Como cada vez hay más controladores domóticos Z-Wave en el mercado (hay más de 330 gateways, sólo de tecnología Z-Wave, disponibles en este momento), somos conscientes de que elegir el mejor controlador para tener la mejor domótica, en cualquier nuestro caso, puede ser algo confuso y nos puede llevar bastante tiempo.
- ¿Qué tecnologías y protocolos soportan?
- ¿Cómo se gestiona la seguridad?
- ¿Son difíciles de configurar?
Probablemente los futuros usuarios de domótica Z-Wave se hagan este tipo de preguntas muy a menudo, cuando deciden comenzar con sus proyectos de automatización del hogar o la oficina ¿verdad?.
Para ayudar a tomar la decisión de qué controlador usar, hemos preparado este artículo, en el que damos una visión general sobre controladores domóticos o pasarelas Z-Wave que están disponibles actualmente en el mercado.
¡Descubre lo que debes tener en cuenta al seleccionar un controlador domótico Z-Wave!
Para un usuario, que es nuevo en el campo de la domótica, el mundo de la tecnología Z-Wave puede parecer al principio intimidante. Y todo comienza con la elección del controlador domótico Z-Wave, también conocido como gateway o puerta de enlace.
En el momento de escribir este artículo, uno puede elegir entre 2748 dispositivos Z-Wave esclavos y muchos controladores domóticos Z-Wave, aunque en Europa los más populares podriamos decir que son una docena. Esa es una cantidad enorme de dispositivos para elegir, lo que requeriría muchas horas de trabajo para seleccionar entre todos ellos. Por lo tanto, cada vez más personas deciden realizar su selección de dispositivos buscando recomendaciones de varias fuentes, ya sea en forma de grupos de Facebook, influenciadores, blogs como este…, publicaciones profesionales…, donde los usuarios existentes pueden compartir su experiencia de forma abierta.
Antes de establecer un sistema de automatización de viviendas, el usuario tiene que tomar dos decisiones principales, que son: qué tipo de dispositivos finales (esclavos) utilizará y qué puerta de enlace (o controlador domótico maestro) se utilizará para controlar y recibir diversas mediciones e informes de ellos.
El propósito de este artículo es presentar un panorama de alto nivel de las diferencias entre los controladores domóticos o pasarelas del ecosistema Z-Wave, que se encuentran actualmente en el mercado.
¿Qué son los controladores domóticos Z-Wave?
Los hubs, también conocidos como gateways o controladores, son dispositivos que constan de una parte de hardware y otra de software, que permiten al usuario añadir o eliminar otros dispositivos habilitados para redes Z-Wave. Cada red Z-Wave se identifica de manera única por un valor de 4 bytes (por ejemplo, E2 FA 18 2A), llamado HomeId, y puede alojar hasta 232 dispositivos. Cada dispositivo que se añade a esta red, forma parte de una red en malla (mesh), lo que significa que puede comunicarse directamente con sus nodos adyacentes y también puede transmitir mensajes mediante el enrutamiento a dispositivos que no están en su rango directo.
Una vez añadido un dispositivo Z-Wave a una red, se puede utilizar el hub o controlador domótico Z-Wave para realizar diversas funciones, como configurar escenas (por ejemplo, atenuar las luces al 80% en un momento determinado), calcular las rutas óptimas para los mensajes enviados, comprobar con frecuencia la salud de la red, realizar cambios adicionales en las configuraciones de los dispositivos (por ejemplo, configurar un dispositivo de modo que envíe sus informes de consumo de energía o de temperatura cada 10 minutos en lugar de cada 30 minutos), supervisar la comunicación en la red consultando el registro de paquetes enviados y recibidos, controlar la funcionalidad básica de un dispositivo, etc. Algunas de estas características se encuentran en todas las pasarelas, mientras que otras sólo están disponibles para un usuario, después de adquirir una licencia.
El hardware del controlador domótico Z-Wave
Desde el punto de vista del hardware, un dispositivo puede comunicarse a través de Z-Wave si contiene un chip específico, que actúa como interfaz y le permite comunicarse con otros dispositivos Z-Wave. Este chip se puede encontrar en varias formas en el mercado:
- En formato de dongle USB
- En formato de «HAT» para Raspberry Pi (en algunos casos, las versiones HAT, de una llave/mochila específica, pueden doblar el alcance de sus variantes USB)
- como parte de un solo circuito, que hoy en día son muy populares entre las comunidades DIY y «makers».
La diferencia entre estas tres opciones es que mientras que las dos primeras requieren un sistema anfitrión (como un PC o una placa de miniordenador, como Raspberry Pi o Beagle Bone Black) la tercera ya tiene todo para funcionar como un controlador domótico independiente. Si se opta por las dos primeras opciones, el usuario tendrá que instalar y configurar una aplicación que le permita comunicarse con el chip Z-Wave y, por lo tanto, realizar las operaciones de red mencionadas anteriormente.
El software del controlador Z-Wave
Desde el punto de vista del software, los centros domóticos Z-Wave pueden dividirse en gateways de código abierto y gateways propietarios.
Los primeros utilizan librerías de código abierto, como OpenZWave, que suelen estar alojadas en repositorios de código público y son desarrolladas y mantenidas por sus respectivas comunidades de usuarios. Una vez que se añade un cambio al repositorio, éste se fusiona posteriormente con el código base de otras pasarelas, que utilizan la misma biblioteca, aunque esto puede llevar tiempo.
Las pasarelas patentadas son alternativas comerciales, normalmente combinadas con otros servicios (últimamente, los algoritmos de predicción y el uso de la IA parecen estar de moda), y tienen una importante ventaja: una vez que un nuevo dispositivo está en el mercado, los fabricantes de dispositivos pueden enviar sus nuevos dispositivos a los autores para su integración, a fin de evitar cualquier problema en el futuro.
El trabajo con las pasarelas de código abierto suele requerir que el usuario tenga un conocimiento básico de los comandos de Linux y las redes informáticas (también se dispone de un gran número de imágenes Docker, de las pasarelas de código abierto más populares), por lo que esta opción es utilizada sobre todo por los aficionados al bricolaje (con frecuencia, algunos datos de los dispositivos, como los parámetros de configuración y la descripción del grupo de asociación, se especifican en los archivos de configuración de los dispositivos, normalmente en forma de un archivo XML que debe ser editado de acuerdo con algunas reglas).
Por otro lado, comprar un controlador domótico comercial significa que probablemente sólo tendrás que conectar la puerta de enlace al enchufe, registrar una cuenta en su servicio de nube y estarás listo para incluir tus dispositivos Z-Wave.
Cuando se añade un dispositivo a una red Z-Wave, el gateway suele realizar la denominada entrevista de inclusión inicial durante la cual pide al dispositivo todos los tipos y unidades de sensores que soporta, las capacidades de medición, los valores de medición iniciales, los estados y tipos de notificación soportados, los valores de configuración y otros metadatos (por ejemplo, información del fabricante, para mostrar un logotipo de la empresa o el nombre de la marca). Esto permite al portal presentar correctamente el dispositivo en su totalidad.
Esta implementación de las entrevistas varía de un controlador a otro, ya que algunos realizan entrevistas largas y minuciosas y otras sólo recogen cierta información básica del dispositivo. En algunos casos, esta entrevista también se utiliza para hacer una lista blanca de dispositivos, que se integran en la pasarela (para otros que no lo son, la entrevista suele detenerse hasta que se recibe la información del fabricante). Por lo general, el proceso de entrevista no proporciona todos los datos que la pasarela necesitaría para presentar el dispositivo, por lo que la información que falta se obtiene de archivos de configuración complementarios. Estos archivos se crean para cada dispositivo, que está certificado, por lo que es importante utilizar dispositivos que estén certificados por la Z-Wave Alliance.
Tecnología del controlador domótico – protocolos
Otra diferencia importante entre los gateways que se encuentran actualmente en el mercado, es el número de tecnologías y protocolos soportados. Mientras que algunas pasarelas sólo soportan la tecnología Z-Wave, otras soportan múltiples, como Bluetooth, Wifi, ZigBee, LoRa, etc.
A medida que aparecen en el mercado más y más controladores domóticos, también aumenta la necesidad de apoyar más y más tecnologías. No es raro tener un sistema de domótica o automatización del hogar, que consiste en dispositivos finales que se comunican a través de diversos protocolos y tecnologías, como los mencionados anteriormente. Dos puertas de enlace populares, que ofrecen soporte a diversas tecnologías y protocolos, son OpenHAB (un software para domótica de código abierto, agnóstico en materia de tecnología y proveedores, que puede utilizarse con un dongle Z-Wave o un HAT para Raspberry PI de tecnología Z-Wave, y que tiene apoyo para más de 200 tecnologías y servicios diferentes) o versiones de controlador domótico comerciales, cerradas, autónomas, que funcionan nada más sacarlas de la caja como Samsung SmartThings, eedomus, Fibaro Home Center 3 o Vera, por citar los ejemplos más populares, de tecnología inalámbrica Z-Wave.
Los controladores domóticos suelen permitir la programación de los dispositivos mediante aplicaciones de escritorio, plugins para dicho controlador (por ejemplo, aplicaciones estables y beta), múltiples aplicaciones móviles nativas o sitios web dedicados, que actúan como interfaces de gestión y manejo del controlador domótico. Hay que saber que un dispositivo no funcionará necesariamente en todas las interfaces disponibles, incluso si un dispositivo funciona correctamente cuando se controla mediante una de las interfaces admitidas. Esto puede ser bastante frustrante para un usuario, especialmente si algunos de los dispositivos que posee funcionan en una interfaz y los demás en otras.
Tanto desde domoticalia, como muchos de nuestros fabricantes, publican los resultados de pruebas de integración en forma de tablas de compatibilidad extendida, para mostrar al usuario cómo funcionan los dispositivos en un controlador domótico dado. Por ejemplo, el fabricante europeo Qubino.
Seguridad del controlador domótico Z-Wave
Hace ya bastantes años, el protocolo Z-Wave no imponía ningún tipo de cifrado, por lo que cualquiera que tuviera un sniffer especial «para el husmeo» de la frecuencia y conociera el protocolo de aplicación, podía ver los paquetes de la red Z-Wave.
Sin embargo, en los últimos años, esto ha mejorado considerablemente, ya que Z-Wave ha introducido el esquema de seguridad S0, que utiliza el cifrado simétrico, en cuyo centro se encuentra la llamada clave de red de 16 bytes. El atacante tendría que obtener esta clave para desencriptar los paquetes intercambiados. El esquema de seguridad S0 fue reemplazado por el uso de criptografía de clave pública, o criptografía asimétrica (también utilizada en certificados digitales), lo que lo hace enormemente más seguro. Cada paquete intercambiado se cifra/descifra utilizando un par adecuado de claves públicas/privadas, a diferencia de antes, cuando un paquete ni siquiera estaba cifrado o cuando cada paquete se cifraba utilizando la misma clave.
Así que cuando se compra un nuevo controlador, se recomienda comprar uno, que ya soporte la criptografía asimétrica para proporcionar a su red Z-Wave la máxima seguridad. Puede comprobar fácilmente si una pasarela soporta este tipo de seguridad inspeccionando su embalaje, folleto o manual. Tendrá que haber un PIN o una clave de 16 bytes específica del dispositivo (DSK) impresa en al menos uno de ellos y en las clases de comandos no soportadas aparecerá la clase de comando SECURITY_2.
Lea más sobre el Z-Wave S2 (Security 2) >>> aquí.
Puede encontrar el manual de cada dispositivo Z-Wave certificado en el catálogo de dispositivos certificados de la Z-Wave Alliance. Asegúrese de filtrar los resultados de la búsqueda marcando «Supports Security 2» y seleccionando el elemento «Gateway controller» en el control desplegable «Category», para listar sólo las puertas de enlace adecuadas, como se muestra en la imagen de abajo.
Z-Wave SmartStart
Recientemente, una característica más, llamada SmartStart, fue introducida en Z-Wave. La idea es que el usuario escanee (a través de la aplicación móvil del controlador domótico) los códigos QR de los dispositivos que pretende añadir al gateway, y de esta manera, la autentica. Los códigos QR contienen bastantes metadatos (por ejemplo, iconos, información del fabricante, versión del firmware, etc.), también la clave específica del dispositivo, que se coloca en una lista de aprovisionamiento de la pasarela, gateway o controlador domótico.
Al conectar el dispositivo a una fuente de energía, intentará automáticamente unirse a una pasarela si su DSK puede encontrarse en la lista de aprovisionamiento – sin ninguna otra actividad del usuario (aparte de escanear el código). Esto simplifica el proceso de instalación, ya que hasta ahora el usuario tenía que realizar una secuencia especial de pulsación de teclas o de conmutación, introducir opcionalmente el PIN del dispositivo y también activar el procedimiento de añadir/eliminar en la propia pasarela.
Cuando elija un controlador domótico, intente asegurarse de que también es compatible con esta función, sobre todo porque todos los dispositivos más recientes de la serie 700 de Z-Wave, que saldrán al mercado en los próximos meses, tendrán que ser compatibles con ella. Actualmente, hay dos puertas de enlace, que contienen esta característica. Las descripciones de ambas se pueden encontrar en el catálogo ya mencionado.
¡Escoge tu controlador Z-Wave!
Hay algunas otras cosas que deben tenerse en cuenta al seleccionar un concentrador Z-Wave, como lo siguiente:
1) Normalmente, las pasarelas sólo pueden funcionar en una frecuencia, pero hay algunas excepciones (como la pasarela ZWaveMe), que permite cambiar la frecuencia de funcionamiento de la misma.
2) Hay algunos dongles USB, que pueden actuar como controladores portátiles (por ejemplo, el Aeotec GEN5), lo que significa que el usuario no tiene que utilizar necesariamente un ordenador para incluir un dispositivo.
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