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Scaldabagno elettrico: come renderlo smart e risparmiare sull'energia elettrica

Come ridurre di oltre il 30% il consumo dello scaldabagno elettrico installando un dispositivo "intelligente" comandabile da remoto tramite una app. Tutti i consigli per l'upgrading del tradizionale elettrodomestico

L’IoT può fattivamente contribuire al risparmio energetico (che è anche economico), favorendo la causa ambientale nell’abbattimento delle emissioni di CO2. Uno degli elettrodomestici più diffusi ed “energivori” presenti nelle case è lo scaldabagno elettrico: vediamo come, grazie alla tecnologia, sia possibile comandarlo da remoto in modo intelligente, riducendone così drasticamente i consumi.

Prima di iniziare la trattazione, è bene tenere a mente quanto segue:

  • qualsiasi eventuale modifica agli impianti domestici deve essere progettata e realizzata solo da personale qualificato, altrimenti la si esegue a proprio rischio e pericolo sotto la propria personale responsabilità
  • qualsiasi modifica effettuata in proprio agli impianti domestici e/o a un dispositivo elettrico, ne fa decadere garanzia, omologazioni e certificazioni di qualità, con tutto quello che questo comporta

IoT, parola chiave che rende i dispositivi “intelligenti”

Girando per i mercatini dell’usato ci si può imbattere in dispositivi IoT (Internet Of Things) che possono fare sicuramente al caso nostro, risolvendo brillantemente il problema della centralina inutile dello scaldabagno.

Con una cifra davvero irrisoria (circa 8 euro) si può acquistare un prodotto (marchiato Sonoff) che, applicato allo scaldabagno stupido, lo trasforma in un elettrodomestico evoluto e quindi smart.

In che senso? Ipotizziamo che per fare una doccia sia necessario tenere acceso lo scaldabagno per almeno mezz’ora. Significa che se volessimo trovare l’acqua calda mezz’ora prima dell’orario previsto per lavarci, dovremmo preventivamente ricordarci di programmare il temporizzatore: ma, una volta fatto, se ci trovassimo fuori casa e decidessimo di rientrare prima (o se facessimo più tardi del solito), e l’orario impostato in precedenza non coincidesse con il nostro rientro (o il nostro ritardo)?

In questo caso non potremmo accendere l’apparecchio finché non fossimo tornati a casa, dovendo poi necessariamente attendere, inutilmente, che l’acqua si riscaldi e arrivi alla giusta temperatura.

Invece, collegando allo scaldabagno un dispositivo IoT (come il Sonoff) si può non solo temporizzare l’accensione (o controllarla da remoto con lo smartphone), ma anche mettere in pratica automatismi più complessi: ad esempio potremmo decidere di accendere il boiler a un certo orario, ma solo se c’è qualcuno in casa, oppure in base a eventi geografici e/o climatici. Addirittura, volendo, anche dando dei semplici comandi vocali, come questo: ”Accendi lo scaldabagno quando sono a 1 chilometro da casa, ma solo se la temperatura esterna è inferiore a 25 gradi“.

Grazie ai dispositivi IoT è possibile rendere smart qualsiasi elettrodomestico, dalla lampadina all’impianto HiFi, dalle tapparelle alla macchina per il caffè: progettando con attenzione tutto l’impianto, in prospettiva è possibile ottenere una casa domotica di tutto rispetto, con cui interagire semplicemente parlando con la nostra voce.

Come è fatto uno scaldabagno elettrico “non intelligente”

Uno scaldabagno elettrico è un elettrodomestico stupido, composto essenzialmente da un serbatoio d’acqua, un termostato e un elemento riscaldatore (resistenza elettrica). Il suo compito è solo quello di scaldare l’acqua e di mantenerla, grazie al termostato, alla giusta temperatura, in modo da trovarla calda quando ci serve e poterla usare, per esempio, per fare la doccia.

Purtroppo l’efficienza energetica di uno scaldabagno elettrico è davvero bassa, in quanto la maggior parte dell’energia impiegata serve per riscaldare l’acqua, anche quando in realtà non ne abbiamo bisogno, perché magari siamo fuori casa. È per questo che l’accensione continua 24 ore su 24 e 7 giorni su 7 è estremamente dispendiosa in termini di costi.

Quindi, per evitare di consumare inutilmente corrente elettrica, spendere invano i soldi e produrre inopportunamente CO2, una soluzione potrebbe essere quella di applicare un temporizzatore, da regolare in modo da far accendere l’apparecchio solo in certi momenti specifici del giorno nella settimana.

In commercio si trovano scaldabagni moderni provvisti all’origine di un termostato comandato da una centralina elettronica (come quello nell’immagine sotto), anche abbastanza evoluta ma con un grave difetto: quando, per qualche motivo, viene a mancare la corrente, tutte le regolazioni settate in precedenza vengono perse inesorabilmente, rendendo del tutto inutile la presenza di tale centralina.

 

Come rendere intelligente uno scaldabagno elettrico

La prima cosa che dobbiamo fare per attuare il nostro esperimento è procurarci un dispositivo IoT adatto: quello a cui dobbiamo fare assolutamente attenzione però, per non rischiare di fare danni, visto che di mezzo c’è la corrente elettrica, è la potenza in gioco.

L’unità di misura della potenza è il Watt, che si abbrevia con W. Cerchiamo quindi nella targhetta presente sullo scaldabagno, il numero corrispondente alla potenza, che nel nostro caso è di circa 1.200 W (Watt).

 

Perché è importante questo valore? Perché ci permette di scegliere, fra quelli disponibili, il dispositivo IoT che può essere impiegato, in grado di lavorare correttamente, senza pericolo di malfunzionamenti e bruciature: il valore della potenza supportata dallo strumento IoT acquistato deve essere maggiore del valore della potenza utilizzata dell’apparecchio che andremo a collegare.

Per il nostro upgrading utilizziamo il Sonoff Pow R2 che, oltre a supportare un carico massimo di 3.500 W (quindi maggiore rispetto a 1.200 W), offre anche le seguenti caratteristiche utili:

– supporto app

Acquistando il dispositivo, per comandare gli apparecchi collegati è possibile utilizzare un’applicazione gratuita, disponibile sia per iOS che per Android: eWeLink.

Interessante il fatto che, volendo, è possibile utilizzare l’App anche con prodotti diversi da Sonoff.

– compatibilità

Il dispositivo funziona perfettamente con i maggiori assistenti vocali e servizi Web come:

  • Amazon Alexa
  • Assistente Google
  • IFTTT
  • Google Nest

– condivisione

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è possibile condividere il dispositivo con qualcuno a cui dare le autorizzazioni per accedere e modificare i timer

– accesso remoto

Dovunque ci troviamo possiamo tranquillamente accendere e spegnere i dispositivi elettronici collegati

monitoraggio dell’energia in tempo reale

Possiamo tenere traccia in tempo reale della potenza, della corrente e della tensione utilizzati dagli apparecchi collegati

consumo energetico storico

Abbiamo la possibilità di memorizzare i dati sull’utilizzo di energia, stabilendo un periodo di inizio e uno di fine. Inoltre è possibile visualizzare la situazione dei kWh utilizzati su base giornaliera / mensile su un periodo di 100 giorni e visualizzare il costo totale in euro dell’energia consumata

– protezione da sovraccarico

Possiamo impostare dei valori di soglia di alimentazione, corrente e voltaggio per consentire lo spegnimento automatico in caso vengano superati per qualche motivo: in questo modo si evita che i dispositivi collegati si rompano

– funzione di temporizzazione

Abbiamo a disposizione timer programmabili di accensione e spegnimento automatici. Possiamo decidere di accendere o spegnere in base a un conto alla rovescia programmabile o in base a un timer ciclico (che si ripete).

funzione webcam

Volendo è anche possibile collegare all’App uno smartphone, magari uno di quelli che teniamo in disuso in qualche cassetto, per utilizzarne la camera come fosse una webcam e vedere in questo modo quello che succede nel locale dove è presente il dispositivo.

Queste sono le specifiche di targa del Sonoff POW R2:

  • Campo di tensione: 100-240 V CA.
  • Corrente massima: 15 A
  • Potenza massima: 3.500 W
  • Dimensioni del prodotto: 114 x 52 x 32 mm
  • Frequenza wireless: 802,11 b / g / n
  • Meccanismo di sicurezza: WPA-PSK / WPA2-PSK
  • Materiale della custodia: ABS ignifugo V0
  • Temperatura di funzionamento: 0ºC-40ºC (32 ° F-104 ° F)
  • Umidità operativa: 5% -90% UR, senza condensa
  • Peso: 91 g

Come effettuare i collegamenti elettrici del dispositivo IoT

Prima di poter utilizzare le funzioni fin qui viste è necessario collegare il Sonoff Pow R2 allo scaldabagno, ovviamente a monte dell’ingresso della corrente come in figura:

A questo punto, attivando/disattivando la corrente a monte tramite il Sonoff, si attiverà/disattiverà lo scaldabagno: possiamo anche testare il funzionamento manualmente, pigiando il pulsante bianco posto sul dorso del Sonoff. Se tutto è collegato a dovere, dovremmo vedere lo scaldabagno funzionare e, successivamente, spegnersi.

Questo pulsante è utile anche nel caso in cui non dovesse funzionare la rete WiFi. In questo modo siamo sicuri di poter comunque attivare o disattivare lo scaldabagno senza rischiare di restare senza acqua calda.

Come aggiungere il dispositivo alla app di controllo

Prima di poter inviare i comandi attraverso l’App eWeLink (che avremo già installato sul nostro smartphone/tablet), è necessaria una fase di configurazione per connettere il dispositivo Sonoff alla nostra rete Internet:

  • per prima cosa alimentare il Sonoff. Premere, e tenere premuto, il pulsante posto sul dorso per circa 7 secondi: a questo punto il lampeggio del led cambia, comunicando all’utente l’attivazione della modalità di configurazione
  • dopo aver appurato che lo smartphone (o il tablet) è connesso alla WiFi domestica, aprire l’App eWeLink e cliccare sul simbolo del + in basso al centro e poi sul tasto Quick Pairing
  • attendere e, dopo qualche secondo, nella casella del form che apparirà, inserire il nome e la password della WiFi domestica per fornire accesso al nostro Sonoff
  • l’App cercherà il nostro Sonoff da configurare e quando lo avrà trovato ci chiederà di inserire un nome identificativo (nel nostro caso potremmo chiamarlo scaldabagno)

Terminata la procedura, il Sonoff sarà finalmente azionabile dall’App e a quel punto, sia impostando correttamente i vari timer di accensione e spegnimento, sia controllando l’uso manualmente (solo quando ci serve davvero lo scaldabagno), saremo finalmente in grado di adoperare la giusta quantità di energia, eliminando definitivamente gli sprechi e andando ad abbattere, oltre ai costi, anche le nocive emissioni di CO2: raggiungendo così il nostro obiettivo!

Alcune soluzioni in caso di problemi

Il primo passo nella diagnosi e nella risoluzione del problema nei dispositivi Sonoff che non si connettono, consiste nel verificare il lampeggio del led che indica un’anomalia come nei possibili casi seguenti:

  • Sonoff non si connette al WiFi: un lampeggio veloce ogni 2 secondi
  • Sonoff senza internet o problemi cloud: due lampeggi veloci ogni 2 secondi
  • Sonoff on associato: un lampeggio ogni secondo

Se il vostro dispositivo Sonoff non dovesse connettersi al router WiFi di casa le possibili cause, e le soluzioni, potrebbero essere le seguenti:

  • Banda WiFi: verificate che il WiFi sia a 2,4 GHz (i 5 GHz non sono supportati dai dispositivi Sonoff)
  • Nome o Password WiFi errati: cancellare il dispositivo da eWeLink ed aggiungerlo nuovamente
  • Segnale WiFi debole: avvicinate dispositivo e router oppure dotatevi di un ripetitore WiFi per migliorare la copertura
  • Problemi router WiFi: verificate che la connessione WiFi funzioni correttamente collegandoci ad esempio il PC o lo smartphone
  • Limite connessioni del router WiFi: scollegate qualche dispositivo, sostituite il router oppure dotate di un ripetitore WiFi.

Come aggiungere nuove possibilità al dispositivo IFTTT

Volendo ci si può spingere oltre, utilizzando i servizi messi a disposizione gratuitamente da IFTTT, un acronimo che sta per If This Then That e che significa letteralmente se questo, allora quello, che inteso in senso più ampio, potrebbe tradursi in “se succede questo, allora fai succedere quello”.

 

 

In termini pratici, significa che attraverso un’interfaccia semplicissima possiamo concatenare un dispositivo con una serie di eventi a nostra scelta, in modo tale che se uno degli eventi scelti da noi avviene, allora sarà inviato un comando (sempre scelto da noi) al nostro dispositivo, in modo così da automatizzare le operazioni.

Quanto detto si traduce nel fatto che possiamo, ad esempio, far accendere il nostro scaldabagno quando siamo a 1 chilometri da casa, in modo da trovare al nostro arrivo l’acqua calda alla giusta temperatura.

Si tratta di un servizio fruibile sia come sito web che come applicazione per dispositivi iOS o Android.

Nuovo firmware, nuova vita

È anche possibile installare un firmware alternativo a quello di fabbrica, come il Sonoff-Tasmota, un firmware open source per dispositivi basati su chip ESP8266 quali, ad esempio, proprio quelli della linea Sonoff Smart Home.

Tale firmware sostituisce quello originale introducendo:

  • supporto al protocollo MQTT
  • nuovi timer
  • aggiornamenti OTA (over the air)
  • interfaccia web
  • supporto per controllo seriale
  • HTTP e KNX e molto altro

Il tutto al fine di slegarlo dalla sua iniziale logica operativa e permetterne l’inserimento in ambienti più strutturati, armonici e integrati quali gli hub personali.

Utilizzando questo nuovo firmware al posto di quello originale sarà possibile svincolarsi dall’App e dal Cloud ufficiali, con evidenti benefici in termini di privacy, affidabilità e personalizzazione.

Seconda possibilità: comandare gli elettrodomestici con il dongle

Se non vogliamo mettere mano all’impianto elettrico per comandare un elettrodomestico, come ad esempio un comune condizionatore, possiamo acquistare un cosiddetto dongle e renderlo smart.

Si tratta di un piccolo gadget che, da una parte, è connesso a internet (per ricevere i nostri ordini) e dall’altra, tramite infrarossi, si sostituisce al normale telecomando, trasmettendo da remoto all’apparecchio i comandi inviati da noi.

In sostanza il dongle clona il telecomando originale e, grazie alla connessione WiFi, noi lo possiamo comandare comodamente dallo smartphone, ovunque ci troviamo: in questo modo quindi è possibile controllare da remoto condizionatori o elettrodomestici di qualsiasi marca.

 

Anche in questo caso è possibile sfruttare le potenzialità messe a disposizione dal servizio IFTTT per personalizzare al massimo l’uso dei nostri elettrodomestici.

Un altro modo quindi per limitare la nostra impronta ecologica spendendo, ancora una volta, poche decine di euro.

Regole di cybersicurezza

Dalle statistiche risulta che, di anno in anno, gli attacchi cyber sono in aumento esponenziale, per cui quando si installano in casa apparecchi connessi a Internet è essenziale che il progetto preveda anche uno studio sugli aspetti di sicurezza, in modo da impedire l’accesso di malintenzionati alla rete interna.

Il primo consiglio è quello di impostare tutti i dispositivi IoT in una DMZ (o delimitarized zone): una DMZ può essere configurata sul router. In pratica si tratta di creare una zona (una rete) con un proprio indirizzo Ip che, mediante regole di accesso rigide, delimita l’accesso all’internet pubblico.

La DMZ non rende del tutto sicuri i tuoi dispositivi, potrebbero comunque venire hackerati, ma almeno, se questo dovesse accadere, non riuscirebbero comunque a infettare gli altri dispositivi della tua rete locale.

Il secondo consiglio è quello di utilizzare una VPN (Virtual Private Network): un servizio che cripta il tuo traffico internet e protegge la tua identità online. Essa reindirizza il tuo traffico internet attraverso un server remoto specificamente configurato, nascondendo il tuo indirizzo Ip e criptando tutti i dati che vengono inviati o ricevuti. Per chiunque li intercetti, i dati criptati appariranno come simboli senza senso, impossibili da decifrare. Per ulteriori suggerimenti si rimanda a questo articolo.

Conclusioni

Come abbiamo visto, è possibile ridurre drasticamente la nostra impronta ecologica semplicemente collegando un dispositivo IoT allo scaldabagno di casa (di oltre il 30%, secondo la app pubblicata sotto), così da visualizzare i consumi, rendersi conto della situazione e modificare le impostazioni in modo da farlo accendere con cognizione e abbattere quindi le emissioni di CO2 e la bolletta. Il pianeta ringrazia, e anche il nostro portafogli.

 

 

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