Co je důležité při budování bezdrátové chytré domácnosti?

Bezdrátový Smart Home spojuje nejmodernější technologie s jednoduchou instalací. Díky přijatelnější ceně oproti kabelovým systémům je dnes dostupný opravdu pro každého. Jelikož se ale jedná o bezdrátový protokol, je potřeba při budování systému myslet na několik důležitých detailů. Pokud je zanedbáte, můžete mít později problémy se stabilitou. V tomto článku se podíváme přesně na to, jak se jim vyhnout.

Problém s dosahem a řešení, o kterém často ani nevíte

Doba jde kupředu. Dnes už kvůli chytré domácnosti nemusíte tahat kilometry kabelů ani instalovat obrovské rozvaděče. Bezdrátové technologie jsou na tak vysoké úrovni, že je jejich využití pro Smart Home naprosto přirozené.

Hlavní výzvou u bezdrátových systémů je dosah signálu. Z běžné domácí WiFi sítě tento problém určitě znáte – jakmile se vzdálíte od routeru, signál slábne. U Smart Home systémů musí všechna zařízení spolehlivě komunikovat s řídicí jednotkou. Pokud tato komunikace není stabilní, zařízení nemusí reagovat na příkazy nebo se zpomalí celá síť.

Zázrak jménem MESH síť

K vyřešení mrtvých zón u WiFi se obvykle používají "extendery" do zásuvky. Nejpoužívanější protokoly pro Smart Home (jako Z-Wave a Zigbee) na to jdou ale mnohem inteligentněji. Využívají takzvanou MESH síť.

Představte si pavučinu. Pokud byste na ni umístili 10 bodů, existuje mezi každým z nich mnoho alternativních cestiček. U MESH sítě nemusí každé zařízení komunikovat přímo s centrální jednotkou. Řídicí jednotka může být úplně na kraji domu, a přesto vše funguje bezchybně. Proč? Protože samotné aktivní prvky v síti slouží jako extendery (rozšiřovače) signálu a posouvají ho dál.

Červený bod je řídicí jednotka, silně modré body jsou aktivní prvky, slabě modré body jsou pasivní prvky.

Aktivní versus pasivní prvky

V sítích Z-Wave i Zigbee rozlišujeme dva základní druhy zařízení:

• 🔌 Aktivní prvky: Mají stálý přívod elektrické energie ze sítě. Patří sem moduly pro ovládání osvětlení (pod vypínači), topení, chytré zásuvky, aktivní relé atd. Všechny tyto prvky automaticky prodlužují signál.
• 🔋 Pasivní prvky: Jsou napájené baterií. Sem patří senzory pohybu, teploty, dveřní kontakty, zámky či dálkové ovladače. Aby šetřily baterii, většinu času "spí". Signál neposouvají dál, pouze ho přijímají a odesílají.

Limit 4 přeskoků (4 Hops) u Z-Wave

Je tu jeden limit, o kterém se často nemluví. Signál meziřídicí jednotkou a koncovým zařízením může v Z-Wave síti udělat maximálně 4 přeskoky přes jiná aktivní zařízení. Jelikož jeden modul v otevřeném prostoru dosáhne 50–100 metrů, při 4 přeskocích umíme pokrýt úctyhodnou vzdálenost (při umístění jednotky ve středu domu jde teoreticky o pokrytí obrovského prostoru). Netřeba se toho obávat, pro běžné domy je to absolutně dostačující.

*Zigbee tento limit přeskoků nemá omezený fixním číslem, avšak s narůstajícím počtem přeskoků se zvyšuje odezva (latence) systému.

Zrádné překážky a vytížená síť

Co když máme prvky rozmístěné, ale systém přesto zlobí? Jsou dvě nejčastější příčiny:

1. Silné zdi a hliník: Bezdrátový signál není terminátor, silný železobeton nebo hliníkové konstrukce neprorazí. Pokud máte metrové kamenné zdi, pomůže trik s obejitím překážky – stačí přidat jednu chytrou zásuvku na chodbu a signál si cestu "obejde" přes ni.
2. Příliš mnoho senzorů, málo aktivních prvků: Představte si systém, kde máte 3 chytré zásuvky, ale 30 bateriových senzorů. Komunikace všech těchto senzorů může přetížit těch pár bodů, přes které signál prochází. Vznikne datová "zácpa".

Z bodu A do bodu B: Oblíbená cestička

V síti si zařízení po čase vytvoří tzv. poslední známou cestu. Pokud například informace ze senzoru v ložnici jde vždy nejprve přes chytrou zásuvku v obýváku, síť si tuto zkratku zapamatuje, aby komunikace probíhala bleskově.

Problém nastává, když tuto oblíbenou cestičku zrušíte. Stává se to nejčastěji při vytažení chytré zásuvky ze stěny, nebo pokud klasické HDO relé úplně odpojí elektřinu do chytrého termostatu. Najednou je cesta přerušena.

Pokud si o pár hodin později senzor na téže trase všimne pohybu a chce zapnout světlo, zjistí, že jeho obvyklá cesta nefunguje. Řídicí jednotka začne dotazovat všechna okolní zařízení a hledat novou trasu (tzv. přestavba sítě). Toto zabere systémové prostředky i čas. Vám se to projeví tak, že vejdete do tmavé místnosti a světlo se nezapne, nebo se zapne až o několik sekund později.

Mnoho protokolů v jednom systému

Dnes jsou velmi populární řídicí jednotky (jako Homey či Fibaro Home Center 3), které umí komunikovat naráz přes Z-Wave, Zigbee, WiFi či 433 MHz. Je to skvělé pro kompatibilitu. Avšak pozor na důležitý fakt:

MESH síť se nevytváří křížem mezi různými protokoly!

Z-Wave zásuvka vám neprodlouží signál pro Zigbee senzor. Pokud si koupíte do každého pokoje jiný standard s vidinou ušetření pár korun, můžete skončit se systémem, který nemá silnou nosnou kostru, jen spoustu izolovaných ostrůvků, které sotva dosáhnou na centrálu.

Závěr: Který protokol pro skutečný Smart Home?

V naší nabídce najdete zastoupené všechny technologie – od WiFi (jako například Shelly), přes Zigbee až po Z-Wave. Navzdory široké nabídce se po více než dekádě instalací nejraději vracíme k produktům na platformě Z-Wave. Zde jsou důvody proč:

• Garantovaná kompatibilita: Zatímco u Zigbee si dva produkty různých značek nemusí posouvat signál, certifikace Z-Wave to striktně vyžaduje.
• Silná a stabilní MESH síť: Z-Wave umožňuje tahat stabilní signál napříč celým velkým domem bez výpadků. Zatímco levné WiFi senzory vám při desítkách kusů pořádně zahltí domácí síť, Z-Wave domácí router obchází a využívá vlastní frekvenční pásmo.
• Profesionální produkty: Z-Wave nabízí řešení i do rozvaděčů (DIN moduly), extrémně silná relé, vstupní moduly pro integraci (Fibaro Implant) či programovatelné desky (Z-UNO). Ty v běžných WiFi "hračkách" nenajdete.
• Výborná dostupnost: Zatímco některé Zigbee komponenty (např. z IKEA) jsou těžko dostupné, Z-Wave portfolio od evropských výrobců (jako Fibaro, Qubino atd.) je obrovské a stabilně naskladněné.