Controllare un Sonoff tramite un pulsante o un interruttore esterno

Scopi del progetto
  • Controllare un interruttore Sonoff tramite l’uso di un interruttore o di un pulsante esterno, anche in deviazione (tramite pulsanti)
  • Livello di difficoltà: medio
  • Costo: ridotto (<20 €) – al netto del possedere già un saldatore
Concetti affrontati:
  • Modifica a dispositivo elettrico
Componenti software utilizzate:
Dispositivi fisici utilizzati:
  • Un attuatore domotico “Sonoff” (riprogrammato con firmware “Sonoff-Tasmota“)
  • Contatti
  • Saldatore
  • Un pulsante o un interruttore tradizionali
Progetto maggiormente indicato per:

Tutti gli ambienti

Note e disclaimer
  • qualsiasi modifica all'impianto elettrico dev'essere effettuata da personale qualificato
  • qualsiasi modifica attuata in proprio è a propria responsabilità personale nonché a proprio rischio e pericolo (la presente guida ha puro scopo didattico)
  • qualsiasi modifica attuata in proprio a un dispositivo ne fa decadere la garanzia.

ATTENZIONE: la presente guida fa riferimento alla prima versione di Sonoff Basic, non alla seconda.

Abstract

Gli interruttori intelligenti della famiglia ITEAD Sonoff Smart Home sono componenti domotiche estremamente versatili, molto economiche e funzionali, ma quando si tratta di integrarle negli impianti preesistenti possono, talvolta, rappresentare un problema, specialmente in presenza di uno o più deviatori.

È il caso della trasformazione di un punto luce (o di un’utenza più generica) controllata tramite un interruttore tradizionale a muro in un elemento domotizzato: se ne vuole mantenere la funzionalità manuale, meccanica, integrando quella domotica.

Interruttori-tradizionali-a-muro

Esistono più alternative.

LA PRIMA

La prima alternativa – quella più semplice – è quella di sostituire l’intero elemento a muro con un interruttore touch domotico, ad esempio l’ITEAD Sonoff Touch, il quale fornirà sia la funzionalità “meccanica” (a contatto), sia quella domotica. Nello specifico dell’esempio, trattandosi di un Sonoff sarà riprogrammabile col firmware Sonoff-Tasmota, quindi configurabile presso i nostri amati HUB personali e quindi con la nostra domotica personale.

LA SECONDA

Una seconda alternativa è quella di affiancare all’interruttore meccanico un elemento domotico atto a “domotizzarlo” (tipo Powahome). In tal caso la scelta di questo elemento dovrà essere effettuata con criterio, sopratutto in caso si utilizzino per la propria domotica personale degli HUB personali (la compatibilità verso di essi dovrà essere garantita).

LA TERZA

Una terza alternativa è collegare un pulsante sull’elettronica del Sonoff Basic.
Il Sonoff Basic presenta già sulla propria board un pulsante per l’attivazione e la disattivazione manuale del relè. La pressione di tale pulsante scaturisce nell’apertura o chiusura del relè in base allo stato pre-esistente. In sostanza chiude se prima era aperto, e apre se prima era chiuso: trattasi di funzione chiamata, in inglese, TOGGLE.

Volendo utilizzare il Sonoff senza alcuna modifica software, l’unico modo di comandarne “esternamente” il funzionamento è quello di collegare in parallelo i due contatti di un pulsante tradizionale (meccanico, a muro) ai due contatti presenti sul pulsante presente sulla board del Sonoff Basic. Questo praticamente sostituirà il pulsante che sta a bordo dell’attuatore con uno esterno.

LA QUARTA – OGGETTO DI QUESTA GUIDA

La quarta strada, quella che proponiamo in questa guida, è quella di modificare il firmware del Sonoff Basic al fine di (tra le tante altre cose) abilitare e poter utilizzare le piazzole (una, nello specifico, che “di fabbrica” non è abilitata) presenti sulla board e potervi così attestare uno o più pulsanti, oppure un interruttore meccanico classico, grazie alle funzionalità garantite dal firmware.
Niente paura: spieghiamo tutto nel paragrafo a seguire.


Prima di proseguire oltre, ricordiamo nuovamente che:

Note e disclaimer
  • qualsiasi modifica all'impianto elettrico dev'essere effettuata da personale qualificato
  • qualsiasi modifica attuata in proprio è a propria responsabilità personale nonché a proprio rischio e pericolo (la presente guida ha puro scopo didattico)
  • qualsiasi modifica attuata in proprio a un dispositivo ne fa decadere la garanzia.

Descrizione della modifica

Perseguiamo quindi con questa guida sulla quarta strada.

Il Sonoff Basic (ma anche gli altri componenti della stessa linea prodotto) presenta sulla board cinque piazzole:

ITEAD Sonoff Basic nudo

Le prime quattro dall’alto verso il basso sono precisamente quelle utilizzate per la riprogrammazione del firmware; in questo progetto ci concentreremo particolarmente sulla quinta, la “GPIO14“.

Tale contatto viene abilitato all’uso tramite l’aggiornamento al firmware Sonoff-Tasmota, modifica software necessaria per attuare la presente guida (vedi “Riprogrammare un Sonoff Basic con firmware Sonoff-Tasmota“).

Una volta effettuata la modifica del firmware tale contatto GPIO14, quando brevemente cortocircuitato con la massa (ovvero la piazzola a lui più vicina, “GND”) causa l’apertura o chiusura del relè in base allo stato pre-esistente. In sostanza chiude se prima era aperto, e apre se prima era chiuso: il TOGGLE di cui sopra che solitamente si effettua utilizzando il pulsate presente, di fabbrica, sulla board.

Nb.  C’è un ma.
Abbiamo appena spiegato che il Sonoff Basic (dotato di firmware Sonoff-Tasmota) cambia di stato (aperto/chiuso) quando si cortocircuita il GPIO14 e la GRD. Per cambiare nuovamente stato, è necessario rimuovere il cortocircuito e applicarlo nuovamente.Questo è il comportamento offerto da un pulsante (o bottone), NON da un interruttore (meccanico, da muro) che presenta due stati meccanici (chiuso e aperto) i quali si protraggono nel tempo (fino al successivo cambio di stato meccanico).In sostanza, con la modifica allo schema elettrico che stiamo proponendo, per comandare manualmente il TOGGLE di stato sarebbe necessario impostare l’interruttore (meccanico, da muro) nella posizione di spento/acceso/spento.Tale fastidiosa situazione è facilmente risolvibile, come segue.
SOLUZIONe

Sarà possibile lasciare invariata la presenza dell’interruttore (meccanico, da muro), il quale agirà (ad ogni suo cambio di stato, indipendentemente che si tratti della chiusura o dell’apertura del contatto tra GPIO14 e GRD) come TOGGLE grazie all’uso del comando Tasmota “SwitchMode” debitamente configurato.

Ovviamente non esisterà una posizione meccanica dell’interruttore atta ad indicare lo stato di funzionamento del Sonoff (relè chiuso o aperto). Ogni attuazione dell’interruttore causerà un cambio di stato del relè, fine.

Dotarsi dei contatti

La parte più complessa, se non si ha dimestichezza con le saldature, è proprio questa: dotarsi di contatti tramite i quali collegare il pulsante/interruttore a GPIO14 e GRD.

Innanzitutto è necessario dotarsi di connettori pin maschi e dei pin femmine con filo.

PIN maschi
dettaglio dei PIN maschi

Saldare questi pin (5) sulla board in corrispondenza delle piazzole, avendo cura di posizionare sulla board il segmento più corto. Una volta effettuata la saldatura, avremo dei contatti sui quali posizionarci per la modifica allo schema elettrico (useremo i pin femmina per collegarci ai contatti del pulsante o dell’interruttore).

Uso di un pulsante

Questa strada prevede l’uso di un Sonoff Basic dotato di firmware Sonoff-Tasmota e della sostituzione dell’interruttore pre-esistente con un pulsante.

Vediamo lo schema elettrico iniziale:

Schema interruttore-carico

 

E come diventa:

Schema Pulsante-Sonoff-GPIO14

Una volta attuata tale modifica, il lavoro è completato.

Per far sì che la modifica funzioni è però necessario attuare – prima – il comando Tasmota “SwitchMode” – il che spiega perché sia necessario avere a bordo il firmware Tasmota.

Effettuato l’aggiornamento del firmware e cablato il circuito come sopra, sarà necessario impostare da console Tasmota il seguente comando (si assume che il dispositivo abbia nome “Sonoff“):

cmnd/Sonoff/SwitchMode 3

il quale interpreterà la breve chiusura del contatto GPIO14-GRD (attuata tramite pulsante) come “cambiamento di stato rispetto all’attuale“.

Ciò fatto premendo/rilasciando il pulsante verrà attuato un TOGGLE dello stato del relè del Sonoff (spegne se acceso, accende se spento); contemporaneamente, presso la domotica sarà possibile attuare lo stesso comando. Ovviamente qualora il Sonoff venga controllato manualmente, il nuovo stato verrà correttamente rilevato all’interno della domotica praticamente all’istante.

Nel seguente video si può vedere il comportamento del circuito così concepito:

N.b. L’uso di uno o più pulsanti come “deviatori” è possibile, ma solo:

  • utilizzando appunto pulsanti, e non interruttori;
  • collegando i contatti di tutti codesti pulsanti sui contatti GPIO14 e GROUND del Sonoff Basic.

Così facendo, la pressione di uno qualsiasi dei pulsanti collegati al Sonoff ne controllerà il comportamento.

Uso di un interruttore

Se si decide, invece, di lasciare in sede l’interruttore pre-esistente, allora lo schema sarà il seguente:

Schema Interruttore-Sonoff-GPIO14

Come detto, per un corretto funzionamento del circuito e dell’attivazione manuale sarà necessario, in primis, la presenza del firmware Tasmota, questo perché, come spiegato ampiamente, solo in presenza di Sonoff-Tasmota sarà possibile attuare una configurazione che permetta di interpretare ogni cambio di stato (qualsiasi!) dell’interruttore come TOGGLE.

Effettuato l’aggiornamento del firmware e cablato il circuito come sopra, sarà necessario impostare da console Tasmota il seguente comando (si assume che il dispositivo abbia nome “Sonoff“):

cmnd/Sonoff/SwitchMode 1

il quale predisporrà la chiusura o apertura del corto GPIO14-GRD come “cambiamento di stato rispetto all’attuale“. Per il resto (controllo domotico, rilevazione di cambio di stato in domotica ecc.) varranno le stesse considerazione fatte nell’esempio relativo al pulsante.

In ultimo, è necessario indicare al firmware Sonoff-Tasmota quale sia l’uso del pin GPIO14, nel nostro caso “interruttore”. Per far ciò, recarsi alla voce Configurazione/Configurazione Modulo (Configuration / Module Configuration) dell’interfaccia web:

Sonoff-Tasmota Module Configuration
una schemata “Module Configuration”

 

alla voce “GPIO14 Sensor”, selezionare la voce “01 Switch“. Cliccare infine su “SAVE”.

Ora il Sonoff sarà pronto ad agire come atteso.

In questo video viene illustrato il comportamento in caso di uso di interruttore tradizionale abbinato a firmware Sonoff-Tasmota:


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