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Z-Wave, ZigBee + EnOcean: Du musst dich nicht entscheiden

YESLY Smart Home
by crissxcross13. Mai 2019

Wie bekommt man im ganzen Haus einen guten Empfang mit Z-Wave, ZigBee und EnOcean? Vor dieser Frage stand ich nun und hier liest du Teil 3 meines „Smart-Home-Umzugtagebuch“

Nachdem nun die Möbel aufgebaut, die Kisten ausgepackt und vor allem das WLAN samt Internetzugang eingerichtet waren, konnte ich nun endlich zum spannenden Teil übergehen: Smart Home Komponenten einbauen, anlernen und Szenen erstellen.

Wie du in meinen letzten Blogposts schon lesen konntest, bin ich zum großen Fan von EnOcean geworden.
Mir ging es, auf Deutsch gesagt: „mächtig auf den Sack“ ständig irgendwo die Batterie zu wechseln, nur um die Funktionalität des Smart Home aufrecht zu erhalten.
Daher hatte ich bereits die Z-Wave Fenstersensoren (jene die man auf den Rahmen und Fensterflügel kleben muss) gegen Hoppe EnOcean Griffe getauscht, sowie auch alle Heizungsthermotate gegen EnOcean Modelle ersetzt.
Zuletzt genannte benötigen zwar immer noch Batterien,versprechen aber eine Batterielaufzeit von 5 Jahren, was aufgrund des „schlanken“ EnOcean Protokolls sehr wahrscheinlich ist.

Wenn du mehr über die Hoppe Fenstergriffe erfahren möchtest, findest du einiges hier in diesem Artikel – und vor kurzem hatte ich auch über die günstige Version, die Hoppe Basic Fenstergriffe – hier – berichtet.
Und auch zu den EnOcean Thermostaten hatte ich hier schon etwas aufgeschrieben.

Hoppe EnOcean Fenstergriff an der Terrassentür

Leider ist nicht überall EnOcean drin…

Ach wenn ich könnte, dann wäre bald alles „verEnOceant“ in unserem neuen Haus.
Zwar ist EnOcean vor allem in der Sensorik stark vertreten und es gibt natürlich auch Aktoren, wie zum Beispiel Unterputzrelais (übrigens zu ähnlichen Preisen wie jene von Fibaro), doch findet man eben nicht alles mit EnOcean Funk. So wird man in den Leuchtmitteln zum Beispiel vergebens EnOcean suchen – hier ist schlichtweg ZigBee der Platzhirsch.
Bei anderen Komponenten werden aufgrund der EnOcean Funktionalität leider teilweise immer noch noch Mondpreise aufgerufen.

So blieb mir nichts übrig, als mir von allen Funksystemen die beste Hardware heraus zu suchen.

Auf auf, zum Parallelbetrieb 🚀

Z-Wave, ZigBee, EnOcean, WLAN und DECT Geräte werden bei mir nun bunt gemixt. Das alles in einer App, homee sei Dank. Doch wie bekommt man jedes einzelne Netzwerk stabil im ganzen Haus aufgebaut?
Genau vor dieser Herausforderung stand ich nun, nach meinem Umzug mit dem ganzen Smart Home Krempel.

WLAN

Hier halte ich mich kurz, denn dazu hatte ich in meinem letzten Beitrag schon einiges geschrieben.
Dank dem Netgear Orbi Satelliten System war das WLAN schnell und vor allem stabil im ganzen Haus verfügbar.
Via Outdoor Satellit sogar im Garten, so dass der Rasenmähroboter bald via App zum mähen befehligt werden kann.
Das schöne Wetter hat es sogar schon erlaubt, das ich den Begrenzungsdraht verlegen konnte. Aber ich möchte noch nicht zuviel spoilern. Mehr zum Thema Rasenmähroboter und Bewässerung liest du bald hier auf siio.de.

Begrenzungsdraht liegt, jetzt muss nur noch der Rasen wachsen!

Aber zurück zum Thema.
Wie ich im letzten Artikel bereits schrieb, verfügt der Netgear Orbi nicht über ein Modem, so dass auch weiterhin meine heiß geliebte FRITZ!Box zum Einsatz kommt.
Neben Internetzugang und ihrer Funktion als kleine Telefonanlage für das Festnetz (ja, einige Menschen nutzen so etwas noch) habe ich auch eine Handvoll DECT Steckdosen im Einsatz.
Die Vorteile führte ich hier schon auf: Zuverlässigkeit (da die Shedules in der Steckdose gespeichert werden), belastbar bis 3600 Watt (also 16A wie jede haushaltsübliche Steckdose – bei den Z-Wave und ZigBee Plugs leider selten der Fall) und es gibt von AVM eine Outdoor Version der Steckdose.

DECT

Am liebsten würde ich alle Geräte mit den AVM Steckdosen „versmarten“, aber die maximale Anzahl ist auf 10 Steckdosen pro FRITZ!Box begrenzt. Hat man noch ein DECT Telefon in Betrieb, verringert sich die Anzahl sogar auf maximal 8 Steckdosen.
Sollte das DECT Signal nicht in alle Ecken des Hauses kommen, so kann man den FRITZ DECT Repeater einsetzen.

AVM DECT Steckdose am Hauswasserwerk

Da die Anzahl der AVM Steckdosen leider stark limitiert ist, brauchte ich Alternativen.
Neben dem Schalten, möchte ich vor allem den Energiebedarf der angeschlossenen Geräte wissen – alles im Hinblick auf mein nächstes Projekt: Die Mini PV Anlage.
Hier ist mir ein Monitoring wichtig, um dann auch gezielt Geräte einschalten zu können, sofern ich Überschuss habe. Denn die Einspeisung wird bei den kleinen Balkonmodulen (lies: Guerilla PV) nicht vergütet.
Eine kleine Form des Energiemanagement wird also immens zur Amortisierung der Anlage beitragen.
Übrigens, die Mini PV Anlage ist schon bestellt :-) . Das wird eines der folgenden Themen hier im Blog sein!

So, da war es also nun, mein Dilemma:
AVM: Anzahl limitiert, so dass ich nur die „großen“ Verbraucher wie Waschmaschine, Spülmaschine, Hauswasserwerk, Bewässerungspumpe, usw. damit ausgestattet habe.
ZigBee: Hier fällt mir nur der Osram Plug ein, welcher mit homee kompatibel ist – und jener kann nur schalten, nicht aber den Verbrauch messen.
EnOcean: Hier gab es mal den Permundo, allerdings recht teuer. Zudem produziert der Hersteller meines Wissens nach aktuell nicht mehr. Und es gibt noch den NodOn Plug, der auch eine Verbrauchsmessung integriert. Allerdings ist dieser nur bis max. 1500 Watt ausgelegt.
Zwar könnte man damit kleinere Geräte wie Notebook, Staubsaugerroboter, ect. schalten und messen, aber die Gefahr, das dieser mal am Wasserkocher & Co. landet ist mir zu groß.

Bleibt also nur Z-Wave…

Z-Wave

Hier ist die Auswahl sehr groß, was auch die Preise im Markt allmählich drückt. Darüberhinaus hatte ich noch eine ganze Handvoll Zwischenstecker da.

Eine Handvoll Z-Wave Steckdosen waren noch da

Wie funktioniert Z-Wave?
Es ist ein bidirektionales, geroutetes Meshnetzwerk. Jedes aktive Gerät, also jenes das dauerhaft an 230V Strom hängt, ist automatisch ein Netzknoten und kann Datenpakete wie eine Art Repeater weiterleiten.
Die Routen behält der Controller (lies das Smart Home Gateway). Es sind maximal 4 Hops möglich. Das heißt, dass Signal kann maximal über 4 Netzwerkknoten geleitet werden. Der Controller selbt zählt mit.
Die Kommunikation erfolgt in zwei Richtungen: Befehl von Sender zu Empfänger und dieser quittiert den Empfang.

So, mit diesem Wissen im Gepäck und einer Handvoll Zwischensteckdosen, versuchte ich nun mein gesamtes Haus mit einem Z-Wave Netzwerk zu überspannen.
Das Wichtigste am Anfang: Wo wird das Smart Home Gateway letztendlich stehen?
Ich ging nach dem Ausschlussverfahren vor: Kinderzimmer und Badezimmer sind tabu. Bleibt das Wohnzimmer oder die Küche, denn alle anderen Räume liegen im Keller und dies wäre nicht zentral. Apropos zentral: Von Vorteil wäre ein Raum, der relativ in der Mitte des Hauses ist.
Daher fand homee nun seinen Platz in Küche.

homee hat seinen Platz nun in der Küche

Von dort an „arbeitete“ ich mich vor. Welches Gerät will ich in der Küche schalten und / oder messen?
So bekam der Wasserkocher, der Kaffeevollautomat und die Unterbauleuchte eine Zwischensteckdose.
Weiter ging es im Nachbar-Raum, dem Wohnzimmer.
HiFi Board, Esstisch und ein Zwischenstecker in die Steckdose der Fensterleimung.
Im Sommer schon an Weihnachten denken ;-) .. . Aber wenn es der Netzwerkstabilität gut tut… :-p

Der „Sprung“ in den Keller war dann mühsamer als gedacht. Hier musste ich etwas probieren. Wo muss ich in der ersten Etage Steckdosen setzen, damit ich ein Zwischenstecker im Keller erreiche?
Hier heißt es Geduld haben. Probieren zu schalten und warten. Denn erreicht der Controller (also das Smart Home Gateway) den Empfänger – in diesem Fall die Zwischensteckdose- nicht, wird eine neue Route probiert.
Daher ist es wichtig, viele strombetriebene Geräte im Netzwerk zu haben. Man kann sich dies wie ein Fischernetz mit vielen Knotenpunkten vorstellen, wobei jedes aktive Gerät ein solcher Knoten ist.
Fällt ein Knoten weg, gibt es alternative Wege um den Empfänger zu erreichen.

Möglichst zu vermeiden sind sogenannte „Dead Nodes“, also tote Knotenpunkte.
Dies kann der Zwischenstecker sein, den man zwar angelernt hat, der aber beim staubsaugen aus der Steckdose gezogen wurde und nun seit Tagen „rumliegt“.

In Summe zog sich das Prozedere etwa zwei Stunden, aber 15 Z-Wave Steckdosen später, schalten nun alle zuverlässig und übermitteln brav den Energiebedarf der angeschlossenen Geräte.

Z-Wave Steckdosen messen und schalten nun die Geräte

ZigBee

Es werde Licht! Denn in diesem Gewerk ist ZigBee der unangefochtene Platzhirsch.
Kaum ein Lampenhersteller, der nicht auf ZigBee setzt um seine Leuchten „smart“ zu machen.
Da stand es für mich ausser Frage, das ich im Bereich der Beleuchtung ausschließlich auf ZigBee setzen werde.

Vielmehr musste ich überlegen, welche Lampen ich nun wirklich „smart“ machen will.
Alle! Na klar, aber wie?
Kurz zu den Fakten über Zigbee, bevor wir das „Wie“ klären:

ZigBee ist ein bidirektionales, geroutetes Meshnetzwerk.
Auch hier sind alle aktiven, dauerhaft an 230V angeschlossenen Geräte ein Repeater, welche Datenpakete weiterleiten.
Es gibt eine Begrenzung der Hops, die weit über 4 liegt und so groß ist, das ich die Zahl vergessen habe ^^
In jedem Fall ist diese irrelevant für privat Nutzer.
Die Routen werden (anders als bei Z-Wave) Just-in-Time ermittelt und die maximale Anzahl an Zigbee Geräten liegt bei ca. 50. Das limitiert der Speicher des ZigBee Chips.

So, nun zurück zum „Wie“.
Wie will ich meine Lampen smart machen?
Wir haben im Haus in allen Räumen „MR16“ Spots oder auch bekannt als „GU5.3“.
Im Gegensatz zu den GU10 Spots basieren diese auf 12Volt, werden also an einem Trafo betrieben und es gibt exakt nur ein Modell am Markt mit ZigBee: Die Osram smart+ MR16  Spots.
Welche aufgrund der Alternativlosigkeit, mit Verlaub, „scheisse teuer“ sind!
So stand die Frage im Raum: Muss man wirklich jeden Spot einzeln steuern können? Macht man das im Alltag?
Die Antwort war ein klares: Jein!

MR16 Spots im ganzen Haus – Osram, alternativlos

Im Badezimmer würde ich gern die Möglichkeit haben, nicht nur die Helligkeit zu dimmen, sondern auch die Lichtfarbe zu variieren. Dort werde ich auf die MR16 Spots von Osram setzen.
In den anderen Räumen, wie beispielsweise in der Küche, reicht ein einfaches Schalten der Spots aus.
Ebenso im Wohnzimmer, da dort andere Lampen für das Ambientelicht sorgen werden – natürlich mit ZigBee, wie beispielsweise die Hue Iris.

Im Wohnzimmer sorgt die Hue Iris für Ambiente

Aber auch bei ZigBee sollte man „Dead Nodes“ vermeiden. Genau jene entstehen zum Beispiel, wenn die ZigBee Leuchtmittel über den Lichtschalter ausschaltet werden.
So ist die Lampe vom Strom getrennt und steht nicht mehr als Repeater im Netzwerk zur Verfügung. Darüberhinaus ist dann eine Steuerung der Lampe via App oder Szene, logischerweise auch nicht mehr möglich.

Im Flur haben wir neben den Spots in der Decke, auch Wandlampen mit E14 Sockel. Hier, wo Licht nur bei  Bewegungserkennung benötigt wird, war es recht einfach die Leuchtmittel gegen E14-ZigBee Lampen zu tauschen, Bewegungsmelder aufzustellen (Funk sei Dank) und den konventionellen Schalter auf  Dauerplus zu brücken.
Nun kann man das Licht auch tageszeitabhängig mal gedimmt und mal in voller Helligkeit einschalten (lassen).
Das Homeegramm, also die Szene dazu poste ich sicher die kommenden Tage hier im Blog.

Durch den Austausch weiterer Leuchtmittel auf der Terrasse und in den Kellerräumen kam schnell eine zweistellige Anzahl an ZigBee Geräten zusammen, was man in der Stabilität vom Netzwerk schnell bemerkt hat. Alle Lampen lassen sich nun recht zuverlässig schalten.

Austausch der Kellerlampe unter Lebensgefahr

EnOcean

Kommen wir zu meiner heimlichen Liebe: EnOcean.
Denn EnOcean ist anders als die Anderen.
Größter Unterschied: Viele Geräte kommunizieren nicht bidirektional und es ist kein geroutetes Meshnetzwerk.
Die Geräte funken direkt mit dem Controller. Ist die Funkverbindung nicht ausreichend, kann ein Repeater zum Einsatz kommen.
Wichtig: Strom betriebene Geräte sind nicht automatisch Repeater – können es aber sein. Beispiel: Der Permundo Zwischenstecker. Jedoch muss diese Funktion erst aktiviert werden.
Hierbei gibt es Level1 Repeater und Leve2 Repeater.
Die Kurzform: Level 1 ist nicht bidirektional, Level 2 ist bidirektional. Soll heißen, ein Level 2 Repeater leitet auch die Antworten weiter.

Die Empfehlung aus der homee Community ist der Repeater von Eltako. Jenen habe ich ebenfalls im Einsatz. Einfach auf dem Dachboden aufgestellt und los gehts. Ein anlernen an homee nicht nötig.

Eltako EnOcean Repeater

Wer zwischen den Zeilen liest, hat es spätestens jetzt mitbekommen. Ja, der größte Nachteil von EnOcean ist: Das Protokoll ist unverschlüsselt.
Jeder kann es mitlesen.

Der größte Vorteil hingegen ist: Sensoren kommen meist völlig ohne Batterie aus, da diese ihre Energie via Solarpanel oder durch Umwandlung von mechanischer in kinetische Energie gewinnen.
Das war der Grund, weshalb ich vor allem bei der Sensorik, wie Bewegungsmelder oder Fenstersensoren auf EnOcean umgestiegen bin.
Und so waren die ersten Smart HomeKomponenten welche ich im neuen Haus installiert habe natürlich die Hoppe Fenstergriffe.
Sowohl in der Demontage als auch nun bei der Montage völlig problemlos!
Danach folgten an allen Heizkörpern die EnOcean Thermostate, wobei ich aufgrund der Jahreszeit noch keine Heizpläne eingerichtet habe. Aber im Winter wird das Zusammenspiel zwischen Fenstergriff und Thermostat wieder aktiviert. (Heizung zu beim Lüften).

Hora EnOcean Heizungsthermoste

Wie bereits erwähnt habe ich auch schon ersten Bewegungsmelder im Flur installiert, natürlich EnOcean.
Hier nutze ich die NodOn Geräte. Diese haben zwar eine Batterie, sollten aber deutlich längere Batterielaufzeiten aufweisen als die Z-Wave Modelle.

NodOn mit Spangen für Deckenmontage

Die NodOn Bewegungsmelder können via „Spangen“ in Hohlraum Decken montiert werden.
Wie gut oder schlecht das geht und wieviel größer die NodOn Bewegungsmelder im Verhältnis zu den Z-Wave Modellen sind, das schreib ich im nächsten Blogpost meines „Smart-Home-Umzugtagebuch“ auf.

siio-App
About The Author
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Chris, Gründer und Blogger von siio. Gelernter IT-Systemelektroniker, seit vielen Jahren beruflich als Produktmanager im Smart Home unterwegs. Technikverliebter Familienvater, Apple Fan. Nach einigen Jahren Stadtleben wieder froh auf dem Land zu sein.
  • Jörg
    14. Mai 2019 at 7:05

    Auch das enOcean-Protokoll ist seit einigen Jahren verschlüsselt.

  • Robin
    14. Mai 2019 at 8:07

    Funktioniert das eigentlich richtig, mit den Fenstergriffen und den Thermostaten im zusammenspiel?

    War es nicht so, das die Thermostate alle 20min z.B. aufwachen und der Controller dann die aktuellen Werte sendet.
    Wenn nun grade das Thermostat aufgewacht ist und ich eine Minute später das Fenster aufmache, dauert es doch dann 19min bis das Thermostat die Info bekommt „mach das Ventil zu“

  • Thomas
    14. Mai 2019 at 17:48

    Danke für den Hinweis mit den Dead Nodes bei z-wave. Habe tatsächlich einen Zwischenstecker rumliegen, den ich mal angelernt hatte aber dann nicht mehr brauchte. Der ist nun aber noch im System drin, natürlich nicht erreichbar. Witzigerweise hat homee es bisher schon 2x für ein paar Sekunden geschafft zu behaupten, er wäre erreichbar – aber das ist ein anderes Thema, wie gesagt, er liegt in einer Schublade und ist seit Monaten ohne Strom ;) . Werde ihn mal entfernen.

  • Birgid
    14. Mai 2019 at 20:24

    In den Heizplänen von homee kann man Bezug auf geöffnete Fenster/Türen nehmen und angeben, nach welcher Zeit der Heizplan ausgesetzt und statt dessen die Thermostaten auf eine niedrigere Temperatur gestellt werden sollen. Das klappt gut. Wird die Terrassentür nur kurz geöffnet (Katzen rein/raus), passiert nichts, bleibt die Tür länger als drei Minuten offen, schaltet die Heizung zurück und geht erst wieder in den Heizplan, wenn die Tür verriegelt wird.

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