Zigbee y Home Assistant

En este nuevo tutorial voy a hablar de Zigbee y Home Assistant, el estándar de comunicación inalámbrica abierto que puede hacer que tu sistema domótico crezca hasta el infinito y más allá.

¿He dicho abierto?

Lo digo porque quizás estés pensando en utilizar Zigbee y Home Assistant y te estés preguntando.

Entonces, ¿por qué tanto lío con la compatibilidad entre los diferentes dispositivos?

¿Si ya tengo una red Zigbee de Ikea o de cualquier otro fabricante no puedo añadir dispositivos de otras marcas?

Y si ya tengo una red WiFi ¿qué me aporta una red Zigbee?

Tranquilidad porque con el puto lío que hay en YouTube lo normal es tener dudas y en este tutorial voy a intentar aclarar las más básicas para que si, por lo que sea, estás pensando montar una red Zigbee y Home Assistant en tu casa lo puedas hacer con conocimiento de causa.

Ojo, que si puedo hablar de todo esto no es porque sea más listo que nadie, si lo hago es por una sencilla razón, me pegado de hostias con mi red Zigbee y por eso sé de lo que hablo.

Empezamos

Vídeo

Por si quieres ir a tiro hecho aquí te dejo los puntos clave:

0:05 Morreo con una calavera

2:11 A ver, si ya tienes una red inalámbrica en tu casa como la WiFi ¿por qué no utilizarla para conectar los dispositivos Zigbee si además utilizan la misma banda de frecuencias?

2:25 Una forma de entender cómo se comunican los dispositivos domóticos con Home Assistant explicado por un murciano hablando con un finés.

3:37 Las cuatro razones por las que, una persona en su sano juicio, querría montar una red Zigbee en su sistema domótico (muy atento a este punto porque explico la cuarta razón que es por la que muchos ya tenemos una red Zigbee en casa).

4:30 Por qué, aunque Zigbee y WiFi utilicen la misma banda de frecuencia 2,4 GHz, no interfieren entre ellas y que tiene que ver con todo esto un coche que quiere adelanta a un camión.

5:49 Aunque Zigbee es un estándar de comunicación libre, ¿cómo es posible que dos dispositivos de diferentes fabricantes no puedan comunicarse entre ellos? (porque los fabricantes son unos joputas por lo que explico en este punto).

6:32 El dispositivo más importante en una red Zigbee es…

7:07 La gran ventaja de las redes Zigbee es que puedes extenderlas por toda tu casa sin tener que comprar dispositivos dedicados exclusivamente para ello, es decir, que da lo mismo que tengas un apartamento en Lavapiés que un casoplón en La Moraleja ¿Cómo es esto posible?

10:39 Por qué Belén Esteban dice “con mi vida hago lo que me da la gan” y qué tiene que ver esto con las redes Zigbee locales y privadas.

10:48 En este punto clave hablo de dos plataformas compatibles con miles de dispositivos de muchos fabricantes y, quizás lo más importante, ¿son o no compatibles con Home Assistant?

11:05 Espera, espera, me has dicho que dos dispositivos Zigbee de diferentes fabricantes no pueden comunicarse entre ellos ¿cómo hacen estas dos plataformas de código abierto?

11:49 Y por último, ¿qué cojones tiene que ver en todo esto Home Assistant?

¿Qué es una red Zigbee?

Para que tus dispositivos puedan enviar los datos a Home Assistant, o cualquier otro controlador domótico, es necesario un protocolo de comunicación.

Y un protocolo no son más que unas reglas que establecen cómo se comunican dos máquinas.

Algunos ejemplos de protocolos de comunicación son WiFi, Ethernet y, por supuesto, Zigbee.

Es como si fueran diferentes idiomas y eso es Zigbee, un estándar de comunicación libre, y subrayo lo de libre porque luego veremos que hay trampa.

Por lo tanto, Zigbee permite a un dispositivo comunicarse con otros dispositivos o máquinas de forma inalámbrica.

A ver, en tu casa, probablemente, ya tengas una red WiFi local lo que hace que ya tengas un protocolo inalámbrico para que los dispositivos se comuniquen entre ellos.

Y lo mismo te estás preguntando: si ya tengo un protocolo inalámbrico, ¿por qué no utilizarlo para que se comuniquen otros dispositivos que utilizan Zigbee?

En principio sería una idea cojonuda, de hecho Zigbee utiliza la misma banda de frecuencia que las redes WiFi pero un dispositivo Zigbee no puede comunicarse con un dispositivo WiFi porque no utilizan el mismo protocolo, el mismo idioma.

Piensa en una persona que solo habla español y otra que solo habla finés.

Pues con los dispositivos domóticos pasa lo mismo.

¿Por qué querría montar una red Zigbee y Home Assistant si ya tengo una red WiFi?

• Saturación de las redes WiFi, móvil, tablets, enfriador de sandías y dispositivos domóticos. No son infinitas al rango de IPs que puede proporcionar una red WiFi y al hardware, los routers de gama media y baja pueden gestionar de forma concurrente una cantidad limitada de dispositivos.
• El alcance, como veremos un poco más adelante las redes Zigbee se pueden extender por toda la casa sin la necesidad de comprar repetidores dedicados.
• Red privada y segura porque va todo encriptado.
• Y quizás la más llamativa y por la que muchos hemo decidido montar nuestra red Zigbee es el consumo, los dispositivos WiFi no son muy eficientes y esto hace prácticamente inviable que puedan funcionar con pilas o baterías durante meses o años. Esto no ocurre con los dispositivos Zigbee que pueden alimentarse con una pila de botón durante muchos meses e incluso años.

Estos son los 3 puntos claves pero sobre todo, si tienes la necesidad de utilizar dispositivos en algún sitio donde es complicado tener un punto de luz para enchufarlo.

Si utilizan la misma banda de frecuencia que la red WiFi, ¿no provocará esto interferencias?

Sí y no, me explico.

Zigbee utiliza la banda frecuencia de 2,4 GHz que coincide con la red WiFi que opera en la misma banda.

Y esto puede ser un problema porque una señal puede interferir en la otra y lo normal es que Zigbee salga perdiendo.

Para evitarlo lo que se hace es utilizar diferentes canales.

Piensa en una carretera de un sentido donde circulan coches y camiones. Si un coche se encuentra con un camión este interfiere en su camino y lo hace ir más despacio.

Para evitarlo lo que se suele hacer en la vida real es duplicar los carriles así un camión puede ir por la derecha y los coches más rápidos van por la izquierda.

De este mismo modo se resuelve la interferencia entre las redes WiFi y las redes Zigbee, cada uno utiliza un canal separado para no interferir una red con otra.

¿Cómo empezar a montar tu red Zigbee?

Como he dicho antes, Zigbee es un estándar de comunicación libre, es decir, que en principio cualquier fabricante puede implementar el estándar, es libre.

Y en teoría, al tratarse de un estándar lo normal es que cualquier dispositivo que utilice Zigbee sea del fabricante que sea, pueda comunicarse con otro dispositivo sea del mismo o de otro fabricante.

Es como cuando establecemos cuánto dura un día, 24 horas, por eso las 8 de la mañana significan lo mismo aquí que en Sebastopol, 8 horas después de medianoche.

Por desgracia con Zigbee no pasa esto, en la práctica no es así, porque los muy (joputas) lo que hacen es meter una capa propietaria que lo lía todo, es decir, que hace que los dispositivos solo puedan comunicarse con dispositivos del mismo fabricante.

Esto quiere decir que si tienes una red Zigbee de Ikea e intentas añadir una bombilla Philips, no lo he probado, pero no tienes la certeza de que vaya a funcionar.

Y esto ha sido una jodienda durante mucho tiempo aunque esto se puede resolver de varias formas, luego lo veremos.

Teniendo claro esto vamos a ver las partes que forman una red Zigbee.

Cómo implementar una red Zigbee y Home Assistant

Por un lado vamos a tener el coordinador que, resumiéndolo mucho, hace la misma función que un router WiFi, se encarga de gestionar los diferentes dispositivos de una red Zigbee.

Y luego están los dispositivos Zigbee que pueden ser sensores y actuadores.

De todos estos dispositivos hay algunos que funcionan con pilas, porque consumen muy poco, y otros que se enchufan a la red eléctrica.

Y aquí es donde viene la magia, porque los dispositivos que se alimentan de la red eléctrica también pueden funcionar como repetidores.

Espera, espera que lo repito, algunos de los dispositivos Zigbee, los que se enchufan a la red eléctrica, también pueden funcionar como repetidores.

Esto quiere decir que, si conectas un relé para controlar la luz de la cocina, este relé va a servir de repetidor de la red Zigbee ampliando así el rango de la red.

En una red WiFi, el alcance es el que es, si quieres ampliar el rango tienes que comprar un dispositivo exclusivo que haga de repetidor. Eso o tener una red WiFi Mesh.

Con Zigbee esto no ocurre porque tienes un coordinador que hace la función de router y, cada nuevo dispositivo que añades a la red si éste se alimenta a través de la red eléctrica, funciona de repetidor lo que quiere decir que puedes ampliar la red Zigbee por toda la casa con los propios dispositivos ya vivas en apartamento de 1 habitación en Lavapiés o en casoplón en La Moraleja.

Esto es debido a cómo funcionan estas dos redes, a su topología de red.

Las redes Wifi utilizan una topología de red en estrella y las redes zigbee en malla.

Por lo tanto, cuando estés planteando tu red Zigbee ten en cuenta que vas a tener un coordinador para gestionar la red Zigbee, dispositivos que se alimentan a través de la red eléctrica y dispositivos que funcionan con pilas.

Lo que se alimentan con la red eléctrica, a parte de funcionar como dispositivos domóticos, también van a servir como repetidores de la señal.

Ojo, que esto es algo que me han preguntado varias veces, la información se transmite por el aire, es una tecnología inalámbrica, que se alimente a través de la red eléctrica no tiene nada que ver con el protocolo, es decir, que no va a enviar datos por los cables de la luz.

Lo que ocurre es que al estar alimentados a través de la red eléctrica están constantemente encendidos y por eso pueden funcionar como repetidores.

Y ahora, la pregunta del millón ¿qué fabricante utilizo para montar mi red Zigbee y Home Assistant?

Como he dicho antes, si utilizas un fabricante vas a tener que casarte con él, es decir, que solo vas a poder comprar sus dispositivos ya sea Ikea, Sonoff o Xiaomi.

¿Es una opción?

Sí, si no quieres complicarte la vida. Eso sí, vas a depender de sus servidores porque aunque la red zigbee esté en tu casa para comunicarte con los dispositivos vas a tener que pasar por su plataforma en la nube.

Lo normal es que configures el coordinador para que se conecte a sus servidores para que tú, desde la aplicación del móvil, puedas controlar los dispositivos a través de su nube.

Ya sabes, si tu privacidad te importa menos que un gorrión en un tejado, es una opción.

Para los demás, los que no quieren que los fabricantes sepan cuando se levantan a mear, cuándo están en casa o a cuáles son tus programas favoritos hay plataformas Zigbee totalmente locales y privadas.

Las dos más populares son Zigbee2mqtt y ZHA Zigbee Home Automation.

Aparte de que estas dos plataformas utilizan software libre, son compatibles con miles de dispositivos Zigbee de muchos fabricantes.

A ver Luis, me has dicho que los fabricantes evitan esto añadiendo una capa propietaria para que no puedan ser utilizados nada más que con sus plataformas y servidores.

Es cierto, esto es así, pero lo que hacen tanto Zigbee2mqtt como ZHA es descifrar esa capa propietaria para poder comunicar con estos dispositivos. Y lo hacen a través de ingeniería inversa.

Por eso, cuando sale un nuevo dispositivo al mercado si al final se hace popular, aunque tarde un tiempo al final lo integran en estas dos plataformas.

Es sus páginas webs tienes documentación sobre los coordinadores compatibles, los dispositivos y cómo instalar estas dos plataformas en tu sistema domótico.

Y una última cosa ¿Home Assistant que pinta en todo esto?

La gran mayoría de plataformas Zigbee de los fabricantes es compatible con Home Assistant y, por supuesto, tanto Zigbee2mqtt como ZHA son también compatibles.

Al final lo que vas a ver con Home Assistant son dispositivos utilicen Zigbee, WiFi, Ethernet o lo que les de la gana.

Y esa es la magia de Home Assistant porque nos permite comunicar no solo dispositivos de diferentes fabricantes, también nos permite comunicar dispositivos que utilizan diferentes tecnologías de comunicación, es decir, que vas poder encender una luz que se controla con un relé WiFi cuando un sensor de presencia Zigbee detecte a una persona.

Gracias a Depositphotos por la cesión de las imágenes de este post.