Byg din egen Zigbee Gateway

Flash en custom firmware på en CC2531/CC26X2R1 Zigbee enhed til brug sammen med zigbee2mqtt.io

Hvis du gerne vil bygge din egen Zigbee gateway som et alternativ til f.eks. en Hue Bridge, SmartThings eller Xiaomi Mijia / Aqara gateway, så er det muligt – og der er efterhånden MANGE måder at gøre det på. deConz, ZHA og Zigbee2mqtt.

Min MacBook med CC2531 + CC Debugger

Jeg har på nuværende tidspunkt forskellige bridges i mit setup, både en fra Philips til mit Hue, en fra Xiaomi til mine dimser herfra og en fra IKEA som dog primært har været til test, da min IKEA bulbs er koblet på min Hue Bridge. Men i stedet for at have flere forskellige bridges, ønsker jeg én bridge – hvor jeg kan samle alle mine Zigbee-enheder. Og efter en masse research faldt valder på zigbee2mqtt, primært fordi alle de enheder jeg har, og planlægger at købe i nær fremtid, var understøttet her. Bl.a. var zigbee2mqtt den eneste platform jeg kunne finde, som bl.a. også understøttede IKEAs smart-gardiner. Det gjorde Conbee/deConz og ZHA i skrivende stund ikke.

Jeg købte derfor en CC2531 hjem fra AliExpress, men fandt hurtigt ud af, at denne måske var en tand for lille til mit efterhånden større setup med 50+ devices. Jeg bestilte derfor en større Texas Instrument model CC26X2R1 hjem fra Digi-Key.dk. Prisen for CC26X2R1 var ca. 374 kr. inkl. fragt og told, så en lidt dyrere løsning – men en løsning der er rated til 100+ devices, som dækker mit behov lidt bedre.

Hvad skal du bruge for at bygge en CC2531-gateway

For at komme i gang med CC2531 skal du bestille en række forskellige komponenter fra eBay, AliExpress eller hvor du nu plejer at købe elektronik-stumper 🙂 Samlet kan du komme i gang for ca. 70 kr. hvis du køber et samlet kit indeholdende alle nedenstående dele:

ProduktPrisBillede
Texas Instrument CC debuggerCa 62 kr. på AliExpress
CC2531 USB sniffer
(som vi flasher om til en Zigbee Gateway)
Ca. 35 kr. på AliExpress
Downloader-cable CC2531Ca. 14 kr. på AliExpress
Et han-hun USB extension kabel så din Zigbee-antenne ikke sidder klods op af radioerne på din Pi.Ca. 10 kr. på AliExpress
Ovenstående kan oftest købes som et samlet kit på AliExpress til ca. 70 kr.

Hvad skal du bruge for at bygge en CC26X2R1-gateway

Det er noget nemmere at komme i gang med den lidt dyrere CC26X2R1 fra Texas Instrument, da mange af overstående komponenter er indbygget i CC26X2R1-boardet – dvs. det kommer med indbygget downloader og debugger.

Den nye model fra Texas Instrument kommer også med mere memory og bedre antenner, så alt i alt en god opgradering fra deres tidligere CC2531, især hvis du har et større Zigbee-netværk.

Jeg gik på jagt efter et sted hvor jeg kunne købe den nye Texas Instrument model CC26X2R1 . Der er ikke så mange forhandlere i Danmark endnu, men de trofaste elektronik-leverandører som Digi-Key.dk. og Mouser.dk havde begge den nye Zigbee-enhed på lager.

Prisen for CC26X2R1 var ca. 374 kr. inkl. fragt og told på Digi-key.dk og ca. 430 kr. inkl. fragt og told på Mouser.dk. Så jeg lagde min bestilling på Digi-key.dk – og den kom med UPS efter ca. 3 dage.

Ordrebekræftelse fra Digi-key

ProduktPrisBillede
Texas Instrument CC26X2R1
(som vi flasher om til en Zigbee Gateway)
Ca. 374 kr. på Digi-Key.dk
I den nye model er Downloader- og CC debugger indbygget i kortet. Kortet er ca. på størrelse med en Raspberry Pi.

Kort om CC26X2R1:

  • Ingen ekstra hardware nødvendigt. CC26X2R1 har on-board programmer og CC-debugger.
  • Kortet understøtter Zigbee 3.0 (fremtiden!) – IKEA og Hue understøtter også alle 3.0 nu.
  • Kan flashes med Texas Instruments egen app til Linux, macOS og Windows.
  • Firmware kan downloades her: github.com/Koenkk/Z-Stack-firmware
  • Understøtter 100+ Zigbee devices.

Hvordan fungerer et Zigbee-netværk – og hvorfor CC2531 dækker langt de flestes behov..

Hvis du har et mindre setup og du har en god blanding af både batteri- og strømdrevne enheder, vil den tidligere model (CC2531) dække dit behov fuldt ud. Jeg har læst på nettet at folk kører netværk på op til 40 enheder, helt uden problemer.

Grunden til at jeg nævner både batteri- og strømdrevne enheder, er at de fleste strømdrevne Zigbee-enheder fungerer som router, dvs. i stedet for at alle enhederne kobler direkte op på dig Zigbee-Coordinator (altså din Zigbee gateway) så kan alle enheder i dit Zigbee netværk agere router (ZR), hvilket kort fortalt betyder, at andre enheder kan koble op direkte på din pære i stedet for din hovedenhed, og på den måde skabe et MESH-netværk dine enheder imellem.

Typisk er denne funktion ikke slået til på batteri-drevne enheder for at sparre på batteriet, og dine kontakter, vindues-sensors mm. vil derfor typisk være Sleepy End Devices, altså enheder der ikke bruger strøm, for der er noget at rapporterer ind – f.eks. når du trykker på en knap, eller åbner et vindue.

Eksempel på Zigbee netværks-topologi

Så svaret på spørgsmålet; Hvilken skal jeg vælge? Tja 🙂 Har du et mindre setup og ønsker at spare de ca. 300 kr. kan du købe et CC2531-kit til 70 kr. fra AliExpress, og så får du en stabil og gennemprøvet Zigbee-løsning. Har du et større setup, eller planlægger du at tilføre mange enheder på dit Zigbee-netværk på sigt, så er de 374 kr. givet godt ud.

Jeg har testet begge, og begge kunne drive mit Zigbee-netværk der er en god blandning af Hue, Xiaomi, OSRAM, IKEA, WEMO m.fl.

Jeg syntes dog jeg kunne mærke, at da jeg begyndte at tilføje flere enheder på min CC2531, og kom op over 32 enheder, begyndte mine kontakter nogle gange at have et lille delay, så efter et tryk, gik der nogle gange et sekund eller to, før lampen reagerede… Men fra 1 til 30 enheder, var der intet at rapporterer – alt kørte smooth. Men det lille delay var grunden til at jeg opgraderede til den nyere og større model, hvor jeg endnu ikke har oplevet nogle delays.

Fordele og ulemper ved custom Bridge/Gateway/Coordinator

Hvorfor skal jeg sætte min egen gateway op? Og ikke blot benytte Hue’s eller IKEAs, eller dem begge. Svaret er simpelt: Du kan samle alle dine Zigbee enheder på ét netværk, i stedet for at have flere forskellige producenters bridges stående og du får mange flere muligheder – men der er også ulemper – det kommer jeg ind på senere.

Selvfølgelig kan du have et IKEA Zigbee-netværk, et Hue netværk og et Xiaomi netværk og have 3 fine strømslugende kasser stående rundt omkring i huset – de kan fint køre side-om-side med hinanden, på hver sin kanal, og du kan integrere dem alle ind i din Home Assistant – præcis det setup har jeg kørt i mange år – og det har virker problemfrit – men hvorfor have 3, når du kan have 1? Og samtidig har Hue nogle tekniske begrænsninger, der gør at bl.a. motion sensors ikke kan pushe ind i Home Assistant, hvilket givet et træls delay.

Men der er også nogle ulemper ved en Custom Gateway, bl.a. er det ikke muligt at firmware-opdatere nogle Hue-enheder uden en Hue Bridge, da Philips ikke udgiver firmware-opdateringer offentligt. Der er dog nogle hjemmesider, der forsøger at bygge et indeks med download-links til firmwares. Andre producenter som bl.a. IKEA udgiver deres firmware offentligt, og jeg vedligeholder en dagligt opdateret liste over de nyeste IKEA firmwares her. (Se min dagligt opdaterede side med IKEA firmwares her).

Fordele:

  • Samler alle Zigbee enheder på en gateway – alt fra gardiner, til knapper, dørlåse og pærer
  • Alle” producenter virker
  • Bedre dækning over hele huset, da alle enheder agerer router på tværs af producenter
  • Flere muligheder og bedre support for ex. Hue Motion Sensors i Home Assistant
  • Sjovt og nørdet 😁🤓
  • Ingen konflikt / støj som flere producenters bridges i samme hus kan forårsage

Ulemper:

  • Firmware-opdateringer kan være drilsk, heldigvis er det sjældent nødvendigt at firmware opdatere når alt kører
  • Kan være lidt nørdet 🤓

Jeg beholder min Hue Bridge…

Jeg har ikke tænkt mig at sælge min Hue Bridge – planen er at beholde den, og når jeg køber nye Hue enheder, kobler jeg dem først op på min Hue Bridge for at opdatere dem, hvorefter jeg kobler dem på min CC26X2R1 🤓 Hvis der skulle komme en virkelig fed opdatering til Hue-produkterne, er det muligt for mig, at parre dem tilbage på min Hue Bridge for at opdatere, selvom jeg tvivler på det nogensinde bliver aktuelt.

IKEA kan jeg opdatere trods jeg ikke bruger deres bridge. Læs mere her. Før brugte jeg IKEA-enheder på min Hue Bridge, hvilket betød at de alle kørte gamle firmware-versioner. Jeg må indrømme, de KØRER meget bedre, efter de blevet opdateret 😋

Andre produkter frigiver også firmwares til offentligheden:

Så vidt jeg ved, har Xiaomi endnu ikke udsendt nogle opdateringer til deres Zigbee enheder endnu, så jeg ved ikke om det er muligt at få fat på deres firmwares på en nem måde – jeg opdaterer her når jeg ved noget mere.

Next: Lad os flashe vores Zigbee Gateway

I de næste artikler skal vi kigge nærmere på at flashe vores Zigbee device med en custom firmware, og koble den til vores Home Assistant 👋🏻 Næste artikel forventes udgivet indenfor 3-4 dage 🙂 Stay tuned!

GIF-animation af flash fra macOS igennem CC debugger til CC2531.