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Giu 04

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Keyes 4 relay shield arduino

Oggi ho provato la Keyes 4 relay shield per arduino per un mio progetto ed ho deciso di scrivere un articolo dedicato a questa scheda di espansione per arduino.

keyes 4 relay

La Keyes 4 relay non è proprio una shield nel senso classico definito nel mondo arduino in quanto una shield dovrebbe essere concepita per essere impilata all’arduino creando il classico castello o panettone.

La keyes 4 relay è più simile ad una scheda di espansione con 4 relè che puoi collegare ai pin arduino come preferisci mediante cavetti per breadboard e che puoi alimentare direttamente da arduino a 5v.

A mio avviso è una scheda più versatile delle classiche shield in quanto puoi collegare i pin di controllo di ciascun relay indipendentemente al pin che preferisci ed evitare i classici conflitti di pin con altre shield che sorgono se due shield utilizzano un medesimo pin per funzionare.

Collegare la keyes 4 relay

Il collegamento della keyes 4 relay è alquanto semplice perché la scheda presenta in tutto 6 contatti ed un ponticello.

I 6 contatti sono riservati al +5v, Gnd e 4 pin di controllo, uno per ciascun relè di cui è dotata.

Portando ad HIGH il pin collegato ad un relè quest’ultimo si eccita chiudendo il contatto e comportandosi come un interruttore.

Keyes relay collegamenti

Nella figura ho riportato i collegamenti che ho fatto io in questo test, oltre a +5v e Gnd ho collegato i relè partendo dal pin 8 in poi: 8,9,10 e 11

Protezione da ritorno di tensione o correnti

I relay sono componenti dotati di un solenoide che eccitato da una corrente spostano un sistema meccanico, il classico clack che si sente in fase di funzionamento. Tuttavia il passaggio di corrente nel solenoide può causare disturbi e ritorno di corrente al pin che ha eccitato il relay e quindi presentarsi sul pin arduino che ha scatenato l’evento di eccitazione del relè stesso.

Inoltre i relè necessitano di correnti elevate per eccitarsi, correnti che i pin arduino non sono in grado di erogare e pertanto sono spesso utilizzati transistor e diodi con lo scopo di non sovraccaricare le singole uscite arduino e garantire che le correnti in gioco non danneggino arduino.

Nella keyes 4 relay questo aspetto è stato superato dotando la scheda di 4 optoisolatori separati, ciascuno per un singolo relay che isolano, come dice il loro stesso nome, in modo ottico il pin arduino che invia l’impulso dal solenoide presente nel relay.

Se non ci fossero questi 4 optoisolatori rischieresti di danneggiare arduino o il verificarsi di alcune anomalie come reset del codice o malfunzionamenti inattesi dovuti agli assorbimenti del relè e non a bug dello sketch.

Verifica del funzionamento dei relè

Per verificare che la keyes 4 relay funzioni correttamente ho collegato 4 led ad alta luminosità, ciascuno ad un relè come in figura:

Keyes relay alto

ho poi provveduto a scrivere un semplice sketch in cui in sequenza porto a livello alto uno dei 4 pin e porto LOW il precedente.

Lo sketch di test della keyes 4 relay

Lo sketch che ho utilizzato è il seguente:

/*
 * Sketch keyes 4 relay test
 *
 * @author: Alfieri Mauro
 * TW: @mauroalfieri
 */
 
int rele1 = 8;
int rele2 = 9;
int rele3 = 10;
int rele4 = 11;

void setup() {
  pinMode( rele1, OUTPUT );
  pinMode( rele2, OUTPUT );
  pinMode( rele3, OUTPUT );
  pinMode( rele4, OUTPUT );
  
  digitalWrite( rele1, LOW );
  digitalWrite( rele2, LOW );
  digitalWrite( rele3, LOW );
  digitalWrite( rele4, LOW );
}

void loop() {  
    digitalWrite( rele4, LOW );
    digitalWrite( rele1, HIGH );
    delay( 1000 );
    digitalWrite( rele1, LOW );
    digitalWrite( rele2, HIGH );
    delay( 1000 );
    digitalWrite( rele2, LOW );
    digitalWrite( rele3, HIGH );
    delay( 1000 );
    digitalWrite( rele3, LOW );
    digitalWrite( rele4, HIGH );
    delay( 1000 );
}

in cui vedi che le righe di codice sono davvero esigue.

Linee 08-11: definisci i pin a  cui hai collegato i singoli relè, se cambi i pin ti basta modificare solo queste 4 righe;

linee 14-17: imposta i pin in modalità OUTPUT;

linee 19-22: imposta tutte le uscite LOW in fase di setup;

linee 26-27: porta LOW sul pin relativo all’ultimo relè ( relè 4 pin  11 ) e porta alto il valore del pin corrispondente al primo relè;

linea 28 attendi 1 secondo prima di eseguire le istruzioni successive;

linee 29-37: esegui le medesime istruzioni delle linee 26-28 per tutte le uscite dei relè;

Il video della keyes 4 relay in funzione

Ho realizzato un piccolo video ( 33s ) in cui puoi vedere la keyes 4 relay in funzione con lo sketch descritto sopra:

Buona sperimentazione !!!

Permalink link a questo articolo: http://www.mauroalfieri.it/elettronica/keyes-4-relay-shield-arduino.html

54 comments

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  1. Davide

    Salve Mauro, ti faccio degli scontati complimenti per il sito perché è davvero una gran fonte di informazioni per chi come me è alle prime armi con arduino. Riguardo l’uso dei relè, sapresti dirmi se è possibile utilizzarli come ingressi? Cioè tramite il relè potrei acquisire lo stato di una lampada a 220V?

    1. Mauro Alfieri

      Ciao Davide, che io sia a conoscenza un relè rientra nel campo degli attuatori e nn dei sensori. Da questa premessa direi che non puoi usarli per rilevare qualcosa ma solo per eseguire l’accensione della lampada.
      Tuttavia non mi sento di escludere completamente l’ipotesi perché potresti trovare sul web qualcuno che si é inventato un modo per farlo.

    2. Gabriele

      Certo che puoi usare i contatti relé come ingresso! Immagina come il contatto NO fosse un pulsante, quindi stesso collegamento, su NO metti una R da 10k collegato a GND, dallo stesso morsetto NO colleghi un filo direttamente al pin di arduino che acquisirà il feedback del rele e infine il 5v lo metti su COM del rele. Così hai realizzato un contatto di feedback del rele che funziona come un pulsante con la differenza che non lo premi tu, unica pecca è che devi sprecare un rele per ogni feedback che vuoi di ritorno dato che ogni rele è a un contatto solo…ciao!

      1. Stefano

        Ciao a tutti,
        tramite il relè potrei acquisire lo stato di una lampada a 220V?
        Gabriele si riferisce a come collegare i contatti relè come ingresso.
        vanno usati 2 relay module 5v-220 o anche il passo passo 26.02?
        oppure i collegamenti sono fatti soltanto sul relay module su entrambi i relè 5v ed arduino?
        sul NO metti una R da 10k collegato a GND cioe’ fai un ponte lato 5v al lato 220?
        Grazie
        Complimenti per il sito Mauro.

        1. Mauro Alfieri

          Ciao Stefano, lascio che Gabriele ti possa rispondere.

  2. Davide

    Grazie per la risposta!
    Proverò a cercare qualcuno che c’è riuscito ed eventualmente riporterò qua i risultati.
    Ciao e buon lavoro

    1. Mauro Alfieri

      Ottimo Davide.

  3. Leone

    Salve Mauro,
    complimenti vivissimi per i tui articoli.

    Riguardo questa scheda da 4 relay della keyes, potresti aiutarmi a fugare un dubbio? Dal punto di vista dello schema elettrico/collegamenti per controllare delle lampade AC 220V (max 10Watt ciascuno) devo utilizzare accorgimenti speciali oppure posso stare tranquillo mantenendo da una parte il circuito che alimenta l’arduino e la scheda relay, e dall’altro i dispositivi che vanno a 220? Il sistema di opto isolamento è sufficiente a tenere separati i due circuiti?

    Grazie per la considerazione, e buon quasi ferragosto!

    1. Mauro Alfieri

      Ciao Leone,
      l’optoisolatore di cui la scheda è dotata penso sia calcolato in modo adeguato.
      La certezza può dartela solo il produttore della shield.

      1. Leone

        Grazie per la tua cortese risposta… provo a continuare qualche ricerca od al massimo a provare… magari ti farò sapere! 🙂

      2. bernardo

        per utilizzare dei carichi a 220v come dice Leone, si deve rimuovere il ponticello?
        grazie mille!

        1. Mauro Alfieri

          Ciao Berbnardo,
          dipende dal costruttore. La soluzione migliore è chiederlo direttamente loro.

          1. Bernardo

            Ciao Mauro!
            La scheda in questione è identica a quella nel tuo articolo.

            Ti ringrazio!

          2. Mauro Alfieri

            Ciao Bernardo,
            nel mio caso il ponticello verde non server ad abilitare la 220v ma a deviare l’alimentazione.

  4. maurizio

    Complimenti per i tuoi interessanti articoli. Come posso comandare ogni singolo relè da un pulsante normalmente aperto, pulsante tipico da appartamento e fare in modo che i relè della scheda funzionino come i relè passo passo .Grazie per la tua risposta ed ancora complimenti.

    1. Mauro Alfieri

      Ciao Maurizio, non ho compreso la richiesta, puoi essere più preciso?

  5. maurizio

    Ciao Mauro
    Avrei la necessita’ di comandare un relè’ da un pulsante normalmente aperto, cioè’ premo il pulante ed il rele’ si eccita e rimane in tale posizione anche quandi il pulsante viene rilasciato; quando premo nuovamente il pulsante, il rele’ si diseccita tornando nella posizione iniziale. Spero di essere stato un po’ piu’ chiaro.
    Grazie per la risposta.

    1. Mauro Alfieri

      Ciao Maurizio,
      ci sono molti articoli nel blog che descrivono questo tipo di comportamento dei pulsanti con sketch di solito legati ai led.
      Puoi prendere uno di quegli esempi e sostituire il led con un relay di questa shield.

  6. Francesco

    Ciao Mauro, sto pilotando un motore 5A 12v e una pompa 220v 30w con dei relè da quadro 24vac.
    Ho costruito un Arduino standalone che viene alimentato tramite gli sessi 12v del motore, ed eccitando uno dei due relè a volte Arduino si resetta, riiniziando da capo.
    Ci tengo a precisare che Arduino ha solamente la stessa alimentazione del carico del relè, oltre al fatto di pilotare tramite mosfet opportunamente optoisolati delle lampade 12v, ma non è collegato in nessun modo ai relè incriminati.
    cosa potrebbe causare il reset?
    Esiste qualche filtro in grado di eliminare il problema alla fonte o qualche filtro da applicare direttamente sul 7805 che alimenta Arduino?
    (Lo schema che uso è il classico 7805 con due condensatori di poliestere)
    Grazie, Francesco

    1. Mauro Alfieri

      Ciao Francesco,
      prima di tutto determina se il problema è di tipo elettrico o software.
      Prova a sostituire i relay con dei led e verificare che il reset scompaia.

      1. Francesco

        Ciao Mauro e grazie per la risposta,
        Ci tengo a precisare che il problema non è di tipo software:
        Eccitando i relè (che sono pilotati da un pulsante, senza Arduino), quest’ultimo si resetta, partendo da capo con il ciclo.
        Questo succede ma più di rado anche eccitando un altro relè uguale a quello sopra descritto, che pilota la pompa 220v 30w.
        Arduino fa un lavoro tutto suo con carichi a parte, il relè sono azionati a mano con dei pulsanti.
        La 12v è in comune, il resto è solamente nello stesso quadro elettrico.
        Può dipendere dal carico induttivo o dalla 24vac sui relè?
        Grazie
        Francesco

        1. Mauro Alfieri

          Ciao Francesco,
          potrebbe dipendere dal carico induttivo, tuttavia non mi è chiaro cosa intendi per “quest’ultimo si resetta, partendo da capo con il ciclo” quest’ultimo è arduino o il relé?

          1. Francesco

            Arduino

          2. Mauro Alfieri

            Ciao Francesco,
            avevo inteso che i relé si trovano tutti dietro optoisolatori la cui funzione è proprio evitare contatto elettrico tra arduino ed i relé
            Se non è così è il caso di metterli in modo che eventuali carichi o rumori prodotti dai relé non si riperquota su arduino causandone il reset.
            L’articolo che stai commentando è su una scheda che possiede già 4 relay optoisolati.

  7. Luca

    Ciao Mauro,
    ho un progetto da portare alla maturità ed ho un problema con la keyes 8 relay 12V mi succede questo:
    ho preparato il circuito e ho programmato l’arduino ed ha funzionato tutto, il progetto consiste nel comandare avanti ed indietro un motorino da 12V che mi trasporta una base, al secondo test ho alimentato la keyes 8 relays 12V e mi si eccitano in automatico 3 relè su 8 senza che il codice di arduino ecciti quei 3.
    Mi puoi suggerire qualche soluzione?

    Grazie in anticipo.
    Luca

    1. Mauro Alfieri

      Ciao Luca,
      sei certo che la tua shield supporti i 12v?

      1. Luca

        Ciao Mauro,
        si la shield supporta i 12v, c’è scritto su ogni relè

        1. Mauro Alfieri

          Ciao Luca,
          ottimo, perchè la mia supporta solo i 5v in input.

          1. Luca

            Ciao Mauro,
            a prescindere dal voltaggio diverso, mi potresti aiutare?

          2. Mauro Alfieri

            Ciao Luca,
            l’alimentazione a 12v potrebbe essere il motivo del tuo problema.
            Se la shield tollera i 12v ( ossia non si brucia se colleghi i 12v ) ma non li gestisce potresti avere comportamenti anomali come quello che rilevi, io fossi in te verificherei se i 12v siano supportati, dal sito del produttore, ed eventualmente userei i 5v per l’attivazione della shield.

  8. Marcello

    buongiorno Mauro Alfieri,
    Io sono un appassionato di arte contemporanea mi ritengo un creativo ricercatore e vari modi per sperimentare e combinare sono un abile con la manualità e mi interessano le nuove tecnologie in questo campo sono un auto didatta alle prime armi per caso in televisione o sentito parlare di arduino e allora per curiosità ho un pò navigato sulla rete e mi sono reso conto che ce un mondo infinito su l’argomento e molte persone che si inter cambiano idee e consigli anche alle prime armi
    Avrei l’intenzione di imparare e inoltrarmi in questo mondo perchè ho qualche idea da realizzare se e possibile ti chiederei cortesemente come posso realizzare un progetto simile.

    Sistema domotico a riconoscimento vocale comando relay NO – OFF con risposta vocale di ogni comando.
    Nel tuo progetto e lavoro (Lo sketch di test della keyes 4 relay) si puo collegare un programma scritto ESEMPIO: se gli comando vocalmente dandogli un nome di pre esecuzione.
    ESEMPIO:
    1) la chiamo,CINCIA
    2) e lei risponde, SONO OPERATIVA.
    3) Gli comando, ACENDIMI LUCE CAMERA.
    4) Lei mi risponde, LUCE CAMERA ACCESA ( che corrisponde, int rele1 = 8;) il rele 1 si eccita.
    1) la chiamo,CINCIA
    2) e lei risponde, SONO OPERATIVA.
    3) Gli comando, PEGNI LUCE CAMERA.
    4) Lei mi risponde, LUCE CAMERA SPENTA ( che corrisponde, int rele1 = 8;) il rele 1 si disecita.

    con la possibilita di inserire altri comandi di seguiti ……

    Cortesemente mi daresti delle indicazioni come posso fare e che componenti ci servono.
    Grazie
    Marcello Di Paolo
    artgalleryblu@tiscali.it

    1. Mauro Alfieri

      Ciao Marcello,
      innanzitutto ti consiglio di non inserire il tuo indirizzo email in chiaro nei commenti, io lo ricevo comunque se lo inserisci negli appositi campi.
      Con migliaia di accessi al sito al giorno da parte dei robot in cerca di spam potersi diventare bersaglio immediato.

      Per il tuo progetto direi che é molto complesso e ti consiglio di iniziare con progetti base di controllo led e relay con i pulsanti, quando sarai pratico puoi sperimentare con schede a sintesi vocale, trovi degli articoli dedicati sul blog.

  9. Michele Seminara

    Buongiorno Mauro,
    anche io ho realizzato lo stesso progettino, ma invece di quattro relè ho utilizzato un componente con due, anche loro optoisolati. Ho riscontrato due anomalie: la prima (meno importante) è che il componente (in maniera assolutamente controintuitiva) si attiva quando metto il pin in low e si disattiva quando lo metto in high. La seconda anomalia, ben più grave, è che il relè non si eccita, cioè la spia corrispondente al led si accende, ma non avviene il clack del relè. Ho provato anche a fornire alimentazione supplementare esterna, ma il comportamento non cambia. Qualche suggerimento? Grazie!
    p.s.: se lo stessa cosa lo faccio con un relè singolo non optoisolato, funziona tutto perfettamente e il relè si eccita mettendo il pin in high e si diseccita mettendo il pin in low.

    1. Mauro Alfieri

      Ciao Michele,
      sembra un problema Hw della shield che stai usando.
      Verifica la perte elettronica del relay in modo diretto cercando di far eccitare il relay per capire se si tratti di un difetto dei relay o degli optoisolatori.

  10. StefanoT

    Salve a tutti,

    sono un neofita del mondo Arduino e vorrei iniziare con un piccolo progetto di controllo luci temporizzato.
    Vorrei chiedervi se foste cosi’ gentili da indicarmi i nomi dei costruttori (o i loro siti web) per le schede shield con i rele’. In particolare, a me ne basterebbe anche solo uno.

    Grazie mille.

    1. Mauro Alfieri

      Ciao Stefano,
      di produttori di shield ne esistono tanti e tutti hanno sia un sito che un riferimento commerciale in italia, io acquisto il materiale che vedi nel blog sul sito http://www.robotics-3d.com e so che rivendono anche la scheda lemontech relay bluetooth con cui puoi realizzare da subito un semplice controllo relay e quando ti sentirai pronto potrai anche utilizzare la parte bluetooth per controllarli dal tuo smartphone.
      Sia sul blog sia sul sito ufficiale della shield trovi anche degli esempi utili.

  11. Marcello

    Buongiorno Mauro,
    Neofita di arduino, vorrei realizzare uno Sketch che mi permetta di accendere e spegnere le numerose stringhe delle luci dell’albero natalizio (ogni stringa può avere 20 o 50 pisellini classici ad incandescenza 220V~). Vorrei comandare queste stringhe con accensione e spegnimento variabile impostando delay diversi per ogni stringa collegando ciascuna di esse a una scheda aggiuntiva di 8 relè già predisposta e già optoisolata. (8 stringhe di luci collegati a 8 relè) comandati dalla scheda arduino uno.
    Lo Sketch menzionato e dimostrato in testa a questa pagina prevede accensione e spegnimento in sequenza ma io vorrei tenere accese più stringhe in contemporanea programmando delay diversi per ciascuna stringa. Ciò potrebbe causare un sovraccarico per la scheda arduino oppure posso stare tranquillo? Quante ne posso accendere contemporaneamente?
    Come posso realizzare accensione e spegnimento se volessi usare una ventina di relè per circa una ventina di stringhe luci? (ci vuole Arduino Mega o Arduino Due?)
    Qualcuno potrebbe aiutarmi a realizzare lo Sketch?
    Ringrazio cordialmente

    1. Mauro Alfieri

      Ciao Marcello,
      due anni fa ho realizzato e pubblicato una centralina con 9 giochi di luce, alcuni non sono riproducibili con relay ma quelli di tipo on/off puoi usarli usando 8 linee digitali con arduino/genuino uno.
      Per 20 relay dovrai usare una scheda con maggiori uscite digiatli, la MEGA va bene avendone 53.

  12. Marcello

    Ops,
    mi sono accorto che
    sono il primo dell’anno a postare, quindi….
    BUON ANNO A TUTTI !!

    1. Mauro Alfieri

      Bravo 🙂 Auguri !!

  13. Paolo L'Abbate

    Sto realizzando una sequenza di scatti relè con uno sketch preso da un sito ma non mi funziona, nel senso che viene fuori l’errore: expected unqualified – id befor “{” token.
    Ho fatto tanti tentativi ma invano. Vi scrivo lo sketch:

    [[ codice rimosso in automatico ]]

    Vi ringrazio per una vostra risposta. NB. Non conosco bene gli sketch, pero piace cimentarmi. Grazie.

    1. Mauro Alfieri

      Ciao Paolo,
      ti chiedo la cortesia di leggere bene le regole del blog, sono poche e semplici.
      Il non rispetto delle regole causa eliminazione del commento e dell’autorizzazione a pubblicarne di nuovi.

      Se vuoi imparare a programmare arduino o genuino perché “piace cimentarmi” ti consiglio di seguire il corso base arduino gratuito on-line o di partecipare ad un corso in aula.
      Purtroppo non correggo sketch presi da altri siti, ti consiglio di scrivere all’autore per chiedere aiuto.

  14. Paolo L'Abbate

    Chiedo scusa se il mio intervento le e sembrato fuori luogo; non mi sembrava di ledere alcunché e ne sapevo dell’esistenza di talune regole. Sinceramente mi aspettavo una risposta più “tecnica” e meno morale. La saluto.

    1. Mauro Alfieri

      Ciao Paolo,
      non saprei fornirti risposta tecnica valida senza testare e valutare il progetto nella sua interezza.
      Ho colto nella tua frase “mi piace cimentarmi” come indicazione di voglia di imparare e ti ho indirizzato al modo migliore di farlo.
      Se ti occorre solo la correzione del tuo sketch ti consiglio di usare i forum dedicati.

  15. Paolo L'Abbate

    Ok, grazie per la sua. Nel contempo Vi auguro Buone festività di Pasqua.

  16. giuseppe

    Ciao mauro.
    Io non sono molto esperto di programmazione arduino ma vorrei pilotare una scheda di 8 relè con dei 8 semplici pulsanti.
    Ho trovato tra gli esempi di Arduino un codice per comandare un solo relè o led.
    Ma non riesco a modificarlo. Come posso fare?

    1. Mauro Alfieri

      Ciao Giuseppe,
      hai provato a leggere e comprendere lo sketch in modo da ottuplicare quello che fai con un solo pulsante?
      Non è un processo complicato e ti bastano pochi minuti per capire come fare leggendo bene lo sketch e le spiegazioni che ho inserito.

  17. NINO

    Ciao Mauro ho finito un progetto con yun ed una scheda relay.
    ma ho un problema…
    Premetto di aver connesso una lampadina a com e no (quindi a riposo deve essere relay APERTO e luce spenta) invece funziona all’ inverso.
    Quando l’ accendo si spegne (LED DI CONTROLLO E LUCE)

    1. Mauro Alfieri

      Ciao Nino,
      controlla la tua scheda relay, alcune di quelle non originali e acquistate su siti di aste e simili risultano da controllare al contrario.

  18. Gianni

    Grazie infinite per la tua esauriente spiegazione sulla connessione all’Arduino. Di nuovo grazie.

    1. Mauro Alfieri

      Prego, Giannni

  19. Paolo C.

    Ciao Mauro
    complimenti per le tue esposizioni sempre molto chiare, sto studiando questo pilotaggio dei 4 rele i collegamenti sono evidenti anche se mi pare di vedere fra ll gnd della shield e arduino uno una resistenza di cui non parli, sbaglio?
    La pila serve per alimentare i led giusto?
    L’alimentazione della shield viene presa da arduino senza comprometterne il funzionamento giusto?
    Chiedo scusa ma sono all’inizio e sono appena 2 – 3 giorni che cerco di capire come muovermi soprattutto nella compilazione del programma.
    in questo caso i rele sono eccitati uno alla volta con ritardo di un secondo, se io volessi realizzare con un unico pulsante : tutto diseccitato, tutto eccitato, eccitato solo il primo, poi solo il secondo, poi solo il terzo cosa dovrei inserire al posto dei delay?

    1. Mauro Alfieri

      Ciao Paolo,
      la resistenza serve per non bruciare i relé, è la classica 470ohm.
      Per le modifiche che desideri devi implementare una macchina a stati e non è semplicissimo per chi è alle prime armi.
      Ti invito a leggere e studiare i miei tutorial del corso arduino gratuito on-line che trovi su questo blog.

      1. Paolo C.

        Ciao Mauro
        grazie della risposta seguirò con interesse i tuoi tutorial

  1. Orto idroponico verticale - Mauro Alfieri Elettronica Domotica

    […] scheda 4 relay controllata da Arduino in cui ogni relay controlla una presa da 220v di una […]

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