Sonoff Basic R3

Integrantes

Estudante	Matricula	Perfil
Milena Beatriz Aires de Santana Dias	190093625
Luana de Lima Medeiros	190091444
Matheus Moreira Lopes Perillo	190093421
Edson Gomes da Silva Filho	221034982

1. Introdução

O Sonoff Basic R3 é um dispositivo de automação residencial baseado em Internet das Coisas (IoT), desenvolvido pela empresa ITEAD. Lançado como uma evolução da linha Sonoff Basic, o R3 se destaca por oferecer controle remoto de dispositivos elétricos via Wi-Fi, sem a necessidade de hubs adicionais. Equipado com um microcontrolador ESP8285 — uma versão compacta e com memória flash integrada do popular ESP8266 —, o Sonoff Basic R3 permite o acionamento, agendamento e monitoramento de cargas elétricas de até 10A/2200W, diretamente por aplicativos móveis ou assistentes de voz.

Com dimensões compactas (91 mm x 43 mm x 25 mm) e design pensado para fácil instalação, o Sonoff Basic R3 é ideal para projetos de automação de lâmpadas, ventiladores, cafeteiras e outros eletrodomésticos comuns. Sua compatibilidade com plataformas como Amazon Alexa, Google Assistant e IFTTT amplia as possibilidades de integração e automação inteligente no ambiente doméstico ou comercial.

Dentre os diferenciais do dispositivo, destaca-se o suporte ao protocolo DIY Mode, que permite aos usuários desenvolverem firmwares personalizados e integrarem o Sonoff Basic R3 a sistemas locais de automação, como o Home Assistant, sem depender dos servidores proprietários da eWeLink. Essa característica, combinada com seu baixo custo e grande comunidade de desenvolvedores, torna o Sonoff Basic R3 uma escolha popular para projetos educacionais e aplicações práticas no campo dos sistemas embarcados e da automação residencial.

A escolha do Sonoff Basic R3 para este trabalho justifica-se pela sua acessibilidade, versatilidade, ampla documentação e relevância no cenário atual de dispositivos IoT de baixo custo e fácil implementação.

2. Listagem de características

2.1 Unidade de Processamento:

• Microcontrolador (MCU): ESP8285 (baseado no ESP8266)
• Arquitetura: 32 bits, núcleo Tensilica L106
• Fabricante: Espressif Systems
• Frequência de Clock: 80 MHz (pode operar também a 160 MHz)

2.2 Memória:

• RAM (Memória Volátil): < 50 KB
• ROM / Flash (Memória Não-Volátil): 1 MB de memória flash
• Memória EEPROM: Não possui memória EEPROM dedicada; a configuração e os dados são armazenados na memória flash.

2.3 Sistema Operacional:

• Sistema Operacional: Sem sistema operacional (operando com firmware proprietário e open-source, como eWeLink ou Tasmota/ESPHome)

2.4 Sensores e Atuadores:

• Sensores: O dispositivo não possui sensores incorporados.
• Atuadores: Relé interno para controle de dispositivos elétricos (máximo 10A/2200W).
• Conexão com a MCU/MPU: A conexão com o relé é realizada através de pinos GPIO internos.

2.5 nterfaces de Comunicação com Fio:

• Não possui interfaces de comunicação com fio como I2C, SPI ou UART expostos externamente, mas possui pinos internos de UART para programação e regravação do firmware.

2.6 Interfaces de Comunicação sem fio:

• Wi-Fi: 802.11 b/g/n (2,4 GHz)

2. 7 Unidades de Entrada/Saída (I/O):

• GPIO (General Purpose Input/Output): GPIOs disponíveis para customização e programação (não expostos na versão padrão).
• ADC/DAC (Conversor Analógico-Digital e Digital-Analógico): Não possui ADC/DAC embutido.
• PWM (Pulse Width Modulation): Não utiliza PWM nativamente, mas pode ser implementado dependendo do firmware customizado.

2.8 Fonte de Energia e Sistema de Alimentação:

• Tipos: Alimentação via rede elétrica (AC 100-240V, 50/60Hz).
• Gerenciamento de Energia (PMIC): Não possui PMIC dedicado. O gerenciamento de energia é simples e baseado na alimentação da rede elétrica.
• Backup de Energia: Não possui sistema de backup de energia, funcionando apenas enquanto estiver conectado à fonte elétrica.
• Circuitos de Reset: Não há circuitos de reset específicos; o dispositivo reinicia com a perda de energia.
• Supervisores de Energia: Não possui supervisores de energia embutidos. Dependente da integridade da alimentação externa.

2.9 Firmware e Atualizações:

• Firmware: eWeLink (firmware proprietário), mas também é possível usar firmwares personalizados como Tasmota ou ESPHome.
• Atualizações Over-the-Air (OTA): Suporte a atualizações OTA (via servidor de nuvem da eWeLink ou via soluções de firmware aberto).

2.10 Unidade de Proteção e Segurança:

• Criptografia: Criptografia SSL/TLS nas conexões para comunicação segura com a nuvem.
• Hardware Security Module (HSM): Não possui módulo de segurança dedicado.
• Outras Características de Segurança: Suporte a autenticação via aplicativo (eWeLink) e controle de acesso para comandos remotos.

2.11 Armazenamento Externo:

• Não possui armazenamento externo como cartões SD ou NAND flash. Todos os dados são armazenados na memória interna flash.

2.12 Interface com o Usuário (UI):

• Displays: Não possui display integrado.
• Botões e Sensores de Toque: Um botão físico para controle manual do relé e LEDs indicadores de status (ligado/desligado).

3. Artigos acadêmicos relacionados

3.1 Tecnologias

3.1.1 Wifi

Comparative Study on IEEE Standard of Wireless LAN/ Wi-Fi 802.11 a/b/g/n [1]

Resumo: A comunicação sem fio é uma aplicação da ciência e da tecnologia que se tornou vital para a existência moderna. Desde os primeiros rádios e telefones até os dispositivos atuais, como celulares e laptops, o acesso à rede global tornou-se a parte mais essencial e indispensável do nosso estilo de vida. A Rede Local Sem Fio (LAN) é um sistema de transmissão de dados que fornece acesso à rede independente de localização entre dispositivos de computação, usando ondas de rádio em vez de uma infraestrutura de cabos. No empreendimento, as LANs sem fio são frequentemente empregadas como o link final entre a rede cabeada existente e um grupo de computadores clientes, fornecendo a esses usuários acesso sem fio a todos os recursos e serviços da rede corporativa em um prédio ou campus. O 802.11 é uma família de especificações desenvolvida pelo IEEE para WLANs. O padrão IEEE 802.11 suporta transmissão de rádio na banda de 2,4 GHz. Neste artigo, abordamos diferentes padrões de WLAN e seu estudo comparativo com o padrão 802.11 a/b/g/n, o que ajudará usuários, estudantes e pesquisadores de WLAN a selecionar o melhor tipo de padrão de WLAN.

3.1.2 APIs

IoT Based Home Automation System using a REST API Architecture [2]

A Internet das Coisas (IOT) imagina um mundo onde todos os dispositivos, em qualquer lugar, podem ser conectados. Os sistemas de automação residencial estão crescendo rapidamente e se tornando uma necessidade do mundo moderno. Sistemas de automação residencial baseados em IoT estão se tornando cada vez mais importantes, pois aumentam a segurança, o conforto e melhoram a qualidade de vida. Neste artigo, propomos os detalhes de como podemos automatizar eletrodomésticos usando a arquitetura ARDUINO e REST API. O resultado também mostra como o uso da arquitetura ARDUINO e REST API é benéfico para a comunicação cliente/servidor no campo da Internet das Coisas. Neste artigo, a arquitetura REST API é implementada na prática, testada e apresenta os resultados aceitos para o controle de eletrodomésticos. Eletrodomésticos como TV, iluminação, bomba d'água, ventiladores, etc., foram controlados a partir de uma página web criada na plataforma XAMPP do lado do cliente. O objetivo deste estudo é desenvolver um sistema de automação residencial para controlar eletrodomésticos de longa distância usando a Internet das Coisas (IOT).

3.1.3 Microcontrolador

Visão Geral Sobre Microcontroladores e Prototipagem com Arduino [3]

Neste artigo apresentaremos uma visão geral sobre os microcontroladores com ênfase na fabricante ATmel, embarcados nas diversas versões do Arduino, que impulsionou e popularizou a prototipagem e automação para fins acadêmicos, hobby, profissional, dentre outros.

3.1.4 ESP8266

Uso do microcontrolador ESP8266 para automação residencial [4]

Apresenta-se, neste trabalho como implementar um sistema de lâmpadas controladas através do celular, utilizando-se para isso o microcontrolador ESP8266. O objetivo é verificar a possibilidade de realização de projetos de automação residencial com o uso desse controlador para diversos fins. Para tal foi desenvolvido um circuito, um software implementado no ESP8266 e uma página web para interface celular-ESP8266.

3.2 Utilização do Produto

3.2.1 Automação Residencial : Acessibilidade para pessoas com deficiência no ambiente doméstico [5]

RESUMO: O avanço da automação residencial transformou o cotidiano, oferecendo soluções inovadoras para o conforto e a segurança em casa. Com o olhar voltado à acessibilidade, essas tecnologias impactam positivamente a vida de pessoas com deficiência, proporcionando-lhes autonomia e independência no ambiente doméstico. Este artigo analisa como a automação pode eliminar barreiras para pessoas com diferentes tipos de deficiência, abordando as principais tecnologias, os desafios e as possibilidades futuras.

Os autores utilizaram o Sonoff Basic R3 num projeto prático que integra ao Home Assistant (sistema de automação residencial de código aberto) interruptores inteligentes, um Echo Dot, o módulo NodeMCU, ESP8266, além de sensores e atuadores. Juntos, esses dispositivos monitoram e executam tarefas automaticamente, conforme programadas.

Eles adicionam o dispositivo Sonoff Basic R3 ao aplicativo eWeLink para que o dispositivo seja adicionado a rede wi-fi. Depois integraram o Sonoff Basic R3 ao Home Assistant. E por fim, para que seja possível acionar o dispositivo por meio de voz via Alexa ou Google Assistant, é necessário adicionar a skill do Home Assistant em um desses assistentes virtuais.

3.2.2 Sistema de controle de acesso de veículos automatizado para estacionamento (Traduzido digitalmente do Russo via Google Tradutor) - Original: Автоматизированная система управления доступом транспортных средств на парковку [6]

RESUMO: O artigo apresenta a possibilidade de automatizar o acesso de veículos ao estacionamento por meio do reconhecimento de placas de veículos. São apresentados os métodos e abordagens para reconhecimento de placas de veículos, avaliação e comparação de precisão com analogias.

Neste trabalho, os autores utilizam o Sonoff Basic R3 para acionamento da cancela do estacionamento. Após o reconhecimento da placa e verificação de acesso do veículo a área de estacionamento, é necessário enviar um sinal para a cancela, que levantará o braço/haste. Para controlar a haste é necessário fechar/abrir o circuito na cancela. Os autores utilizaram o Sonoff Basic R3 para esta função, como relé WiFi.

3.2.3 Automatização do auditório [7]

RESUMO: A Internet das Coisas (IoT) é compreendida como a capacidade de conectar objetos físicos à Internet. Tais objetos podem agir de maneira automatizada e até mesmo inteligente, tornando assim uma ação mecânica em uma ação automatizada. Dentro de diversas possibilidades de aplicação da IoT encontra-se o cenário da automação Corporativa. Esse tipo de automação tem como característica a utilização de tecnologia para integrar espaços, recursos e dispositivos em uma empresa ou estabelecimento a fim de facilitar tarefas, promover a produtividade e até mesmo economizar energia. O nosso projeto foi desenvolvido em prol da facilitação de tarefas, e neste contexto, temos como propósito trazer a praticidade através da tecnologia para nossa instituição. Portanto, iremos realizar a instalação e aplicação de nosso projeto no auditório daunidade em questão (Etec Jaraguá). Nossa aplicação está voltada para a parte de comando de iluminação por aparelho android, e nesse caso irá ser utilizado um tablet que estará disponível dentro do ambiente para poder ser executado os comandos desejados.

Neste caso, os autores utilizaram um modelo também da Sonoff, mas com relé duplo, que permite o controle de mais um circuito, totalizando 2 circuitos independentes. Eles utilizaram o Sonoff Dual R3, que seria uma versão "duplicada" do Basic R3.

3.2.4 Aplicação de equipamentos de rede na Automação Predial[8]

RESUMO: O objeto deste projeto é a integração de equipamentos e aplicativos que, em conjunto entre si e conectados via Internet, constituem um sistema de automação residencial amplo em possibilidades. É possível, por um comando de voz ao ir dormir, por exemplo, acionar diversas tarefas como desligar todas as lâmpadas da casa, desligar os aparelhos de TV e outros aparelhos eletroeletrônicos e reproduzir som de chuva para o sono. O sistema tem como objetivo a comodidade na execução de tarefas dentro do ambiente doméstico, não somente no acionamento como também no controle dos equipamentos. Os hardwares e softwares estudados e apresentados foram utilizados em conjunto para teste e implementados em um apartamento cujos moradores são: um homem de 25 anos, sua companheira e seu filho de 3 anos de idade. Durante o estudo ideias surgiram para novas possibilidades, que também são discorridas neste projeto. O sistema funciona em harmonia e percebe-se que quanto mais equipamentos são adicionados, maior é a abrangência da automatização.

Neste artigo, é utilizado um dispositivo da marca Sonoff com a mesma função do Sonoff Basic R3, mas não há um detalhamento do modelo. Para fins de aplicação da função do dispositivo, considera-se que o Sonoff Basic R3 poderia ter sido utilizado no projeto.

Utilização: "Para este projeto, o Sonoff foi conectado à luminárias comuns, cafeteira e outros equipamentos e comandado via Google Home. Na utilização da cafeteira, por exemplo, basta deixa-la ligada: por comando de voz aciona-se o Google Home Mini, que por sua vez envia comando para o Sonoff para enfim ativar a cafeteira e realizar a tarefa. O aplicativo Google Home conecta diretamente (por comando de voz) ao aplicativo eWelink, para realizar a interação Sonoff - Google Home Mini.

4. Produtos Relacionados

A seguir, apresentamos uma comparação entre o Sonoff Basic R3 e outros dispositivos similares de automação residencial. Os critérios de comparação envolvem arquitetura do microcontrolador, conectividade, capacidade de carga, suporte a atualizações OTA, integração com assistentes virtuais, compatibilidade com firmwares alternativos, protocolo de comunicação e dimensões físicas.

Referências

[1] BHOYAR, Rahul; GHONGE, Mangesh; GUPTA, Suraj. Comparative Study on IEEE Standard of Wireless LAN/Wi-Fi 802.11 a/b/g/n. International Journal of Advanced Research in Electronics and Communication Engineering (IJARECE), v. 2, n. 7, p. 687-691, 2013. Disponível em: http://e2e.ti.com/cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/968/01.-Paper_2D00_WiFi-Standards_2D00_2013.pdf. Acesso em: 29 abr. 2025

[2] Oo, Z. L., Laı, T. W., & Moe, A. (2022). IoT Based Home Automation System using a REST API Architecture. European Journal of Technique (EJT), 12(2), 123-128. https://doi.org/10.36222/ejt.1018131

[3] OLIVEIRA, Ricardo Rodrigues. Uso do microcontrolador ESP8266 para automação residencial. 2017. Disponível em: http://hdl.handle.net/11422/18188. Acesso em : 29 abr. 2025.

[4] DA SILVA, Rogério Oliveira; ARAUJO, Warley Monteiro; CAVALCANTE, Maxwell Machado. Visão Geral Sobre Microcontroladores e Prototipagem com Arduino. TECNOLOGIAS EM PROJEÇÃO, [S. l.], v. 10, n. 1, p. 36–46, 2019. Disponível em: https://projecaociencia.com.br/index.php/Projecao4/article/view/1357. Acesso em: 29 abr. 2025.

[5] MONTEIRO, Samuel Davi Gonçalves; MELO, Wendrio Frazão; LIMA, Kauã de Oliveira; FERREIRA, Erick Mendes; MARQUES, Gustavo Campos; SERRA, Felipe Moraes; QUEIROZ, Jonathan Araujo. AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL: ACESSIBILIDADE PARA PESSOAS COM DEFICIÊNCIA NO AMBIENTE DOMÉSTICO. Revista Ibero-Americana de Humanidades, Ciências e Educação, [S. l.], v. 10, n. 11, p. 6377–6386, 2024. DOI: 10.51891/rease.v10i11.16990. Disponível em: https://periodicorease.pro.br/rease/article/view/16990. Acesso em: 29 abr. 2025.

[6] ZITZER, Dmitriy Tradução: Sistema automatizado de controle de acesso ao veículo para estacionamento / D. K. A. Zitzer (em inglês) Eu. Khatamov. — Texto: eletrônico // Matemática e modelagem de informação: materiais da Conferência de Jovens Cientistas de Toda a Rússia (Tyumen, 18 a 20 de maio de 2023) / Ministério da Ciência e Ensino Superior da Federação Russa, Universidade Estatal de Tyumen, Instituto de Matemática e Ciência da Computação ; Conselho Editorial : E. P. Viúva [ec.]. — Tyumen : Tyumen State University-Press, 2023. — Vol. 21. – S. 723–743. Disponível em: https://elib.utmn.ru/jspui/handle/ru-tsu/29012. Acesso em: 28 abr. 2025.

[7] BUZETTO, Leandro Rodrigues da Silva; GOULARTE, Raphael Nascimento; NASCIMENTO, Rafael Negrão do; MAROSCHI, Ronaldo Luiz; SANTOS, Cauê Gabriel Valcequi; SILVA, Felipe Augusto de Oliveira; SILVA, José Victor Amaral Nogueira; SIMONETO, Carlos Eduardo. Automatização do auditório. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Curso Técnico em Eletrotécnica) - Escola Técnica do Jaraguá, 2023. Disponível em: https://ric.cps.sp.gov.br/handle/123456789/13373. Acesso em: 29 abr. 2025.

[8] MACHADO, Denise Ribeiro; PEREIRA, Dr. João Batista José. Aplicação de equipamentos de rede na Automação Predial. E-book - Coletânea da Pós-Graduação em Telecomunicações-Prédios Inteligentes - 2022 - Vários Autores (2023). Disponível em: https://www.researchgate.net/publication/368841615_E-book_-_Coletanea_da_Pos-Graduacao_em_Telecomunicacoes-Predios_Inteligentes_-_2022_-_Varios_Autores. Acesso em: 29 abr. 2025.

[9] ITEAD - Sonoff Basic R3: https://sonoff.tech/product/diy-smart-switches/basicr3/

[10] Shelly 1 - Shelly Cloud: https://shelly.cloud/products/shelly-1-smart-home-automation-relay/

[11] Tuya Developer Docs: https://developer.tuya.com/en/docs/iot/device-development?id=K9hhi0wpm14cs

[12] BroadLink SCB1E: https://www.broadlink.ae/product-page/wi-fi-control-box-scb1e-16a?srsltid=AfmBOoqdErpkVYUqrFCd3rf6I9XvB7uU13Ab56tie1uvtmQjovjhcqZb

[13] Moes Smart Switch: https://moeshouse.com/

[14] Zemismart Smart Switch: https://www.zemismart.com/products/wifi-wall-light-switch-tuya