Installare e configurare ZigBee2MQTT su Home Assistant OS/Supervised

 

SCOPI DELLA GUIDA: Installare e configurare il BRIDGE/Gateway ZigBee2MQTT su Home Assistant OS/Supervised, dotandosi così di una rete Zigbee per la propria domotica personale Livello di difficoltà: basso CONCETTI AFFRONTATI: Utilizzo e configurazione software	COMPONENTI SOFTWARE UTILIZZATE: Home Assistant OS/Supervised Add-on “ZigBee2MQTT“ Add-on “Mosquitto Broker” (o broker MQTT equivalente) Componente Home Assistant “MQTT“ PREREQUISITI: Home Assistant configurato e funzionante DISPOSITIVI FISICI UTILIZZATI: Il computer sul quale è in esecuzione Home Assistant Un’antenna ZigBee Coordinator compatibile con ZigBee2MQTT (illustrato a seguire)
GUIDA indicatA per UTENTI:
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Revisione guida: 2.6

Abstract

ZigBee, uno degli standard più adottati in domotica personale.

Spesso l’interoperabilità tra componenti basati su questo protocollo ma di diverse tipologie e diversi produttori rappresenta un problema. Esistono infatti interessantissimi componenti ma di linee molto diverse tra loro e, non potendo pensare di acquistare un BRIDGE/Gateway per ciascuna delle linee prodotti, spesso ci si trova davanti alla scelta di doversi “accontentare” di una linea prodotti rinunciando magari ad altri singoli componenti che ci interesserebbe introdurre in domotica.

Altro prodotto di questa situazione è, spesso, l’impossibilità di integrare il BRIDGE/Gateway (e quindi i componenti ZigBee ad esso collegati) col proprio HUB personale, come nel caso di quello della linea LUMI Aqara – non fosse che, per fortuna, i componenti (validissimi) di questa linea sono gestibili anche dal gateway Xiaomi Mijia, il quale è integrabile con Home Assistant. Quando dei componenti ZigBee non sono altrimenti controllabili se non col “proprio” gateway (magari non integrabile col nostro Home Assistant), in sostanza diventano inutili, se non nell’ambito del proprio ecosistema e della propria app mobile.

Per salvare capra e cavoli esistono varie possibilità, tra le quali quelle di implementare presso la nostra domotica un BRIDGE/Gateway software avulso dalle logiche dei singoli produttori.

Tra le varie alternative, è il caso di ZigBee2MQTT, oggetto della presente guida, componente software Open Source che consente per l’appunto di dotarsi gratuitamente di un BRIDGE/Gateway piuttosto evoluto per la gestione della propria rete ZigBee: una volta installato, tale BRIDGE/Gateway utilizza MQTT per instradare i messaggi da e per i componenti ZigBee tramite esso gestiti.

Va da sé che essendo MQTT un veicolo ideale per l’integrazione, sarà poi facile riuscire ad integrare il tutto con i più comuni HUB personali.

Scopo della presente guida è quello di installare e configurare ZigBee2MQTT come add-on presso Home Assistant (installato in modalità HassOS/Supervised). 

Altre guide disponibili su inDomus dedicate a ZigBee2MQTT sono:

• Come usare l’interfaccia web di ZigBee2MQTT (per pairing, impostazioni ed altro)
• Installare e configurare ZigBee2MQTT con Docker su Linux Debian (Mini PC/Intel NUC o altro)
• Installare e configurare ZigBee2MQTT con Docker su QNAP (via Container Station)
• Installare e configurare ZigBee2MQTT con Docker su Raspberry Pi OS
• Installare e configurare ZigBee2MQTT su Raspberry Pi OS
• Integrare componenti ZigBee su Home Assistant via ZigBee2MQTT
• Riprogrammare il firmware del dongle USB CC2531 tramite Raspberry Pi e senza CC Debugger
• Riprogrammare il firmware del dongle USB CC2531 via CC Debugger
• Riprogrammare il firmware di ITEAD Sonoff ZigBee 3.0 USB Dongle Plus
• Riprogrammare il firmware di Z-Bee Duo (con Raspberry Pi OS, macOS, Linux o Windows)
• Utilità: come aggiornare ZigBee2MQTT

Si parte

• Assunti
• ZigBee Coordinator (antenna)
  • Verifica post-installazione
  • Aggiornamento firmware
• Broker e client MQTT
• Installare ZigBee2MQTT
• Configurare ZigBee2MQTT
• Uso

Assunti

Questa guida è dedicata a chi abbia già in uso l’HUB Home Assistant OS (aka HassOS, o HASSIO) o Home Assistant Supervised.
Il computer ospitante l’HUB può essere qualsiasi, dal tradizionale Raspberry Pi a un computer vero e proprio, o altro.

Le guide disponibili su inDomus per installare HassOS sono:

• Home Assistant OS, Supervised o Core: quale installazione fa al caso mio?
• Home Assistant su Mini PC/Intel NUC: le varie installazioni, le cose da fare
• Home Assistant su QNAP: la checklist di riferimento per la propria domotica
• Home Assistant su Raspberry Pi: le varie installazioni, le cose da fare
• Installare e avviare Home Assistant OS su SSD esterno su Raspberry Pi 4
• Installare e configurare Home Assistant OS (HassOS/HASSIO) su QNAP (via Virtualization Station)
• Installare e configurare Home Assistant OS (HassOS/HASSIO) su un Mini PC/Intel NUC dedicato
• Installare e configurare Home Assistant OS (HassOS/HASSIO) su un Raspberry Pi dedicato

ZigBee Coordinator (antenna)

Prima cosa, ancor prima di avventurarsi nell’installazione del BRIDGE/Gateway software, è l’installazione dell’antenna, ovvero del componente cardine di una rete mesh ZigBee: lo ZigBee Coordinator. Tale elemento è rappresentato da un’antenna interfacciata al computer ospitante via USB, via seriale o altro.

ZigBee2MQTT supporta molte antenne diverse, tra le quali abbiamo documentato e testato:

• ConBee II (dongle USB, di media potenza, stack 3.0, supporta fino a 200 componenti ZigBee, già pronta all’uso, compatibile anche con il BRIDGE/Gateway software deCONZ);
• 🔆 ITEAD Sonoff ZigBee 3.0 Dongle Plus v2 (dongle USB, segnale molto potente, stack 3.0, supporta fino a 200 componenti ZigBee, già pronta all’uso, compatibile anche con il BRIDGE/Gateway software ZHA di Home Assistant);
• 🔆 Z-Bee Duo (“quella di Giovanni”, fatta a mano, dongle USB, piuttosto potente e versatile);
• USB Stick CC2652P (USB, potente e versatile, stack 3.0, supporta fino a 200 componenti ZigBee, già pronta all’uso);
• RaspBee II (HAT per Raspberry Pi, discretamente potente, supporta fino a 200 componenti ZigBee, già pronta all’uso, compatibile anche con il BRIDGE/Gateway software deCONZ);
• CC2531 (dongle USB, non troppo potente, molto economica, da riprogrammare manualmente) – sconsigliato per obsolescenza;
• CC2530 (seriale, poco potente, molto economica, da riprogrammare manualmente) – sconsigliato per obsolescenza;
• CC2652RB;
• CC2538 (PCB e HAT per Raspberry Pi);
• Bitronvideo QIVICON Homebase (dongle USB);
• ZiGate

e svariate altre. 

N.b. Sul tema “potenza” si disquisisce quotidianamente nei salotti di domotica quale argomento principe. Parlare di potenza trasmissiva ha talvolta poco senso: le reti mesh come ZigBee sono concepite per esser ripetute e non per aver un singolo nodo di potenza massima che provveda a coprire tutta la superficie – la differenza vera semmai la fa, piuttosto, l’affidabilità del componente. In caso di ambienti ampi e/o con muri spessi, se i componenti ZigBee risultano irraggiungibili la scelta dell’antenna può quindi non essere legata alla sua potenza: basta infatti introdurre, oltre all’antenna principale, dei repeater ZigBee (banalmente, bastano delle lampadine per illuminazione ZigBee, le quali hanno anche questa funzione – anche da “spente” – come le Philips HUE, le IKEA e molte alte) per garantirsi una copertura più che ottimale.

È quindi necessario installare correttamente l’antenna (se è un dongle USB basta inserirla in una delle porte del computer ospitante) dopodiché appurare che il sistema operativo “veda” tale device, a valle però di un reboot (voce di menu “Configurazione” > “Sistema” > “Hardware” > “Riavvia l’host“).

VERIFICA POST-INSTALLAZIONE

Dopo aver installato l’antenna e aver avviato Home Assistant, accedere a quest’ultimo e, presso la voce di menu “Sistema” > “Host” > “Hardware” (menu puntini) verificare se, nell’elenco dell’hardware installato, appaia o meno il componente, solitamente una voce specifica; nel caso di un’antenna CC2531, per esempio, appare una voce di questo tipo:

/dev/serial/by-id/usb-Texas_Instruments_TI_CC2531_USB_CDC___0X00124B00076887D9-if00

In caso appaia l’installazione sarà considerata valida; segnarsi la stringa da una parte, servirà più avanti.

N.b. A volte l’antenna viene semplicemente riconosciuta come /dev/ttyAMAx.

Aggiornamento firmware

Prima di iniziare a utilizzare il coordinator, si consiglia di provvedere all’eventuale aggiornamento firmware. Non potendo documentare qualunque procedura per qualunque antenna, abbiamo documentato le seguenti:

• aggiornamento firmware per ITEAD Sonoff ZigBee 3.0 Dongle Plus;
• aggiornamento firmware per ConBee/Raspbee;
• aggiornamento firmware per Z-Bee Duo (“quella di Giovanni”);
• aggiornamento firmware per ITEAD Sonoff ZigBee Bridge (con firmware Tasmota);
• aggiornamento firmware per CC2531 (anche senza debugger);
• aggiornamento firmware per CC2530.

L’aggiornamento potrebbe anche non essere necessario (magari la versione del firmware è già quella più recente), ma è bene controllare prima di procedere.

Broker e client MQTT

Come suggerisce il nome, il software ZigBee2MQTT, per funzionare, necessita della presenza di un broker MQTT sulla rete locale sulla quale il computer che lo esegue è connesso, nonché la presenza delle funzionalità client MQTT presso Home Assistant.

Per configurare broker e/o client MQTT su Home Assistant OS/Supervised, si faccia riferimento a questa guida.

N.b. Procedere nella presente guida senza aver provveduto a installare correttamente broker e client MQTT causerà, ovviamente, un malfunzionamento di ZigBee2MQTT.

Installare ZigBee2MQTT

A questo punto, con MQTT funzionante e antenna installata è possibile provvedere all’installazione di ZigBee2MQTT, il quale viene eseguito come processo tramite l’aggiunta di un add-on Home Assistant OS/Supervised. Si tratta, però, di un add-on custom pertanto non nativamente disponibile presso l’add-on store di Home Assistant OS/Supervised.

Per installare l’add-on, cliccare, presso il menu, la voce:

• “Configurazione” > “Componenti aggiuntivi”  e poi sul pulsante “Raccolta di componenti aggiuntivi“.

Si tratta di accedere ad una vera e propria “vetrina” di componenti aggiuntivi (gratuiti) che, proprio come mattoncini da costruzioni, andranno ad arricchire le funzionalità del nostro HUB. Per installarlo è dunque primariamente necessario aggiungere un repository alla lista di quelli già presenti, nello specifico questo indirizzo:

https://github.com/zigbee2mqtt/hassio-zigbee2mqtt

Per farlo, recarsi alla voce di menu “Repository” > “Aggiungi“.

Immediatamente dopo nella lista degli add-on disponibili apparirà anche la voce “zigbee2mqtt”. Cliccarci sopra per accedere alla scheda di dettaglio, poi cliccare su “INSTALLA“:

Al termine dell’installazione, non avviare l’add-on: è necessario, prima, configurarlo.

Configurare ZigBee2MQTT

La configurazione di ZigBee2MQTT non è particolarmente complessa ma importante. È in questa fase, infatti, che si definisco le caratteristiche di connessione del BRIDGE/Gateway da esso rappresentato verso la rete ZigBee e verso il broker MQTT.

Tale configurazione si effettua sempre dalla pagina di dettaglio dell’add-on ZigBee2MQTT; scendendo nella pagina, il riquadro “Config” (cliccando sui tre puntini in alto a destra, poi alla voce “Modifica in YAML”) riporta una configurazione di default pressapoco così:

data_path: /config/zigbee2mqtt
socat:
  enabled: false
  master: pty,raw,echo=0,link=/tmp/ttyZ2M,mode=777
  slave: tcp-listen:8485,keepalive,nodelay,reuseaddr,keepidle=1,keepintvl=1,keepcnt=5
  options: "-d -d"
  log: false
  restartdelay: 1
  initialdelay: 1
mqtt:
  base_topic: zigbee2mqtt
  server: mqtt://core-mosquitto
  user: my_user
  password: my_password
  version: 5
  include_device_information: true
serial:
  port: /dev/ttyACM0
external_converters: []
devices: devices.yaml
groups: groups.yaml
homeassistant: true
permit_join: false
advanced:
  log_level: info
  pan_id: 6754
  channel: 15
  network_key:
    - 1
    - 3
    - 5
    - 7
    - 9
    - 11
    - 13
    - 15
    - 0
    - 2
    - 4
    - 6
    - 8
    - 10
    - 12
    - 13
  availability_blocklist: []
  availability_passlist: []
device_options: {}
blocklist: []
passlist: []
queue: {}
frontend:
  port: 8099
experimental:
  new_api: true
availability: false
ota:
  update_check_interval: 10
disable_automatic_update_check: false

Inoltre, se si utilizza un’antenna ConBee II o RaspBee II, aggiungere questa porzione:

serial:
  port: /dev/ttyXXX
  adapter: deconz

se invece si usa la ITEAD Sonoff ZigBee 3.0 USB Dongle Plus v2 (ZBDongle-E), aggiungere questa:

serial:
  port: /dev/ttyXXX
  adapter: ezsp 

I campi da personalizzare sono, principalmente: “server“, “user” e “password” e infine “port“.

Nel primo (“server“) va indicato il nostro broker MQTT: se si usa un proprio broker presente sulla rete, è ovviamente necessario indicare in questo campo l’indirizzo IP corretto; diversamente, se si è seguita la nostra guida per installare Mosquitto Broker come add-on Home Assistant OS/Supervised, allora è necessario lasciare semplicemente “mqtt://core-mosquitto“.

Nei campi “user” e “password“, invece, è necessario indicare le credenziali d’accesso al broker MQTT, indipendentemente da dove esso sia in esecuzione. Infine, nel campo “port” indicare la porta logica dell’antenna identificata in precedenza.

Una volta terminata la configurazione, cliccare su “SAVE” e poi, sopra, su “START“: il BRIDGE/Gateway andrà in esecuzione:

Si consiglia vivamente di attivare il Watchdog (il quale provvede a riavviare l’add-on in caso di crash) e, per comodità, la presenza in sidebar (“Show in sidebar“).

VERIFICA

Per verificare che tutto sia andato per il verso giusto, recarsi sul fondo della pagina e cliccare “REFRESH” nel box “Log“: se è tutto ok, dovrebbe apparire un log “verde” che, sostanzialmente, identifica un corretto avvio di ZigBee2MQTT e un’avvenuta connessione col broker MQTT.

ATTENZIONE: se l’avvio va in errore, fermare l’add-on, modificare il campo “port” della configurazione indicando il percorso individuato installando l’antenna, salvare e provare ad avviarlo.

Congratulazioni: ZigBee2MQTT è ora operativo.

Uso

A questo punto il BRIDGE/Gateway ZigBee2MQTT è pronto e utilizzabile al fine di integrare componenti ZigBee compatibili con tale software.

Ogni componente compatibile, una volta associato a ZigBee2MQTT, può essere comandato e censito tramite MQTT e amministrato attraverso la sua interfaccia web. Ovviamente, il passo successivo è quello di integrare ZigBee2MQTT col proprio HUB personale, al fine di utilizzare le risorse delle varie componenti ZigBee all’interno della propria domotica personale.

In caso il proprio HUB personale sia il diffusissimo Home Assistant è possibile integrare ZigBee2MQTT ad esso (e con lui quindi le componenti ZigBee da controllare) sia tramite una modalità automatica che una manuale. Tali tecniche sono descritte in questa guida.
Analogamente, altri HUB o servizi possono utilizzare MQTT per interfacciarsi rapidamente con ZigBee2MQTT.

⚠️ Se di Home Assistant ne sai poco ma sei interessato a capirne di più, ti suggeriamo di partire da qui.

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