O que são Z-Wave, Zigbee e outros protocolos de casa inteligente?

Uma das coisas mais frustrantes sobre a construção de uma casa inteligente é que dispositivos de diferentes fabricantes são incapazes de se comunicar.

Em grande parte, isso se resume ao fato de que diferentes dispositivos usam protocolos diferentes, sendo Z-Wave e Zigbee os mais populares, seguidos por Wi-Fi e, em seguida, protocolos proprietários. Então, quais são esses protocolos, o que eles fazem e como você pode fazer com que seus vários produtos conversem entre si?

O que um protocolo de casa inteligente faz?

Um protocolo de casa inteligente é uma forma definida para os dispositivos se comunicarem - um idioma, se preferir. Dispositivos que falam o mesmo idioma podem conversar entre si e ser controlados por meio de um único aplicativo. Dispositivos que usam protocolos diferentes são controlados por aplicativos separados e não podem se comunicar.

Por esse motivo, houve um impulso de algumas empresas para usar protocolos padronizados - como Z-Wave, Zigbee ou Wi-Fi - para permitir que os dispositivos funcionem juntos e sejam controlados por meio de um aplicativo.

Tanto o Zigbee quanto o Z-Wave são protocolos domésticos inteligentes sem fio que funcionam em uma rede mesh confiável. Isso consome muito pouca energia, então você pode até ter produtos alimentados por bateria.

A comunicação com os produtos Zigbee e Z-Wave pode ser alcançada de duas maneiras. Primeiro, um controle remoto ou switch sem fio pode ser usado para fornecer controle direto básico sobre um dispositivo. Compre o nível básico Ikea Tradfri lâmpadas, por exemplo, e você pode controlar suas luzes usando um controle remoto alimentado por bateria emparelhado.

O controle avançado exige a necessidade de um hub. Um hub se conecta à sua rede doméstica, fornecendo controle baseado em aplicativo e a capacidade de configurar rotinas mais complicadas. O Samsung SmartThings Hub é o melhor exemplo, dando a você uma caixa que pode se comunicar com dispositivos Z-Wave e Zigbee, com controle por meio de um único aplicativo bem projetado.

Ter um hub que pode se comunicar com os dispositivos Zigbee e Z-Wave expande drasticamente a gama de produtos disponíveis, permitindo que você escolha o melhor dos dois mundos.

O Wi-Fi consome mais energia, mas como todas as nossas casas têm redes sem fio, esses dispositivos não requerem hardware adicional e podem se comunicar de maneira padrão. Os dispositivos Wi-Fi são mais adequados para itens que usam energia contínua, como algumas lâmpadas ou plugues inteligentes.

Relacionado: Melhores plugues inteligentes

Antes de olharmos para a gama de produtos disponíveis, vamos descobrir mais sobre cada protocolo e as vantagens e desvantagens que ele oferece.

Z-Wave

Z-Wave é um padrão proprietário de propriedade da Sigma Systems. A Z-Wave Alliance é um consórcio de empresas que fabricam os produtos Z-Wave, com o objetivo de promover a tecnologia e garantir a compatibilidade com os esquemas de certificação.

Como tal, os dispositivos Z-Wave são construídos para se comunicar de forma confiável com produtos de outros fabricantes. Por exemplo, uma lâmpada de uma empresa deve funcionar com um interruptor de outra.

O Z-Wave usa uma rede mesh, por meio da qual o sinal é retransmitido por dispositivos adicionados à sua rede doméstica. Normalmente, essa capacidade é limitada a dispositivos alimentados apenas, como plugues inteligentes, enquanto dispositivos alimentados por bateria são desativados para aumentar a energia da bateria.

Z-Wave transmite dados a até 100Kbps. Isso não parece muito rápido, mas dado que os dados transmitidos são em grande parte para comandos simples, como acender uma luz, você não precisa de mais.

Operando no espectro de 900 MHz, o alcance é de até 40 m com os mais novos chips Z-Wave, com sinais capazes de saltar entre até quatro nós. Isso significa que uma rede Z-Wave pode facilmente cobrir a maioria das residências. O protocolo suporta até 232 dispositivos.

Os dispositivos Z-Wave transmitem o estado, para que você possa ver se um dispositivo está ligado ou desligado.

Zigbee

Zigbee é um protocolo sem fio controlado e desenvolvido pela Zigbee Alliance. A Alliance publica perfis de aplicativos que permitem aos fabricantes criar produtos compatíveis com o padrão.

O mesmo teste rigoroso não é aplicado aos produtos, e não há garantia de que os produtos que usam o mesmo padrão funcionarão juntos. Por exemplo, Philips Hue as lâmpadas usam Zigbee, mas para toda a gama de recursos, as lâmpadas devem ser combinadas com o Philips Hue Bridge.

A maioria dos dispositivos Zigbee funciona na banda de 2,4 GHz (o mesmo que 802.11n Wi-Fi), embora alguns usem 784 MHz (China), 866 MHz (Europa) ou 915 MHz (EUA). Rodando a 2,4 GHz em sua maior parte, o alcance de Zigbee atinge o máximo em cerca de 20 metros em ambientes fechados.

No entanto, assim como o Z-Wave, o Zigbee usa uma rede mesh, com dispositivos agindo como repetidores. Apenas dispositivos constantemente alimentados, como lâmpadas, atuam como repetidores; dispositivos alimentados por bateria são excluídos para preservar a vida da bateria.

As taxas de transferência de dados são 250Kbps - rápidas o suficiente para sinais de controle, mas não muito mais. Você pode adicionar até 65.000 dispositivos em uma rede Zigbee.

Os dispositivos Zigbee também transmitem o estado, então você pode ver se eles estão ligados ou desligados.

Wi-fi

Wi-Fi é o padrão de rede sem fio que todos nós usamos em nossas casas, desde nossos telefones, TVs, laptops e muito mais. Como resultado de sua popularidade, alguns fabricantes de casas inteligentes têm usado Wi-Fi para o protocolo de controle, como com o excelente LIFX Mini lâmpadas inteligentes.

O alcance típico do Wi-Fi se estende por até cerca de 40 metros em ambientes internos, embora a construção de sua casa e a interferência de outros dispositivos tenham um papel importante. Como resultado, pontos mortos não são incomuns nas casas. Portanto, o uso de Wi-Fi para dispositivos domésticos inteligentes requer um sinal sem fio forte em toda a casa.

Uma grande desvantagem do wireless é o baixo número de dispositivos suportados. A maioria dos roteadores domésticos são configurados apenas para fornecer endereços IP para até 100 dispositivos; exceder esse limite e você não poderá conectar mais dispositivos. Embora você possa aumentar o número de endereços IP fornecidos (até um máximo de 254), muitos os roteadores começarão a ter problemas antes que os 100 dispositivos sejam conectados, causando interrupções e conexões questões.

Por esse motivo, recomendamos o uso de um sistema de malha distribuída ou um roteador básico mais caro se você for usar muitos dispositivos sem fio. Isso deve ajudar a melhorar a estabilidade.

Relacionado: Melhores extensores sem fio

O outro problema ao usar o Wi-Fi é que você não pode obter controles remotos ou interruptores alimentados por bateria. O controle de dispositivos - como lâmpadas inteligentes - é, portanto, limitado ao aplicativo ou ao controle de voz, por meio de programas como Amazon Echo. O Wi-Fi é, portanto, adequado para um número menor de dispositivos e para aqueles onde a largura de banda é mais importante, como câmeras de segurança inteligentes.

Protocolos proprietários

Os protocolos proprietários ainda são comumente usados ​​por alguns dispositivos e requerem um hub separado. Por exemplo, o termostato inteligente para várias divisões da Honeywell Evohome usa seu próprio protocolo. A vantagem dos protocolos proprietários é que o fabricante pode controlar como cada aspecto do produto funciona. A desvantagem é a falta de interoperabilidade.

Protocolos diferentes podem se comunicar?

A resposta simples é não. Compre um controle remoto Z-Wave e ele não pode controlar diretamente uma luz Zigbee. A palavra-chave aqui é “direto”. Indiretamente, é possível conectar diferentes dispositivos e deixá-los trabalhar juntos.

O melhor e mais rápido método de controle é o direto. Isso geralmente é feito por meio de um hub que pode falar vários protocolos, como SmartThings. Usando o SmartThings, você pode colocar todos os seus dispositivos domésticos inteligentes compatíveis em um aplicativo e fazer com que eles controlem uns aos outros. SmartThings pode se comunicar com dispositivos Z-Wave e Zigbee diretamente, e também pode se comunicar com dispositivos Wi-Fi e outros hubs. Por exemplo, você pode fazer com que um botão Z-Wave ligue uma luz Philips Hue e uma lâmpada LIFX Wi-Fi.

O Amazon Alexa também é capaz de se comunicar diretamente com vários dispositivos por meio de seus hubs. Graças à atualização mais recente, um comando pode disparar uma rotina que liga ou desliga dispositivos usando muitos protocolos diferentes. A Amazon também está aumentando o controle de dispositivos no aplicativo, por isso não é difícil imaginar um futuro em que Alexa dará a você o controle central de voz e aplicativo para toda a sua casa.

Depois, existem sistemas externos, como IFTTT. Usando a nuvem, o IFTTT pode detectar gatilhos de um dispositivo (digamos, um toque de botão) e criar uma ação em outro dispositivo (acender uma luz, por exemplo). O IFTTT tem várias opções, permitindo que você conecte sua casa inteligente da maneira que desejar.

A desvantagem do sistema é que as regras podem demorar um pouco para serem executadas e não são tão rápidas quanto os sistemas de controle direto. Como tal, você não usaria IFTTT onde a velocidade é essencial, como ligar um interruptor de luz com o toque de um botão.

Relacionado: Tutorial IFTTT