avanzati in grado di migliorare la dissipazione del calore e ridurre le perdite energetiche, è solo una delle opportunità.
L’obiettivo finale è quello di migliorare la qualità della vita, promuovendo un uso più sostenibile delle risorse energetiche.
