Automatizzare l'apertura del garage con Shelly - Di nuovo!

Qualche tempo fa ho pubblicato un post dove presentavo un piccolo progetto per automatizzare attraverso uno Shelly 1 l'apertura del sezionale del mio garage.

Sotto quel post ci sono stati molti commenti interessanti, tra questi alcuni mi facevano notare come la scheda che pilota il motore del mio sezionale sia dotata anche di una uscita a 24Volts AC, perfettamente in grado di alimentare lo Shelly 1 e quindi avrei potuto tranquillamente eliminare l'alimentatore switching riducendo la complessità del sistema. Un ottimo suggerimento (grazie Ste, Marco, Vix, ecc.)!

Mi sono quindi proposto di seguirlo al più presto e... sono passati 3 anni!

Nel frattempo sono usciti dei nuovi dispositivi Shelly molto interessanti, gli Shelly Plus Uni, e mi è venuto voglia di provarne uno. Ho quindi pensato di riproporre il progetto dell'apertura del garage usando questo tipo di dispositivo, e con qualche feature in più.

Prima di iniziare però, ecco il solito disclaimer: Shelly è una linea di dispositivi per la domotica che a me piacciono molto. Mi pare opportuno chiarire che tutte le opinioni che esprimo qui sono strettamente personali e non sono in nessun modo influenzate da considerazioni economiche di alcun tipo: non sono un rivenditore Shelly e non mi pagano per fare pubblicità.

Lo Shelly Plus Uni

Shelly Plus Uni è un modulo di automazione domestica altamente versatile, progettato per l'integrazione con una vasta gamma di apparecchiature e sensori. E' dotato di connettività Wi-Fi, supporta diversi protocolli di comunicazione e si integra facilmente con piattaforme di domotica come Amazon Alexa, Google Home e Home Assistant.

Una delle cose che mi piacciono di più dei dispositivi Shelly è che possono essere utilizzati sia attraverso il loro cloud e la loro App, sia con applicazioni open source come Home Assistant o Domoticz, sganciandosi totalmente dal loro cloud. Infine hanno anche essere utilizzati in una modalità ibrida nella quale, pur continuando a lavorare con il loro cloud, possono essere monitorati e comandati direttamente grazie ad uno strato di API che ognuno di questi dispositivi espone. Quest'ultima particolarità non sarà utilizzata in questo progetto ma mi riservo magari di approfondirla in seguito.

Lo Shelly Plus UNI è un dispositivo un po' particolare nella linea Shelly infatti nasce per essere alimentato a basso voltaggio: 5v CC stabilizzati oppure da 12V a 36V CC, o anche da 12V a 24V in AC, e anche i due relè allo stato solido che equipaggia non sono adatti a carichi con voltaggio di rete, ma possono funzionare solo a bassa tensione.

Inoltre, al contrario di tutti i consueti dispositivi Shelly, viene venduto "nudo", ossia non ha un suo guscio plastico protettivo.

Il dispositivo si presenta come nella foto qui sotto.

Come si può notare dall'immagine, lo UNI ha da una parte un pettine con 10 connessioni più due relè allo stato solido che chiudono due contatti puliti sul lato opposto.

Sulla scatola dello Shelly Plus Uni sono riportati tutti i contatti disponibili sul pettine. Analizziamoli uno per uno:

• VAC 1: Ingresso per alimentazione da 12 a 36 V in continua o da 12 a 24 V in alternata
• VAC 2: Ingresso da usare in coppia con VAC 1 per alimentazione AC o DC
• Analog IN: Ingresso analogico (ad esempio per misurare un voltaggio)
• Sensor VCC: Alimentazione per un sensore esterno (es. sonda temperatura digitale)
• DATA: ingresso dati per un sensore esterno digitale
• +5VDC: Ingresso per eventuale alimentazione stabilizzata a 5V CC
• GND: Massa
• Count IN: Ingresso per contatore di impulsi
• IN 1: Ingresso digitale 1
• IN 2: Ingresso digitale 2

Riporto qui sotto l'immagine di esempio su come sono utilizzabili gli ingressi che troviamo nel succinto (ma molto chiaro) manuale:

Vista l'ampia dotazione di ingressi di cui è provvisto questo Shelly, ho pensato di replicare tutte le funzionalità del vecchio progetto, e quindi la possibilità di pilotare apertura e chiusura del sezionale del mio garage, più avere una segnalazione sullo stato del sezionale (aperto/chiuso) attraverso un sensore reed, e oltre a questo ho deciso di aggiungere una sonda temperatura DS18B20 per monitorare la temperatura esterna. E ovviamente l'altra feature implementabile con questo oggetto è la possibilità di prendere l'alimentazione direttamente dalla scheda elettronica del sezionale.

La sonda temperatura DS18B20

La sonda DS18B20 è una sonda temperatura digitale, particolarmente comoda da usare. Viene distribuita in diversi formati. Quello che ho scelto prevedo un cavo lungo circa un metro e il terminale con il sensore è racchiuso in un contenitore metallico sigillato, adatto quindi ad essere posizionato all'aperto o anche ad esempio in un liquido.

Il cavo di questa sonda ha 3 conduttori, uno rosso e uno nero per l'alimentazione a 3,3V o 5V CC e uno giallo per il trasporto dei dati. Lo Shelly Plus UNI è anche in grado di leggere i dati da più sonde contemporaneamente collegate in parallelo che riesce a distinguere grazie ad un indirizzamento interno automatico. 

Il Progetto

Come ho già accennato ho voluto riprodurre le stesse funzionalità del progetto originale che prevedeva:

• un sensore reed con calamita per tracciare lo stato aperto/chiuso del sezionale
• un contatto "pulito" con relè normalmente aperto che simuli la chiusura di un pulsante di comando esterno del sezionale
• A questi due elementi ho aggiunto il sensore temperatura per la rilevazione della temperatura esterna

Per quanto riguarda i dettagli di come ho collegato il sensore reed vi invito a dare un'occhiata al  progetto originale dove ho fornito tutti i dettagli necessari. 

In questo nuovo progetto i collegamenti tra i vari componenti che servono sono i seguenti:

• VAC1 (1) e VAC2 (2) vanno collegati all'uscita a 24 della scheda di controllo del sezionale (vedremo i dettagli nel prossimo paragrafo) 
• I pin Sensor VCC (4), DATA (5) e GND (7) vanno collegati alla sonda temperatura DS18B20.
• I pin GND (7) e IN1 (9) vanno collegati al sensore reed che determina se il sezionale è aperto o chiuso
• Infine i due contatti di OUT1 vanno collegati sulla scheda del sezionale al posto (o in parallelo) del pulsante di apertura esterno.  

Nella seguente immagine trovate uno schema dei collegamenti.

I Collegamenti

Come ho scritto all'inizio, la scheda del mio sezionale Ballan prevede un'uscita a 24VDC max 0,1A per l'alimentazione di eventuali fotocellule, che nella mia installazione non sono utilizzate. Questa uscita è perfetta per pilotare Shelly Plus UNI che ha un assorbimento massimo inferiore al Watt.

Nel caso specifico ho collegato i morsetti 9 e 10 della scheda Ballan agli ingressi VAC1 e VAC2 dello Shelly in modo da fornirgli l'adeguata alimentazione.

Per quanto riguarda invece l'uscita OUT1 l'ho collegata ai morsetti 5 e 6 simulando il "pulsante a muro".

Questi dettagli ovviamente dipendono dalla scheda specifica del sezionale / cancello che si va a collegare e occorre verificarli nella manualistica in dotazione.

Ovviamente in caso di incertezza il mio consiglio è quello di NON FARE NIENTE e chiamare un tecnico esperto, Meglio non correre il rischio di danneggiare il vostro apparato, o peggio di rischiare di rimanere folgorati!

Dopo aver ricollegato il reed come descritto nel progetto originale, ho provveduto a portare fuori la sonda temperatura scavando un piccolo foro nel lato alto del muro dove poggia il sezionale. Attualmente la sonda è fissata in modo provvisorio da una fascetta autobloccante avvitata al muro, ma prevedo di darle una sistemazione più definitiva non appena riuscirò a trovare un contenitore plastico adeguato. 

In ogni caso la sonda è in un punto perennemente ombreggiato, a circa due metri e venti dal suolo e non tocca fisicamente il muro, pertanto le misure di temperatura dovrebbero essere abbastanza veritiere.

La configurazione sull'App Shelly

Lo Shelly Plus UNI si aggiunge ai device pilotabili dall'App Shelly esattamente come ogni altro dispositivo della medesima linea. In pratica basta accenderlo e attivare il wizard di aggiunta del nuovo dispositivo sulla App: seguendo il percorso guidato non dovrebbero presentarsi complicazioni.

Attenzione però che alla fine del processo di enrolling dello Shelly UNI ci attende una sorpresa: infatti troveremo sempre per ogni Shelly Plus UNI due diversi dispositivi che lo rappresentano. Questo accade perché lo Shelly Plus UNI è dotato di due relè pilotabili e quindi vengono visti separatamente sull'App in modo da poterli controllare in maniera indipendente.

L'ho già scritto prima ma è meglio ripeterlo: questi relè sono a stato solido e non sono adatti per pilotare carichi di rete, quindi sono utilizzabile solo in bassa tensione (max 30V 250mA).

Nel mio caso, avendo bisogno di un solo relè ho deciso di configurare il primo dispositivo per controllare l'apertura del sezionale e per tracciarne lo stato aperto/chiuso con il sensore reed, e il secondo dispositivo come solo sensore di temperatura.

Ho quindi rinominato il primo dispositivo nell'app Shelly come "Sezionale garage" e l'ho assegnato alla stanza "Garage", poi ho creato una nuova stanza "Giardino" alla quale ho assegnato il solo sensore "Temperatura esterna".

Un'altra differenza che troviamo nello Shelly Plus UNI rispetto ad esempio ad uno Shelly 1, è che non c'è un collegamento automatico tra gli ingressi digitali e il relè. In pratica quindi i due relè agiscono già indipendentemente rispetto ai segnali di ingresso e non c'è quindi bisogno, come avevamo visto nel progetto originale, di impostare i relè in modalità "detached".

Ho impostato invece la prima uscita come interruttore ON/OFF e ho impostato un timer automatico che quando l'interruttore è ON, dopo 2 secondi viene messo ad OFF automaticamente,  simulando quindi la pressione "momentanea" su un pulsante di comando di apertura del sezionale.

In questo modo ogni volta che si comanda il relè via Shelly, di fatto si invia un impulso alla scheda di controllo del sezionale come se si fosse premuto un pulsante esterno. L'effetto sulla scheda del mio sezionale è quello di pilotare in sequenza: apertura, stop, chiusura o di nuovo stop del sezionale stesso.

Per quanto riguarda la visualizzazione dello stato di apertura o chiusura del sezionale, occorre considerare in primo luogo che i due ingressi analogici di cui lo Shelly UNI è dotato, vengono automaticamente configurati il primo sul primo dispositivo Shelly che appare nell'App, lo stesso in cui appare anche l'uscita OUT1 del primo relè, e il secondo ovviamente va sull'altro dispositivo. Inoltre se abbiamo bisogno di usare uno di questi ingressi dobbiamo configurarlo con due passaggi: prima occorre abilitarlo dalle impostazioni del dispositivo e poi occorre renderlo visibile dalle impostazione dell'applicazione, come mostrato nell'immagine qui sotto.

In questo modo il risultato finale sarà quello di vedere dentro il bottone di attivazione del sezionale nell'App Shelly una riga verde se il sezionale è chiuso o rossa se è aperto. Ad esempio nell'immagine sottostante vediamo visualizzato lo stato di chiusura del sezionale.

Non resta quindi che configurare la visualizzazione della temperatura esterna. Come detto, ho creato una nuova stanza chiamata "Giardino" e ci ho spostato dentro il secondo dispositivo che rappresenta lo Shelly Plus UNI nell'App shelly, rinominandolo "Tempertura esterna".

Successivamente entrando nella sezione "Periferiche" della configurazione occorre aggiungere una sonda DS18B20 in modo che lo Shelly UNI sappia che ce n'è una collegata.

Poi occorre seguire il wizard di aggiunta verificando di selezionare il tipo di sonda temperatura corretto, nel mio caso DS18B20.

Una volta inserita la sonda temperatura, è possibile modificare il layout del widget "Temperatura esterna" facendo in modo di visualizzare solo la rilevazione della temperatura, senza il bottone per attivare l'uscita OUT2 che non stiamo usando.Per farlo occorre andare nelle Impostazioni del dispositivo e accedere alla personalizzazione della scheda del dispositivo.

Qui selezioniamo le opzioni per visualizzare solo il sensore.

L'effetto finale sarà quello di avere un widget che visualizza solo la temperatura come se fosse uno Shelly H&T. Nel mio caso, avendo in home page dell'app Shelly una serie di sensori di temperatura, ho aggiunto anche questo per avere sempre sott'occhio la situazione.

Situazione che oggi, 13 Agosto, potrei definire decisamente bollente visto che il termometro esterno tocca i 41 gradi Celsius!

Conclusioni

Dopo 3 anni dal precedente "esperimento", ho (ri)domotizzato l'apertura del sezionale del garage con gli strumenti Shelly migliorando un po' il progetto originale. L'utilizzo di uno Shelly Plus UNI mi ha permesso in primo luogo di alimentare il tutto direttamente dalla scheda di controllo del sezionale inoltre, funzionando questo dispositivo solo a basso voltaggio, non ho avuto problemi nell'integrare il sensore reed per tracciare lo stato del sezionale stesso. Infine, grazie all'ingresso per sonde temperatura digitali, ho aggiunto alla mia domotica anche la funzionalità di monitoraggio della temperatura esterna.

La spesa totale per tutto questo è inferiore ai 30 euro, la maggior parte servono per acquistare lo Shelly UNI (il mio l'ho preso su Amazon per circa 17 euro), e gli altri per prendere il sensore reed e la sonda temperatura dai soliti siti cinesi (tipo Aliexpress). Nel mio caso specifico io avevo già entrambi quindi non ho dovuto nemmeno attendere i tempi di consegna.

Oltretutto ho avuto l'occasione di provare lo Shelly Plus UNI che offre anche la possibilità di interfacciare diversi ingressi analogici e digitali, e che magari potrà essermi utile per qualche altro progetto futuro.

Mi ritengo quindi molto soddisfatto e, viste le temperature di oltre 40 gradi, chiudo il PC, vi saluto e cerco un modo per rinfrescarmi un po'! :-)