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

Met een prijskaartje van 399 euro is de Dyson V8 Cyclone een van de meest betaalbare draadloze steelstofzuigers van het Britse merk. Je haalt hiervoor een redelijk compacte maar krachtige huishoudhulp in huis, die een aantal duidelijke kanttekeningen heeft.

De Dyson V8 heeft een nieuw ontwerp gekregen. Weg is de trekker die je constant moet indrukken om het apparaat te laten zuigen. In plaats daarvan beschikt hij voortaan over een handige aan-uitknop. Daarnaast zit een moduswisselaar, die met verschillende kleuren aangeeft welke zuigstand je gebruikt. Opvallend is ook dat Dyson voor de V8 Cyclone geen spannende kleuren voor de plastic onderdelen gebruikt. In plaats daarvan zien we een combinatie van kaki, rood, grijs en zwart; het geheel valt daardoor minder op.

©Wesley Akkerman

De nieuwe Dyson V8 Cyclone

De nieuwe V8 levert 30 procent meer zuigkracht en een 50 procent langere accuduur. In de laagste zuigstand houdt hij het tot 60 minuten vol. Helaas ontbreekt een handig lcd-scherm (dat wel op duurdere modellen zit) voor de resterende accutijd; ook hier moet je het doen met iets te simpele led-indicators. Onderop zit een nieuwe vloerzuigmond, die Dyson de 'Motorbar' noemt. Die moet dankzij het gebruik van speciale kammetjes effectief zijn tegen vastzittende haren, maar de stofzuiger moet het verder ook zonder moderne functies doen zoals lasers of stofsensoren.

Met slechts 2,7 kilogram is de Dyson V8 Cyclone lekker licht en wendbaar, waardoor je moeiteloos vloeren en zelfs hoekjes op het plafond schoonhoudt. Het stofreservoir (540 milliliter) heeft een handig uitwerpsysteem waarbij je het vuil niet hoeft aan te raken. Toch zijn we niet helemaal tevreden over alle eigenschappen van de zuigmodule. Het handvat is namelijk smal en klein, waardoor je grip bij langer gebruik oncomfortabel is. Ook kan het bij je duim gaan schuren. Dit is waarschijnlijk de minst ergonomische Dyson die we op de redactie hebben getest.

©Wesley Akkerman

Dyson V8 Cyclone in de praktijk

Gelukkig biedt de Dyson V8 Cyclone met 297 air-watts in de Boost-stand een flinke verbetering in zuigkracht (ten opzichte van zijn voorganger). De standaardmodus levert 79 aW en dat is voor ons ruim voldoende voor dagelijkse taken. Vooral het vloerkleed moet eraan geloven: haren, kruimels en ander vuil worden daar moeiteloos uit gezogen. Op hardere vloeren stelt de Cyclone eveneens niet teleur, al valt er wel één ding op. Wanneer je de stofzuiger oppakt nadat je bijvoorbeeld wat kruimels of korrels opzuigt, kan het zijn dat er een paar uit de mond vallen.

Daarnaast missen we een zachte(re) borstel op de Dyson V8 Cyclone. De huidige zuigmond ratelt namelijk hard over de vloer, wat niet zo prettig is voor (onder)buren in een flat- of appartementsgebouw of slapende kinderen. En dat terwijl de motor zelf stiller is dan verwacht. Gelukkig neemt de zuigmond moeiteloos allerlei soorten haren op en raken die niet in de borstel verstrengeld. Ook goed om te weten: de Cyclone past zijn zuigkracht niet automatisch aan, zoals duurdere modellen dat wel doen, waardoor je dat dus zelf in de gaten moet houden. Geen groot probleem, maar toch.

©Wesley Akkerman

Batterij en accessoires

Zoals gezegd gaat de batterij maximaal een uurtje mee wanneer je de zuinigste modus inschakelt. Anders moet je rekening houden met ongeveer een halfuur in de normale stand. Zet je de Boost-modus aan en laat je die aanstaan, dan is het binnen tien minuten wel gedaan. Geen vreemde scores als je kijkt naar het formaat en de behoorlijk indrukwekkende zuigkracht. Een groot pluspunt is daarnaast dat je de accu kunt verwisselen. Daardoor kun je de levensduur aanzienlijk verlengen door mettertijd een nieuwe batterij aan te schaffen.

Je krijgt trouwens twee accessoires bij aanschaf van de Dyson de V8 Cyclone: een kierenzuiger en een gemotoriseerde miniborstel. Hoewel dat misschien wat karig lijkt vergeleken met eerdere modellen, zijn oude V8-hulpstukken compatibel (mocht je die nog hebben). In de praktijk blijkt de basisset echter compleet genoeg. De kierenzuiger werkt goed voor meubels en lastige hoeken, terwijl de miniborstel onmisbaar is voor trappen, matrassen en bekleding. Ondanks het beperkte pakket biedt de stofzuiger dus voldoende opties voor de meeste huishoudens.

©Wesley Akkerman

Dyson V8 Cyclone kopen?

De Dyson V8 Cyclone is een geslaagde steelstofzuiger voor wie krachtige prestaties zoekt zonder overbodige luxe. Vooral op tapijt en bekleding komt hij sterk naar voren, en ook het verwijderen van haren gaat hem goed af. Het harde, smalle handvat en de wat stugge vloermond voelen niet altijd even prettig aan, maar dat past deels bij de prijsklasse. Jammer is ook het ontbreken van een lcd-display met handige informatie, al is dat net als het gebrek aan een automatische zuigstand goed te overzien. Alles bij elkaar is dit een betrouwbaar basismodel dat doet wat hij moet doen.

In de winter loopt de energierekening al snel op. De droger gaat vaker aan omdat de was buiten niet droogt, en omdat we vaker thuis koken en eten gaat ook de vaatwasser vaker aan. Ook de wasmachine draait op volle toeren, want nat weer en dikke kleding leveren extra was op. Hét moment dus om even stil te staan bij het energieverbruik van deze drie apparaten. Met wat kleine aanpassingen zorg je voor een zichtbaar (gunstig!) verschil op je stroomrekening.

Slim plannen loont

Wie een slimme meter of dynamisch energietarief heeft, kan precies zien wanneer stroom het goedkoopst is. Door het programma van je wasmachine, droger of vaatwasser daarop af te stemmen, draai je letterlijk op de voordeligste momenten. Veel moderne apparaten hebben een startuitstelknop, waarmee je eenvoudig plant dat een was 's nachts of vroeg in de ochtend klaar is.

Heb je geen dynamisch contract, dan is het slim om eerst te kijken of jouw leverancier een piek- en daltarief hanteert. Bij een dubbeltariefmeter geldt het lagere tarief meestal alleen tussen ongeveer 23.00 en 07.00 uur, niet standaard in het weekend. Even checken bij je energieleverancier voorkomt verrassingen.

Wassen op lagere temperatuur

De grootste energiebesparing zit in de temperatuur van het waswater. Een was van 30 graden is meestal voldoende schoon, zeker met de huidige wasmiddelen die ook bij lage temperatuur goed werken. Alleen bij sterk vervuilde was of handdoeken kan een hogere stand nodig zijn. Een wasbeurt op 60 graden of af en toe een machinereiniger houdt de trommel fris en voorkomt vetluis - een kookwas op 90 graden is bij moderne machines niet meer nodig.

Een andere eenvoudige stap is de wasmachine pas te laten draaien als hij goed vol is. Een halve was verbruikt bijna evenveel energie als een volle: zonde. Ook de juiste dosering helpt: te veel wasmiddel kan op den duur zeepresten achterlaten, waardoor de machine harder moet werken.

Droger of droogrek?

De droger is een onmisbare hulp in de winter, maar verbruikt veel stroom. Centrifugeer je was daarom eerst op de hoogste stand, zodat er minder vocht overblijft. Hoe droger het de trommel ingaat, hoe korter het droogprogramma duurt. Warmtepompdrogers verbruiken het minst stroom, al bespaar je nog meer door de was af en toe op te hangen. In een goed geventileerde kamer, bijvoorbeeld bij de verwarming, droogt het prima zonder dat je ernaar hoeft om te kijken.

De vaatwasser slim inzetten

Een vaatwasser verbruikt vooral energie om water te verwarmen. Kies daarom het eco-programma: dat duurt wat langer, maar gebruikt minder stroom en water doordat het water op lagere temperatuur wordt verwarmd. Grote etensresten kun je beter even wegschrapen, maar spoel servies niet voor onder de kraan - dat is onnodig en verspilt warm water. Licht aangekoekte pannen en schalen vormen voor moderne vaatwassers echt geen probleem.

Wie zonnepanelen heeft, kan de vaatwasser het beste overdag laten draaien, zodat de stroom direct uit eigen opwekking komt. Ook hier geldt dat een startuitstelknop handig is: je plant eenvoudig in dat het programma start zodra de zon op het dak staat.

Onderhoud maakt echt verschil

Goed onderhoud klinkt saai, maar heeft een direct effect op het energieverbruik. Een verstopt filter, kalk in de sproeiarmen of pluis in de droger laten apparaten harder werken dan nodig. Zet ze af en toe op een onderhoudsprogramma of gebruik een speciale reiniger. Dat voorkomt niet alleen geurtjes, maar zorgt ook dat de machine weer zo goed (lees: zo zuinig) mogelijk zijn werk kan doen.

Kleine aanpassingen, harde euro's

Energie besparen is vooral een optelsom van gewoontes. Door slimmer te plannen, de juiste temperatuur te kiezen en je apparaten schoon te houden, daalt het verbruik ongemerkt. En misschien nog belangrijker: je verlengt de levensduur van apparaten die het dagelijks zwaar te verduren hebben. Daarmee bespaar je ook op de langere termijn.