Sonoff Dual R3: interruttore WiFi a 2 canali guida completa

ITead ha lanciato la nuova generazione di interruttore WiFi a 2 canali Sonoff Dual R3: scopriamolo in modo approfondito per capire cosa lo renda il rivale d’eccellenza, anche per l’uso con le tapparelle elettriche, per il popolare Shelly 2.5 ed il suo sostituto Shelly Plus 2 PM.

Sonoff Dual R3: caratteristiche interruttore WiFi a 2 canali con misurazione consumi e gestione tapparelle elettriche

Oltre al consueto insieme di funzionalità comuni a tutta la famiglia di dispositivi Sonoff:

Il nuovo Sonoff Dual R3 è caratterizzato da:

Per completezza riporto anche i dati relativi ai carichi massimi gestibili dal Sonoff Dual R3:

• potenza massima per canale di uscita: 2.200 W (10 A)
• potenza massima di uscita totale: 3.300 W (16 A)

Il Sonoff Dual R3 supporta anche la modalità DIY per il controllo diretto del dispositivo tramite rete locale e senza necessariamente utilizzare i servizi in cloud CoolKit eWeLink.

Esiste anche una versione “ridotta” Sonoff Dual R3 Lite che è priva della misurazione di potenza / consumo elettrico e della protezione da sovraccarichi: è sicuramente pensata per la sola integrazione come comando intelligente in un impianto elettrico, ma la differenza di prezzo è marginale.

Unboxing

L’estetica del Sonoff Dual R3 è diversa da tutti i modelli ITead precedenti ed è probabilmente maggiormente adatta all’installazione ad incasso in una scatola, magari esistente, dell’impianto elettrico:

L’interruttore intelligente viene anche fornito di un comodo supporto in plastica per facilitarne l’installazione a muro oppure su un binario DIN all’interno di un quadro elettrico:

Sul dispositivo sono chiaramente riconoscibili, andando dall’alto verso il basso:

Purtroppo le dimensioni del Sonoff Dual R3 sono lievitate rispetto a quelle del piccolo Sonoff Mini R2 e soprattutto sono davvero abbondanti se confrontate con un concorrente diretto a 2 canali come il nuovo Shelly Plus 2 PM ed il sempreverde Shelly 2.5:

Dispositivo	Larghezza	Altezza	Profondità
Sonoff Dual R3	54 mm	49 mm	24 mm
Sonoff Mini R2	43 mm	43 mm	20 mm
Shelly Plus 2 PM	42 mm	38 mm	17 mm
Shelly 2.5	42 mm	36 mm	14 mm

Il risultato è che l’installazione di un Sonoff Dual R3 all’interno di una scatola 503 con dei moduli di comando già presenti risulta davvero difficoltosa per dirla con un eufemismo:

Per l’installazione è meglio puntare direttamente ad un scatola di derivazione, al quadro elettrico oppure al cassonetto delle tapparelle.

Teardown

Come già fatto per altri dispositivi smart di casa ITead, ho voluto approfondire i dettagli costruttivi interni del Sonoff Dual R3 ma senza evitare di fare danni ricorrendo alla documentazione pubblica presente nella certificazione FCC del dispositivo (2APN5DUALR3). Da notare come il dispositivo abbia le certificazioni FCC, RoHs e CE.

Aprendo il guscio in plastica del dispositivo possiamo vedere quali siano i componenti presenti :

In particolare si vede che il Sonoff Dual R3 è stato suddiviso tra:

• scheda principale con i componenti elettronici di potenza ed i morsetti di collegamento elettrico
• schedina secondaria fissata in verticale con la parte di controllo e connettività

Osservando la scheda principale sul lato inferiore si possono notare:

• la presenza del chip per la la misura delle grandezze elettriche (BL0930)
• la connessione dei due morsetti L in, uno di ingresso ed uno di uscita, che quindi sono del tutto equivalenti per il collegamento esterno

Ponendo ora l’attenzione sulla schedina di controllo e connettività del Sonoff Dual R3 possiamo riconoscere l’MCU Espressif ESP32 con connettività Bluetooth e WiFi integrata:

Questo significa che l’accoppiamento iniziale del Sonoff Dual R3 con eWeLink potrà sfruttare temporaneamente la connessione Bluetooth con lo smartphone semplificando sicuramente di molto l’operazione rispetto a dispositivi di generazione precedente che potevano utilizzare esclusivamente il WiFi (supportata ad esempio dalla MCU ESP8285). Come vedremo successivamente il firmware CoolKit eWeLink prevede normalmente l’utilizzo esclusivamente della connettività WiFi.

Accoppiamento Sonoff Dual R3 con eWeLink

Nel caso non lo abbiate ancora fatto è necessario preliminarmente aver installato sul proprio smartphone ed essersi registrati all’app eWeLink; per i dettagli leggi la mia guida ad eWeLink App.

Una volta che avrete alimentato il dispositivo collegandolo all’alimentazione di rete, entrerà automaticamente nella modalità di associazione tramite Bluetooth indicata da due lampeggi brevi ed uno lungo cicli di del LED di stato:

A questo punto potete aggiungere un nuovo dispositivo su eWeLink selezionando l’accoppiamento mediante Bluetooth:

A questo punto il vostro smartphone cercherà tutti dispositivi circostanti che sono in modalità di associazione tramite Bluetooth, selezionate il vostro Sonoff Dual R3 e poi scegliete a quale connessione WiFi tra quelle disponibili il dispositivo dovrà utilizzare per collegarsi da internet:

Notate che fino a questo momento tutta la comunicazione tra smartphone e dispositivo smart è avvenuta via Bluetooth a differenza di quanto accadeva nella generazione precedente in cui si utilizzava il WiFi con innumerevoli difficoltà.

Proseguendo dovrete inserire la password di accesso al WiFi per completare la configurazione del dispositivo che così potrà collegarsi ai servizi in cloud di CoolKit eWeLink:

A conferma del successo della procedura di accoppiamento il vostro Sonoff Dual R3 sarà disponibile nell’App eWeLink dove dovrete selezionare tra una delle tre modalità di funzionamento alternative possibili (Interruttore, Motore, Misuratore):

Nel caso vi venga proposto un aggiornamento firmware effettuatelo in modo da avere tutte le risoluzioni di problemi ed eventuali nuove funzionalità aggiunte

Per il factory reset del Sonoff Dual R3 basterà fare Elimina dispositivo all’interno delle Impostazioni nell’app eWeLink.

Modalità di funzionamento Sonoff Dual R3

Come chiaramente guidato durante la fase di configurazione iniziale, le modalità di funzionamento alternative tra di loro sono le seguenti:

Giusto per sgombrare subito eventuali dubbi: anche nella modalità Interruttore vengono misurati i consumi elettrici dei 2 canali di uscita dell’interruttore Sonoff.

Volendo modificare successivamente alla configurazione iniziale la modalità di funzionamento del dispositivo è possibile effettuarlo dalla voce Modalità di lavoro all’interno delle Impostazioni:

Ho purtroppo riscontrato un problemino quando ho provato a modificare la modalità di lavoro da Motore verso Interruttore o Misuratore; viene giustamente richiesta una conferma forte di quanto stiamo facendo ma anche inserendo la parola chiave richiesta non si riesce a procedere:

Per risolvere ho dovuto cancellare il Sonoff Dual R3 da eWeLink ed accoppiarlo nuovamente.

Protezione da sovraccarichi Sonoff Dual R3

Grazie ai sensori che misurano la potenza elettrica assorbita dai carichi collegati ai 2 canali di uscita del Sonoff, è possibile impostare delle azioni automatiche che vengono svolte a protezione del sistema. Questa funzione è ovviamente presente indipendentemente dalla modalità di lavoro corrente.

In particolare possono essere impostate, a livello di singolo canale di uscita, delle soglie che superate determinano lo spegnimento:

• potenza minima e massima
• tensione minima e massima
• corrente massima

Per accedere alla configurazione della Protezione sovraccarico, occorre andare sulle Impostazioni del dispositivo scegliendo la voce Allarme (anche se il nome è leggermente fuorviante):

Sonoff Dual R3 come interruttore a 2 canali

Partiamo con la prima modalità di funzionamento che è quella più tradizionale e simile a tutti gli interruttori intelligenti ITead delle generazioni precedenti, in particolare al Sonoff Mini R2 (ad un solo canale e senza misurazione dei consumi elettrici).

In buona sostanza il Sonoff Dual R3 in modalità Interruttore prevede:

• due canali di uscita che interrompono la fase (quindi NON sono contatti puliti)
• due ingressi per comandi esterni
• misurazione dei consumi elettrici sui canali di uscita
• spegnimento automatico configurabile dei canali di uscita (Inching)

Purtroppo non è presente una funzione di interblocco tra la uscite che in determinati scenari potrebbe risultare comoda per la sicurezza del carico collegato.

Sull’app eWeLink potrete vedere e gestire lo stato dei 2 canali del Sonoff ed accedere alle informazioni sui consumi elettrici per ciascun canale (tempo reale e storico):

Modalità di attivazione esterna

Grazie alla disponibilità degli ingressi di comando S1 ed S2, Sonoff Dual R3 in modalità interruttore supporta tre diverse modalità di attivazione esterna che si adattano al tipo di comando fisico con cui integrarsi:

Modalità di attivazione esterna	Tipologia comando esterno
Bordo (Edge Mode)	Interruttore e deviatore
Impulso (Pulse Mode)	Pulsante
Inseguimento (Following Mode)	Sensore con contatto pulito

Questa modalità di funzionamento è assolutamente analoga a quella del Sonoff Mini R2.

La modalità bordo (edge mode) è adatta per interruttori e deviatori, che mantengono lo stato anche dopo la loro pressione come quello del carico comandato. E’ il modo di funzionamento predefinito.

Il modo impulso (pulse mode) invece è adatto per pulsanti, normalmente aperti (NA) e normalmente chiusi (NC), mediante la cui pressione viene cambiato lo stato del carico collegato fino a quando non vengono rilasciati.

La modalità inseguimento (following mode) è adatto per sensori con contatto pulito, in cui il carico a sua volta comandato segue le variazioni di stato dell’ingresso. E’ possibile invertire la corrispondenza tra lo stato del sensore di ingresso (acceso/spento) e carico in uscita (spento/acceso). Un esempio applicativo del modo inseguimento è quello di un sensore di movimento ad infrarossi.

La Modalità di attivazione esterna può essere configurata tra Bordo, Impulso ed Inseguimento a livello di singolo ingresso accedendo dalle Impostazioni alla voce Modalità di lavoro:

Questo vuole dire in pratica potrete utilizzare ad esempio il primo canale pilotato da un interruttore / deviatore ed il secondo da un pulsante.

Spegnimento automatico (Inching)

Grazie ad eWeLink è anche possibile utilizzare il dispositivo, oltreché come interruttore WiFi, anche come se fosse di fatto un pulsante WiFi temporizzato grazie all’opzione inching.

Il ritardo tra il comando di accensione e lo spegnimento automatico è configurabile a livello di singolo canale di uscita tra 0,5 e 3.600 secondi (1 ora) nelle Impostazioni del dispositivo alla voce Impostazioni Di Inching:

Schemi di collegamento elettrico Sonoff Dual R3 come interruttore

Vediamo ora quali schemi di collegamento elettrico utilizzare col Sonoff Dual R3 utilizzato come doppio interruttore smart con misura dei consumi:

• stand-alone: nessun ingresso fisico esterno, solo comando remoto di un carico elettrico
• interruttore o pulsante: un singolo comando di ingresso
• deviatore: il dispositivo smart è inserito all’interno di un punto luce deviato (o invertito) esistente
• sostituzione relè: il device sostituisce un relè esistente

Data la disponibilità di due canali e la flessibilità di configurazione del dispositivo Sonoff, potrete utilizzarlo in scenari di controllo misti, quali ad esempio:

• primo canale con pulsante in ingresso, secondo con deviatore
• primo canale con interruttore all’ingresso, secondo in sostituzione di relè

Mi preme evidenziare una importante caratteristica del Sonoff Dual R3: gli ingressi per comandi esterni prevedono che siano una interruzione della fase, ovvero la situazione esistente nella maggior parte degli impianti esistenti e che quindi rendono minime le modifiche.

Sonoff Dual R3 schema elettrico di collegamento stand-alone

Utilizzando l’inching potrete ottenere anche lo spegnimento temporizzato del carico collegato.

Sonoff Dual R3 schema elettrico di collegamento con interruttore o pulsante

l caso più semplice di intervento su un impianto elettrico esistente è quello di due lampadine ciascuna comandata da un solo punto mediante interruttore unipolare (punto luce interrotto) a cui aggiungere il Sonoff Dual R3 per il controllo remoto sfruttandone i 2 canali autonomi.

Il risultato in questo caso è davvero potente poiché c’è il pieno controllo dello stato del carico elettrico indipendentemente dalla sorgente del comando (che sia da smartphone, interruttore esterno, device esterno o comando vocale).

Sfruttando questo schema potrete facilmente sostituire dei relè passo passo esistenti collegando tutti i pulsanti esistenti, normalmente interrotti sulla fase, all’ingresso del Sonoff Dual R3.

Per quanto riguarda la configurazione della modalità di attivazione esterna su eWeLink, nel caso di interruttore dovrete impostare Bordo (Edge Mode), mentre col pulsante Impulso (Pulse Mode).

Sonoff Dual R3 schema elettrico di collegamento con deviatore

In questo caso utilizziamo il primo canale per rendere intelligente un punto luce deviato esistente:

Nel caso di deviatore configurerete la modalità di attivazione esterna come Bordo (Edge Mode). Per un punto luce invertito, lo schema è assolutamente analogo.

Ovviamente il secondo canale è totalmente disponibile per poter comandare un altro punto luce esistente.

Sonoff Dual R3 e tapparelle

Veniamo ora alla grande innovazione di prodotto introdotta da ITead col Sonoff Dual R3: la capacità di controllare in modo completo il motore delle tapparelle elettriche potendone conoscere lo stato in modo preciso grazie alla misurazione della potenza elettrica sulle uscite. Come vedremo nel seguito questo consentirà di controllare le tapparelle in modo fine mediante interruzioni, aperture parziali o chiusure parziali.

Accedendo al dispositivo sull’app eWeLink troveremo il set completo di gestione delle tapparelle elettriche:

• apertura completa, pausa e chiusura totale delle tapparelle
• movimento su una posizione precisa espressa come percentuale dell’apertura completa

Se non è ancora stata effettuata la calibrazione iniziale, e quindi il dispositivo non può conoscere la posizione corrente del motore, saranno giustamente attive solamente le funziona di apertura completa, pausa e chiusura totale delle tapparelle.

Anche in questa modalità di lavoro è possibile accedere ai dati di consumo elettrico in tempo reale e storici.

Configurazione Sonoff Dual R3 con tapparelle

Andando nelle Impostazioni del dispositivo su eWeLink alla voce Modalità di lavoro, scegliendo poi Motore ed infine Modalità di attivazione esterna è possibile:

• scegliere il Tipo di interruttore esterno collegato
• lanciare l’operazione Calibra Motore

Attenzione che la calibrazione del motore tapparelle elettriche del Sonoff Dual R3 non sostituisce i finecorsa che devono comunque essere presenti nel sistema.

Tipo di comando esterno

Grazie agli ingressi di comando S1 ed S2, Sonoff Dual R3 in modalità motore supporta tre diverse tipologie di interruttore esterno che si adattano al tipo di comando fisico per tapparelle con cui integrarsi:

Tipo di interruttore esterno	Tipologia comando esterno
Pulsante (Single Momentary Switch)	Pulsante singolo
Doppio pulsante (Dual Momentary Switch)	Pulsante doppio interbloccato
Interruttore a 3 vie (3-Way Rocker Switch)	Interruttore a tre posizioni

La modalità di attivazione esterna predefinita è Doppio pulsante.

Nella modalità pulsante ogni volta che lo premete avanzate sequenzialmente nello stato tra apertura, pausa e chiusura:

Se in questa modalità collegate due pulsanti singoli agli ingressi S1 ed S2 otterrete comunque un controllo da due punti con la logica descritta.

Nella modalità doppio pulsante invece ciascuno dei due comandi, quando premuto, comporterà l’avanzamento in una sola direzione (ad esempio primo pulsante apertura S1, secondo pulsante chiusura S2):

Infine nella modalità interruttore a 3 vie avrete un comando esterno con tre posizioni corrispondenti ad apertura, pausa e chiusura:

Nel caso che il comando esterno non sia interbloccato elettricamente, ovvero che sia possibile che gli ingressi S1 ed S2 vengano attivati contemporaneamente, il Sonoff Dual R3 per sicurezza stacca il motore della tapparella nel caso di pressione contemporanea.

Per facilitare l’installazione minimizzando gli interventi, è possibile scambiare o invertire i comandi di ingresso direttamente dall’app eWeLink.

Per impostare il tipo di comando esterno occorre andare nelle Impostazioni del dispositivo su eWeLink alla voce Modalità di lavoro, scegliendo poi Motore, quindi Modalità di attivazione esterna ed infine Tipo di interruttore esterno:

Schema di collegamento Sonoff Dual R3 con tapparelle

Trovate preliminarmente il cavo elettrico che dal pulsante di comando esistente arriva al motore elettrico ed identificare i singoli conduttori:

• conduttore per la direzione salita del motore tapparelle elettriche (grigio nell’esempio)
• cavo per la direzione discesa del motore tapparelle elettriche (marrone)
• conduttori di alimentazione neutro (blu) e fase (nero)
• conduttore di terra (giallo/verde)

Lo schema elettrico di collegamento tra il Sonoff Dual R3 ed il motore tapparelle elettriche con pulsante doppio inter-bloccato diventa il seguente:

• il cavo della direzione salita dal pulsante doppio inter-bloccato (rosa nello schema) all’ingresso S2 del Sonoff Dual R3
• il cavo del motore tapparelle elettriche direzione salita (grigio nello schema) all’uscita L out 2 del Sonoff Dual R3
• il cavo della direzione discesa dal pulsante doppio inter-bloccato (rosso nello schema) all’ingresso S1 del Sonoff Dual R3
• il cavo del motore tapparelle elettriche direzione discesa (marrone nello schema) all’uscita L out 1 del Sonoff Dual R3

Nel caso abbiate due pulsanti separati lo schema di collegamento del Sonoff Dual R3 col motore tapparelle elettriche è il medesimo.

Nel caso di pulsante singolo separati lo schema di collegamento del Sonoff Dual R3 col motore tapparelle elettriche è sempre lo stesso, in cui collegherete solamente S1 (o S2) ed L in (fase).

Sonoff Dual R3 come puro misuratore di consumi

Concludiamo con la terza ed ultima modalità di funzionamento del Sonoff Dual R3 come misuratore di consumi elettrici: mi sembra sostanzialmente inutile perché tarpa le ali a tutte le altre funzionalità del dispositivo che comunque consentono anche il monitoraggio dei consumi.

Riporto comunque qualche schermata per completezza:

Sonoff Dual R3 con Alexa e Google Home

In questo paragrafo ci concentreremo sugli aspetti specifici di questo dispositivo: per gli aspetti comuni ai prodotti ITead, se non lo avessi ancora fatto,.

La vera novità è che il Sonoff Dual R3, quando in modalità di lavoro Motore, viene riconosciuto da Alexa e Google Home come dispositivo di gestione tapparelle in quando in grado di controllarne precisamente la posizione:

Questo assicura che sia supportata quindi la gamma completa di comandi vocali per gestire tapparelle e tende:

• “Alexa, apri le tapparelle”
• “Alexa, chiudi le tapparelle”
• “Alexa, abbassa le tapparelle”
• “Alexa, ferma le tapparelle”
• “Alexa, Imposta le tapparelle al 50%”

 

Sonoff Dual R3 e automazione

Ho provato a sintetizzare in questa tabella le opzioni per usare i canali del Sonoff Dual R3 all’interno di scenari di automazione “standard”:

Evento / Azione	eWeLink	IFTTT	Alexa	Google Home
Accensione Uscita	E/A	E/A	A	A
Spegnimento Uscita	E/A	E/A	A	A
Inversione Uscita	A	–	–	–
Apertura tapparella	E/A	–	–	–
Chiusura tapparella	E/A	–	–	–
Apertura in %	E/A	–	A	–

Dove E = Evento ed A = Azione. IFTTT e Google Home riconoscono comunque il Sonoff Dual R3 per le scene come una interruttore 2 canali. Il dispositivo in modalità misuratore non è disponibile all’interno delle scene.

Auspico che il supporto per la gestione tapparelle si estenda ulteriormente.

Sonoff Dual R3 e Home Assistant

Questo dispositivo è sicuramente perfettamente confrontabile al popolare Shelly 2.5 e permette una gestione completa delle tapparelle anche nell’ecosistema eWeLink. La sua unica pecca è il non essere stato miniaturizzato come si sarebbe potuto fare meglio.