Zigbee jest jednym z najbardziej popularnych protokołów używanych w IoT. Powstały w 2004 roku, obecnie doczekał się trzeciej rewizji, obsługiwanej przez większość urządzeń dostępnych na rynku. Do jego zalet należą:
- niskie zużycia energii - aby uzyskać certyfikat, urządzenia bateryjne muszą pracować dwa lata na jednym zestawie;
- topologia mesh - dzięki której każde urządzenie podłączone do stałego zasilania wzmacnia sygnał;
- niska cena urządzeń.
Typy urządzeń w sieci Zigbee
Można rozróżnić trzy typy urządzeń:
- koordynator - jeden na sieć, jest odpowiedzialny za przekazywanie danych z/do urządzeń.
- router - wiele na sieć, praktycznie każde* urządzenie podłączone na stałe do prądu pełni jego funkcję. Służą do wzmacniania sygnału.
- urządzenie końcowe - tak jak w przypadku routerów, może być ich wiele, jednakże z uwagi na zasilanie bateryjne, nie wzmacniają sygnału.
Praktycznie każde, ponieważ np. sterownik rolet Blaupunkt SCM-S1 i czujnik gazu Feibit SGA01ZB, mimo zasilania z sieci (z N), są wykrywane jako end device. Oprócz tego, część wyłączników bez N jest rozpoznawana jako end device i nie wzmacnia sygnału.
Jak zacząć z Zigbee?
Zasadniczo, są dwa sposoby - bramka danego producenta (Ikea Tradfri/Philips Hue/Xiaomi Aqara/inne), lub multibramka. O co w tym wszystkim chodzi?
Bramka danego producenta
Zigbee jest ustandaryzowanym protokołem, ale nie wymusza na producentach kompatybilności - to znaczy, że do bramki Ikea da się podłączyć tylko urządzenia z serii Tradfri, a do bramki Aqara urządzenia Aqara. Częściowo urządzenia różnych producentów są kompatybilne - np. do bramki Aqara da się podpiąć część żarówek Ikea, ale nie wszystkie. Ich zaletą jest brak konieczności posiadania dodatkowego oprogramowania - z poziomu bramki można sterować podłączonymi urządzeniami, dodatkowo, możliwość podłączenia urządzeń korzystających z innych protokołów - w przypadku Xiaomi, urządzeń BLE, ponadto istnieje również możliwość zintegrowania w zewnętrznym systemie, jak np. HomeAssistant.
Multibramka
Dzięki niej, możemy bez problemu używać urządzeń różnych producentów, bez konieczności posiadania kilku różnych bramek, jednakże, do ich działania, konieczne jest posiadanie systemu automatyki (np. Home Assistant), który umożliwi wykorzystanie pełni możliwości.
Na rynku jest kilka rozwiązań, które pełnią rolę multibramki, najpopularniejsze są dwa:
deCONZ
O nim będzie krótko - jest, jedynym urządzeniem, które go obsługuje jest ConBee II - nie używałem, więc nie mam za dużo do powiedzenia.
zigbee2mqtt
z zigbee2mqtt można używać kilka różnych urządzeń, jednakże skupię się na tych, których osobiście używałem (i ConBee II):
| CC2531 | CC2538+CC2592 | CC2652P | ConBee II | |
|---|---|---|---|---|
| Cena | $13 ≈ 48 zł | 128 zł + VAT | 138 zł + VAT | 175 zł |
| Moc nadawania | 2,5 mW / +4 dBm | 100 mW / +20 dBm | 100 mW / +20 dBm | 10 mW / +10dBm |
| Maksymalna ilość bezpośrednich połączeń | 5/15/20 (zależnie od oprogramowania) |
100 | 50 | 32 |
| Wersja Zigbee | 1.2/3.0 | 3.0 | 3.0 | |
| Stosunek jakości do ceny | kiepski | dobry | bardzo dobry | średni |
-
- CC2531
-
- CC2538+CC2592
-
- CC2652P
-
- ConBee II
Porównanie zasięgu (LQI)
Warunku testowe: koordynator wpięty do przedłużacza USB przymocowanego do szafki tak, że stick skierowany jest wtyczką w dół. Pomiędzy wpięciem koordynatora a wylistowaniem LQI dwa dni, na ustabilizowanie sieci. W tabeli wszystkie routery, które posiadam w mieszkaniu. Wynik stanowi średnią z trzech prób w odstępie godziny.
| CC2531 | CC2538+CC2592 | CC2652P | ConBee II | |
|---|---|---|---|---|
| Kuchnia Ikea ICPSHC24-10EU-IL-1 | nie testowano | brak połączenia | 203 | nie testowano |
| Kuchnia Ikea LED1732G11 | nie testowano | 251 | 241 | nie testowano |
| Sypialnia Ikea LED1739R5 | nie testowano | 216 | 175 | nie testowano |
| Sypialnia Ikea LED1739R5 | nie testowano | 224 | 194 | nie testowano |
| Sypialnia Ikea LED1739R5 | nie testowano | 228 | 199 | nie testowano |
| Sypialnia Ikea LED1739R5 | nie testowano | brak połączenia | 180 | nie testowano |
| Sypialnia Ikea LED1842G3 | nie testowano | brak połączenia | 177 | nie testowano |
| Salon Ikea LED1736G9 | nie testowano | 255 | 239 | nie testowano |
| Salon Ikea LED1736G9 | nie testowano | brak połączenia | 190 | nie testowano |
| Łazienka Ikea LED1836G9 | nie testowano | 226 | 187 | nie testowano |
| Łazienka Blitzwolf BW-SHP13 | nie testowano | brak połączenia | 126 | nie testowano |
| Korytarz Ikea LED1836G9 | nie testowano | 226 | 192 | nie testowano |
Moje odczucia:
CC2531
Bardzo niestabilny koordynator. Jedynym rozwiązaniem, w momencie, kiedy dojdzie do zawieszenia się CC2531, spowodowanego wyłączeniem prądu, a co za tym idzie, degeneracją sieci, było fizyczne wypięcie go z portu USB i ponowne wpięcie. Ponadto, po przekroczeniu pewnej liczby (około 10) urządzeń, każda komenda była wykonywana z opóźnieniem nawet do kilku sekund. Podsumowując, nie polecam, strata pieniędzy.
CC2538
Mój drugi adapter, jeden z najlepszych zakupów do smart home, jakich dokonałem. Każda akcja jest wykonywana natychmiast, dodatkowo zasięg wzrósł bez porównania. Przy awarii prądu, adapter traci połączenie z większością routerów, ale się nie zawiesza, jak w przypadku CC2531. Najtańszy sensowny stick ze stackiem Zigbee 3.0.
CC2652P
Adapter reprezentujący najnowszą generację koordynatorów. Odnośnie stabilności, wiele się nie zmieniło w stosunku do CC2538, natomiast zasięg delikatnie wzrósł. Zauważyłem, że urządzenia szybciej się parują, do tej pory zajmowało to kilka sekund, obecnie nawet około sekundy. Dostępne są wersje bez wzmacniacza (CC2652 od Electrolama i CC2652RB od slaesh), jednakże w moim zdaniem, nie mają sensu.
ConBee II
Stick działający zarówno z deCONZ jak i zigbee2mqtt. Brałem go pod uwagę, gdy chciałem wymienić CC2531, aczkolwiek z uwagi na niższą cenę wziąłem CC2538. Wsparcie ConBee II w zigbee2mqtt jest wciąż eksperymentalne, nie wszystkie funkcje działają. Spora część osób twierdzi, że ConBee II jest jedynym słusznym wyborem - nie rozumiem dlaczego. Stack Zigbee 1.2* 3.0, mniejsza moc nadajnika w stosunku do CC2538 i CC2652, eksperymentalne wsparcie zigbee2mqtt - nie widzę żadnych zalet w stosunku do CC2538 lub CC2652P.
* W międzyczasie deweloperzy odpowiedzialni za ConBee II potwierdzili, że używa stack 3.0.
CC2538+CC2592 i CC2652P możecie kupić w Polsce u Grzegorza - nie dostaję za to wynagrodzenia - polecam, bo jestem zadowolony, zarówno z urządzeń, jak i wsparcia posprzedażowego. Drugą opcją jest polutowanie samemu, wszelkie pliki są dostępne w Internecie.
Uwaga:
Jeśli nie chcesz wydawać 100+ zł, bo nie masz pełnego przekonania, i chcesz kupić CC2531 - dopilnuj, żeby znalazł się na nim firmware w wersji 3.0 - jeśli dojedziesz do wniosku, że "to jest to", i w przyszłości będziesz chciał zmienić adapter na mocniejszy - oszczędzisz sobie reparowania wszystkich urządzeń - niestety, przy przejściu ze stacka 1.2 na 3.0 konieczne jest ponowne połączenie wszystkich urządzeń.