Attività: progettare una stanza domotica
Attività di progettazione in cui gli studenti trasformano una stanza “normale” in una stanza intelligente: scelgono i dispositivi domotici, disegnano la piantina con sensori e attuatori posizionati e spiegano come ogni automazione migliora comfort, sicurezza e risparmio energetico. La richiesta “progettate un ufficio in domotica” compare direttamente in almeno due libri di testo adottati nella scuola secondaria di primo grado; questa scheda la ridimensiona su una singola stanza per renderla realizzabile in poche ore con materiali ordinari.
Target
Classe terza della scuola secondaria di primo grado (13-14 anni), all’interno del percorso su abitazione, edilizia e città. Può essere proposta anche in classe seconda come approfondimento dopo lo studio degli impianti dell’abitazione.
Durata
Circa 4 ore, distribuite in 2-3 lezioni:
- Fase 1 — richiamo del concetto di domotica e analisi di esempi: 1 ora.
- Fase 2 — progettazione della stanza e disegno della piantina: 1,5 ore.
- Fase 3 — tabella dei dispositivi e schema di funzionamento: 1 ora.
- Fase 4 — presentazione e confronto in classe: 0,5 ore.
La distribuzione oraria è una (proposta progettuale): i tempi vanno adattati al livello della classe.
Materiali
- Foglio A3 (o A4) per ogni gruppo, matita, righello e squadra per la piantina.
- Matite o pennarelli colorati per distinguere impianti e dispositivi domotici.
- Una legenda di simboli concordata con la classe (es. cerchietto = sensore, quadratino = attuatore, stella = unità centrale / centralina computerizzata).
- Schede o immagini di dispositivi domotici reali: sensore di temperatura, sensore di presenza, rilevatore di fumo e gas, tapparelle motorizzate, termostato programmabile, irrigazione automatica, videocamera di sicurezza, pannello touchscreen di controllo.
- Facoltativo: tablet o LIM per mostrare un breve video su una casa intelligente.
- Facoltativo (proposta progettuale): se la scuola dispone di una scheda programmabile (es. Arduino) e di componenti (LED, sensore di luce o di temperatura), un gruppo avanzato può realizzare un piccolo modello funzionante di una singola automazione.
Prerequisiti
Gli studenti devono già:
- sapere che cos’è la domotica: la disciplina che integra le tecnologie tradizionali degli impianti (idrico, termico, elettrico, gas) con le tecnologie informatiche più innovative per migliorare comfort e sicurezza e garantire un risparmio energetico;
- conoscere i principali impianti dell’abitazione (elettrico, idrico-sanitario, termico, gas);
- saper leggere e disegnare una semplice piantina di un ambiente in pianta (vista dall’alto);
- conoscere la catena di base di un sistema automatico: il sensore legge una condizione dell’ambiente, l’unità centrale elabora il dato e l’attuatore agisce modificando la condizione.
Procedura (fasi)
Fase 1 — Richiamo e analisi di esempi (1 ora)
Il docente richiama il concetto di domotica presentando le applicazioni più concrete tratte dai testi in adozione:
- Illuminazione: le luci si spengono durante la giornata e si riaccendono quando piove o scende la sera, o si regolano in base alla presenza di persone.
- Tapparelle e tende: a seconda delle condizioni meteorologiche registrate dai sensori esterni (luce, vento, umidità) si aprono e si chiudono automaticamente, anche se nessuno è in casa.
- Riscaldamento e climatizzazione: l’impianto di riscaldamento o condizionamento si attiva o si disattiva in accordo con la temperatura esterna e con le condizioni interne; tramite un termostato è possibile impostare la temperatura desiderata e gli orari di attivazione.
- Sicurezza: gli ingressi sono sorvegliati da telecamere e sensori; la presenza di intrusi innesca l’attivazione di luci e allarmi, controllabili a distanza via smartphone.
- Rilevatori di gas e allagamenti: un sensore blocca la fuoriuscita di gas in caso di perdita, fa scattare l’allarme e invia un messaggio telefonico.
- Irrigazione: a seconda delle condizioni meteorologiche, il sistema di irrigazione funziona automaticamente.
- Elettrodomestici connessi: i frigoriferi smart rilevano le scorte tramite sensori e possono inviare notifiche; le lavatrici avanzate usano sensori ottici e di peso per adattare il programma di lavaggio.
Si introduce in modo chiaro la catena sensore → unità centrale → attuatore con un esempio guidato: un sensore registra la luce esterna, l’unità centrale elabora il dato e, se la luce scende sotto una certa soglia, l’attuatore accende i lampioncini del giardino.
Il docente sottolinea anche che tutti gli elementi della casa domotica possono essere gestiti da un unico sistema informatico di controllo, oppure da più punti della casa: schermi touchscreen, telecomandi, computer o smartphone.
Fase 2 — Scelta della stanza e progettazione (1,5 ore)
Ogni gruppo (2-3 studenti) sceglie una stanza da rendere domotica: cameretta, cucina, soggiorno o bagno. Il gruppo:
- Disegna la piantina della stanza vista dall’alto, con porte, finestre e arredi principali, usando righello e squadra.
- Decide quali automazioni inserire e perché, ragionando sui tre obiettivi della domotica: comfort, sicurezza e risparmio energetico.
- Pensa almeno a una “catena completa”: quale sensore rileva cosa, come reagisce l’unità centrale, quale attuatore agisce.
Esempi di stanza orientativi:
- Cameretta: sensore di luce → tapparella automatica; sensore di temperatura → termostato; sveglia smart; presa programmabile per caricare dispositivi a orario prefissato.
- Cucina: sensore di gas → chiusura automatica della valvola e allarme; sensore di fumo → attivazione della cappa e segnalazione; frigorifero connesso.
- Soggiorno: sistema di illuminazione regolabile con sensori di presenza; tende solari a controllo automatico; sistema multimediale integrato.
Fase 3 — Posizionamento dei dispositivi e tabella (1 ora)
Sulla piantina gli studenti segnano i dispositivi domotici scelti usando i simboli della legenda concordata. Per ogni dispositivo compilano una tabella con:
| Dispositivo | A cosa serve | Tipo (sensore / attuatore / unità centrale) | Obiettivo |
|---|---|---|---|
| … | … | … | comfort / sicurezza / risparmio |
Almeno una automazione deve essere descritta come catena completa, scritta in chiaro:
“Sensore di luce (misura la luce esterna) → unità centrale (se luce < soglia) → tapparella che si alza / si abbassa automaticamente”
Fase 4 — Presentazione e confronto (0,5 ore)
Ogni gruppo presenta la propria stanza in 3-4 minuti: spiega le automazioni scelte e in che modo rendono la stanza più comoda, sicura o efficiente. La classe confronta le soluzioni e discute:
- Quale automazione è più utile? Quale è più originale?
- Ci sono rischi? I testi ricordano che il collegamento via Internet della casa domotica crea preoccupazioni per la sicurezza dei dati e della privacy degli abitanti.
- Quanto costerebbe realizzare il progetto in una casa vera?
Le stanze migliori possono essere assemblate in un’unica “casa intelligente di classe” da esporre o collegare all’eventuale UDA sul quartiere sostenibile.
Prodotto finale
Per ogni gruppo:
- Una piantina della stanza con i dispositivi domotici posizionati e una legenda dei simboli.
- Una tabella dei dispositivi (nome, funzione, tipo, obiettivo).
- Almeno uno schema di funzionamento di un’automazione, scritto come catena sensore → unità centrale → attuatore.
- Una breve presentazione orale del progetto (3-4 minuti).
Valutazione
La valutazione considera sia il prodotto sia il processo. Si valutano: la correttezza e la chiarezza della piantina, la coerenza delle scelte domotiche con gli obiettivi (comfort, sicurezza, risparmio), la comprensione della catena sensore-unità centrale-attuatore, la qualità della presentazione e la collaborazione nel gruppo.
| Criterio | Iniziale | Base | Intermedio | Avanzato |
|---|---|---|---|---|
| Piantina e rappresentazione | La piantina è incompleta o poco leggibile; manca la legenda. | La piantina rappresenta la stanza con i dispositivi principali e una legenda essenziale. | La piantina è ordinata e completa di arredi, dispositivi e legenda chiara. | La piantina è precisa, con simboli coerenti e posizionamento ragionato dei dispositivi. |
| Scelte domotiche | Inserisce pochi dispositivi senza motivarli. | Inserisce dispositivi adeguati e li collega ad almeno un obiettivo (comfort, sicurezza o risparmio). | Collega le scelte ai tre obiettivi e le motiva con esempi concreti. | Motiva le scelte considerando anche sicurezza dei dati, semplicità d’uso e risparmio energetico. |
| Comprensione del sistema | Non distingue sensore, unità centrale e attuatore. | Distingue i tre elementi ma non li collega in una catena. | Descrive correttamente almeno una catena sensore → unità centrale → attuatore. | Descrive più automazioni come catene complete e spiega il flusso di informazioni e azioni. |
| Presentazione e lavoro di gruppo | Presenta in modo confuso; partecipa poco al gruppo. | Presenta le scelte principali con un linguaggio essenziale e collabora se sollecitato. | Presenta in modo chiaro usando il lessico tecnico; collabora attivamente. | Presenta con sicurezza e lessico appropriato, coordina il gruppo e risponde alle domande. |
Adattamenti inclusivi
BES/DSA
Fornire la piantina della stanza già predisegnata, con le pareti e le finestre indicate, in modo che lo studente si concentri sul posizionamento dei dispositivi e sulle scelte tecniche. Mettere a disposizione una legenda dei simboli pronta (con nome e disegno di ciascun dispositivo) e cartellini-immagine da ritagliare e incollare sulla piantina al posto del disegno a mano. Ridurre la tabella ai campi essenziali (dispositivo, a cosa serve, obiettivo) e accettare la compilazione con disegni, icone o frasi brevi. Consentire la presentazione orale come canale alternativo rispetto alla descrizione scritta. La natura visiva e progettuale dell’attività è di per sé adatta a chi ha difficoltà con i testi continui.
Plusdotati
Chiedere di progettare un’automazione “a catena multipla”: più sensori che cooperano e più attuatori che reagiscono insieme alla stessa condizione (es. al rilevamento di fumo si attivano contemporaneamente allarme acustico, apertura automatica delle finestre e chiusura della valvola del gas). Proporre il calcolo di un risparmio energetico stimato (es. “se le luci si spengono automaticamente dopo X minuti di assenza, quanti kWh risparmio in un anno?”) o la stesura di un breve “manuale d’uso” del sistema domotico progettato. Se la scuola dispone di un kit Arduino, assegnare la realizzazione di un modello funzionante di una singola automazione (proposta progettuale): il collegamento tra un sensore di luce e un LED come simulazione di una tapparella.
L2
Fornire un glossario illustrato dei termini chiave: sensore (rileva condizioni dell’ambiente), attuatore (compie un’azione), unità centrale / centralina (elabora i dati e comanda), impianto (insieme di componenti che distribuisce un servizio), automazione (sistema che funziona da solo), risparmio energetico (usare meno energia). Ogni voce del glossario include un’immagine e, se possibile, la traduzione nella lingua madre. Consentire l’uso di disegni e simboli nella tabella al posto del testo. Abbinare lo studente a un compagno tutor per la fase di progettazione. Accettare una presentazione orale supportata dalla piantina e dalle immagini dei dispositivi, senza obbligo di lettura scritta.
Pagine collegate
- domotica-e-casa-intelligente
- impianti-dell-abitazione
- bioedilizia-ed-efficienza-energetica
- smart-city-e-mobilita-sostenibile
- uda-edilizia-citta-sostenibile
- valutazione-edilizia-citta
Fonti
- NEXT Tecnologia — Ferraresso, Colombini, Scalzullo, Sardo (DeA Scuola, 9788851159344), p. 200-201: “La casa domotica” — definizione di domotica come disciplina che studia le tecnologie per migliorare la qualità della vita usando dispositivi informatici; integrazione tra impianti (idrico, termico, elettrico) e dispositivi automatizzati; gestione da un unico sistema informatico di controllo tramite touchscreen, telecomandi, computer o smartphone; esempi: videocamere di sicurezza, illuminazione ecologica, tende da sole intelligenti, irrigazione automatica, condizionamento integrato con temperatura esterna; nota sulla sicurezza dei dati (rischio di connessione di malintenzionati alla rete domestica).
- Techno Logics — Tecnologia — Furci, Pozzi, Monti (Raffaello Scuola, 9788847241206), p. 190-191: “La domotica” — la parola domotica deriva da domus e informatica e indica la “casa intelligente” (smart house); un impianto in domotica raggruppa in un unico sistema la gestione degli impianti di una casa; utilità per chi non ha piena autonomia nei movimenti; componenti descritti: impianto di riscaldamento/climatizzazione con termostato, centralina per gli elettrodomestici, sistemi di allarme, centralina computerizzata con pannelli di interfaccia, sistemi di irrigazione programmati, cancelli con telecomando, tapparelle e tende a pannello computerizzato, punti luce con pulsantiera e regolazione intensità, sistema multimediale, sensore per fughe di gas e allagamenti. Spunto cooperativo (p. 199): “Ipotizzate di dover progettare un ufficio in domotica: preparate un cartellone per spiegare la vostra idea.”
- Techno Logics — Volume Didattica inclusiva (Raffaello Scuola, 9788847241268), p. 110: sintesi accessibile della domotica (versione semplificata per inclusione): la parola domotica indica la “casa intelligente” (smart house); unisce tecnologie tradizionali degli impianti con tecnologie innovative per migliorare comfort, sicurezza e risparmio energetico; molto utile per chi non ha piena autonomia nei movimenti.
- Hypertech — Guida docente (Lattes): definizione “La domotica è la scienza che si occupa dell’automazione nell’ambito dell’abitazione, allo scopo di migliorare la qualità della vita, la sicurezza e diminuire i consumi. La domotica mira a rendere ‘intelligenti’ gli apparecchi e gli impianti consentendo a questi di svolgere funzioni autonome o programmate dall’utente.” (p. 113 Schede di verifica L2, Area 5); “L’obiettivo della domotica è la realizzazione della cosiddetta ‘casa intelligente’” (p. 120 Schede L2 Area 6).
- Tecno.app — Omniguida (Lattes): il docente può illustrare il concetto di domotica usando il video “Alcuni esempi di domotica” disponibile nel libro digitale (p. 36 guida), come spunto per introdurre l’attività progettuale.
La struttura dell’attività in fasi, il prodotto finale articolato in quattro elementi, la rubrica analitica e gli adattamenti inclusivi dettagliati sono in gran parte (proposta progettuale) costruita a partire dagli spunti presenti nei libri di testo (in particolare la consegna cooperativa “progettate un ufficio in domotica” di Techno Logics). I contenuti tecnici sulla domotica — definizioni, componenti, esempi di automazioni — sono tratti direttamente dai testi citati.