Li abbiamo conosciuti singolarmente...ci sono risultati tutti simpatici...ma il meglio lo danno quando decidono di lavorare in TEAM...

I nostri nuovi amici MQTT e SONOFF, se decidono di collaborare, possono fare tante cose utili e belle...proviamo a sfruttarli a nostro uso e consumo...iniziando da un semplice obiettivo: accendere una luce in giardino.

Beh, direte voi...che ci vuole...basta premere un pulsante...già, come darvi torto!!! A me però (da buon ingegnere e soprattutto informatico) piacciono molto i pulsanti "virtuali"...e soprattutto mi piace averli sempre con me ovunque io sia...E allora, con l'aiuto della tecnologia, cercherò di rendermi felice...😎

Pensieri vari

Allora, ragioniamo...

abbiamo a disposizione il SONOFF con firmware TASMOTA, uno switch wifi che abbiamo visto ci permette facilmente l'accensione / spegnimento di un carico tramite rete locale...

conosciamo un protocollo di comunicazione, MQTT, molto leggero, utilizzabile facilmente in ambito IoT

Bene, sono due cose che ci possono sicuramente servire per raggiungere il nostro obiettivo...l'unico sforzo che dobbiamo fare è farli lavorare insieme...Come spesso accade in ambito tecnologico ed informatico, per raggiungere un obiettivo esistono diverse strade...non ne esiste una giusta o una sbagliata...ma in base alle proprie conoscenze, alla voglia di sperimentare, a cosa si legge in giro e alle esperienze di altri, se ne sceglie una piuttosto che un'altra...

La mia esperienza in ambito IoT è poca, ma quello che ho letto relativamente a MQTT mi ha fatto venire appetito...argomenti interessanti da approfondire...e allora quale miglior approfondimento della sperimentazione???

Al lavoro

Il nostro lampione in giardino è già cablato e collegato ad un interruttore a parete (classico bticino)...perfettamente funzionante...prima cosa da tenere in considerazione è non perdere questa funzionalità...cioè, permettere l'accensione anche tramite pulsante/interruttore standard...altrimenti chi la sente la moglie????
Il SONOFF ha un pulsante fisico che permette di attivare / disattivare il relè...però non è facilmente accessibile, perchè finirà in una scatola di derivazione, non sarà a vista...e allora...per risolvere il problema possiamo comandare il pulsante fisico tramite pulsante a muro...basta saldare due fili di comando al pulsante presente nel SONOFF e collegarli al nostro pulsante...
sulla schedina del SONOFF intercettiamo i contatti del pulsante e saldiamo i due fili (operazione abbastanza facile anche per uno non molto abile a saldare come il sottoscritto...)

Questi due fili dovranno essere collegati al pulsante di comando a muro...in questo modo ogni "click" del pulsante invertirà lo stato del relè...e il gioco è fatto.

Piccola modifica al case del SONOFF per far uscire i cavetti (un bel buchetto sul lato)...

Bene, primo problema risolto...la moglie è tranquilla (e anche io sono più tranquillo perchè in caso di malfunzionamento della mia rete locale, ho la possibilità di comandare comunque il sonoff direttamente)...andiamo avanti...

Colleghiamo l'ingresso del SONOFF alla 220v e l'uscita ai cavi che vanno al lampione...infiliamo poi il SONOFF nella scatola di derivazione e chiudiamo il tutto...tanto tutto il resto sarà da fare tramite rete...fisicamente il SONOFF è a posto (naturalmente prima di chiudere tutto meglio controllare che il SONOFF si accenda e che sia raggiungibile in rete...)!!!

MQTT

Siccome ho deciso di utilizzare il protocollo MQTT per gestire la comunicazione con il dispositivo, ho bisogno di avere un servizio di Broker MQTT in rete...allora utilizzo il famoso mosquitto, installato sul Raspberry PI 3. Giusto per scrupolo configuro l'accesso al broker tramite username e password (consigliabile ma non necessario perchè siamo in rete locale non esposta ad internet...altrimenti l'autenticazione sarebbe necessaria...anche se è sconsigliabile usare un broker MQTT direttamente su internet per gestire la propria casa...vabbè...insomma...mi avete capito no??)

A questo punto devo decidere la base del topic MQTT (vi ricordate???) con cui lavorerà il SONOFF.
Decido di usare questo (scelta prettamente personale...): tasmota/garden/light/sonoffbasic01. Ho seguito una sorta di codifica inserendo la tipologia di software (tasmota), la posizione (garden), cosa comanda (light) e un identificativo univoco del dispositivo (sonoffbasic01). Ripeto, è una scelta personale...volendo si potrebbe anche scegliere 1/2/3, ma come avevamo detto in un post precedente, è meglio mettere un topic parlante, in modo che si capisca per cosa è utilizzato...la cosa invece obbligatoria è che sia univoco tra tutti i dispositivi...

Configurazione del SONOFF

Configuro quindi il SONOFF per l'utilizzo di MQTT, accedendo all'interfaccia grafica di configurazione del firmware TASMOTA che già conosciamo

ma questa volta accediamo alla sezione Configuration => Configure MQTT



Inserisco le informazioni del broker MQTT nei campi Host (indirizzo ip o nome server) e Port (1833 è la porta di default del broker MQTT).
Nel campo Client ID inserisco un identificativo con il quale il dispositivo si presenterà al broker MQTT.
I campi User e Password sono relativi all'autenticazione MQTT della quale abbiamo parlato prima.
I campi Topic e Full Topic sono il cuore della configurazione MQTT. Nella pagina del wiki di TASMOTA trovate i dettagli https://github.com/arendst/Sonoff-Tasmota/wiki/MQTT-Features#mqtt-topic-definition

• Topic: identificazione del dispositivo; normalmente fa parte del Full Topic MQTT. Importante: dev'essere univoco nel nostro sistema.
• Full Topic: è il topic MQTT completo utilizzato dal dispositivo
  Se guardate bene, nel Full Topic si possono inserire delle "variabili", racchiuse nei caratteri % e che nel nostro caso sono %topic% e %prefix%.
  Al posto di %topic% TASMOTA andrà ad inserire il contenuto del campo Topic (vedi sopra) in quasi tutte le situazioni. In altri casi assumerà un valore diverso...bisogna leggere la documentazione per capirne qualcosa in più. A noi interessa solo che è un modo per caratterizzare il topic come relativo al nostro dispositivo.
  Con %prefix% invece si identifica il tipo di messaggio; qui TASMOTA può inserire il valore di 3 variabili di sistema chiamate Prefix1, Prefix2 e Prefix3, che normalmente sono configurate come sotto indicato:
  -- Prefix1 = cmnd, per i messaggi di comando
  -- Prefix2 = stat, per i messaggi di stato del dispositivo
  -- Prefix3 = tele, per i messaggi di telemetria del dispositivo

Come detto prima, i valori che vado ad inserire per la gestione del topic sono:
Topic = sonoffbasic01
Full Topic = tasmota/garden/light/%topic%/%prefix%/
A questo punto non mi rimane altro che abilitare la messaggistica MQTT sul SONOFF andando a settare il flag MQTT enable nella pagina Configure Other del menù Configuration

La configurazione del SONOFF dovrebbe quindi essere completa. Adesso testiamo che tutto funzioni e quali sono i messaggi MQTT che transitano da e verso il broker.

La prova del nove

Utilizzando sempre l'interfaccia web del SONOFF, accediamo alla voce di menù CONSOLE, che ci permette di vedere cosa invia e riceve il SONOFF

La prima cosa che si vede sono i messaggi di stato del dispositivo (chiamati telemetria), inviati dal SONOFF con topic tasmota/garden/light/sonoffbasic01/tele/STATE. Il relativo contenuto è un messaggio JSON (per chi non lo sapesse JSON è una notazione per inviare messaggi strutturati sottoforma di semplice stringa di testo) che contiene diverse informazioni...in particolare a noi interessa principalmente la variabile POWER, che contiene lo stato attuale del relè

Nelle righe evidenziate sotto in giallo, si può notare la sequenza di messaggi MQTT scambiati durante la pressione del pulsante fisico:

Alla prima pressione, si attiva il relè e viene inviato un messaggio con topic tasmota/garden/light/sonoffbasic01/stat/RESULT, contenente il valore POWER: ON. Questo è la conferma che il dispositivo ha capito il comando. Quindi il relè si attiva tramite il messaggio con topic tasmota/garden/light/sonoffbasic01/stat/POWER con valore ON.
Il relè è attivo e il lampione è acceso.

Nei dati successivi di telemetria si vede che la variabile POWER ha il valore ON

Alla seconda pressione del pulsante, viene disattivato il relè vengono inviati i messaggi tasmota/garden/light/sonoffbasic01/stat/RESULT {POWER: OFF} e tasmota/garden/light/sonoffbasic01/stat/POWER OFF. Il lampione si è spento.

Se utilizziamo il pulsante TOGGLE presente sull'interfaccia web del SONOFF otteniamo lo stesso comportamento...la cosa è interessante...con un pulsante fisico riusciamo a fare quello che si può fare con un click su una pagina web...e viceversa...abbiamo virtualizzato un pulsante fisico...very powerful

Tramite la console web è anche possibile inviare direttamente dei comandi...scrivendo POWER ON nella casella di testo ad esempio attiviamo il relè, viceversa lo disattiviamo scrivendo POWER OFF



Un'altra cosa da notare e che risulta essere molto interessante è che il SONOFF cambia il proprio stato nel messaggio di telemetria anche se il suo relè viene attivato / disattivato da dispositivi esterni...
Ad esempio, simuliamo che il nostro PC sia un altro dispositivo nel nostro sistema di Home Automation...tramite un software client MQTT (ad esempio io uso MQTT-SPY) invio il messaggio ON con topic tasmota/garden/light/sonoffbasic01/cmnd/POWER...il SONOFF si accende e invia la variazione di stato...
Questo ci fa capire la potenza del sistema...qualunque oggetto in grado di comunicare via MQTT è in grado di comandare il SONOFF!!!
Ecco un video relativo alle prove di accensione del lampione tramite MQTT

Conclusione

Siamo arrivati al punto che il nostro SONOFF è integrato nell'impianto, connesso in rete e gestibile tramite MQTT. Nel prossimo step andremo ad integrarlo in OpenHAB per poterlo comandare tramite l'applicazione nativa su smartphone / tablet e/o tramite interfaccia web BASICUI e/o tramite pannello ottimizzato per tablet HABPanel.

Un mattoncino in più nel nostro sistema di Home Automation

[Tutte le immagini sono dell'autore]