Bentrovati amici smart!
Nel video di oggi vedremo due soluzioni pratiche per virtualizzare gli interruttori fisici a parete presenti nelle nostre case, rendendoli parte integrante del sistema smart e sostituendoli ai numerosi switch a batteria che ormai invadono le nostre abitazioni.
In questo modo, potremo utilizzare i classici pulsanti o interruttori a parete che abbiamo in casa per far eseguire al nostro HUB personale automazioni di vario genere.
Prima di proseguire, è importante sottolineare che gli argomenti e le soluzioni che tratteremo si baseranno esclusivamente su tecnologia Zigbee.
Chi mi conosce e ha già seguito i miei contenuti sa bene che, per quanto possibile, cerco sempre di incentrare la smart home su una rete mesh dedicata, come Zigbee o Thread.
Il motivo che mi ha spinto a trovare la soluzione che vi sto per proporre nasce da un'esigenza personale: eliminare definitivamente gli switch Zigbee a batteria e sfruttare i classici interruttori a parete di casa per controllare in modo smart le mie fonti di illuminazione ed eseguire automazioni.
Ma andiamo con ordine e cerchiamo di capire meglio di cosa sto parlando.
In generale, esistono due approcci per controllare le luci in modo smart:
Primo approccio
Commutazione con interruzione di corrente
Quello più comune consiste nell'interporre un relè smart, come questo della Sonoff, tra l'interruttore e la fonte di illuminazione.
Questo approccio ci consente di controllare le luci in modo smart, semplicemente togliendo o fornendo corrente alle fonti di illuminazione mediante un relè interno al dispositivo. In pratica, manteniamo lo stesso principio di funzionamento di un classico interruttore a parete, che apre o chiude la fase verso il carico, ma con un controllo aggiuntivo: quello smart.
Possiamo quindi attivare o disattivare il relè smart sia dalla nostra smart home che attraverso il classico interruttore fisico a parete.
Secondo approccio
Commutazione senza interruzione di corrente
Il secondo approccio consiste nel commutare – cioè accendere e spegnere – una o più fonti di illuminazione senza interrompere fisicamente l’alimentazione elettrica, ma sfruttando il principio con cui sono progettate molte lampadine smart, come ad esempio quelle della Philips Hue.
Chiunque abbia utilizzato almeno una lampadina smart sa che è possibile accenderla e spegnerla direttamente dalla sua componente smart integrata, senza bisogno di un relè che interrompa la fase elettrica. Utilizzando lo stesso principio, è possibile anche applicare regolazioni di ogni tipo, come scene, variazioni di intensità, colore o effetti luminosi.
È chiaro, però, che per poter gestire attivamente questa componente smart, è necessario che la lampadina non venga mai privata dell'alimentazione elettrica, costringendoci di fatto a mantenere sempre in stato ON un determinato interruttore di casa.
In questo scenario, l'interruttore fisico a parete perde la sua utilità, costringendoci ad affiancarlo a uno switch a batteria per gestire la componente smart della fonte di illuminazione. L'alternativa allo switch a batteria sarebbe utilizzare lo smartphone o gli assistenti vocali, ma questa soluzione potrebbe risultare meno pratica nell'uso quotidiano.
Inoltre, esiste il rischio concreto che qualcuno spenga l'interruttore fisico a parete per abitudine, privando così la fonte di illuminazione della corrente elettrica e rendendola inutilizzabile dal sistema smart. Per non parlare della seccatura di dover periodicamente sostituire le batterie di tutti gli switch presenti in casa. Un vero disastro!
Vantaggi e soluzioni per virtualizzare gli interruttori
Virtualizzare l'interruttore a parete ci permette non solo di ridare vita all'interruttore stesso, che non resterebbe inutilizzato, ma anche di liberarci definitivamente dagli switch a batteria che, per quanto esteticamente gradevoli, restano comunque costosi e incoerenti con lo stile dell'ambiente domestico.
Inoltre, questa soluzione offre piena libertà di utilizzare l'interruttore per scopi di varia natura, andando ben oltre l'accensione o lo spegnimento delle fonti di illuminazione.
Così, spinto dalla voglia di migliorare l'esperienza della mia smart home, ho iniziato a cercare in rete una soluzione Zigbee valida che mi permettesse di virtualizzare gli interruttori di casa, senza però spendere una fortuna. Purtroppo, le opzioni disponibili in commercio, quantomento Zigbee, sono piuttosto limitate, spesso costose o inadatte.
Ad esempio, possiamo trovare il Philips Hue Wall Switch, un dispositivo Zigbee che, collegato a un interruttore fisico, lo rende smart. Tuttavia, questo dispositivo è molto costoso e anch'esso funziona a batteria.
Esistono anche altri dispositivi con funzionalità specifiche per lo scopo, come il Sonoff MINI4M o alcuni Shelly, ma per quanto siano validi, utilizzano la tecnologia WiFi.
Inizialmente, non trovando nulla di pronto, compatto, interessante ed economico con tecnologia Zigbee, ho iniziato a riflettere su un meccanismo alternativo che potesse soddisfare la mia esigenza. Con un po' di creatività e ragionando fuori dagli schemi, ho trovato una soluzione accessibile ed economica che ho avuto modo di testare nel tempo e che permette di raggiungere l'obiettivo.
Inoltre, di recente, Sonoff ha rilasciato una versione aggiornata di uno dei suoi dispositivi ZigBee, introducendo nuove funzionalità, tra cui una che possiamo sfruttare perfettamente per lo scopo.
Le due soluzioni pratiche
In definitiva, vedremo due soluzioni valide per virtualizzare gli interruttori fisici di casa, e per entrambe mi servirò di due dispositivi Zigbee della Sonoff:
- La prima soluzione è più "artigianale" ma comunque funzionale. Consiste nell'utilizzare un semplice relè smart, come lo ZBMINI, in modo alternativo rispetto al suo normale utilizzo, cioè come trigger per scatenare automazioni in Home Assistant. Nel mio caso, ho utilizzato lo ZBMINI, ma lo stesso risultato possiamo ottenerlo con qualsiasi altro relè switch di un'altra marca o tecnologia, purché sia alimentato con fase e neutro e, soprattutto, che sia dotato delle certificazioni necessarie a garantire gli standard di sicurezza. I relè che vengono alimentati solo con la fase, come ad esempio lo ZBMINIL2, richiedono sempre la presenza di un carico collegato per poter funzionare. Questo li rende inadatti al nostro scopo, perché ci costringerebbero comunque a collegare una fonte di illuminazione.
- La seconda soluzione sfrutta una delle funzionalità dello ZBMINIR2, uno degli ultimi dispositivi Zigbee di casa Sonoff, progettata appositamente per questo scopo e più efficace della prima soluzione.
Verrebbe da chiedersi perché non orientarsi direttamente sulla seconda soluzione, visto che è più efficace.
Ebbene, al fine di offrire una maggiore libertà di scelta, voglio comunque illustrarvi la prima soluzione, perché potrebbe risultare utile a qualcuno, soprattutto a chi possiede già dei relè switch in casa e non ha intenzione di acquistare lo ZBMINIR2.
Prima soluzione
Utilizzare dello ZBMINI come trigger
Partiamo con la prima soluzione analizzando brevemente lo ZBMINI.
Lo ZBMINI è uno dei primi relè switch Zigbee di casa Sonoff e possiede funzionalità basilari. Viene alimentato con fase e neutro e, tra le sue funzionalità smart, ci consente semplicemente di attivare e disattivare il relè interno, chiudendo o aprendo la fase verso un carico collegato. Il relè interno può essere attivato/disattivato sia in modo smart, ad esempio attraverso un'app, che da un pulsante o interruttore collegato direttamente ad appositi morsetti dello ZBMINI.
Noi sfrutteremo questo principio del relè interno - attivo/disattivo - come trigger di eventi ma senza collegare un carico: quindi, ogni volta che il pulsante o interruttore fisico collegato allo ZBMINI verrà premuto, questo azionerà un cambiamento di stato al relè interno, aprendolo o chiudendolo. In Home Assistant, utilizzeremo questo cambiamento di stato per rilevare la pressione del pulsante e far eseguire una specifica automazione. Semplice!
Nella morsettiera dello ZBMINI troviamo:
- Due morsetti N
- uno per il neutro in ingresso della linea diretta per alimentare lo ZBMINI.
- uno per il neutro in uscita verso i dispositivi da alimentare.
- L-IN - fase in ingresso dalla linea diretta per alimentare lo ZBMINI.
- L-OUT - fase in uscita verso i dispositivi da alimentare.
- Infine troviamo i morsetti S1 ed S2, nei quali collegare il pulsante o interruttore fisico di casa.
Approfondimento
Brevemente, per chi se lo stesse chiedendo, i morsetti S1 ed S2 fungono da comando di controllo, permettendo allo ZBMINI di capire quando deve cambiare lo stato del relè.
In pratica, premendo il pulsante fisico collegato a S1 ed S2, mettiamo in contatto questi due terminali, chiudendo un piccolo circuito interno. Questo contatto viene rilevato e interpretato dallo ZBMINI per cambiare lo stato del relè.
I collegamenti dello ZBMINI
Per il nostro scopo, utilizzeremo solamente i seguenti morsetti:
- Uno dei due morsetti N e il morsetto L-IN per alimentare lo ZBMINI.
- I morsetti S1 ed S2 per collegare e virtualizzare il pulsante fisico di casa.
- Mentre il secondo morsetto N e il morsetto L-OUT resteranno inutilizzati, poiché non abbiamo necessità di collegare un carico, cioè una fonte di illuminazione.
- La fonte di illuminazione verrà collegata direttamente a fase e neutro della linea diretta, senza passare dallo ZBMINI.
In questo modo, il meccanismo del relè dello ZBMINI - acceso/spento - fungerà solamente da trigger per scatenare eventi in Home Assistant, permettendoci di fatto di virtualizzare un pulsante o interruttore fisico di casa e attivare automazioni ogni volta che verrà premuto e rilevato un cambiamento di stato del relè.
In questo banco di test utilizzeremo:
- Una spina con filo per alimentare il Sonoff ZBMINI.
- Due morsetti esterni – uno per la fase e uno per il neutro – che porteranno la corrente sia allo ZBMINI che alla lampadina Zigbee.
- Una lampadina Zigbee collegata, mediante portalampade, direttamente e rispettivamente al morsetto esterno della fase e a quello del neutro.
- Collegheremo inoltre un interruttore Bticino allo ZBMINI, che ci permetterà di aprire e chiudere il relè interno dal comparto fisico di casa. In questo modo lo ZBMINI potrà essere azionato sia in modo smart che dal pulsante fisico.
Solo al termine dei collegamenti collegheremo la spina alla corrente.
Infine, creeremo un'automazione in Home Assistant che accenderà o spegnerà la lampadina tramite il suo comparto smart ogni volta che verrà rilevato un cambiamento di stato del relè.
Non importa se il cambiamento di stato del relè è stato attivato dal pulsante fisico o dall'app, né se il relè è stato acceso o spento: l'obiettivo è rilevare una variazione di stato del relè e utilizzarla come trigger per avviare un'automazione.
Ma bando alle ciance e mettiamoci all'opera.
Importante!
Ragazzi prima di iniziare qualsiasi cablaggio, togliete sempre la tensione e lavorate in sicurezza. Io non sono un elettricista ma un appassionato, quindi, se non vi sentite sicuri o non siete in grado di fare questo cablaggio, affidatevi a un professionista.
È bene ricordare che quando si ha a che fare con corrente elettrica e alte tensioni, è fondamentale prestare la massima attenzione e utilizzare solo dispositivi certificati che garantiscano gli standard di sicurezza.
Procediamo.
- Colleghiamo la fase della linea diretta, cioè quella della spina, al morsetto esterno dedicato alla fase e il neutro al morsetto esterno dedicato al neutro.
- Successivamente prendiamo due spezzoni di cavo, uno per la fase e uno per il neutro:
- colleghiamo un'estremità della fase al morsetto esterno dedicato alla fase e l'altra estremità della fase al morsetto L-IN dello ZBMINI
- colleghiamo un'estremità del neutro al morsetto esterno dedicato al neutro e l'altra estremità del neutro a uno dei due morsetti N dello ZBMINI
- Adesso colleghiamo la fase della lampadina al morsetto esterno dedicato alla fase e il neutro della lampadina al morsetto esterno dedicato al neutro.
- Infine colleghiamo il pulsante fisico ai morsetti S1 ed S2. In questo caso potete collegare i fili del pulsante ad S1 ed S2 senza seguire un determinato schema di collegamento o una determinata polarità.
Attraverso questi collegamenti, avremo predisposto il nostro pulsante fisico per essere virtualizzato in Home Assistant attraverso lo ZBMINI.
Automazione di esempio in HomeAssistant
Dopo aver connesso la spina alla corrente, andiamo ad associare e configurare sia lo ZBMINI che la lampadina in Home Assistant mediante Zigbee2MQTT.
Abilitiamo il rilevamento di nuovi dispositivi in Zigbee2MQTT al fine di consentire a quest'ultimo di rilevare e aggiungere i dispositivi in lista.
Infine creiamo un'automazione in Home Assistant per accendere e spegnere la lampadina, dal suo comparto smart, quando il relè dello ZBMINI subisce un cambio di stato.
- Nella sezione "Quando", selezioniamo "Aggiungi attivazione", selezioniamo "Dispositivo" e cerchiamo lo ZBMINI.
- Dall'oggetto caricato, selezioniamo l'attivazione "Attivato o Disattivato". Il motivo di questa selezione è perché non ci interessa uno stato specifico del relè, ma semplicemente che venga rilevato qualsiasi cambiamento di stato. Quindi, ogni volta che il relè verrà attivato o disattivato, l'automazione in Home Assistant verrà attivata.
- Nella sezione "Allora", selezioniamo "Aggiungi azione", scegliamo "Luce" e poi l'opzione "Commutare".
- Nella sezione "Destinazione", clicchiamo su "Scegli dispositivo" e selezioniamo la lampadina smart che vogliamo commutare. Infine, salviamo l'automazione.
A questo punto, siamo pronti per testare il risultato. Come potete vedere, se premiamo l'interruttore a parete e la lampadina è spenta, questa viene accesa dalla sua componente smart; se invece premiamo il pulsante a parete e la lampadina è accesa, questa viene spenta dalla sua componente smart.
Attraverso questo meccanismo, possiamo virtualizzare un pulsante fisico di casa e utilizzarlo come uno switch a batteria per eseguire automazioni di vario genere, senza alterare l'estetica dell'ambiente né dover sostituire continuamente le batterie. Inoltre, mentre gli switch Zigbee a batteria sono classificati come end device, un relè switch come lo ZBMINI funge da router, contribuendo a fare da ripetitore di segnale nella rete mesh Zigbee.
Limitazioni della prima soluzione
Prima di concludere, vediamo le limitazioni di questa prima soluzione:
- A differenza degli switch a batteria, che permettono più modalità di interazione come la pressione prolungata o la doppia pressione, con il pulsante a parete virtualizzato tramite questo metodo sarà possibile eseguire solo un'azione per singola pressione. In alcuni casi, in base al relè utilizzato, si potrebbe sviluppare una Blueprint in Home Assistant per superare questa limitazione. (Vedremo cosa sono le Blueprint in un video dedicato.)
- Un altro limite riguarda la fonte di illuminazione collegata direttamente alla fase e al neutro, che perde la possibilità di essere scollegata fisicamente dalla corrente quando necessario. L'unico modo per superare questo ostacolo sarebbe installare un secondo ZBMINI dedicato direttamente sui punti luce, garantendo così un controllo fisico indipendente.
Bene per oggi è tutto! Nel prossimo video vedremo come applicare la seconda soluzione. Come sempre se vi fa piacere seguitemi per altri tutorial, attivate la campanellina e lasciate un like al video.