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

Je laptopaccu lijkt altijd leeg te zijn op het moment dat er nergens een stopcontact te bekennen is. Met de juiste software-instellingen pers je echter makkelijk een uur extra uit je apparaat, zonder dat je daarvoor technisch onderlegd hoeft te zijn. Wij leggen uit aan welke knoppen je precies moet draaien voor maximaal resultaat.

Er is weinig irritanter dan een laptop die in de spaarstand schiet of uitvalt terwijl je in de trein net de laatste hand legt aan een belangrijk document. Veel gebruikers denken bij een snel leeglopende batterij direct dat de hardware versleten is en kijken alweer naar een nieuwe laptop. Vaak is de accu zelf echter nog prima in orde, maar gaat het besturingssysteem slordig om met de beschikbare energie. Fabrieksinstellingen zijn namelijk vaak gericht op maximale prestaties en helderheid, niet op uithoudingsvermogen. In dit artikel leer je hoe je de regie terugpakt en de energievreters in toom houdt, zodat je met een gerust hart de dag doorkomt.

Waar die energie eigenlijk naartoe lekt

Om te begrijpen hoe je accucapaciteit bespaart, moet je eerst weten waar de energie aan opgaat. De twee grootste verbruikers in een laptop zijn vrijwel altijd het beeldscherm en de processor. Het scherm vreet stroom om pixels te verlichten; hoe feller het scherm, hoe sneller de teller tikt. Daarnaast speelt de verversingssnelheid een rol. Veel moderne schermen verversen het beeld 120 keer per seconde (120 Hz). Dat kijkt heel rustig, maar kost aanzienlijk meer rekenkracht dan de standaard 60 Hz.

Onder de motorkap is de processor continu bezig met het verwerken van taken. Een veelvoorkomende misvatting is dat je handmatig alle programma's moet afsluiten om stroom te besparen. Dat is maar ten dele waar, want moderne systemen zijn heel goed in het bevriezen van apps die je niet gebruikt. Wat wél energie kost, zijn achtergrondprocessen die actief blijven synchroniseren, zoals cloudopslagdiensten of mailprogramma's die elke minuut checken op nieuwe berichten. Ook randapparatuur die stroom trekt via de usb-poort, zelfs als je deze niet actief gebruikt, snoept procenten van je lading af.

Besparen tijdens eenvoudige taken

De energiebesparende modus is je beste vriend wanneer je taken uitvoert die weinig rekenkracht vereisen. Denk hierbij aan tekstverwerken, e-mailen, webbrowsen of het invullen van spreadsheets. In deze scenario's heb je de volledige kracht van je processor en videokaart simpelweg niet nodig. Door in Windows of macOS te kiezen voor de energiebesparende modus, klokt de processor zichzelf terug. Hij werkt dan letterlijk iets langzamer, maar voor administratieve taken merk je daar in de praktijk niets van. De letters verschijnen nog steeds direct op je scherm zodra je ze typt.

Daarnaast is dit het moment om eens kritisch naar je schermhelderheid te kijken. Binnenshuis is een helderheid van 50 tot 60 procent vaak meer dan voldoende om comfortabel te kunnen werken. Werk je vooral 's avonds? Dan kan het zelfs nog lager. Ook het uitschakelen van toetsenbordverlichting levert in deze context pure winst op. Het zijn kleine percentages per uur, maar op een hele werkdag maakt dit het verschil tussen wel of niet de oplader moeten pakken.

©PXimport

Prestaties boven accuduur

Er zijn momenten waarop je de batterijbesparingsinstellingen beter uit kunt laten, of zelfs agressief moet vermijden. Zodra je aan de slag gaat met zware grafische taken, zoals videobewerking, 3D-rendering of serieuze gaming, werkt een besparingsmodus averechts. De software knijpt de toevoer van stroom naar de componenten af, wat resulteert in een haperend beeld, trage exporttijden en een frustrerende gebruikservaring.

In deze gevallen heeft de hardware ademruimte nodig om te kunnen presteren. Als je probeert te gamen op een besparingsstand, zal het systeem de prestaties van de grafische chip zo ver terugschroeven dat het spel onspeelbaar wordt. Bovendien duurt het renderen van een video in spaarstand veel langer, waardoor het scherm en de schijf langer actief moeten blijven, wat onderaan de streep soms zelfs méér energie kost dan een korte piekbelasting op vol vermogen. Hier geldt: efficiëntie door snelheid is soms zuiniger dan traagheid.

Situaties waarin instellingen het niet meer redden

Hoewel je met software veel kunt optimaliseren, zijn er harde grenzen waarbij geen enkele instelling je meer gaat redden. Je moet realistisch zijn over de fysieke staat van je apparaat.

Ten eerste is er de chemische degradatie. Als de maximale capaciteit van je accu (ook wel battery health geheten) onder de 70 procent is gezakt, kun je instellen wat je wilt, maar de rek is er fysiek uit. De batterijcellen kunnen de lading simpelweg niet meer vasthouden. Ten tweede is oververhitting een doodsteek voor je accuduur. Als de ventilatoren van je laptop continu staan te loeien omdat de koelkanalen vol stof zitten, kost dat enorm veel energie. Warmte is in feite verspilde energie. Tot slot helpt software niet als je zware externe apparaten zonder eigen voeding aansluit. Een externe harde schijf die zijn stroom via de laptop krijgt, trekt de accu leeg alsof het een rietje in een pakje sap is, ongeacht je schermhelderheid.

Creëer je eigen energieprofiel

Om echt grip te krijgen op je verbruik, moet je de instellingen afstemmen op jouw specifieke gedrag. Begin met de slaapstand-instellingen. Veel mensen laten hun laptop openstaan als ze even koffie gaan halen, waarbij het scherm zomaar tien minuten op volle sterkte blijft branden. Stel in dat het scherm al na twee of drie minuten inactiviteit uitgaat. Dat is de makkelijkste winst die je kunt boeken.

Kijk ook naar je randapparatuur. Gebruik je een externe monitor? Zorg dan dat je laptop zo is ingesteld dat het interne scherm volledig uitschakelt, en niet 'zwart maar aan' blijft staan. Gebruik je veel bluetooth-apparaten? Schakel bluetooth uit als je ze niet gebruikt; het constant scannen naar verbindingen kost stroom. Voor gebruikers met een oledscherm is er nog een extra truc: gebruik een donkere modus. Bij oledschermen verbruiken zwarte pixels namelijk helemaal geen energie, in tegenstelling tot traditionele lcd-schermen waar de achtergrondverlichting altijd aan staat.

Balans tussen snelheid en stopcontact

Het verlengen van je accuduur is uiteindelijk een balansspel tussen comfort en noodzaak. De grootste winst behaal je door de schermhelderheid te temperen en de slaapstand agressiever in te stellen, zodat je geen energie verspilt in de pauzes. Wees niet bang om de energiebesparingsmodus standaard aan te zetten voor alledaags werk; de moderne processors zijn krachtig genoeg om dat zonder haperingen op te vangen. Pas als je merkt dat je laptop traag reageert bij zwaardere taken, is het tijd om de teugels weer iets te laten vieren. Zo bepaal jij hoelang de werkdag duurt, en niet je batterij.

Een medley gebaseerd op soundtracks uit Super Mario-games van het Jazzorkest 8-Bit Big Band heeft afgelopen zondagnacht een Grammy gewonnen.

De medley ‘Super Mario Praise Break’ won een Grammy Award voor beste arrangement (instrumentaal of a capella). In de medley zijn nummers als Gusty Garden Galaxy uit Super Mario Galaxy en Bomb-Omb Battlefield uit Super Mario 64 te horen.

De 9-Bit Big Band is afkomstig uit New York en heeft al eens eerder een Grammy gewonnen voor gamemuziek. In 2022 won het orkest een Grammy voor het nummer Meta’s Knight’s Revenge uit de SNES-game Kirby Superstar.

De Grammy Awards

De Grammy Awards worden al sinds 1959 georganiseerd en worden gezien als een van de belangrijkste prijzen voor muziek ter wereld. Ze worden vaak vergeleken met de Oscars, die worden uitgereikt aan films. Dit jaar won Bad Bunny de prijs van album van het jaar, en ging Billie Eilish er vandoor met een Grammy voor nummer van het jaar. Overigens won Austin Wintory een Grammy in de categorie beste gamesoundtrack voor de soundtrack van Sword of the Sea.

De Super Mario-reeks van Nintendo valt op diverse spelcomputers van het bedrijf te spelen, waaronder de Nintendo Switch 2 en Nintendo Switch. Onder de meest recente grote hoofddelen vallen Super Mario Wonder en Super Mario Odyssey.