Zigbee es un protocolo utilizado para la vinculación de dispositivos inteligentes a una red doméstica, tales como luces, sistemas de apertura y cierre e incluso enchufes. Se puede emplear con prácticamente cualquier dispositivo domótico, siendo su ambivalencia una de sus principales características.

No obstante, Zigbee no es open source y requiere una adhesión a la CSA, la Connectivity Standards Alliance, para certificar los productos. Esta asociación vela por el mantenimiento adecuado del protocolo y es esencial para poder expandirlo a toda la red del hogar.

Descubriendo qué es Zigbee

Zigbee es una tecnología inalámbrica similar a la que cualquier usuario medio puede tener en casa. Trabaja a una frecuencia de 2.4 GHz, como las redes Wi-Fi domésticas convencionales o el Bluetooth, y cuenta con un protocolo muy estandarizado, permitiendo que varios dispositivos se comuniquen entre sí de una manera muy similar.

No obstante, una de las principales recomendaciones a nivel de usuario es que se compruebe de antemano la compatibilidad con Zigbee y el dispositivo inteligente adquirido, ya que pueden existir problemas de compatibilidad si el dispositivo en cuestión tiene implantado un código propio. Si no es así, no debería existir ningún problema para poder adherirlo a Zigbee.

Zigbee trabaja en una topología de tipo red en malla, usando una encriptación AES de 128 bits. Es muy económico, ya que por menos de 20 euros hay en el mercado un gran surtido de dispositivos a la venta, y su nivel de consumo medio es realmente bajo. Esa combinación de buen precio de mercado y eficiencia energética es una combinación ganadora. Si a esto le sumamos que la vida útil de las pilas puede tener hasta 12 meses, sin duda de cara al usuario es una excelente propuesta.

Su rango de trabajo idóneo se encuentra entre los 10 y los 20 metros en recintos cerrados. En superficies abiertas su rango alcanza los 300 metros, facilitando la comunicación entre dispositivos en un amplio rango de distancias.

Todas estas ventajas en conjunto son las que permiten posicionar a Zigbee como uno de los protagonistas principales de la domótica, tal y como explica Luis Del Valle, referente maker que ha dedicado un extenso artículo a hablar de las características y bondades de Zigbee.

¿Para qué se puede utilizar Zigbee y cómo funciona?

Para conocer cómo funciona Zigbee y las posibilidades que ofrece, hay que pararse un momento para conocer algunas características técnicas de los dispositivos que trabajan en esta red. Todos y cada uno de ellos utilizan una frecuencia de 2.4 GHz para comunicarse, haciendo que el flujo de datos sea más fluido y eficiente.

Cuando se dice que trabajan en una red de malla, nos referimos a que su manera de trabajar está segmentada pero intercomunicada. Una red en malla es una red en las que uno o más dispositivos actúan como enrutadores. ¿Qué implica esto? Pues que, al repetir la señal, su rango de trabajo es mucho más amplio y la conectividad es infinitamente mejor.

Trabajar en rangos más amplios es muy beneficioso porque permite crear una disposición de dispositivos diferente y aleatoria en función del espacio disponible, sin problemas de conectividad y permitiendo que todos los dispositivos funcionen a pleno rendimiento sin que su ubicación sea un problema. Esto facilita mucho las cosas, y más cuando hablamos de intercomunicación entre varios dispositivos y estos han de cumplir con una acción concreta.

Por tanto, estamos hablando de una red de dispositivos que es capaz de enrutar el tráfico de la propia red para aumentar su eficiencia. Eso está muy bien. Sin embargo, ten en cuenta que la propia red es la encargada de conectarse a los demás dispositivos. Tú no tienes que hacer nada, así que no hace falta tocarlo de más.

Una red Zigbee se segmenta en tres roles distintos por dispositivo. Tenemos los coordinadores, los enrutadores y los end devices (los dispositivos de destino).

Los primeros son como el administrador: crean la red, enrutan paquetes y llevan a cabo las conexiones que sean necesarias. Ojo: hablamos de ellos como “coordinadores”, pero ten en cuenta que por cada red Zigbee solamente puede haber un coordinador. Si hubiese varios administradores que actúan como puntos centrales de la red, sería un caos. Y no serían puntos centrales, porque si hay varios, es imposible establecer cuál es el núcleo de la red.

Los segundos son como coordinadores, pero no admiten ningún tipo de conexión. Eso quiere decir que no emparejan nuevos dispositivos porque no tienen capacidad para hacerlo. Todo aquel dispositivo que se tenga que conectar a la red deberá hacerlo a través de un adaptador de corriente o permanecer conectado de manera permanente a la red eléctrica.

Su misión, no obstante, es esencial porque permiten que los dispositivos dentro de un determinado rango de alcance se encuentren e interactúen, repitiendo las comunicaciones.

En cuanto a los últimos, funcionan con batería y disponen de un modo de bajo consumo para optimizar los recursos energéticos que necesitan. Son los protagonistas de la domótica, pero no serían nada sin todo lo que la red Zigbee les proporciona.

Según leemos en este artículo de Informaticapedia, para iniciarse en una red Zigbee es preciso seguir una serie de pasos:

• Contar con el hardware necesario. Además de la placa de programación, necesitarás una tarjeta SSD, un Conbee II, un SONOFF SNZB-03 y un BASICZBR 3. Aunque algunos modelos pueden variar, estos son los que los expertos de Informática Pedia han empleado para llevar a cabo su proyecto con Zigbee, basado en el que el propio Luis Del Valle realizó en su canal de divulgación.
• Descargar e instalar el sistema operativo. Hazlo siempre de páginas oficiales y de referencia. Luis Del Valle y los expertos de Informaticapedia pueden ser una buena guía para encontrar fuentes de descarga fiables del sistema operativo.
• Instalar el Docker y el Docker-compose. Es posible hacerlo con el propio gestor de paquetes pip de Python.
• Instalar el MQTT. Es fundamental crear la estructura de carpetas y ficheros necesaria para el correcto funcionamiento de la red.
• Instalar Zigbee2MQTT. Tendrás que conectar el Conbee II al puerto USB de la placa. Quizá te venga bien un alargador, y así evitarás las interferencias.
• Instalar el FrontEnd. Podrás renombrar los dispositivos, controlarlos y ubicarlos en un mapa de la red de malla.

Lanzar el comando. Visualizar los LOGS te permitirá configurar tu red Zigbee como quieras y ejecutar los comandos de lectura, escritura y de estado.