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doc:appunti:hardware:teckin_sp22

Internet of Things: Teckin Smart Plug SP22

Di queste prese intelligenti marchiate Teckin ne esistono almeno due versioni. Le più vecchie si basano sul chip ESP mentre quelle più recenti si basano sul chip Realtek RTL8710BN. Questo fa molta differenza se si vuole cambiare il firmware originale con quello libero ed open source Tasmota, infatti Tasmota è compatibile solo con il chip ESP.

Le prese - con la configurazione originale - utilizzano la piattaforma cloud Tuya per essere controllate. Esiste l'app Smart Life - Smart Living per Android ed una equivalente per iOS.

Perché il Cloud Tuya è male

Abbiamo provato a gestire una presa intelligente Teckin SP22 tramite le API della libreria Python TinyTuya. Per quanto mi riguarda l'esperienza è del tutto disastrosa in termini di flessibilità e libertà di programmazione. Questo un riassunto delle motivazioni.

Per poter gestire un device Tuya tramite API è necessario:

  • Installare la app Smart Life (Android o iOS) e fare il pairing del device sulla app.
  • Attivare un account developer sul cloud Tuya (gratuito solo in prova limitata nel tempo).
  • Aggiungere il device sul Cloud Tuya.
  • Se si decide di spostare il device su una diversa rete (cambio dell'ESSID WiFi) è necessario ripetere l'operazione di pairing che dipende dal cloud Tuya. Questa operazione modifica la local key del dispositivo (utilizzata dalla API TinyTuya) ed è necessario ottenerne una nuova dal cloud Tuya.
  • Un dispositivo, quando viene acceso, chiama il cloud Tuya per determinare eventuali variazione al suo stato corrente (ad esempio lo stato ON/OFF dello switch). Se il cloud non è raggiungibile (ad esempio per mancanza di connettività), il dispositivo resta in uno stato indefinito in cui non può essere controllato dalla API TinyTuya. È necessario premere almeno una volta il pulsante per cambiare il suo stato per poterlo comandare nuovamente via API.
  • Appena si rimuove una device dalla app, il Cloud invia al device stesso l'istruzione di reset. Il dispositivo resetta tutta la sua configurazione ed entra immediatamente in pairing mode. Se il device non è on-line al momento della sua rimozione dalla app, l'istruzione di reset viene comunque inviata appena esso torna on-line.

Smart Life App

The QR code printed on the plug itseld points to http://e.tuya.com/smartlife, here you can download the 76.7 Mb smartlife.apk. We prefered to download it from the Google Play, searching the Smart Life - Smart Living app by Volcano Technology Limited, at the URL https://play.google.com/store/apps/details?id=com.tuya.smartlife. Strangely enough, the Google Play app is only 40.35 Mb…

Pairing the smart plug with the App and WiFi

  1. Plug the SP22 into an electricity outlet.
  2. Start the Smart Life app on the smartphone (it shows a warning message if the phone is rooted).
  3. Tap Try now (Provalo adesso) to use the app without registering an account.
  4. Tap the + in the upper-right corner Add devices (Aggiungi dispositivo).
  5. Select the Electrical Outlet Wi-Fi (Presa Wi-Fi).
    • If you negate the localization permission, you will be required to manyally enter the WiFi network name.
    • Input the ESSID and password.
  6. Press the button on the SP22 for 5 seconds: the LED under the button start flashing in blue, about three time per second: the device is in pairing mode.
  7. Tap the Next button into the app as required, untill the app start searching for the device.
  8. The procedure on the smartphone should terminate with the message Successfully Added (Aggiunto con successo).

After the pairing

  • The SP22 connect to the WiFi network, getting an IP address from the local DHCP server. You can view the request into the DHCP server log, coming from a Tuya Smart Inc. MAC address (prefix d4:a6:51). In my case the device presented itself with the name TY_WR.
  • The device has the port 6668/TCP open.
  • The device broadcasts on the local network using port 6667/UDP.
  • The device communicates with several internet servers on port 8886/TCP. In our case it was an Amazon AWS under the DNS name m2.tuyaeu.com or a3.tuyaeu.com (they resolve into several and changing IP addresses).
  • The SP22 can be switched on/off from the smartphone.

How the app communicates witht the device

  • If the Smart Plug has internet connectivity, it gets commands from the cloud server.
  • If the Smart Plug does not have internet connectivty, it gets commands from the LAN.
  • The smartphone detects if it can use internet or LAN connectivity to communicate with the device. If bot connections are broken, the device appears as “off-line” into the app.
  • With default configuration, the SP22 remembers its last status (on or off) when it recovers from a power failure.

How the app communicates witht the cloud

  • It seems that the app does not make DNS calls to resolve for the cloud server name, at least in my case I cannot detect any DNS requests, even after a smartphone reboot. The app communicates on port TCP/8883 (Secure MQTT) with an Amazon AWS server,IP address 18.194.10.142.

How to create a Tuya Developer Account

To use the TinyTuya library we need the device local key. This key is assigned by the Tuya Cloud to your device when you do the pairing with the Smart Life app. The key will be valid and can be used locally to control your device even if the Tuya cloud is unavailable, but you cannot move the device into another network; in that case you need to obtain a new local key from Tuya cloud.

Actually we need to:

  • Register an account at https://iot.tuya.com/.
  • Open a support ticket asking to be upgraded to developer. If you are not enabled and you try to create a cloud project, you get an error like this: Your account is not yet available for cloud development platform. The cloud development platform can only be used after completing personal authentication or enterprise authentication).
  • Create a Cloud Project.
  • Link the devices you have enabled into the Smart Life app into the Cloud Project.
  • Authorize the use of the API for this Cloid Project.

These are the steps to be executed into the Web Framework:

  • Cloud
    • Projects
      • Try It Free
        • Project Name: TinyTuya Python API
        • Description: Manage Tuya devices from GNU/Linux
        • Industry: Other
          • Authorization Key
            • Access ID/Client ID: 4e46be08d231a017dc2c
            • Access Secret/Client Secret: 0061ee191a3e90e22467c1be8dce4b1f
            • Any IP can use the authorized key to access the API of this project
    • Link Devices
      • Select the Project TinyTuya Python API from drop-donw menu
        • Link devices by App Account ⇒ Add App Account (a QR-code appear)
        • Start the Smart Life app on the smartphone ⇒ Me
          • Tap the top-right icon [-] and scan the QR-code
    • API Groups
      • Select the Project TinyTuya Python API from drop-donw menu
        • Authorization management: Open (Reason: TinyTuya requests)
        • Device Management: Open
        • Device Control: Open

TinyTuya Python library

Il nostro obiettivo è poter controllare i dispositivi tramite una qualche API, possibilmente in Python e con esigenze modeste. La piattaforma di riferimento è Raspberry Pi o una qualunque distribuzione GNU/Linux.

La scelta è caduta sulla libreria Python TinyTuya, che sembra rispondere a tutte le richieste. L'installazione ha dei prerequisiti che possono essere soddisfatti con l'installazione locale via pip, qualora la distribuzione di riferimento non li soddisfi. In particolare la libreria python3-crypto offerta da Debian 10 è adeguata, mentre la libreria python3-pycryptodome di Debian è alla versione 3.6.1, mentre TinyTuya richiede 3.9.9. In definitiva si possono scaricare i pacchetti dal repository https://pypi.org/ e installarli manualmente:

pip3 install pycryptodome-3.9.9-cp37-cp37m-manylinux1_x86_64.whl
pip3 install tinytuya-1.1.2-py2.py3-none-any.whl

Scanning for devices on the LAN

After installing the TinyTuya Python library, just run:

python3 -m tinytuya

TinyTuya (Tuya device scanner) [1.1.2]

Scanning on UDP ports 6666 and 6667 for devices (15 retries)...

3.3 Device Found [Valid payload]: 10.0.0.129
    ID = bff7e612edf4edb899uaiz, Product ID = keyqwtgrcsf3hxng, Version = 3.3
    No Stats - Device Key required to poll for status

Scan Complete!  Found 1 devices.

According to the instruction of the TinyTuya Readme, we need the following data to interact with the device:

DEVICE_ID This is the device ID shown after the devices scan performed by python3 -m tinytuya.
IP_ADDRESS This is the IP address acquired by the device, this is shown by python3 -m tinytuya.
LOCAL_KEY This is a API programming key obtained from the Tuya Cloud. You need to register to the Tuya web developmente framework and obtain a developer account. It seems that this requires a payment, but a free trial period exists.

Let's see how to obtain a Tuya Developer account on https://iot.tuya.com. As I reported into the issue #15 it seems that a Developer Account is not longer available for free, nor it is so simple to obtain.

Getting the device local key and programming

Now we use TinyTuya library to get the local key required to control the device. NOTICE: run the tinytuya wizard in a terminal with a dark background, otherwise you cannot read the white text!

python3 -m tinytuya wizard

Enter API Key from tuya.com: 4e46be08d231a017dc2c
Enter API Secret from tuya.com: 0061ee191a3e90e22467c1be8dce4b1f
Enter any Device ID currently registered in Tuya App (used to pull full list): bff7e612edf4edb899uaiz
Enter Your Region (Options: us, eu, cn or in): eu

Some output will be displayed on the screen and two files are created: tinytuya.json and devices.json

{
    "apiKey": "4e46be08d231a017dc2c",
    "apiSecret": "0061ee191a3e90e22467c1be8dce4b1f",
    "apiRegion": "eu",
    "apiDeviceID": "bff7e612edf4edb899uaiz"
}
[
    {
        "name": "Presa #1",
        "id": "bff7e612edf4edb899uaiz",
        "key": "a28b367332e8b5ee"
    }
]

Finally you can control the device using Python. Here it is an example on how to get the status of the smart switch and toggle its status:

#!/usr/bin/env python3
import tinytuya
d = tinytuya.OutletDevice('bff7e612edf4edb899uaiz', '10.0.0.129', 'a28b367332e8b5ee')
d.set_version(3.3)
data = d.status()  
# Show status and state of first controlled switch on device
print('Dictionary %r' % data)
print('State (bool, true is ON) %r' % data['dps']['1'])
# Toggle switch state
switch_state = data['dps']['1']
data = d.set_status(not switch_state)
if data:
    print('set_status() result %r' % data)

Here it is an example of the dictionary returned by the tinytuya.OutletDevice().status() method. There are several keys, where the 1 is the ON/OFF status and the 20 is the voltage in decivolt:

Dictionary {'dps': {'1': True, '9': 0, '18': 0, '19': 0, '20': 2302}}
State (bool, true is ON) True

Tasmota and Tuya-Convert

La soluzione Tuya Cloud è ovviamente non accettabile se si vuole avere il controllo dei device al di fuori del circolo vizioso Smart Life app - Tuya Cloud. Purtroppo sostituire il firmware originale con Tasmota pare che sia diventato impossibile. Anzitutto sembra che Teckin si sia impegnata a rendere impossibile il funzionamento di Tuya-Convert (tool per il flash del firmware Tasmota), almeno a giudicare dalla issue 197. Poi, cosa ancora più grave, sembra proprio che le nuove versioni di SP22 siano basate su chip Realtek non compatibile con Tasmota, vedere questa pagina informativa.

doc/appunti/hardware/teckin_sp22.txt · Last modified: 2021/01/20 17:10 by niccolo