# SONOFF BASICR2

| Nome                                | Matrícula |
| ----------------------------------- | --------- |
| Angélica da Costa Campos            | 221031256 |
| Caio Brandão Santos                 | 170007413 |
| Diego Carlito Rodrigues de Souza    | 221007690 |
| Marcos Antonio Teles de Castilhos   | 221008300 |

---

## 1. Descrição do Produto Selecionado

### 1.1 Visão Geral

O SONOFF BASICR2 é um módulo de interruptor inteligente Wi-Fi desenvolvido pela ITEAD Studio sob a marca Sonoff. Seu objetivo é transformar aparelhos domésticos comuns em dispositivos conectados, permitindo o controle remoto via smartphone, automações por horário e acionamento por voz, tudo sem necessidade de hub central. 

É posicionado no mercado de automação residencial de entrada (DIY smart home), voltado a usuários com conhecimentos básicos de elétrica que desejam adicionar inteligência a lâmpadas, ventiladores, bombas d'água, roteadores ou qualquer carga resistiva de até 10 A / 2200 W em redes de 100-240 V CA.
<p align="center">
   <img src="assets/sonoff-jordan-rounds.png" alt="Figura 1 - Fonte: Medium (Jordan Rounds)">
</p>
<p style="text-align: center;">Figura 1 - Fonte: Medium (Jordan Rounds)</p>


### 1.2 Funções Principais

* Ligar/desligar cargas elétricas remotamente via app eWeLink (iOS/Android).
* Agendamento por timer (horário fixo, contagem regressiva e ciclo).
* Compartilhamento de controle com outros membros da família.
* Integração com Amazon Alexa e Google Assistant para controle por voz.
* Criação de cenas (ex.: um dispositivo aciona outro) e grupos de dispositivos.
* Botão físico de acionamento manual no próprio módulo.
* Operação offline com execução local de timers previamente configurados.

### 1.3 Componentes e Sensores Utilizados

| Componente | Função |
| :--- | :--- |
| **[SoC ESP8285 (Espressif)](https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/0a-esp8285_datasheet_en.pdf)** | Microcontrolador + rádio Wi-Fi 2,4 GHz integrado. |
| **[Relé eletromecânico (10 A)](https://pallavaggarwal.in/2022/11/24/teardown-sonoff-smart-switch-basic/)** | Chaveamento da carga CA de alta tensão. |
| **[Circuito de alimentação AC-DC](https://pallavaggarwal.in/2022/11/24/teardown-sonoff-smart-switch-basic/)** | Conversão de 100-240 V CA para 3,3 V CC para alimentar o SoC. |
| **[LED verde (Wi-Fi)](https://templates.blakadder.com/sonoff_BASICR2.html)** | Indicação de status de conexão à rede. |
| **[LED vermelho (Relay)](https://templates.blakadder.com/sonoff_BASICR2.html)** | Indicação de estado ligado/desligado da carga. |
| **[Botão de pareamento / manual](https://templates.blakadder.com/sonoff_BASICR2.html)** | Pareamento Wi-Fi e acionamento manual do relé. |
| **[Fusível protegido com termorretráctil](https://pallavaggarwal.in/2022/11/24/teardown-sonoff-smart-switch-basic/)** | Proteção de segurança contra sobrecorrente. |
| **[Invólucro PC VO (LEXAN 940A)](https://fccid.io/2APN5BASICR2)** | Proteção mecânica e resistência a chamas (certificação UL-94 V0). |


<p align="center">
   <img src="assets/sonoff-teardown-jordan-rounds.webp">
</p>

<p style="text-align: center;">Figura 2 - Fonte: Medium (Jordan Rounds)</p>

<p align="center">
   <img src="assets/tasmotasonoff_BASICR2_1.3.webp">
</p>
<p style="text-align: center;">Figura 3 - Fonte: Blakadder</p>

### 1.4 Tecnologias de Comunicação e Controle

* **Wi-Fi:** [IEEE 802.11 b/g/n a 2,4 GHz (WPA/WPA2)](https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/0a-esp8285_datasheet_en.pdf).
* **Nuvem:** Protocolo TCP/IP com [comunicação via nuvem Amazon AWS](https://sonoff.tech/product-document/diy-smart-switches-doc/basicr2-doc/) (servidores da aplicação eWeLink).
* **Modo DIY (Itead DIY API):** Permite o [controle local via HTTP (REST)](https://github.com/itead/Sonoff_Devices_DIY_Tools/blob/master/SONOFF%20DIY%20MODE%20Protocol%20Doc%20v1.4.md) em rede local sem dependência de aplicação externa, oferecendo também suporte a *flashing* de firmware alternativo ([Tasmota](https://tasmota.github.io/docs/devices/Sonoff-Basic/), ESPHome) via porta serial (UART).
* **Rádio Frequência:** Este modelo específico [não possui suporte a RF 433 MHz](https://itead.cc/product/sonoff-basicr2/) (recurso presente na variante RFR2).


## 2. Análise Técnica do Funcionamento

### 2.1 Principais Módulos do Sistema

O SONOFF BASICR2 é um sistema embarcado de arquitetura enxuta e otimizada para baixo custo e eficiência. O circuito pode ser dividido em quatro módulos principais:

* **Módulo de Alimentação (Fonte AC-DC):** Como o dispositivo é [ligado diretamente à rede elétrica (100-240V CA)](https://sonoff.tech/product-document/diy-smart-switches-doc/basicr2-doc/), possui uma fonte chaveada *step-down* não isolada integrada. Este circuito reduz e retifica a alta tensão para 3.3V CC de forma eficiente para alimentar o SoC ESP8285 e o relé, garantindo operação contínua com baixo consumo em *standby*.
* **Módulo de Controle e Conectividade (SoC):** O cérebro do sistema é o chip **[ESP8285](https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/0a-esp8285_datasheet_en.pdf)** (uma variante do ESP8266 com [1 MB de memória flash integrada](https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/0a-esp8285_datasheet_en.pdf) no próprio encapsulamento). É o responsável por executar o RTOS, gerir a pilha TCP/IP, manter a conexão Wi-Fi ativa com a rede local e processar a lógica de acionamento.
* **Módulo de Atuação (Relé Eletromecânico):** Composto por um [relé de 10 A / 250 V](https://pallavaggarwal.in/2022/11/24/teardown-sonoff-smart-switch-basic/). Como o pino [GPIO12 do ESP8285](https://templates.blakadder.com/sonoff_BASICR2.html) não possui corrente suficiente para atracar a bobina do relé diretamente, o GPIO satura um transistor (geralmente um NPN, como o S8050), que atua como uma chave para alimentar a bobina. Um díodo *flyback* é colocado em paralelo à bobina para proteger o circuito contra picos de tensão reversa no momento do desligamento.
* **Interface do Utilizador (I/O):** Composta por um botão físico (ligado ao [GPIO0](https://templates.blakadder.com/sonoff_BASICR2.html)) utilizado para alterar o estado do relé manualmente ou colocar o dispositivo em modo de pareamento (SmartConfig/AP). Possui também LEDs de status (ligados ao [GPIO13](https://templates.blakadder.com/sonoff_BASICR2.html)) para indicar o estado da rede Wi-Fi e do relé.

![sonoff-pallav](assets/sonoff-smart-switch-basic-pallav-aggarwal-teardown-7.jpg)
<p style="text-align: center;">Figura 4: Fonte: Pallav Aggarwal</p>

### 2.2 Identificação de Tecnologias Críticas

* **Comunicação MQTT e TLS/SSL:** O dispositivo mantém uma conexão persistente e leve utilizando o [protocolo MQTT](https://doi.org/10.3390/s23094459) com os servidores da AWS (nuvem eWeLink). A segurança é garantida por criptografia TLS, crítica para evitar interceção de pacotes na rede Wi-Fi do utilizador.
* **OTA (*Over-The-Air*) Updates:** A capacidade de [receber atualizações de firmware remotamente](https://doi.org/10.3390/s22197572) é essencial. O ESP8285 divide a sua memória Flash em partições, permitindo descarregar o novo firmware em segundo plano e reiniciar no novo código de forma segura, garantindo o ciclo de vida do produto.
* **Isolamento e Segurança Elétrica:** Como o circuito lógico de 3.3V divide a mesma placa (PCB) com pistas de 220V CA, o [design da PCB](https://fccid.io/2APN5BASICR2) possui "rasgos" físicos (fresagens na placa) para aumentar a distância de escoamento (*creepage distance*) e evitar arcos elétricos entre a alta e a baixa tensão.


## 3. Proposta de Reprodução com ESP32

### 3.1 Descrição Conceitual

O sistema proposto é um **Controlador Ambiental Autônomo** baseado no microcontrolador **ESP32**, programado via **ESP-IDF**, capaz de acionar cargas elétricas com base em dados sensoriais locais e comandos remotos. O dispositivo combina processamento na borda com conectividade em nuvem, operando em três camadas independentes:

1. **Autônoma (Local):** O relé é acionado automaticamente por regras predefinidas a partir das leituras dos sensores (ex.: ligar a carga se temperatura > 28°C ou luminosidade abaixo do limiar). Opera sem dependência de internet.
2. **Voz (Local/Rede):** O dispositivo é emulado como um acessório compatível com Amazon Alexa, permitindo controle por voz na rede local.
3. **Orquestração (Nuvem):** Telemetria dos sensores é publicada via MQTT para um orquestrador externo (ex.: *n8n*), habilitando automações e alertas via Telegram.

### 3.2 Diagrama de Blocos do Sistema Proposto

![Diagrama de Blocos](assets/diagrama_v2.png)
<p style="text-align: center;">Figura 5 - Fonte: Os autores</p>

A Figura 5 apresenta o fluxo de dados do sistema em visão *Top-Down*. As entradas são os dados dos sensores (LDR e DHT11) e os comandos do usuário (botão físico ou rede). O **ESP32** processa essas entradas e envia um sinal de controle isolado ao **Módulo Relé**, responsável pelo chaveamento da carga em alta tensão (100–240 V CA).

### 3.3 Componentes de Hardware

| Componente | Função Principal | Interface ESP32 |
| :--- | :--- | :--- |
| **SoC ESP32** | Processamento central, conexão Wi-Fi, protocolo MQTT e lógica de *Edge Computing*. | CPU Dual-Core, FreeRTOS |
| **Módulo Relé (5V)** | Chaveamento da carga elétrica, isolado via optoacoplador. | GPIO (Saída Digital) |
| **Sensor DHT11** | Leitura de temperatura e umidade para gatilhos de automação local. | GPIO (Entrada Digital) |
| **Sensor LDR** | Medição da intensidade luminosa do ambiente. | ADC (Entrada Analógica) |
| **Botão (Tact Switch)** | Acionamento manual da carga e reinicialização do dispositivo. | GPIO (Entrada com ISR) |

### 3.4 FreeRTOS e Estrutura de Software

O ESP32 possui dois núcleos de processamento, o que permite separar fisicamente as tarefas de rede das tarefas de controle em tempo real. O *firmware* é estruturado nas seguintes *Tasks* do FreeRTOS:

* **Task Rede (Core 0):** Mantém a conexão Wi-Fi, gerencia a pilha TCP/IP, emula o dispositivo para a Alexa e escuta os tópicos MQTT.
* **Task Sensores (Core 1):** Realiza as leituras do LDR (ADC) e do DHT11 em intervalos regulares, avaliando as condições de acionamento local (*Edge Computing*).
* **Task Controle (Core 1):** Recebe eventos por meio de uma fila (*Queue*) e centraliza o acionamento do relé, sendo o único ponto de escrita no GPIO de saída.
* **ISR do Botão:** O botão utiliza interrupção de hardware por borda de descida, notificando a Task de Controle imediatamente sem ocupar a CPU em laços de espera.
* **Persistência (NVS):** O estado do relé é gravado na memória Flash não-volátil, garantindo restauração automática após quedas de energia.

### 3.5 Drivers do ESP-IDF Utilizados

| Driver | Aplicação no Projeto |
| :--- | :--- |
| `driver/gpio.h` | Configura o pino de saída do relé e o pino de entrada com ISR do botão. |
| `driver/adc.h` | Realiza a leitura e conversão da tensão analógica do divisor resistivo do LDR. |
| `esp_wifi.h` | Gerencia a conexão Wi-Fi e executa reconexões automáticas em caso de queda. |
| `mqtt_client.h` | Publica as leituras dos sensores e assina tópicos de comando da nuvem. |
| `nvs_flash.h` | Gerencia a partição de memória não-volátil para persistência do estado. |

### 3.6 Limitações e Desafios Esperados

1. **Dimensionamento físico:** A inclusão de sensores e reguladores de tensão adicionais aumenta o volume total do circuito, inviabilizando a instalação em caixas de parede padrão. O SONOFF BASICR2 resolve esse problema com um design de PCB altamente integrado, vantagem que um protótipo DIY não replica facilmente.
2. **Isolamento de ruído:** A coexistência de trilhas de alta tensão AC (220 V) e sinais analógicos sensíveis (ADC) na mesma placa exige um *layout* de PCB rigoroso. Sem os devidos cuidados de roteamento e aterramento, o chaveamento do relé pode introduzir ruído nas leituras do microcontrolador.

## 4. Pesquisa Bibliográfica

### 4.1 Tecnologias que viabilizam a existência do produto

#### **Artigo 1: Framework para Automação Residencial Baseado em IoT Celular e MQTT**

* **Autores:** ESPOSITO, M.; BELLI, A.; PALMA, L.; PIERLEONI, P.
* **Título:** *Design and Implementation of a Framework for Smart Home Automation Based on Cellular IoT, MQTT, and Serverless Functions*.
* **Publicação:** Sensors (MDPI), v. 23, n. 9, art. 4459, 2023.

> **Resumo:** O artigo propõe um framework escalável para automação residencial focado no controle e monitoramento remoto de eletrodomésticos em ambientes de *Smart Home*. A arquitetura desenvolvida baseia-se no uso do protocolo leve de troca de mensagens MQTT, integrado a aplicações *serverless* hospedadas na nuvem para otimizar o processamento de comandos. Para validar o modelo teórico, os pesquisadores prototiparam um sistema embarcado em um exaustor de cozinha utilizando um módulo de comunicação celular *Narrowband IoT* (NB-IoT) e implementaram uma interface de comandos de voz para acessibilidade. Os testes práticos avaliaram o desempenho da rede, demonstrando que a transmissão de pacotes MQTT via NB-IoT possui uma latência aceitável e alta viabilidade para automação.

> **Relação com o produto:** Este estudo detalha o ecossistema exato que viabiliza o Sonoff BASICR2. Por ser um interruptor inteligente com recursos computacionais restritos, o BASICR2 depende fortemente de protocolos leves como o MQTT para se comunicar rapidamente com a nuvem sem sobrecarregar seu microcontrolador interno. A pesquisa ilustra o princípio central desses embarcados: utilizar conectividade enxuta acoplada a hardwares de potência (relés) para integrar equipamentos tradicionais em rotinas de automação e assistentes virtuais de voz.

---

#### **Artigo 2: SoC Wi-Fi de Baixo Custo para Automação Residencial com IoT**

* **Autores:**  JABBAR, W. A.; KIAN, T. K.; RAMLI, R. M.; ZUBIR, S. N.; ZAMRIZAMAN, N. S. M.; BALFAQIH, M.; SHEPELEV, V.; ALHARBI, S. 
* **Título:**  Design and Fabrication of Smart Home With Internet of Things Enabled Automation System.
* **Publicação:**  IEEE Access, v. 7, p. 144059–144074, 2019. DOI: 10.1109/ACCESS.2019.2942846. PDF: https://ieeexplore.ieee.org/ielx7/6287639/8600701/08846205.pdf

> **Resumo:**  O artigo descreve o projeto e fabricação de um sistema completo de automação residencial baseado em IoT, detalhando a integração de módulos ESP8266 com relés de 4 canais para acionamento de cargas elétricas. Os autores documentam o ciclo completo, da eletrônica embarcada à camada de aplicação, utilizando MQTT, protocolo TCP/IP, plataforma IFTTT e controle via smartphone. O sistema proposto demonstra ser de baixo custo, expansível e capaz de operar de forma autônoma na rede local. 

> **Relação com o produto:**  Este artigo documenta em nível de journal a arquitetura exata que sustenta o BASICR2 comercialmente, SoC ESP8266, módulo relé, pilha TCP/IP, controle remoto via app. Os desafios de engenharia de hardware descritos pelos autores, como isolamento do relé, acionamento de GPIO e comunicação Wi-Fi, são os mesmos que a ITEAD resolveu no design do BASICR2, tornando este trabalho uma referência técnica primária para fundamentar a seção de análise interna do produto.

---

#### **Artigo 3: Modelagem de Energia em Dispositivos IoT sobre Wi-Fi**
* **Autores:**  SUN, Y.; CHEN, J.; TANG, Y.; CHEN, Y.
* **Título:**  Energy Modeling of IoT Mobile Terminals on WiFi Environmental Impacts. 
* **Publicação:**  Sensors (MDPI), v. 18, n. 6, art. 1728, 2018. DOI: 10.3390/s18061728. PDF: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6022011/

> **Resumo:**  O artigo investiga o impacto de fatores do ambiente Wi-Fi, como intensidade de sinal (RSSI), tipo e quantidade de pacotes transmitidos, sobre o consumo energético de dispositivos IoT conectados via IEEE 802.11. Os autores propõem métodos de modelagem energética que permitem estimar o consumo de corrente em diferentes modos de operação (transmissão, recepção, espera), utilizando medidores de potência de baixo custo. Os modelos são validados experimentalmente e demonstram como a qualidade do link Wi-Fi influencia diretamente o consumo do módulo de rádio.

> **Relação com o produto:**  O BASICR2 mantém seu módulo Wi-Fi (ESP8285) continuamente ativo para receber comandos da nuvem eWeLink. Este artigo fornece a base científica para entender por que o consumo em standby do produto gira em torno de 1 W, dominado pelo rádio Wi-Fi e por que parâmetros de rede como beacon interval e DTIM, mencionados na análise técnica do trabalho, afetam diretamente a estabilidade e a eficiência da conexão do dispositivo.
---

#### **Artigo 4: Atualização de Firmware Over-the-Air para Dispositivos IoT Embarcados**
* **Autores:**  MAHFOUDHI, F.; SULTANIA, A. K.; FAMAEY, J.
* **Título:**   Over-the-Air Firmware Updates for Constrained NB-IoT Devices.
* **Publicação:**  Sensors (MDPI), v. 22, n. 19, art. 7572, 2022. DOI: 10.3390/s22197572. PDF: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9573309/

> **Resumo:**  O artigo propõe e avalia um mecanismo de atualização de firmware Over-the-Air (OTA) para dispositivos IoT com recursos computacionais restritos. Os autores analisam os trade-offs entre tamanho do firmware, consumo energético e latência da atualização, demonstrando a viabilidade de atualizar remotamente dispositivos com microcontrolador de baixa capacidade sem interrupção prolongada do serviço. O trabalho detalha o particionamento de memória flash necessário para manter o firmware atual operacional enquanto o novo é baixado em segundo plano.

> **Relação com o produto:**  O mecanismo OTA é uma tecnologia crítica do BASICR2, citada na análise técnica do trabalho (seção 2.2), o ESP8285 divide sua flash em partições para receber e aplicar atualizações remotamente. Este artigo fundamenta academicamente esse recurso, explicando o modelo de particionamento, os riscos de falha durante a atualização e as estratégias de rollback, aspectos diretamente aplicáveis ao ciclo de vida do firmware eWeLink do BASICR2 e ao firmware alternativo Tasmota.

### 4.2 Artigos sobre aplicação do produto

#### **Artigo 1: Sistema de Automação Residencial Baseado em IoT**

* **Autores:** STOLOJESCU-CRISAN, C.; CRISAN, C.; BUTUNOI, B. P.
* **Título:** *An IoT-Based Smart Home Automation System*.
* **Publicação:** Sensors (MDPI), v. 21, n. 11, art. 3784, 2021.

> **Resumo:** O artigo detalha o desenvolvimento de um sistema de automação residencial IoT de baixo custo e código aberto. A arquitetura proposta baseia-se na topologia *qToggle*, projetada para gerenciar dezenas de componentes simultaneamente organizados em configurações hierárquicas de comunicação mestre-escravo. O modelo centraliza a administração do sistema através de um microcomputador operando como hub (como um Raspberry Pi), que se comunica via interfaces API com diversos microcontroladores mais simples instalados nas pontas da rede local. O trabalho explora a criação de regras de acionamento baseadas em condições, múltiplos níveis de segurança e controle descentralizado para sistemas de iluminação, câmeras e controle de temperatura, eliminando a dependência de serviços de terceiros na nuvem.

> **Relação com o produto:** Este estudo fundamenta o ambiente de rede onde o Sonoff BASICR2 é tipicamente inserido. Por ser um interruptor inteligente construído em torno de um microcontrolador Wi-Fi (ESP8285/ESP8266) acoplado a um relé mecânico, o BASICR2 atua exatamente como um dos nós atuadores da topologia descrita no artigo. A pesquisa ilustra como embarcados com hardware modesto não precisam lidar com lógicas de processamento pesadas, pois apenas recebem requisições de um hub central e acionam a potência do eletrodoméstico associado. Além disso, a arquitetura do artigo embasa a prática comum na comunidade IoT de remover a *firmware* proprietária do Sonoff (eWeLink) para aplicar o controle via APIs locais (como Tasmota ou ESPHome), obtendo tempos de resposta mais rápidos e maior privacidade.

---

#### **Artigo 2: Automação Residencial Inteligente Usando o Paradigma de Computação de Borda**

* **Autores:** YAR, H.; IMRAN, A. S.; KHAN, Z. A.; SAJJAD, M.; KASTRATI, Z.
* **Título:** *Towards Smart Home Automation Using IoT-Enabled Edge-Computing Paradigm*.
* **Publicação:** Sensors (MDPI), v. 21, n. 14, art. 4932, 2021.

> **Resumo:** Os autores propõem uma arquitetura de automação residencial baseada em Computação de Borda (*Edge Computing*) combinada com Internet das Coisas. O foco é processar dados de sensores localmente (na borda da rede) para reduzir a latência, economizar largura de banda da internet e melhorar a segurança dos dados em comparação com soluções puramente baseadas em nuvem. O sistema utiliza técnicas de processamento visual e decisões automatizadas para otimização energética e segurança doméstica.

> **Relação com o produto:** Contextualiza a aplicação prática e os limites do Sonoff BASICR2. O dispositivo opera essencialmente na ponta (*edge*) da infraestrutura IoT como um atuador terminal. O artigo corrobora a necessidade de integrar dispositivos como o BASICR2 a servidores locais de computação de borda (como servidores Home Assistant), permitindo que rotinas de automação complexas funcionem de forma robusta e independente da estabilidade da conexão externa com a internet.

---

#### **Artigo 3: Projeto e Implementação do E-Switch para uma Smart Home**

* **Autores:** GARCÍA-VÁZQUEZ, F.; GUERRERO-OSUNA, H. A.; ORNELAS-VARGAS, G.; CARRASCO-NAVARRO, R.; LUQUE-VEGA, L. F.; LOPEZ-NERI, E.
* **Título:** *Design and Implementation of the E-Switch for a Smart Home*.
* **Publicação:** Sensors (MDPI), v. 21, n. 12, art. 4192, 2021.

> **Resumo:** O artigo descreve o desenvolvimento completo de um interruptor eletrônico inteligente (chamado *E-Switch*) voltado para a modernização de residências convencionais. Os autores detalham o design de hardware, incluindo o módulo de relé, o isolamento elétrico e o microcontrolador Wi-Fi utilizado para receber comandos remotos e monitorar o status do circuito elétrico acoplado, validando o protótipo através de métricas de consumo e tempo de resposta.

> **Relação com o produto:** Este trabalho descreve, em nível acadêmico e de engenharia de hardware, exatamente o mesmo tipo de produto comercial que o Sonoff BASICR2 representa no mercado. A análise técnica do circuito elétrico, os desafios de isolamento físico e a lógica de acionamento do relé apresentados pelos autores fornecem o embasamento teórico perfeito para explicar o funcionamento interno, o diagrama de blocos e os limites de carga suportados pelo hardware do BASICR2.

---

#### **Artigo 4: Análise Técnica e Energética do SONOFF Basic R2 em Sistemas Smart Home**

* **Autor:** OŻADOWICZ, Andrzej.
* **Título:** *Technical, Qualitative and Energy Analysis of Wireless Control Modules for Distributed Smart Home Systems*.
* **Publicação:** *Future Internet*, v. 15, n. 9, art. 316, 2023.

> **Resumo:** O artigo apresenta uma análise técnica, qualitativa e energética de módulos comerciais de controle sem fio utilizados em sistemas distribuídos de automação residencial. Os dispositivos são avaliados em cenários práticos de acionamento de cargas elétricas comuns em residências, como lâmpadas, ventiladores e elementos de aquecimento. Os experimentos analisam o consumo de potência ativa e reativa com o relé ligado e desligado, além da influência da distância em relação ao ponto de acesso Wi-Fi sobre o consumo energético e a qualidade da comunicação. O estudo também discute o impacto acumulado da operação contínua desses módulos no consumo de energia de residências e edifícios.

> **Relação com o produto:** O artigo possui relação direta com o produto estudado, pois um dos módulos avaliados experimentalmente é o SONOFF Basic R2. O dispositivo é analisado em seu contexto típico de uso: o acionamento remoto de cargas elétricas em sistemas de automação residencial. Os resultados permitem compreender o comportamento energético real do BASICR2 durante a operação e em standby, além de demonstrar como a qualidade do sinal Wi-Fi influencia seu consumo. Dessa forma, o artigo contribui para avaliar a aplicação prática, as limitações e o impacto energético do produto em instalações smart home.


## 5. Comparativo com produtos similares

| Especificação | Sonoff BASICR2 | Shelly 1 Gen3 | Meross MSS710HK | Tuya Smart Switch (genérico) | Sonoff Mini R4 | Gosund SP111 (tomada) |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| **Chip principal** | ESP8285 | Shelly chip (SoC próprio) | SoC Wi-Fi (não divulgado) | ESP8266/BK7231 | ESP32-C3 | ESP8266 |
| **Wi-Fi** | 802.11 b/g/n 2,4 GHz | 802.11 b/g/n 2,4 GHz | 802.11 b/g/n 2,4 GHz | 802.11 b/g/n 2,4 GHz | 802.11 b/g/n 2,4 GHz | 802.11 b/g/n 2,4 GHz |
| **Bluetooth** | Não | Sim (BLE 4.2) | Não | Não | Sim (BLE 5.0) | Não |
| **Carga máxima** | 10 A / 2200 W | 16 A / 3600 W | 10 A / 1200 W | 10 A / 2200 W | 10 A / 2200 W | 16 A / 3680 W |
| **Tensão de entrada** | 100–240 V CA | 110–240 V CA | 100–240 V CA | 100–240 V CA | 100–240 V CA | 100–240 V CA |
| **Dimensões (mm)** | 88×39×24 | 43×41×17 | 89×39×20 | ~50×50×22 | 40×33×19 | tomada inline |
| **App oficial** | eWeLink | Shelly Smart Control | Meross | Smart Life / Tuya | eWeLink | Smart Life |
| **Alexa / Google** | Sim | Sim | Sim (+ HomeKit) | Sim | Sim | Sim |
| **Apple HomeKit** | Não | Não (nativo) | Sim | Não | Não | Não |
| **Matter** | Não | Sim (via upgrade) | Não | Alguns modelos | Não | Não |
| **MQTT nativo** | Não (requer Tasmota) | Sim | Não | Não | Não (requer Tasmota) | Não (requer Tasmota) |
| **Controle local** | Modo DIY (API HTTP) | Sim (Wi-Fi local) | Limitado | Não | Modo DIY | Não |
| **Firmware alternativo** | Tasmota / ESPHome | Tasmota / ESPHome | Não (chip fechado) | OpenBeken / Tasmota | Tasmota / ESPHome | Tasmota |
| **Certificações** | CE, FCC, RoHS, ETL | CE, FCC, RoHS | CE, FCC, RoHS, HomeKit | CE (varia por lote) | CE, FCC, RoHS, ETL | CE, FCC, RoHS |
| **Preço médio (USD)** | ~$5–8 | ~$12–15 | ~$10–15 | ~$3–6 | ~$8–10 | ~$8–12 |
| **Hub necessário** | Não | Não | Não | Não | Não | Não |
| **Ano de lançamento** | 2018 | 2023 | 2019 | Variado | 2022 | 2018 |


--------------------------------------------------------------------------------

### Observações

- Shelly 1 Gen3 se destaca por oferecer MQTT nativo, controle local sem dependência de nuvem e suporte a Matter, sendo preferido por usuários avançados que utilizam Home Assistant.
- Meross MSS710HK é o único da lista com suporte nativo ao Apple HomeKit, tornando-o atraente para usuários do ecossistema Apple sem necessidade de bridge adicional.
- Tuya (genérico) oferece o menor preço, mas com firmware proprietário e chip variável por lote (alguns usam BK7231, incompatível com ESP-IDF), dificultando customizações.
- Sonoff Mini R4 é o sucessor mais compacto do BASICR2, com ESP32-C3 e suporte a - instalações sem fio neutro em alguns modos, além de menor footprint físico.
- Gosund SP111 é uma tomada inteligente (formato diferente) mas com medição de energia integrada, recurso ausente no BASICR2 mas presente em modelos Sonoff como o POW R2.



### Referências

1. ROUNDS, Jordan. **Sonoff Basic R2 + Tasmota (no solder).** Medium, [s.d.]. Disponível em: <https://medium.com/@jordanrounds/sonoff-basic-r2-tasmota-aa6f9d4e033f>. Acesso em: 06/06/2026.
2. AGGARWAL, Pallav. **Teardown: SONOFF Smart Switch (Basic).** Pallav Aggarwal Blog, 24 nov. 2022. Disponível em: <https://pallavaggarwal.in/2022/11/24/teardown-sonoff-smart-switch-basic/>. Acesso em: 06/06/2026.
3. BLAKADDER. **Sonoff Basic R2 Switch Module (BASICR2) Configuration for Tasmota.** Tasmota Supported Devices Repository, [s.d.]. Disponível em: <https://templates.blakadder.com/sonoff_BASICR2.html>. Acesso em: 06/06/2026.
4. BANKOV, Dmitry et al. **IEEE 802.11ba — Extremely Low Power Wi-Fi for Massive Internet of Things: Challenges, Open Issues, Performance Evaluation.** ArXiv preprint, 2019. Disponível em: <https://arxiv.org/abs/1909.00594>. Acesso em: 06/06/2026.
5. ESPOSITO, Marco et al. **Design and Implementation of a Framework for Smart Home Automation Based on Cellular IoT, MQTT, and Serverless Functions.** Sensors, v. 23, n. 9, p. 4459, 2023. DOI: https://doi.org/10.3390/s23094459.
6. ESPRESSIF SYSTEMS. **ESP8285 Datasheet.** Versão 2.3. Espressif Systems, [s.d.]. <https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/0a-esp8285_datasheet_en.pdf>  Acesso em: 06/06/2026.
7. GARCÍA-VÁZQUEZ, Fabian et al. **Design and Implementation of the E-Switch for a Smart Home.** Sensors, 2021. Disponível em: <https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8198264/>. Acesso em: 06/06/2026.
8. STOLOJESCU-CRISAN, Cristina; CRISAN, Calin; BUTUNOI, Bogdan-Petru. **An IoT-Based Smart Home Automation System.** Sensors, v. 21, n. 11, p. 3784, 2021. DOI: https://doi.org/10.3390/s21113784.
9. YAR, Hikmat et al. **Towards Smart Home Automation Using IoT-Enabled Edge-Computing Paradigm.** Sensors, v. 21, n. 14, p. 4932, 2021. DOI: https://doi.org/10.3390/s21144932.
10. OŻADOWICZ, Andrzej. **Technical, Qualitative and Energy Analysis of Wireless Control Modules for Distributed Smart Home Systems** Future Internet, v. 15, n. 9, art. 316, 2023. Disponível em: <https://www.mdpi.com/1999-5903/15/9/316>. Acesso em: 08/06/2026.