Z-Wave is een interessant draadloos mesh-protocol voor domotica-apparaten zoals diverse sensoren en schakelaars. Met Zwave2Mqtt en een Z-Wave-transceiver maak je van een Raspberry Pi een Z-Wave-gateway, inclusief dashboard voor het beheer van al je apparaten. Bovendien kun je je Z-Wave-apparaten door het gebruik van mqtt eenvoudig integreren met allerlei domoticasystemen, waaronder Home Assistant.

In dit artikel gaan we Z-Wave-apparaten met je domoticasysteem integreren via mqtt (Message Queuing Telemetry Transport). De meeste opensource-domoticacontrollers ondersteunen dit protocol, dat dient om berichten uit te wisselen. Home Assistant, Domoticz en openHAB zijn enkele voorbeelden. We gaan er in deze cursus van uit dat je al zo’n systeem hebt draaien. Op het einde van deze cursus tonen we je de integratie van Zwave2Mqtt met Home Assistant; met andere domoticasystemen verloopt de integratie vergelijkbaar.

01 Benodigdheden

Uiteraard heb je Z-Wave-apparaten nodig die je in je domoticasysteem wilt integreren. Dat kan om sensoren gaan, schakelaars en lampen. Er zijn talloze apparaten op de markt. Z-Wave is een draadloos mesh-protocol dat in Europa op een frequentie van 868,42 MHz werkt.

Je hebt dus ook een transceiver nodig om met de apparaten te communiceren. Die transceiver gaan we in dit artikel op een Raspberry Pi (het maakt niet uit welk model) aansluiten, die dan als Z-Wave-gateway werkt. Een voorbeeld van een transceivers is de RaZberry die je op de gpio-header van de Pi installeert. Een alternatief is usb-transceiver die je in een usb-poort van je Pi steekt. De Raspberry Pi sluit je via een ethernetkabel of wifi-verbinding op je thuisnetwerk aan, waarna die via de software Zwave2Mqtt Z-Wave-berichten vertaalt naar mqtt-berichten op je netwerk en omgekeerd.

©PXimport

02 Raspberry Pi en Windows voorbereiden

We gaan ervan uit dat je Raspbian Buster Lite op je Raspberry Pi geïnstalleerd hebt. Dat doe je door het image met balenaEtcher op een micro-sd-kaart te schrijven. Daarna sla je in de boot-partitie een leeg bestand genaamd ssh op en eventueel (als je wifi gebruikt in plaats van ethernet) een bestand met de naam wpa_supplicant.conf met de wifi-configuratie. Steek de micro-sd-kaart daarna in je Pi, sluit de Z-Wave-transceiver op de gpio-header of een usb-poort aan, sluit indien nodig de ethernetkabel aan en steek tot slot de voedingsadapter in je Pi om op te starten.

Dan log je via het netwerk in op je Pi via OpenSSH. Draai je een Windows 10-versie van april 2018 of later, dan kun je de in Windows ingebouwde ssh-client gebruiken. Ga daarvoor eerst naar Instellingen / Apps / Optionele onderdelen en klik op Een onderdeel toevoegen. Kies OpenSSH-client en herstart je computer. Is je Windows-versie ouder dan april 2018, volg dan de instructies van Microsofts project Win32-OpenSSH of download het programma PuTTY.

©PXimport

03 Raspberry Pi updaten

Heb je de OpenSSH-client geïnstalleerd, open dan een opdrachtprompt en log op je Pi in met de volgende opdracht:

ssh pi@IP

Daarbij vervang de aanduiding IP door het ip-adres van je Pi, dat je in de webinterface van je router bij de dhcp-leases vindt. Bevestig dat je de getoonde vingerafdruk vertrouwt en voer als wachtwoord raspberry in.

Zodra je ingelogd bent, wijzig je onmiddellijk het standaardwachtwoord met de volgende opdracht:

passwd

Update daarna de pakketlijst en upgrade alle pakketten naar de nieuwste versie met de opdrachten:

sudo apt updatesudo apt upgrade

©PXimport

04 Docker installeren

Zwave2Mqtt installeren gaat het eenvoudigst in de vorm van een Docker-container. Installeer dus eerst Docker. Helaas bevatte de versie van Docker in Raspbian Buster op het moment van schrijven een fout, waardoor je Docker niet met dit eenvoudige commando kon installeren:

sudo apt install docker.io

Download daarom het installatiescript van de website van Docker en voer het uit met dit commando:

curl -sSL https://get.docker.com | sh

Als je op het einde een foutmelding krijgt, is het mogelijk dat de Docker-service gewoon te snel gestart is. Dat kun je negeren. Geef daarna je gebruikersaccount toestemming om Docker te gebruiken met:

sudo usermod pi -aG docker

Als je geen foutmelding op het einde van de installatie van Docker zag, log dan uit met exit; zag je wel een foutmelding, herstart je Pi dan met reboot. Log daarna weer in via ssh. In de uitvoer van onderstaand commando zou nu active (running) moeten staan:

systemctl status docker

©PXimport

Rechtstreekse Z-Wave-ondersteuning in Home Assistant

05 Zwave2Mqtt installeren

Dan zijn we nu klaar om Zwave2Mqtt te installeren. Maak eerst een directory aan waarin het programma zijn gegevens kan opslaan:

sudo mkdir /var/lib/zwave2mqtt

Download en start de Docker-container van Zwave2Mqtt daarna als volgt:

docker run -d --restart always -p 8091:8091 --device=/dev/ttyUSB0 -e TZ=Europe/Amsterdam -v /var/lib/zwave2mqtt:/usr/src/app/store robertslando/zwave2mqtt:latest

Als je een foutmelding krijgt over het bestand /dev/ttyUSB0, dan is ofwel je Z-Wave-transceiver niet aangesloten ofwel heeft deze een ander apparaatbestand toegewezen gekregen, waarschijnlijk /dev/ttyACM0 of /dev/ttyAMA0.

06 Mosquitto installeren

Als je al een mqtt-broker hebt draaien, dan kun je die gerust voor onze toepassing gebruiken. Heb je Home Assistant bijvoorbeeld via Hass.io geïnstalleerd, dan installeer je Mosquitto eenvoudig via de add-on Mosquitto MQTT broker. Als je nog geen mqtt-broker hebt, dan installeer je die ook in een Docker-container op je Raspberry Pi.

Maak eerst de directory’s aan waarin het programma zijn gegevens kan opslaan:

sudo mkdir -p /var/lib/mosquitto/{config,data,log}

Maak een configuratiebestand voor Mosquitto:

sudo nano /var/lib/mosquitto/config/mosquitto.conf

En plaats daarin de volgende regels:

persistence truepersistence_location /mosquitto/data/log_dest file /mosquitto/log/mosquitto.log

Sla je wijzigingen op met Ctrl+O en sluit nano af met Ctrl+X. En download en start daarna de Docker-container van Mosquitto:

docker run -d --restart always -p 1883:1883 -p 9001:9001 -v /var/lib/mosquitto:/mosquitto eclipse-mosquitto

Als je daarna de opdracht docker ps uitvoert, zie je onze twee Docker-containers draaien, ook na een herstart van je Raspberry Pi.

©PXimport

07 Z-Wave configureren

Als alles goed gaat, draait de webinterface van Zwave2Mqtt nu op poort 8091 van je Raspberry Pi. Bezoek daarom in een browser op je pc de webpagina http://IPVANJEPI:8091. Je krijgt nu het bedieningspaneel te zien, maar eerst dien je enkele instellingen aan te passen: klik daarvoor links op het icoontje van het tandwiel. Daar zie je drie onderdelen van de instellingen: Zwave, Mqtt en Gateway.

We gaan eerst naar het onderdeel Zwave. De belangrijkste instelling is Serial Port: daar kies je de poort waarop je Z-Wave-transceiver is aangesloten, dezelfde dus als je bij het aanmaken van de Docker-container opgegeven hebt (in ons voorbeeld /dev/ttyUSB0). Schakel Logging, Save configuration en Assume awake in en vul bij Poll interval de waarde 60000 in (is 60 seconden). De andere waardes in dit onderdeel kun je leeg laten. Gebruik je Z-Wave Secure-apparaten, zoals deursloten, dan dien je wel nog de Network Key in te vullen. Heb je al een werkend Z-Wave-netwerk, kopieer die sleutel dan uit je huidige domoticasysteem en plak die hier. De sleutel ziet er ongeveer zo uit: 0xE5,0xB4,0xFF,0xC3,0x67,0xE9,0x02,0xB1,0x29,0xD5,0x6A,0x40,0x82,0xD9,0x3A,0x34. Zet je dit Z-Wave-netwerk voor het eerst op, genereer op je Pi dan een sleutel (en plak die in de interface):

cat /dev/urandom | tr -dc '0-9A-F' | fold -w 32 | head -n 1 | sed -e 's/\(..\)/0x\1,/g' -e 's/, $//'

Maak een back-up van de sleutel, want als je die ooit kwijtraakt, kun je niet meer met die Z-Wave Secure-apparaten verbinden en moet je ze terugzetten naar de fabrieksinstellingen.

08 Mqtt en gateway configureren

Open dan het onderdeel Mqtt. Geef de mqtt-broker waarmee je verbindt een naam (zonder spaties), vul bij Host URL het ip-adres van je Pi in en als poort 1883. Bij Reconnect period (ms) kies je bijvoorbeeld 5000 voor 5 seconden, bij Prefix vul je zwave in en bij QoS kies je 2. Schakel de opties Retain en Store in. De optie Auth schakelen we niet in omdat we Mosquitto zonder authenticatie gebruiken. De manier om de toegang te beperken, laten we als oefening aan de lezer over.

Open tot slot het onderdeel Gateway. Hier is de optie Type belangrijkste keuze die je dient te maken. Als je ValueID topics als waarde kiest, kiest Zwave2Mqtt automatisch mqtt-onderwerpen op basis van de eigenschappen van je Z-Wave-apparaten. Het voordeel is dat je dan niet elk apparaat afzonderlijk hoeft te configureren om een werkende installatie te hebben. Alleen zijn de onderwerpen niet zo leesbaar voor mensen, dus je schakelt het best ook de optie Use nodes name instead of numeric nodeIDs in.

Bij Payload type stel je in welke gegevens er in mqtt-berichten komen. Wil je zoveel mogelijk informatie, kies dan voor Entire Z-Wave value Object. Als je van de integratie met Home Assistant wilt gebruikmaken, schakel dan ook Hass Discovery in. De andere opties kun je later nog aanpassen als je merkt dat je die nodig hebt. Klik tot slot onderaan op Save om dit alles op te slaan.

©PXimport

09 Bedieningspaneel

Klik links op het icoontje met de vier vierkantjes voor het bedieningspaneel. Als alles goed gaat en je eerder al Z-Wave apparaten met je controller gekoppeld had, krijg je nu (enkele van) je Z-Wave-apparaten in je huis te zien, waarschijnlijk voornamelijk degene die op netspanning zijn aangesloten en je controller zelf.

Een Z-Wave-apparaat (een ‘node’) toevoegen gaat door in het uitklapmenu bij Actions bovenaan Add Node (inclusion) te kiezen en dan op het pijltje naar rechts te klikken. Bij de meeste Z-Wave-apparaten dien je op een knopje te drukken of bijvoorbeeld drie keer snel na elkaar op een knopje te drukken om ze aan het netwerk toe te voegen. Bekijk in de handleiding van je apparaat hoe dat moet. Als het apparaat correct toegevoegd is, verandert de status van de controller links naar Completed. Het kan even duren voordat het apparaat in de lijst verschijnt.

©PXimport

10 Apparaten beheren

Als je nu op een apparaat klikt, zie je beneden in het tabblad Node informatie over het apparaat. Klap User uit om de waardes van een sensor te zien of de waarde van een schakelaar aan te passen. Onder Configuration kun je parameters van het apparaat instellen, zoals de gevoeligheid van een sensor. Raadpleeg daarvoor de handleiding van het apparaat. En onder System vind je systeeminformatie zoals de Z-Wave-versie die het apparaat ondersteunt.

Als je Hass Discovery ingeschakeld hebt in de gatewayconfiguratie, dan krijg je onderaan ook de apparaten te zien die Zwave2Mqtt automatisch voor dit apparaat aanmaakt voor Home Assistant. Apparaten meervoud, omdat één Z-Wave-apparaat zoals een multisensor zich als meerdere apparaten tegelijk kan gedragen: temperatuursensor, bewegingssensor, lichtsensor enzovoort.

Je kunt je apparaat ook een naam en locatie geven. Vul deze in en klik op het pijltje ernaast. Als je in de gatewayconfiguratie Use nodes name instead of numeric nodeIDs ingeschakeld hebt, wordt deze leesbare naam gebruikt om het apparaat in de mqtt-berichten en in het bedieningspaneel te identificeren. Tot slot kun je ook nog acties op een apparaat uitvoeren. Kies daarvoor de gewenste actie bij Node actions en klik op het pijltje ernaast.

©PXimport

11 Integratie met Home Assistant

We gaan ervan uit dat je al Home Assistant hebt draaien. Open het bestand configuration.yaml van je Home Assistant-installatie en voeg daar de volgende regels aan toe:

mqtt:discovery: truediscovery_prefix: PREFIXbroker: BROKERbirth_message:topic: 'hass/status'payload: 'online'will_message:topic: 'hass/status'payload: 'offline'

In de plaats van PREFIX gebruik je het prefix dat je in de mqtt-configuratie van Zwave2Mqtt ingesteld hebt, in ons voorbeeld zwave. En in de plaats van BROKER vul je het ip-adres van je mqtt-broker in, bijvoorbeeld dat van je Pi als je Mosquitto op je Pi geïnstalleerd hebt.

Sla het bestand op en herstart daarna Home Assistant (in het menu Instellingen / Serverbeheer / Herstarten van de webinterface van Home Assistant). Wacht even tot Home Assistant opnieuw opgestart is. Daarna zouden al je Z-Wave-apparaten voor Home Assistant zichtbaar moeten worden.

Klik rechtsboven in Home Assistant op de drie puntjes en dan op Ongebruikte entiteiten. Je krijgt dan al je Z-Wave-apparaten te zien, en zelfs meerdere per Z-Wave-apparaat als het om complexe apparaten met meerdere sensoren gaat. Klik op een apparaat en dan het icoontje van het tandwiel om het apparaat een duidelijkere naam te geven en voeg het apparaat dan in de Lovelace-interface van Home Assistant toe in het gewenste paneel.

Je hebt nu een flexibel Z-Wave-netwerk opgezet. Je kunt je Z-Wave-controller, mqtt-broker en Home Assistant alle drie op dezelfde Raspberry Pi draaien, of elk van deze componenten op een afzonderlijke Raspberry Pi of zelfs een andere computer zoals een nas of thuisserver. De configuratie blijft hetzelfde, op de ip-adressen na.

©PXimport

Problemen oplossen

©PXimport

Het gebrek aan een rijk contrast is een van de grootste ergernissen bij lcd- en ledtelevisies. Fabrikanten hebben daarom een slimme techniek bedacht die het contrast aanzienlijk verbetert: local dimming. In dit artikel leggen we uit hoe deze techniek van jouw grijze nachtlucht weer een inktzwarte sterrenhemel maakt.

Het contrast van je televisie is misschien wel de belangrijkste eigenschap voor mooi beeld. We willen dat wit verblindend wit is en zwart echt inktzwart. Bij oledtelevisies is dat makkelijk, want daar geeft elke pixel zelf licht. Maar de meeste televisies in de Nederlandse huiskamers zijn nog steeds lcd- of ledschermen (inclusief QLED). Die werken met een lamp achter het scherm, de zogeheten backlight. Local dimming is de techniek die probeert de nadelen van die achtergrondverlichting op te lossen.

Om te begrijpen waarom local dimming nodig is, moet je eerst weten hoe een standaard led-tv werkt. Simpel gezegd is het een groot paneel met pixels die zelf geen licht geven, maar alleen van kleur veranderen. Achter die pixels brandt een grote lichtbak. Als het beeld zwart moet zijn, sluiten de pixels zich om het licht tegen te houden. Helaas lukt dat nooit voor de volle honderd procent; er lekt altijd wat licht langs de randjes. Hierdoor zien donkere scènes er vaak wat flets en grijzig uit. De achtergrondverlichting staat immers vol aan, ook als het beeld donker moet zijn.

Nooit meer te veel betalen? Check Kieskeurig.nl/prijsdalers!

De lampen dimmen waar het donker is

Local dimming pakt dit probleem bij de bron aan. In plaats van één grote lichtbak die altijd aan staat, verdeelt deze techniek de achtergrondverlichting in honderden (en bij duurdere tv's soms duizenden) kleine zones. De televisie analyseert de beelden die je kijkt continu. Ziet de processor dat er linksboven in beeld een donkere schaduw is, terwijl rechtsonder een felle explosie te zien is? Dan worden de lampjes in de zone linksboven gedimd of zelfs helemaal uitgeschakeld, terwijl de lampjes rechtsonder juist fel gaan branden.

Het resultaat is direct zichtbaar. Zwart wordt weer echt zwart, simpelweg omdat er geen licht meer achter dat deel van het scherm brandt. Tegelijkertijd blijven de lichte delen van het scherm helder. Dat zorgt voor een veel groter contrast en geeft het beeld meer diepte. Vooral bij het kijken van HDR-films en -series is dat van belang. Zonder local dimming kan een led-tv eigenlijk geen goed HDR-beeld weergeven, omdat het verschil tussen licht en donker dan te klein blijft.

©ER | ID.nl

Niet alle local dimming is hetzelfde

Het klinkt als een wonderoplossing, maar de uitvoering verschilt enorm per televisie. Het grote toverwoord hierbij is het aantal zones. Hoe meer zones de tv onafhankelijk van elkaar kan aansturen, hoe preciezer het licht kan worden geregeld. Goedkopere televisies gebruiken vaak edge lit local dimming. Hierbij zitten de lampjes alleen in de rand van de tv. Dat werkt redelijk, maar is niet heel nauwkeurig. Je ziet dan soms dat een hele verticale strook van het beeld lichter wordt, terwijl er eigenlijk maar één klein object moest worden verlicht.

De betere variant heet full array local dimming. Hierbij zitten de lampjes over de hele achterkant van het scherm verspreid. De allernieuwste en beste vorm hiervan is miniLED. Daarbij zijn de lampjes zo klein geworden dat er duizenden in een scherm passen, wat de precisie van oled begint te benaderen. Als er te weinig zones zijn, kun je last krijgen van zogenaamde 'blooming'. Dat zie je bijvoorbeeld bij witte ondertiteling op een zwarte achtergrond: er ontstaat dan een soort wazige lichtwolk rondom de letters, omdat de zone groter is dan de tekst zelf.

Ga voor de full monty!

Local dimming is dus geen loze marketingkreet, maar een dankbare techniek voor iedereen die graag films of series kijkt op een led- of QLED-televisie. Het maakt het verschil tussen een flets, grijs plaatje en een beeld dat van het scherm spat met diepe zwartwaarden. Ben je in de markt voor een nieuwe tv? Vraag dan niet alleen óf er local dimming op zit, maar vooral of het gaat om full array dimming. Je ogen zullen je dankbaar zijn tijdens de volgende filmavond!

Bij ID.nl zijn we gek op producten waar je niet de hoofdprijs voor betaalt of die zijn voorzien van bijzondere eigenschappen. Met een robotstofzuiger wordt de vloer schoongehouden, terwijl je er niet bij hoeft te zijn. En stofzuigen is dan wel het minste dat ze kunnen, want ook dweilen is voor veel modellen geen proleem. We vonden vijf geavanceerde exemplaren.

Philips HomeRun 7000 Series XU7100/01

De Philips HomeRun 7000 Series XU7100/01 is ontworpen om grote ruimtes aan te kunnen. Het apparaat heeft een stofzak van 3 liter en een werktijd tot 180 minuten in de laagste stand. In tegenstelling tot veel kleinere robots is deze HomeRun uitgerust met een stille motor; de opgave van 66 dB maakt hem relatief stil.

Er zit een dweilfunctie in zodat je de robot na het stofzuigen ook direct kunt laten dweilen. Via de app kies je voor een van de modi of plan je een schoonmaakprogramma in. De robot kan zichzelf navigeren, obstakels omzeilen en keert na gebruik terug naar het laadstation. Omdat de opvangbak groot is hoef je niet vaak te legen en dankzij de Li‑ion‑accu is hij geschikt voor grotere woningen. Het apparaat is van recente datum en daarom nog volop verkrijgbaar.

Dreame L10s Pro Ultra Heat

Deze robot combineert een groot stofreservoir van 3,2 liter met een lange werktijd van ongeveer 220 minuten. Dankzij de geïntegreerde dweilfunctie verwijdert hij niet alleen stof maar kan hij ook nat reinigen. De L10s Pro Ultra Heat gebruikt een zak in het basisstation, waardoor je het reservoir minder vaak hoeft te legen.

De Dreame is voorzien van een Li‑ion‑batterij aanwezig en de robot keert automatisch terug naar het station voor opladen en legen. De sensortechnologie helpt bij het vermijden van obstakels en het nauwkeurig schoonmaken van zowel harde vloeren als tapijt. Dankzij de meegeleverde app stuur je de schoonmaak aan, stel je no‑go‑zones in of plan je een dweilrondje.

Philips HomeRun 3000 Series Aqua XU3100/01

Deze Philips‑robot is bedoeld voor wie minder vaak handmatig wil schoonmaken. Hij beschikt over een gecombineerde stofzuig‑ en dweilfunctie en kan zichzelf legen via het automatische station. Met een gebruiksduur tot 200 minuten in de laagste stand en een geluidsniveau van 66 dB kan hij urenlang zijn werk doen zonder al te veel herrie. De stofcontainer van 35 cl is kleiner dan bij de HomeRun 7000, maar door het automatische leegmechanisme is dat geen probleem.

Je bedient het apparaat via de app en kunt daar zowel een schema programmeren als zones instellen. De Aqua XU3100/01 is een model uit de recente 3000‑serie en doordat hij een mop‑pad heeft kan hij zowel droog als nat reinigen, wat handig is voor harde vloeren zoals tegels en laminaat.

iRobot Roomba Combo j9+

De Roomba Combo j9+ is een model dat je vloeren zowel kan stofzuigen als dweilen. De Combo j9 beschikt over een opvangbak van 31 cl en hij kan zelf zijn inhoud legen in het automatische basisstation dat bij de set hoort. De Li‑ion‑accu zorgt voor een lange gebruiksduur en de robot maakt een routeplanning zodat elke ruimte efficiënt wordt schoongemaakt.

Via de app kun je zones instellen waar de robot niet mag komen en het dweilelement in‑ of uitschakelen. In de basis maakt de Combo j9+ zelfstandig een kaart van je woning en keert terug naar het station wanneer de accu moet opladen of de stofcontainer vol is. De robot is bedoeld voor huishoudens die gemak belangrijk vinden en biedt naast stofzuigen ook een dweilfunctie voor hardere vloeren.

MOVA Tech P50 Ultra

De MOVA Tech P50 Ultra is een forse robotstofzuiger met een basisstation. Het apparaat heeft een stofreservoir van 30 cl en wordt geleverd met een basisstation waarin je het stof eenvoudig kunt verwijderen. De robot produceert een geluidsniveau van 74 dB, iets hoger dan de Philips‑modellen, en weegt inclusief station ruim 13 kg.

Hij kan uiteraard ook automatisch terugkeren naar het station om op te laden of te legen. In de specificaties staat dat de MOVA is voorzien van een Li‑ion‑batterij en dat hij zowel kan stofzuigen als dweilen. De meegeleverde app maakt het mogelijk om routes in te stellen en zones te blokkeren. Met een vermogen van 700 W is hij krachtig genoeg voor tapijten en harde vloeren. Het is geschikt voor mensen die een uitgebreid station met automatische functies willen.