Bramka ZigBee (Tuya) – jaka i dlaczego

przez Marcin · 2021-03-10

Mój pierwszy zakup urządzeń do Smart Home poprzedziła analiza rozwiązań dostępnych na rynku. Wybór nie był łatwy ponieważ jest ich sporo a dla początkującej osoby wcale nie jest oczywiste czego należy oczekiwać. To co obecnie dostarcza rynek w zakresie automatyzacji dla inteligentnego domu – to są rozwiązania oparte na dedykowanym okablowaniu (dobre dla nowego budownictwa np. Somfy niestety bardzo drogie), na sieci WiFi (tanie urządzenia z Aliexpress czy dyskontów), zgodne z protokołem Z-Wave (np. Fibaro) czy właśnie ZigBee (Tuya, Xiaomi, Philips HUE).

Masz pytania? Zapraszam do grupy Smart Home nie tylko dla początkujących

W pierwszej kolejności odpadły rozwiązania oparte o dedykowane okablowanie i sterowniki. Po pierwsze są one drogie, po drugie taką sieć należy zaplanować na etapie budowy lub generalnego remontu, po trzecie trudno ją modyfikować i rozbudować. W następnej kolejności odpadły rozwiązania Z-Wave a konkretnie Fibaro. Niestety mimo zalet jest to drogi i zamknięty system, ja nie chciałem się ograniczać do jednego producenta no i nie miałem chęci wydawać nadmiernej ilości środków. Z tego samego powodu odpadły urządzenia Xiaomi, choć znajdują dużo zwolenników to niestety mają swoje wady – to zamknięty ekosystem (ograniczona ilość dostępnych urządzeń), problem stanowi też sieć niekompatybilna wewnętrznie oparta na „chińskiej” i „europejskiej” chmurze . Fajne ale dla mnie za mało. Zastanawiałem się jeszcze nad rozwiązaniami Sonoff ale to również ekosystem jednego producenta no i dość topornie wyglądające urządzenia. Wybrałem więc na dobry początek platformę Tuya .

Następnie zastanawiałem się czy kupować urządzenia WiFi czy ZigBee. Okazało się, że protokół ZigBee jest zaprojektowany jako energooszczędny (co ma wielkie znaczenie przy urządzeniach zasilanych z baterii), urządzenia reagują szybko (lokalne przetwarzanie w bramce) a sieć można łatwo rozbudować (technologia mesh, gdzie każde urządzenie zasilane na stałe zwiększa jej zasięg). Zalety protokołu ZigBee opisałem poniżej.

Warto dodać, że dostępne w sprzedaży są różne rodzaje bramek ZigBee. Są bramki łączące się do Internetu poprzez WiFi są też łączące się bezpośrednio po kablu. Zaletą tych pierwszych jest mobilność (możesz umieścić taką bramkę gdzie zechcesz) a wadą zwykle mniejsza ilość urządzeń, które można jednocześnie przyłączyć – zwykle około 50. Bramki przyłączane do sieci po kablu obsługują około 120 urządzeń. W sprzedaży dostępne są również Multibramki, (również obsługujące około 120 urządzeń), które oprócz ZigBee potrafią przyłączyć urządzenia działające z protokołem Bluetooth 5.0. Moje dwie bramki macie poniżej na zdjęciu. Jeśli chcecie porównać ceny to zobaczcie tutaj.

Podsumowując. Rozwiązania Tuya są tanie i proste w konfiguracji. Dla porządku warto jednak wspomnieć, że jeśli ktoś będzie chciał znacznie rozbudować swój Smart Home i uniezależnić się od czynników zewnętrznych (np. brak dostępu do Internetu czy awaria chmury) to wcześniej czy później zacznie myśleć o Home Asistant (nie mylić z Google Home), ale o tym nie teraz i nie tutaj.

Lista zakupów z urządzeniami Zigbee i WiFi Tuya

Bramki Tuya na podstawie https://www.tuya.com/solution/hardware/Gateway

Dlaczego sieć oparta o protokół ZigBee

Większość automatyzacji urządzeń ZigBee wykonywana jest na lokalnej bramce (gateway ZigBee) a nie chmurze. Typowa reguła to około 0,5 sekundy. Taka sama reguła dla urządzeń WiFi przetwarzana w chmurze to nawet 3-7 sekund !
Protokół ZigBee działa na częstotliwości 2.4 GHz, która dobrze propaguje się w budynkach
Łączność ZigBee opiera się na topologi MESH (krata jest bardziej niezawodna i ma lepsze pokrycie) co oznacza, że każde urządzenie ZigBee, które jest wpięte bezpośrednio do zasilania (żarówki, gniazda, wyłączniki z N, itp) działa jako przekaźnik dla pozostałych urządzeń. Jeżeli odległe urządzenie nie ma łączności z bramką ZigBee wystarczy, że ma łączność radiową z innym urządzeniem ZigBee wpiętym do zasilania, który ma łączność z bramką.
Urządzenia i czujniki ZigBee zużywają bardzo mało energii co daje długą żywotność na zasilaniu bateryjnym (2 lata pracy na baterii – to wymóg aby otrzymać certyfikację Zigbee)
Ze względu na szybkość działania urządzenia ZigBee posiadają ogromną przewagę przy automatyzacji reguł inteligentnych.
Dedykowana odrębna sieć, nie pobierająca zasobów domowej sieci WiFi.
Tak wygląda topologa Zigbee

Dlaczego Tuya

Otwartość na urządzenia różnych producentów (kilkanaście tysięcy producentów, setki tysięcy urządzeń)
Dedykowana i czytelna aplikacja Tuya Smart lub Smart life (jeśli potrzebujesz IFTTT)
Bez problemu działa z Google Home, głośnikami Nest i Google Assistant
Zdecydowanie więcej urządzeń niż Xiaomi Aquara, zdecydowanie tańsze niż np Philips Hue
Aplikacja Tuya wg mnie działa lepiej i jest bardziej przyjazna niż Sonoff eWelink. Pozbyłem się wszystkich urządzeń Sonoff działających na WiFi, działały z dużymi lagami a apka nie chciała dobrze współpracować z Google Home
Apka Tuya + Google home są zupełnie wystarczające, jeśli zechcesz być ekspertem, postawić i skonfigurować własny serwer poczytaj o Home Assistant

Link do mojej bramki ZigBee, którą kupiłem na Aliexpress znajdziecie tutaj

Bramka ZigBee i platforma Tuya FAQ

Masz inne pytania ? Dołącz do grupy na Facebooku – Smart Home nie tylko dla początkujących

Co to jest ZigBee ? jest to protokół transmisji danych w sieciach bezprzewodowych typu mesh. Sieci oparte na ZigBee charakteryzują się niewielkim poborem energii, niewielkimi przepływnościami (do 250 kbps) oraz zasięgiem między węzłami rzędu 100 m. Typowymi zastosowaniami są sieci sensorowe, sieci personalne (WPAN), automatyka domowa, systemy alarmowe, systemy monitoringu.
Co to jest sieć mesh ? Jest to sieć, której rozbudowa polega na dodawaniu kolejnych urządzeń, dzięki którym zwiększa się zasięg i niezawodność sieci. W sieci ZigBee, każde urządzenie podpięte na stałe do zasilania (np. gniazda, żarówki, wyłączniki) powoduje zwiększenie zasięgu sieci.
Co lepsze WiFi czy ZigBee ? Każda z tych sieci ma swoje zastosowanie. WiFi nadaje się doskonale tam gdzie chcemy uzyskać wysokie przepustowości. Jest jednak energochłonna co powoduje, że np urządzenia zasilane z baterii (czujnik otwarcia, termometry, przełączniki scen itp.) wymagają częstej wymiany źródła zasilania. Sieć oparte na ZigBee transmitują niewielkie ilości informacji, dobrze się skalują i są stabilne co czyni je idealnymi w zastosowaniach automatyki domowej.
Na ile wystarcza akumulator w urządzeniu ZigBee a na ile w WiFi ? Oczywiście jest to zależne od urządzenia i zastosowanego akumulatora. Urządzenia ZigBee produkuje się tak, aby pobierały minimalną ilość energii, mogą więc wytrzymać na baterii nawet dwa lata. Zwykle urządzenia korzystające z WiFi działają kilkukrotnie krócej na tym samym źródle zasilania.
Czym jest Tuya ? to międzynarodowa platforma skupiająca się na rozwoju rozwiązań AI i IoT. Platforma Tuya Smart zapewnia kompleksowe rozwiązania związane z wdrażaniem automatyki domowej, począwszy od zapewnienia aplikacji i dedykowanej chmury, w której działa system, po wykonywanie modułów komunikacyjnych i pomoc we wdrożeniu ich do masowej produkcji. Tuya zrzesza wielu producentów urządzeń co czyni ją idealnym rozwiązaniem dla SmartHome.
Czy Tuya jest kompatybilna z aplikacją Home od Google? tak, Tuya można połączyć bez problemu do rozwiązań google. Nie wszystkie urządzenia będą jednak obsługiwane, zależy to od dostawców konkretnych rozwiązań (kupując urządzenie trzeba zwrócić uwagę czy jest obsługiwane przez google).
Czy Tuya obsługuje tylko protokół ZigBee ? Platforma obsługuje zarówno urządzenia ZigBee jak i WiFi.
W sklepie dostępne są dwie aplikacje Tuya Smart i Smart Life co wybrać ? To w zasadzie podobnie działające aplikacje. Różnią się wyglądem.
Jakie wady ma takie rozwiązanie ? Tuya to aplikacja chmurowa. Oznacza to, że jeśli nie masz dostępu do Internetu, albo jest awaria chmury to część urządzeń może nie działać. Na szczęście to nie zdarza się często 🙂 Na wszelki wypadek warto mieć w newralgicznych miejscach sprzęt, który może być sterowany ręcznie za pomocą przycisków (wyłączniki światła, gniazdka itp.)
Jakie urządzenia obsługuje Tuya? Jest tego cała masa, zobacz na zrzuty ekranu poniżej