Zigbee умный дом своими руками
Умный дом Tuya Smart, шлюз Zigbee—Ethernet от Moes: обзор, подключение устройств, возможности
В этом обзоре мы поговорим о Zigbee шлюзе для экосистемы умного дома Tuya Smart, от MOES. Особенностями этой модели является наличие Ethernet интерфейса, что обеспечивает и лучшую, по сравнению с wi-fi стабильность работы. Кроме этого шлюз обладает повышенной емкостью для подключения — которая, по заверению производится может достигать 300 устройств. Кстати их подключение мы тоже рассмотрим, причем не только гаджетов относящихся к Tuya Smart.
Содержание
Где купить ?
Aliexpress — MOES Official Store — цена на дату публикации $ 21.06
Aliexpress — MoesHouse Direct Store — цена на дату публикации $ 21.66
Параметры
- Модель: Zigbee HUB 801
- Интерфейсы: Zigbee 3.0, Ethernet 100 Mbit
- Максимальное количество устройств: 300
- Питание: micro USB, 5V до 1 А
- Размер: 90х90х23 мм
Для разработчиков, документация на Zigbee Alliance — вместо малоинформативных фото разборки
Поставка
Поставляется устройство в простой белой картонной коробке. Из опознавательных знаков — только наклейки с логотипом и адресом сайта производителя и кодом модели.
В комплекте — сам шлюз, два кабеля — для подключения к сети и питания с разъемами USB и micro USB, а также инструкция.
Инструкция на английском, она описывает порядок подключения и содержит ссылку на приложение. Инструкция общая для проводной и беспроводной версии шлюза, так как включает в себя требование — перед подключением перевестись на 2.4. ГГц, что бессмысленно, так как шлюз подключен по Ethernet.
Внешний вид
Шлюз внешне представляет собой квадратную белую коробочку с стороной в 9 см и толщиной чуть больше двух. Только одна из сторон отличается от других — на ней расположены разъемы сетевого интерфейса и питания, а также кнопка сброса.
На нижней стороне находятся прорезиненные ножки, чтобы шлюз не скользил. В центре — наклейка перечисляющая основные параметры устройства.
Для работы шлюза нам понадобится свободный Ethernet порт на роутере или свиче, а также блок питания — либо отдельный, либо свободный порт зарядной станции или подходящего удлинителя.
При работе, сквозь корпус шлюза просвечивает пара зеленых светодиодов, довольно ярких.
Подключение
Для подключения нам понадобится оригинальное приложение Tuya Smart или его клон Smart Life.
Можно не искать шлюз в списке устройств, а сразу перейти во вкладку автоматическое обнаружение — шлюз уже будет там. По проводной сети он обнаруживается моментально. Далее идет процесс сопряжения и в конце — можно задать свое имя и локацию.
После добавления сразу прилетает последняя версия прошивки, шлюз обновляется после чего он готов к работе. Его предназначение — это управление zigbee устройствами. Других функций, вроде сигнализации, ночника и тому подобное — у него нет.
Устройства Tuya Smart
Тесты начнем с подключения родных устройств Tuya Smart — например популярной розетки переходника Blitzwolf SHP-13. Очень удачная модель с учетом невысокой цены, мощности в 3680 Ватт, энергомониторинга и европейского форм фактора.
В плагине шлюза нажимаем добавить новое устройство, на розетке зажимаем кнопку пока не начнет мерцать светодиод и ждем пока шлюз ее обнаружит и подключит.
Следующим будет четырехклавишный логический выключатель MOES, он тоже относящийся к этой экосистеме. Для сопряжения служит кнопка, которая находится справа внизу.
Подключение — аналогично. В плагине шлюза включаем режим добавления, зажимаем кнопку на выключателе и ждем завершения процесса.
Автоматизации
Добавленные устройства могут взаимодействовать друг с другом через автоматизации. Логический выключатель может выступать в качестве триггера и событием будет служить одна из его кнопок или состояние батарейки.
Выбираем однократное нажатие на первую клавишу и переходим в раздел действий. В нем выбираем запустить устройство и получаем список всего, что может являться действием нашего сценария, в том числе добавленная розетка.
Она предоставляет управление подключенной в нее нагрузкой — включить, выключить и переключить состояние на противоположное. В результате у нас получается вот такой простой сценарий, управляющий розеткой по нажатию на первую клавишу выключателя.
Скорость работы неплохая и в целом, по моим наблюдениям, Tuya работает заметно быстрее mihome — работу автоматизации вы можете увидеть в видеоверсии обзора (в конце текста).
Подключенные к шлюзу устройства взаимодействуют не только между собой, но и со всеми гаджетами входящими в этот аккаунт Tuya. В качестве примера — wi-fi проектор звездного неба. Ему шлюз не нужен, но работает с роутером напрямую.
Аналогично — делаем тестовый сценарий но уже на вторую клавишу, тоже однократный клик, на двукратный можно повесить скажем смену режима подсветки.
Скорость отработки сценария — тоже в пределах секунды, что я считаю неплохим показателем для стокового облачного приложения — работу автоматизации вы можете увидеть в видеоверсии обзора (в конце текста).
Устройства Xiaomi Aqara
Для эксперимента я попытался подключить некоторые из Zigbee устройств, относящиеся экосистеме mihome и aqara home. Квадратную кнопку Aqara
Круглую кнопку mijia
Беспроводный двухклавишный выключатель Aqara
Одноканальное реле с нулевой линией Aqara T1. Результат везде идентичен — шлюз Tuya не видит этих устройств.
Устройства Sonoff
Далее я попробовал устройства от Sonoff относящиеся к экосистеме Ewelink. Начал с беспроводного датчика открытия двери.
И датчик совершенно нормально и без проблем подключился к шлюзу. У него есть свой плагин — причем даже анимированный, показывающий как половинки датчика сходятся при закрытии и расходятся при открытии.
В плагине также есть журнал срабатываний датчика, переключатель отправки уведомлений через приложение при сработке. Даже есть меню обновления прошивки.
Датчик может работать как триггер в автоматизациях — причем не только по состоянию открыто и закрыто, но и по уровню заряда батарейки — например чтобы отправлять уведомление когда он снизится ниже установленного.
Что касается состояния — то тут есть не только его изменение, но и временной интервал в течении которого это состояние продолжается. Сценариев тут можно создавать много — начиная с самых простых, скажем включения освещения.
Окрыленный успехом, я решил попробовать еще одно устройство — компактное реле Sonoff ZB mini. Одно из самых бюджетных, стоит менее 10 долларов, которые широко доступны на рынке.
И да я не ошибся в своих ожиданиях — оно тоже нашлось, правда почему-то как двухклавишный! выключатель. Но не будем придираться к мелочам — нашлось же.
Что интересно — реле управляют обе кнопки. Но с небольшой оговоркой — если включать выключать одним, неважно каким, переключателем — все в порядке. Если нажимать на обе в произвольном порядке, но реле ведет себе не совсем адекватно.
Tuya Smart практически любому устройству дает возможность быть триггером для сценария, реле — не исключение, и умеет передавать события изменения своего состояния — включено или выключено.
В действиях — кроме включено и выключено — переключение состояния. Вот этот тестовый сценарий — не будет давать реле включится — сразу отключая его после события ON. В реальном бытовом применении, скорее пригодится сценарий, который будет работать наоборот — отслеживать выключение включать обратно. Кстати перед действием можно добавлять и задержку.
Google Home
Аккаунт Tuya Smart подключается к Google Home, после чего устройства туйи — могут управлятся ассистентом гугла. Шлюз как устройство — не виден тут, но его устройства — пробрасываются. Не все, из рассмотренных в обзоре — тут нет логического выключателя. Хотя что с логическим выключателем мог бы сделать ассистент?
Исполнительными устройствами — можно управлять, для розетки создалась одна сущность, а для реле — сразу три. Общий выключатель для обоих каналов, ведь реле определилось как двухканальный выключатель, и для каждого из них по отдельности.
Home Assistant
Что касается Home Assistant — то на сегодняшний день мне неизвестны методы проброса шлюза в него. Ни через штатную интеграцию, ни через local tuya. Ни его, ни его устройств в НА видно не будет. Но есть обходной метод — так как автоматизации созданные в Tuya Smart — залетают в виде сцен через штатную интеграцию и ими можно управлять из Home Assistant. Этот метод зависит от интернет и облаков. Локально можно работать с zigbee устройствами только подключив их к стику или SLS шлюзу
Видео версия обзора
Вывод
Для тех кому достаточно штатного функционала Tuya Smart — а для основных бытовых задач его вполне хватит, я бы рекомендовал к приобретению именно проводную версию шлюза. Ethernet работает быстрее и стабильнее wi-fi, да и не мешает работе zigbee. Максимальное количество подключаемых устройств во много раз выше чем у любого беспроводного шлюза. А что касается проводов — то шлюз все таки стационарное устройство, носить его не надо, главное не ставить его сильно близко к роутеру, ведь zigbee работает на той же частоте что и wi-fi.
Zigbee 101: руководство для начинающих
Zigbee — технология, которая основана на радио стандарте IEEE 802.15.4 и предназначена для стандартизации маломощных M2M устройств разных производителей. Из особенностей сети можно выделить высокую отказоустойчивость, длительный срок службы конечных устройств от одной батареи, поддержку большого количества подключений и совместную работу устройств разных производителей.
Из особенностей архитектуры сети: поддержка топологии mesh, обязательное наличие координатора и, необязательное, роутера. Больше об архитектуре сети здесь.
ZigBee предусматривает передачу информации в радиусе от 5 до 75 (на открытой местности до 200) метров с максимальной скоростью 250 кбит/с. Поддерживает работу в 27 каналах трех частотных диапазонов:
2,4 ГГц (16 каналов)
915 МГц (10 каналов)
868 МГц (1 канал)
Занимательный факт:
Согласно одной из версий, название ZigBee происходит от зигзагообразного танца пчел, которым они указывают своим соседям путь к следующему источнику пищи, аналогично, как и пакеты данных стандарта должны найти свой путь в mesh сети.
Что нового в Zigbee 3.0
Direct binding, или прямое соединение позволяет конечным устройствам разных производителей работать напрямую без участия координатора и роутера. Это позволяет гибко настраивать сценарии поведения устройств и увеличить скорость срабатывания.
Зачем это нужно?
Если кратко — для измерения показаний и автоматизации. Сфер применения этой автоматизации много. И хотя в последнее время прослеживается тенденция унификации, технология поддерживает различные профили, которые делятся по сфере применения. Вот некоторые из них.
Home Automation — управление домашними устройствами и создание сценариев.
Remote Control — управление устройствами дистанционного управления.
Smart Energy — контроль и автоматизация доставки и использования энергии.
Green Power — поддержка устройств генерации электроэнергии.
Light Link — управление освещением.
Health Care — управление устройств медицинского и около медицинского (браслеты измерения показаний, кнопки “sos”) назначения.
Много ли устройств Zigbee?
Приблизительно 2600 устройств (список сертифицированных устройств). Стоит уточнить, что в большинстве случаев каждый производитель имеет свое приложения для подключения только своих устройств, но, используя стороннее программное обеспечение, их можно подружить. Об этом ниже.
Средняя цена одного конечного устройства варьируется в районе 10$.
Вот пример конечных устройств нескольких популярных производителей:
Xiaomi Aqara — около 50 устройств разного назначения.
Philips Hue — около 100 устройств, (большинство светильники),
Ikea trådfri — около 40 устройств (большинство светильники),
Tuya — около 30 устройств,
SONOFF — около 10 недорогих реле.
Zigbee USB устройства (стики)
Для чего нужны Zigbee стики?
Если вы используете стороннее решение, стик удобно использовать как координатор сети, подключив к компьютеру как роутер, чтобы достичь отдаленных от координатора мест.
Вот пример нескольких популярных устройств:
cc2530/2531 — дешевый и популярный стик. Неплохой выбор для начинающих. Из минусов: небольшой радиус покрытия (10-15 м без антенны) и ограничения по количеству подключаемых устройств.
deCONZ Conbee стик также поддерживает большое количество систем умного дома. Из минусов родной прошивки — иногда отваливаются конечные устройства.
Sprut.stick (в бета тестировании) координатор от проекта Sprut.AI на основе модулей EFR32MG12 или MGM12P32F1024. Обладает отличными характеристиками мощности, поддерживает большое количество устройств, также постепенно добавляются новые. Детальнее 1 2 3
Также примеры менее популярных:
nRF52840 Dongle — универсальный стик с поддержкой Bluetooth 5, Bluetooth mesh, Thread, ZigBee, 802.15.4 и ANT и удобной средой разработки.
Zigbee шлюзы
Готовые решения
Xiaomi/Aquara три самых популярных устройства — Xiaomi Gateway 2 и 3 версии и Aqara Hub. Gateway 2 не совместим с homekit и имеет 3 версию протокола Zigbee. Третья версия имеет на борту Zigbee 3.0 и Bluetooth Mesh 5.0. С дополнительными различиями поможет разобраться краткий ролик.
Менее популярные zigbee концентраторы просто перечислю
Orvibo
livolo
Wemo
Vera
Fibaro
Zigbee+ Zvawe
Athom Homey
Hubitat Elevation
Wink hub 2
SmartThings Hub
VeraPlus
DIY, или сделай сам
SLS шлюз — Устройство на основе СС2538+СС2592 и ESP32-Wrover-B, а также прошивка. Поддерживает Zigbee 3.0 и в отличие от Xiaomi он не ограничен одной экосистемой. А в отличие от стиков CC2531, CC2538 и Deconz — он является готовым устройством и может работать как самостоятельно, так и в системе домашней автоматизации Home Assistant. На данный момент поддерживается 113 устройств. Видео обзор
ZESP32 — это прошивка для шлюза Xiaomi Gateway. Точно так же как и SLS он рассчитан на подключение Zigbee устройств разных производителей. Основная концепция — упрощение добавления нового устройства в сеть при помощи изменяемых шаблонов.
cc25хх + компьютер удобный вариант если у вас уже имеется raspberry pi, или старенький пк, который будет выступать в роли сервера. В этом случае вы можете выбрать любую удобную систему домашней автоматизации, о которых ниже.
Что по экосистемам?
Apple home — программное решение от Apple. Количество поддерживаемых устройств невелико, но функционал можно расширить с помощью homebridge и aqara hub. Вы можете использовать Apple home в домашней сети используя только Iphone и хаб (Zigbee), но для удаленного управления нужен домашний центр в роли которого могут выступать iPad (iOS 10 или выше), HomePod, или Apple TV.
Google home — также не работает с Zigbee устройствами напрямую, но имеет совместимость с Alexa.
Amazon ассистенты Echo Show, Spot и Plus умеют работать напрямую поскольку имеют встроенный zigbee координатор. Тем не менее проблемой является ограниченное количество совместимых устройств и непопулярность решения в странах СНГ.
Xiaomi/Aqara — шлюзы компаний Xiaomi и Aqara поддерживают только свои zigbee устройства. В отличие от Xiaomi Gateway у Aqara Hub не предусмотрена возможность интеграции с альтернативными системами домашней автоматизации.
Samsung SmartThings позиционируется как универсальный хаб. Работает с большим количеством устройств Z-Wave и Zigbee. Пользователи часто жалуются на падение облака (отсутствие подключения к серверу) и отсутствие интереса в развитии проекта со стороны разработчиков.
Яндекс дом. Диалоги Яндекс Станции и для телефона это разные вещи. Для колонки диалогов меньше, они примитивные. Заявлена поддержка ZigBee и Bluetooth устройств, но не работает с ними напрямую. Многие сценарии зависят от наличия интернет соединения, но решением может быть подключение сторонних контроллеров умного дома, например с помощью yandex2mqtt.
Как там с программной поддержкой?
Для удобства разделю программные решения на категории.
Домашняя автоматизация
Homebridge сервер NodeJS, для интеграции устройств без поддержки HomeKit.
ioBroker открытая система автоматизации, разработанная на платформе NodeJS
HomeAssistant система с открытым кодом с акцентом на конфиденциальность.
OpenHAB opensource проект с акцентом на удобство настройки
MajorDoMo система интеграции с открытым кодом.
Dashboard
RoboDomo фреймворк, на MQTT с привлекательным графическим интерфейсом.
node-red-dashboard модуль node-red для создания панели управления, интегрируется в
Интеграция
Zigbee2mqtt это программа-мост, что позволяет использовать вместе устройства разных поставщиков, транслируя команды zigbee в mqtt.
MQTT Explorer удобный mqtt клиент
Разработка
IAR Embedded Workbench среда с дружественным интерфейсом и поддержкой большого количества микроконтроллеров
Simplicity Studio IDE и набор инструментов для разработки приложений на базе процессоров Silicon Labs
SimpleLink SDK среда разработки для чипов разработки Texas Instruments, включающий API, TI-RTOS и прочее.
Red-node блочный инструмент программирования для соединения аппаратных устройств, API и онлайн-сервисов.
Тестирование и аудит
KillerBee — инструмент для тестирования Zigbee сетей.
SecBee — тестирование реализаций ZigBee на проблемы безопасности.
Z3sec — основная цель фреймворка тестирование сертифицированных устройств, реализующие ZigBee Light Link (ZLL), или стандарт ZigBee 3.0.
pwnrf — инструмент для тестирования безопасности в сетях Wi-Fi, Bluetooth и Zigbee.
Что выбрать: Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee или Z-Wave?
На рынке существуют десятки IOT технологий, но самыми популярными решениями являются Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee и Z-Wave.
WiFi очень популярная технология, она удобна и идеальна для голосовых помощников, систем видеонаблюдения, телевизоров, или в случае если у вас небольшое количество умных устройств. Но WiFi сильно энерго затратен и если умных устройств десятки, или сотни постоянно заряжать их проблематично. К тому же WiFi роутер не рассчитан на большое количество подключений. Конечно есть решения и на такой случай, но тогда цена развертывания сети вырастет в разы. WiFi имеет единую точку отказа — роутер.
Bluetooth LE (Low Energy) не менее популярная технология с низким энергопотреблением, что позволяет более года не менять батарейку и высокой скоростью передачи 1-2 Мбит. Имеет функцию маячка (настраиваемое поведение устройств при приближении) и работает с устройствами напрямую. Из минусов работа в диапазоне 2,4 ГГц, и небольшой радиус действия в помещении с другими устройствами. Также большинство BLE устройств работают по принципу «точка-точка», что плохо подходит для создания продвинутых сценариев автоматизации. Но решением данной проблемы можно считать спецификацию Bluetooth mesh.
ZigBee открытый стандарт с низким энергопотреблением конечных устройств (1-2 года), поддержкой ячеистой (mesh) топологии, высокой помехоустойчивостью, хорошей масштабируемостью (в теории до 65000 узлов) и большим проникновением на рынок. Из минусов: Zigbee работает в загружённом диапазоне 2,4 ГГц, что при сильных помехах может привести к снижению помехоустойчивости, и уменьшению радиуса действия. Каждый производитель создает отдельное приложение для поддержки только своих продуктов. Но как по мне самый большой минус это то, что устройства разных производителей не могут “общаться" между собой “из коробки”. Их можно объединить при использовании стороннего ПО, но отсутствие общих решений приводит к относительно высокому порогу вхождения. Альянс знает об этих проблемах и для устранения работает над DotDot и Connected Home over IP.
Z-Wave — зарекомендовавший себя закрытый стандарт. Обладает высоким уровнем совместимости устройств, низким энергопотреблением, поддержкой ячеистой топологии, имеет стабильный сигнал в диапазоне 800–900 МГц, что позволяет лучше огибать препятствия (чем больше длина волны (ниже частота), тем лучше она преодолевает препятствия). Поддерживает до 232 устройств в одной сети и скорость до 100 кбит/с. Из недостатков стоит указать, что в разных странах для устройств малого радиуса действия выделены разные частоты. И устройства созданные для одной страны могут быть несовместимы для другой. Также Z-Wave несколько дороже ZigBee устройств.
С чего начать, если вы новичок?
Вместо заключения
Тяжело сказать кто победит в войне протоколов умного дома. Zigbee не лишен недостатков, имеет сильных конкурентов, но вместе с тем его сильная сторона это большое заинтересованное сообщество (Zigbee Альянс, энтузиастов и гиков). Интерес к Zigbee проявляют как именитые бренды, так и молодые компании.
Стоит отметить, что не существует универсального решения на все случаи жизни. Выбирайте, то что подходит именно вам, именно в вашем случае. WiFi и Bluetooth хотя и громоздки, но есть случаи, когда их использование оправдано.
Собираем DIY шлюз для Zigbee устройств
Пока крупные производители конечных устройств Zigbee в борьбе за кошельки пользователей имитируют поддержку оборудования сторонних производителей, группы энтузиастов изучают стандарты протоколов и изобретают "альтернативные" всеядные программные и аппаратные решения для работы с устройствами Zigbee.
Наибольший толчок развития DIY шлюзам дал проект zigbee2mqtt. На момент написания заметки в проекте реализована поддержка 785 устройства от 140 производителей.
Поиск показал наличие интересных конкурентных проектов AqaraHub(написан на с, похоже, что развитие приостановлено, последний коммит был 5 месяцев назад), нативная поддержка в ioBroker (проект ведет наш соотечественник Киров Илья), нативная поддержка в Home-assistant (поддержка появилась после появления библиотеки zigpy, активно развивается, но пока далека от совершенства). Обзор программных шлюзов хорошо разобран в интернете, имеется множество статей, желающий найдет информацию по тэгам в конце статьи.
После того, как zigbee2mqtt набрал достаточную популярность, пользователи ощутили и недостатки "программных" шлюзов. Среди наиболее заметных можно выделить следующие:
- необходимость использования отдельного сервера или одноплатного компьютера raspberry или аналога;
- на одноплатном компьютере для работы USB устройств нужен хороший блок питания, необходимо предусмотреть охлаждение одноплатного компьютера, также требуется карта памяти хорошего качества с достаточным свободным местом. При использовании одного мини-компьютера для "программного" шлюза и системы управления умным домом, необходимо следить за наличием свободного места на карте памяти, которое может внезапно заполниться логами или другими файлами;
- загрузка и поддержка актуальности версий интерпретатора и библиотек Node.JS. Обновление версий zigbee2mqtt производится из консоли, при обновлении есть необходимость в создании резервной копии конфигурации и последующего обновления;
- отсутствие визуального интерфейса из коробки.
Все указанные недостатки были отмечены группой энтузиастов, которые постарались на базе доступных для заказа на Aliexpress комплектующих разработать альтернативный DIY Zigbee шлюз. Использование аппаратного шлюза должно уменьшить количество сбоев, связанных с работой операционной системы и сделать более надежное решение, которое можно использовать из коробки. Для поддержки оборудования была написана прошивка SLS Zigbee Gateway, которая распространятся бесплатно. В настоящее время полноценно поддерживается работа более 100 видов устройств, список постоянно расширяется.
Ведется работа по наполнению и актуализации руководства по использованию шлюза. Уже сейчас реализована возможность использования сценариев на языке lua (доступны функции работы с сервером MQTT, вызов url методом POST или GET, изменение состояний устройств в зависимости от состояний устройств). Для интеграции с системами умного дома доступен поддерживаемыми почти всеми системами протокол MQTT. Для ускорения интеграции устройств шлюза в системы умного дома, структура топиков полностью соответствует структуре zigbee2mqtt.
Стоит отметить, что имеются альтернативные прошивки и решения, имеющие в основе похожее причины для создания DIY шлюза. Ведется аналогичный проект на том же оборудовании по названием ZESP. К сожалению, обновления проекта Zesp для ESP32 свободно не распространяются, поэтому оценить текущую функциональность не представляется возможным.
Также команда авторов прошивки Tasmota запустила проект реализации подобного шлюза на базе микроконтроллера ESP8266 и трансивера сс2530.
Самостоятельная сборка шлюза
В качестве аппаратной начинки шлюза используется современный микроконтроллер ESP32-WROVER-B от Espressif, который согласно даташиту с сайта производителя может одновременно работать с WiFi и BLE, имеет достаточный для работы шлюза объем оперативной памяти и хорошую производительность. Еще одной полезной особенностью данного чипа является доступность написания кода в Arduino IDE или PlatformIO, а также его цена.
Работоспособность протокола Zigbee обеспечивает трансивер от Texas Instruments сс2538 с усилителем сс2592. Пользователем @Jager_f было проведено тестирование дальности связи беспроводной кнопки от компании Xiaomi, которое показа показало до 800 метров уверенного приема на открытой местности.
Главным преимуществом трансивера является многофункциональность. Он может работать как через встроенную эмуляцию USB, так и через UART. Для использования UART была написана прошивка.
Также существуют готовые модификации плат для Raspberry через UART.
Схема подключения ESP32 и сс2538 сс2592 указана на рисунке:
Отличную видео-инструкцию по сборке шлюза подготовил Руслан Надыршин на своем канале "Электроника в объективе"
Имеется "альтернативный" (прямоугольный) вариант платы от @vofkindt
Также SLS Zigbee шлюз можно собрать на базе ESP32 и устаревшего модуля сс2530. Производительность старого чипа от TI сильно отстает от сс2538, поэтому рекомендуется их использовать только для ознакомления. Более подробная информация представлена в начале обсуждения темы по ссылке.
Готовые шлюзы, собранные энтузиастами, можно приобрести в группе в telegram
Начало работы
После прошивки zigbee модуля и ESP32, при включении шлюза создается точка доступа zgwABCD, где ABCD — последние символы MAC-адреса ESP32. Далее необходимо с помощью телефона подключиться к новой точке доступа и ввести реквизиты вашей сети Wi-Fi.
После того, как вы подключитесь к шлюзу SLS Zigbee Gateway, вам необходимо зайти на страницу настроек GPIO микроконтроллера (из меню основной страницы Settings -> HW Setup) и выставить настройки портов GPIO. Ниже приведены настройки для круглой платы:
Если шлюз собран и прошит правильно, то на главной странице в разделе Zigbee вы должны увидеть Zigbee DeviceState: 9 [OK]
Сопряжение устройств
Список всех сопряженных устройств можно открыть через меню Zigbee -> Devices
Можно посмотреть карту сети Zigbee -> Map
Интеграция с системами умного дома
Дальнейшие шаги по интеграции с системами умного дома описаны в соответствующих инструкциях (Majordomo, home-assistant)
Настройка автоматизаций
В шлюзе SLS Zigbee Gateway доступны следующие виды автоматизаций:
Примеры использования
Оборудование самого популярного в СНГ китайского брэнда Xiaomi поддерживается шлюзом почти в полном объеме. К сожалению почти все оборудование этого брэнда (за исключением оборудования новой серии на zigbee 3) не поддерживает Binding согласно стандарта, т.е. не может работать автономно, без координатора. Как раз для таких случаев был создан вариант автоматизации на шлюзе SLS — SimpleBind. Он позволяет настроить автоматизацию внутри одной сети Zigbee, где решение об изменении состояния будет принимать шлюз SLS на основе простейших инструкций.
Ниже на скрине указан пример правила управления устройством (реле KS-SM001 от Ksentry Electronics) в зависимости от нажатия правой кнопки двухкнопочного пульта WXKG02LM от Xiaomi.
Датчики движения, дыма, открытия двери и другие можно настроить аналогичным образом. Более подробные сведения об использовании функции SimpleBind можно прочесть в описании функционала.
Оборудование компании Ikea, Philips, Nue, Gledopto, Trust и др. производителей имеют прошивки с поддержкой необходимых кластеров. Это позволяет настроить прямые автоматизации. Например круглый магнитный пульт IKEA ICTC-G-1 может самостоятельно без использования шлюза управлять почти всеми видами доступных ламп zigbee. Такая автоматизация на основе прописанных в прошивке устройств кластеров называется Binding. Обычно шлюз (координатор) настраивает связи устройств, далее устройства общаются между собой без использования координатора. Описание методов настройки связей устройств указаны в руководстве. С помощью Binding удалось настроить управление всеми лампами Ikea, Trust, Philips и даже лампочку Aqara ZNLDP12LM. Ниже на скрине пример привязки круглого пульта-диммера икея (беспроводной реостат) к имеющимся лампочкам zigbee.
После нажатия Bind каждая из ламп может менять яркость при вращении пульта-реостата.
Делаем безоблачный умный дом на базе Home Assistant
Запускаем аддон и переходим на вкладку Log. Проверяем, что аддон запускается без ошибок
Создаем объекты в Home assistant для подключения устройств Zigbee. В файле Configuration.yaml добавляем код
В файл automations.yaml добавляем код
Добавляем на основной экран (Lovelace) объекты " Allow devices to join ", Time remaining, и Bridge state.
Теперь для запуска режима подключения нового устройства достаточно перевести переключатель Allow devices to join в положение «Включено»
Подключение устройств Zigbee к шлюзу cc2531
Сделаем подключение на примере Xiaomi Aqara Window Door Sensor
— Включаем Allow devices to join в Home Assistant. Шлюз включит режим сопряжения устройств на 10 минут
— Открываем лог аддона ZigBee2MQTT
— Нажимаем кнопку сопряжения на Aqara Window Door Sensor где-то на 3 сек. Синий огонек начнет мигать.
— Ждем появления записей об подключении в логе аддона ZigBee2MQTT
В итоге у вас появляется устройство binary_sensor.<номер>_contact
В интерфейсе у меня датчик контролирует открытие окна. Выглядит следующим образом:
Аналогично подключаются и другие устройства Zigbee, указанные в списке поддерживаемых устройств
В итоге, решение поддерживает локальное подключение zigbee устройств от порядка 140 производителей без подключения к интернету и не подконтрольным облакам.
В заключение нельзя не упомянуть об еще одной возможности интеграции Zigbee устройств в Home Assistant — ZHA. Это библиотека Python с открытым исходным кодом, реализующая стек Zigbee. На момент написания статьи библиотека поддерживает семейство стиков CC253х экспериментальном режиме. К достоинству этого решения можно отнести отсутствие моста zigbee-mqtt, но, судя по отзывам на форумам, решение еще относительно сырое. Планирую его попробовать на тестовом стенде.
Xiaomi Multimode ZigBee 3.0 WIFI Bluetooth полноценный шлюз с Apple Homekit за $16.99
Скидка на шлюз который поддерживает все протоколы для создания или расширения умного дома. ZigBee bluetooth wifi с поддержкой apple HomeKit.
Поддерживает также Mijia&Aqara Zigbee2.0 аксессуары
Спецификация:
Бренд Xiaomi MIJIA
Model ZNDMWG03LM/ZNDMW02LM
Размер 90x25mm
Питание 5V/1A
Диапазон рабочих температур -5℃-50℃
Влажность 0%-95%RH, non-condensing
Поддержка ОС Android 5.0 or iOS 12.0 or above
Поддерживаемые протоколы ZigBee2.0 & ZigBee3.0, 2.4G WIFI, bluetooth & bluetooth Mesh, Homekit
Макс количество устройств 32
Макс. Дальность About 200m(Open area)
В комплект поставки входят:
1 x Xiaomi Multimode ZigBee 3.0 WIFI Bluetooth Mesh HomeKit Умный домашний шлюз
1 х USB-кабель
1 х Руководство пользователя
Примечание:
-Данный товар поставляется со склада в Гонконге без адаптера питания!
-Если выбрать из Китая то продукт поставляется со склада CN, с адаптером питания CN plug!
С доставкой в Украину чуть дороже, но все равно дешевле чем на Алиэкспресс и в оффлайне
Как собрать самый универсальный хаб для умного дома в России. Своими руками!
Не первый год разработчики электроники демонстрируют красивые рекламные ролики про умные дома будущего с удобным управлением и беззаботной настройкой. К сожалению, на практике все очень далеко от идеала.
Что нам понадобится для сборки хаба
▸ Блок питания для Raspbery Pi. Подойдет практически любая зарядка от смартфона, которая выдает 2А.
▸ Карта памяти Micro SD объемом 8 ГБ или более. Еще одна штука, которая, скорее всего, и так есть у каждого.
▸ Специальный стик SprutHub с поддержкой ZigBee или Z-Wave протокола.
▸ Картридер для подключения Micro SD карты к компьютеру (только для первоначальной загрузки прошивки).
▸ Компьютер на macOS, Windows или Linux для загрузки образа на карточку.
Полный бюджет проекта (если покупать все компоненты хаба) составит около 7000 рублей. Это немного дороже уже готовых хабов других производителей, но при этом такое решение имеет массу преимуществ, о которых поговорим ниже.
Как все собрать и настроить
1. Скачиваем уже знакомую утилиту balenaEtcher для записи образов на карты памяти. Есть версия для любой настольной операционной системы.
3. Подключаем карту памяти к компьютеру.
4. В приложении balenaEtcher выбираем загруженный образ SprutHub в качестве исходного файла и подключенную карту памяти в качестве целевого диска.
5. Нажимаем кнопку Flash и ждем несколько минут до окончания процесса записи и проверки образа.
7. Через пару минут после запуска хаб создаст специальную сеть Wi-Fi. Подключаемся к ней с компьютера или смартфона и в появившемся диалоговом окне предоставляем хабу доступ к домашней Wi-Fi сети.
8. Хаб сохранит параметры и перезагрузится, подключившись к указанному Wi-Fi.
9. Остается лишь перейти на специальную страницу настроек хаба (через браузер на любом устройстве в сети), создать учетную запись и активировать подключенный к хабу стик.
На этом процедура сборки и настройки хаба завершена. На весь процесс уйдет не более 15 минут. На моей памяти, это самый простой, понятный и быстрый способ создания хаба для умного дома.
Как пробросить хаб в HomeKit
Установленная в качестве образа сборка SprutHub является полностью авторской разработкой и доступна только для покупателей любого из стиков компании.
Посетителям нашего ресурса интереснее всего будет интеграция именно с умным домом от Apple, этим сейчас и займемся.
1. Запускаем приложение Дом на iPhone, iPad или Mac.
3. В диалоговом окне выбираем пункт Нет кода или возможности его сканировать.
4. Указываем найденный при поиске SprutHub.
Вместе с хабом будет предложено добавить еще пару устройств: Сигнализация и кнопка Поиск. Первая нужна для настройки и активации различных сценариев, связанных с приходом или уходом из дома, а вторая и есть та самая волшебная кнопка SprutHome, которая делает хаб самым удобным хабом для умного дома.
Как видите, и на этом этапе нет никаких сложностей, премудростей и танцев с бубном. Аналогичную процедуру придется проделать с любым хабом других производителей.
Что делать дальше
Именно эта кнопка и будет запускать магию SprutHub. После нажатия на переключатель начинается 30-секундный процесс поиска гаджетов в ZigBee/Z-Wave диапазоне (зависит от подключенного стика).
Умные устройства в режиме сопряжения находятся системой и подключаются к умному дому. И это весь процесс сопряжения новых устройств. Это даже проще и быстрее, чем самый удобный на данный момент способ подключения гаджетов от Apple.
Процесс сопряжения гаджетов с хабом выглядит следующим образом:
Посмотреть эту публикацию в InstagramВам не придется сканировать QR-код на коробке гаджета или искать эту коробку через год, когда она потеряется, а устройство нужно будет переподключить к другому хабу, не нужно вводить специальные коды, выбирать гаджеты из списка или загружать дополнительные плагины в приложении.
Еще раз повторю: весь процесс сопряжения нового гаджета заключается в нажатии на переключатель поиска из приложения Дом и зажатии кнопки сопряжения на самом устройстве. Вот это действительно умный дом в лучших традициях Apple.
Какие преимущества дает SprutHub
Веб-интерфейс, который будет доступен в ближайшее время в любом браузере
Всего за пять-семь минут мне удалось перевести на новый хаб полтора десятка своих ZigBee гаджетов от Xiaomi/Aqara.
Управлять гаджетами можно через родное приложение Дом на iPhone, iPad или Mac. Можно использовать более удобное и приятное приложение SprutHome, которое разрабатывается теми же ребятами и изначально заточено под все фишки хаба.
Кроме этого вы можете запустить веб-интерфейс, которые дает все возможности мобильного приложения через браузер на большом экране компьютера. То есть управлять хабом получится через любой мобильный гаджет или компьютер без привязки к производителю или операционной системе . Это и есть первый значимый плюс решения.
Если сравнивать SprutHub с тем же хабом от Aqara, то вам не придется наблюдать тормозящее и долго загружающееся приложение Mi Home либо ограничиваться утилитой Дом на iPhone, в которое при этом пробрасываются далеко не все гаджеты от Xiaomi.
Просто посмотрите на скорость передачи сигнала от хаба к умной лампочке (смотреть со звуком):
Посмотреть эту публикацию в InstagramВторой ключевой фишкой является именно быстрое и простое подключение устройств , о котором уже рассказывал выше. На данный момент таким способом можно подключить более 200 ZigBee устройств или почти 100 Z-Wave гаджетов от разных производителей.
В перечень входят самые популярные и распространенные на рынке умные гаджеты, все новые устройства быстро появляются в списке поддерживаемых, а при необходимости пользователь сможет добавить поддержку неизвестного устройства самостоятельно.
На данный момент хаб сможет подключиться к самым распространенным умным гаджетам с соответствующим протоколом связи, которые есть у вас в доме. Один стик уже сейчас уверенно держит связь с 250 устройствами! Разработчики уверяют, что это не предел.
Для работы обязательно требуется фирменный хаб, а если и разрешат совместить гаджеты других производителей, то подключение будет происходить через пару облачных серверов с потерями сигнала и долгим временем отклика. SprutHub лишает вас данного недостатка и позволяет пользоваться любыми понравившимися гаджетами без привязки к компании производителю.
При этом будет поддерживаться все возможности умных устройств, сохранение их настроек и обновление ПО.
Раз уж заговорили про облака, то здесь есть еще одно неоспоримое преимущество собранного нами хаба. Все сценарии автоматизации, команды для взаимодействия гаджетов и управления устройствами будут осуществляться на SprutHub локально . Никаких сторонних серверов, облаков и подключения через интернет.
Вся электроника в доме будет управляться вне зависимости от наличия подключения к сети, облачный коннект потребуется лишь для работы голосовых ассистентов, но это ограничения последних. Алиса и Сири даже в нативных устройствах не работают без подключения к сети.
А еще готовая система умеет настраивать группы гаджетов и даже создавать виртуальные устройства . Это может пригодиться в разных сценариях использования.
Например, можно объединить несколько умных лампочек в комнате в одно виртуальное устройство, которое станет единым выключателем или кнопкой для настройки их цвета либо яркости.
Можно и вовсе создать виртуальное устройство, которого у вас нет физически, из разных умных гаджетов. Например, термостат из термометра и розетки или увлажнитель из выключателя и датчика влажности. Для таких гаджетов полностью задается логика работы, пороги срабатывания или отключения. Круче всего, что подобные виртуальные устройства будут отображаться в приложении для управления (в том числе и HomeKit) в качестве реального термостата или увлажнителя.
Кому подойдет такой SprutHub
Еще такое устройство пригодится тем, кто решил расширить парк своих гаджетов и хочет выйти за рамки экосистемы одной компании.
SprutHub станет отличным вариантом для повышения надежности умного дома, ведь он работает локально и не зависит от наличия сети. Если существующие решения для умного дома работают неотзывчиво или часто теряют команды, можно рассмотреть такой хаб.
Главное, что необходимо помнить, собираемый таким способом SprutHub это не готовое решение из коробки, а система с настройкой и наладкой которой придется немного повозиться. Откровенные домохозяйки это вряд ли осилят, но большинство подкованных пользователей запросто добьются от хаба всего необходимого. Настроить такую систему гораздо проще чем какой-нибудь HomeBridge.
Так будет выглядеть уже готовый SprutHub нового поколения
Устройство размером с небольшой TV-бокс заменит собранный нами самодельный хаб, будет уже поддерживать ZigBee и Z-Wave, а еще сможет работать с Wi-Fi устройствами. Такие гаджеты можно подключить и к собранному нами хабу, но подключать и прописывать их придется полностью в ручном режиме.
Новый SprutHub будет уметь все это из коробки и будет выпускаться с предустановленным набором ПО. Именно это решение и будет рассчитано на всех пользователей вплоть до домохозяек и далеких от мира технологий юзеров. Обсудить описанный в статье стик, будущего коробочное решение, задать вопросы или высказать предложения можно в специальном Telegram-чате.
Мы обязательно протестируем такой хаб, как только он появится в продаже и расскажем обо всех его фишках и особенностях.
(62 голосов, общий рейтинг: 4.68 из 5)🤓 Хочешь больше? Подпишись на наш Telegram. . и не забывай читать наш Facebook и Twitter 🍒
Читайте также: