ZigBee

• eigener Funkstandard, lizenzfreie Frequenz 868 MHz (Europa) und 2.4 GHz LR-WPAN Kanal 11-25 (weltweit, wie WLAN)
• seit Zigbee 3.0 ein einheitlicher Standard für alle großen Hersteller
• Stand 2022/23: weit verbreitet im Bereich Steuerung und Statusmeldung (SmartHome, M2M, Industrie 4.0, IoT und Gebäudeautomation)
• energiesparender als Bluetooth oder WLAN, geeignet für batteriebetriebene Geräte (Heizkörperthermostate, Thermometer, Türkontakte..)
• Reichweite (je nach Router und Frequenz 10 bis 50m +Mesh), geringere Datenrate als WLAN od. Bluetooth (max. 250 kb/s)
• spannt autark ein Mesh-Netzwerk über alle Geräte auf (Akku-Geräte sind meist im Standby und keine Mesh-Partner)
• ZigBee Geräte haben keine IP-Adresse und kommunizieren proprietär nur mit dem passenden Gateway. Nur das (LAN-)Gateway hat eine IP-Adresse.
  Ist das Gerät nicht (mehr) am Gateway angelernt, erreicht man es nur durch Tastendruck am Gerät + neu anlernen.
• in der Regel wird eine Bridge, ein Hub oder Router (Steckdosengerät!) benötigt. (Koordinator)
  - Amazon Echo Plus (einige Modelle)
  - Google Assistant
  - Sonoff, Tuya, Phoscon usw. Zigbee Bridge
• Tuya Gateway arbeitet nur per Cloud, besser ist Tasmota, Phoscon USB Zigbee-Gateway (proprietär) oder Matter/Thread
  
  Eigene Erfahrungen mit ZigBee:
• Reichweite geringer als WLAN (Tuya-Bridge), trotzdem kaum Grenzen im Wohnhaus durch Mesh
• Inbetriebnahme absolut komplikationslos
• deutlich langsame Reaktion bei direkter Kommunikation mit den Geräten (spürbar geringe Bandbreite)
• Schalter reagieren schnell und verzögerungsfrei
• ohne Internet keine Funktion (Tuya Cloud), eWeLink (Sonoff) arbeitet teils auch lokal, Shelly arbeitet lokal, aber nur eingeschränkt in Zigbee
• sind App oder Gateway oder WLAN (WLAN ändern bedeutet App-Reset) defekt, müssen alle Geräte per Knopfdruck neu angelernt werden (also nicht zu fest einbauen)
• SmartLife App funktioniert besser als Tuya App
• in Alexa oder Google Assistant: SmartLife Skill laden, verbinden und die Geräte sind per Sprache steuerbar

WLAN

• Funkstandard, 2.4 GHz und 5 GHz weltweit (IoT meist nur 2.4GHz)
• hohe Bandbreite (Kameras, TV, Audio möglich)
• hoher Energieverbrauch, nicht für batteriebetriebene Geräte geeignet
• beste Lösung für 230V Geräte
• kein Mesh, reine Punktverbindung zwischen IoT-Gerät und WLAN-Router
• jedes Gerät hat eine IP-Adresse, eine WEB-GUI und arbeitet ohne spezielles Gateway
• Steuerung über jede gängige Home Automatisierung direkt möglich, kein Cloudzwang

Die Zukunft

• Matter (Cloud-unabhängig) bzw. Thread (Matter + Anbieterunabhängig)
  Matter ist ein Kommunikationsprotokoll, Thread ein Funkstandard (wie ZigBee), meist mit Matter
  
  
• Matter basiert auf drei Technologien:
  • Bluetooth LE für das Setup
  • Wi-Fi oder LAN für die Benutzung mit hohen Bandbreiten
  • Thread (mit Border Router) für geringe Bandbreiten
  • andere Funkstandards wie ZigBee werden durch Matter-kompatible Bridges angebunden
  Oberflächen von Apps für die Automatisierungen arbeiten wie bisher, nur unter der Haube soll alles kompatibel werden.
  Die Matter-Spezifikation enthält eine Funktion namens „Multi-Admin“, mit der ein einzelnes Matter-Gerät von mehreren Smart-Home-Systemen gleichzeitig gesteuert werden kann. Das bedeutet, dass Kunden nicht mehr ein einziges System wählen müssen, um Smart-Home-Geräte in ihrem Haus direkt zu steuern.
  Matter arbeitet lokal, Cloud-Zusatzfunktionern und Diadnosedaten sind erlaubt.
  Matter benötigt zwingend IP v6 im lokalen Netz! (Link-lokale Adressen genügen oft)
  
  
• Thread-Geräte sind (wie WLAN) Netzwerkgeräte mit eigener IP und per mDNS auffindbar.
  Thread arbeitet im 2.4GHz Bereich als 6LoWPAN nach IEEE 802.15.4 als Mesh-Netz. Im Vergleich zu WLAN ist die Reichweite höher, bis 100m.
  Geräte werden einfach über einen QR-Code eingebunden.
  Die Steuerung erfolgt herstellerunabhängig mit beliebiger Thread-App.
  Der Standard ist stromsparend ausgelegt und (anders als WLAN) für Batteriegeräte geeignet.
  Gerätetypen:
  • Endgeräte (Sensoren, Aktoren)
  • Thread-Router (jedes nicht batteriebetriebene Thread Mesh-Gerät ersetzt den WLAN-Repeater)
  • Thread Border-Router (verbinden Thread mit dem LAN/WAN)

WiFi, ZigBee und Tread arbeiten im selben 2.4 GHz Frequenzband.
WiFi ist für batteriebetriebene Geräte ungeeignet (Laufzeiten < 1 Jahr).
ZigBee ist für fest verbaute Geräte ungeeignet, weil man die Geräte ohne Gateway (Defekt, Fehler) nicht erreicht.
Jedes ZigBee und Thread Netzwerk hat eine eindeutige PAN-ID (personal area network identifier), vergleichbar mit der WLAN-SSID.
Zigbee und Thread sollten auf dem gleichen Kanal betrieben werden, wenn das gleiche Interface/der gleiche Adapter für beides genutzt wird (Multi PAN). In größeren Netzen sollte man beide trennen.
Wichtig ist, dass die Geräte oder zumindest ihre Gateways Matter unterstützen.

Tuya

• global Smarthome Dienstleister mit Cloud-Infrastruktur
• sehr viele Hersteller und Geräte
• Low Price Segment
• App: Tuya App, besser: SmartLife App
• fortschrittliche Autmomatisierung per App über Cloud
• keine Funktion ohne Cloud

eWeLink

• entwickelt von Shenzhen Ltd.
• vorrangig für Sonoff, erweitert den Umfang aber, über 2000 Hardwarepartner
• unterstützt aktiv Matter und große Ökosystem wie Google Home. Apple Home und Smart Home
• einfache Automatisierung
• cloud first, aber starke LAN-Unterstützung für Offline und Lokal

Phoscon Conbee / Dresden Elektronik

• lokal, no Cloud
• Zigbee Gateway mit breiter Kompatibilitätsliste, teils nicht alle Funktionien (Aquara, Bosch, IKEA, Osram, eWeLink, etwas Sonoffr, Tuya)
• Automatisierung/Szenen in Phoscon/Deconz, direkte Einbindung in Homeautomatisierung
• Gateway nur als USB-Stick

Shelly

• local first
• vorrangig WLAN und BLE, ab Gen4 auch +Zigbee oder Matter over WiFi (Firmware umschaltbar)
• lokale Steuerung über Weboberfläche und MQTT+REST, KNX
• App: Shelly Smart Control, kompatibel zu allen Systemen wie Alexa, HomeAssist usw.
• Professional EU-Hardware, hochpreisiger
• Werksreset über Schalter oder 5x Power-On -> Gerät kann auch bei Festeinbau resettet werden
• Erstkonfiguration über Bluetooth oder WLAN Hotspot des Gerätes

Tuya-Geräte sind ESP8266MOD WiFi/Zigbee- Smart-Geräte von Shenzhen Xenon.
WLAN geht nur im 2.4 GHz Netz, Zigbee ist aktuelle Version 3.0.
RESET-Taste auf der Geräteunterseite.

Der Tuya-Adapter in ioBroker arbeitet nicht lokal mit batteriebetriebenen Geräten.
https://www.npmjs.com/package/iobroker.tuya
Diese Geräte gehen nur mit Tuya IoT Platform MQTT.

Tuya-Adapter einrichten über SmartLife Cloud funktioniert. (Reset -> rote LED blinkt -> App Gerät hinzu fügen über WLAN)
(Einrichtung über Tuya-App funktioniert auch, aber es kommen keine Geräte im ioBroker.)
Steuerung mit SmartLive App ist besser, arbeitet mit Alexa oder Google Assist und ioBroker.

ioBroker: Tuya-Adapter über Smartlife-Cloud, Adapter neu starten liest neue Geräte ein)
SmartLife App kompatible Geräte: https://smart-leuchten.de/smart-life-app-kompatible-geraete/

Tuya Zigbee-Geräte funktionieren weitgehend auch über Phoscon USB-Stick cloudfrei.
Mit WLAN-Geräten geht der USB-Stick systembedingt nicht.

Geräte:

• Zigbee-Gateway
  - Tuya Wired Gateway (DMD2CC): Gateway-IP ist sofort sichtbar, hat aber kein Webserver
  - Einbindung über SmartLife App geht problemlos
  - alle Geräte werden in Smartlife direkt und als Untergerät des Gateways angezeigt
  - als Gateway-Untergerät erscheinen Historiekurven und Programmierpläne
• Tuya-Thermometer - WiFi Geräte haben Batterielaufzeiten von < 1 Jahr! Zigbee ist deutlich überlegen.
• Tuya-Heizkörperthermostat
  - komfortabler Wochenplan über das Gateway
  - im Unterschied zu anderen Thermostaten werden die Ist-Werte lückenlos an Smarthome übertragen
• Gosund Steckdosen
• Zigbee Rauchmelder

• USB-Stick für Windows, macOS, Linux
• Cloudfrei, direkte Anbindung an gängige Homeautomatisierungen
• (bald) Matter und Thread kompatibel, Thread Border Gateway
• ZigBee 3.0, ZigBee Green Power, Bluetooth Low Energy (BLE)
• Chip: EFR32MG21 von Silicon Labs
• ZigBee Reichweite bis 30m (Freifeld: 200m)
• max. 512 Teilnehmer
• Geräte Kompatibilitätsliste: https://phoscon.de/de/conbee3/compatible
• Stick installieren: https://phoscon.de/de/conbee3/install
• USB-Sticks abfragen: ls -lha /dev/serial/by-id
• USB-Stick ist über die IP des Wirts-PCs erreichbar
• Ubuntu-User muß angemeldet sein (Automatische Anmeldung!), damit die Phoscon App und das Gateway arbeitet
• ioBroker: Phoscon Adapter
• ioBroker: Zigbee-Adapter: Baudrate auf 38.400 stellen!

Sensoren:

• Tuya Zigbee Thermometer+Hygrometer -> als Multi-Sensor erkannt (Temperatur + Luftfeuchtigkeit, kein Batteriestand)
• Tuya Zigbee Smart Switch Modul MS-104BZ (2x Schalter In, 2x Relais Out) -> als Zwischenstecker erkannt (2x Lights Schalter In/Out)
• Tuya Zigbee Smart Switch Modul MS-104Z (1x Schalter In, 1x Relais Out) -> als Zwischenstecker erkannt (1x Lights Schalter In/Out)
• Tuya Zigbee MiniSwitch XYZ02-16A-W-1PC (ZN-01 6) (1x Schalter In, 1x Relais Out) -> als Licht erkannt (1x Schalter)
• WLAN-Sensoren sind prinzipbedingt nicht einbindbar

Sonoff-Geräte lassen sich mit Tasmota-Firmware direkt ohne (chinesische) Sonoff-Cloud nutzen. (Gateway und Endgeräte müssen geflasht sein.)
Als WLAN-Schalter (Sensor und Aktor) lassen sie sich direkt betreiben oder mit MQTT Hausautomatisation verbinden.
Auch die Kopplung mit Alexa als Aktor funktioniert simpel ohne Skill (Alexa, schalte Sonoff:Lampe-1 an...).
Zur Steuerung über Alexa oder Google Home einfach unter Configuration -> Configure Other -> Emulation: "Hue Bridge multi device" anhaken.
Kopplung mit ioBroker über MQTT.
Neuerdings auch für Zigbee.

Tasmota Smart Switch (WLAN) einrichten:

• min. 230V an die Schraubklemmen L und N anschliessen
• die offizielle Sonoff eWeLink-App funktioniert mit Tasmota nicht!
• Taster am Sonoff Schalter 4 mal kurz drücken (startet den internen WLAN Access Point)
• WLAN fähiges Endgerät mit Internetbrowser mit dem Access Point des Sonoff Gerätes verbinden (SSID "Sonoff-xxxx")
• Browser IP Adresse "192.168.4.1" aufrufen öffnet die Konfigurationsoberfläche des Sonoff Schalters
• WLAN-Netzwerk suchen und auswählen
• Im Feld "Hostname" kann ein Name für den WLAN Client eingegeben werden (hilft diesen Client im (W)LAN zu finden)
• Sonstige Konfiguration: Passwort setzen! (User= admin)
• wenn keine Hausautomatisierungs-Software genutzt wird, MQTT deaktivieren! (schneller)
• einfache Alexa-Kopplung mit WeMo und Hue-Emulation (testen: Belkin WeMo)
• "Speichern" speichert die Einstellungen und startet das Sonoff Gerät mit den gespeicherten Einstellungen neu

Tasmota ZigBee Smart Hub eWeLink ZB-GW03-V1.2 einrichten:

• Stromversorgung über USB-C
• ESP32 CPU 240 MHz
• WiFi 802.11 b/g/n 2,4 GHz
• ZigBee 802.15.4 (3.0), max. 120 Devices
• Ethernet 10/100 Mb/s Wired Gateway
• Gerät im LAN / WLAN suchen
• Browser IP "192.168.4.1" aufrufen öffnet die Konfigurationsoberfläche
• WLAN konfigurieren
• Hostname konfigurieren
• Sonstige Konfiguration: Passwort setzen! (User= admin)
• MQTT aktivieren, MQTT User+PW, Host= IOBroker-IP
• IoBroker: Zigbee2MQTT-Instanz einrichten (... in Arbeit ...)
• tcp://tasmota-gateway-C25584-5508.local:80  (tasmota-gateway-c25584-5508-eth.intern)
• Tasmota 12.5.0, Zigbee: EZSP v6.7.9.0

Sonoff mit Tasmota:

• Geräte reagieren schneller
• einfache Weboberfläche zum konfigurieren, Firmwareupdate, Statusanzeige
• arbeiten nicht mit Amazon S3 Cloud
• arbeitet nicht mit Sonoff-Cloud
• folglich höherer Durchsatz und sicherer
• MQTT-Standardprotokoll implementiert, kompatibel zu zahlreichen Hausautomatisierungssystemen, lokal (ioBroker, openHAB, FHEM, NodeRed, Home Assistant, Domoticz)
• kompatibel zu Amazon Alexa ohne extra Skill
• auch Tuya Geräte können Tasmota
• SONOFF DUAL R3 kann mit Tasmota schalten UND Leistung messen (nicht ODER)

Sonoff / eWeLink Geräte lassen sich über Zigbee-Stick über "ZHA" oder "Zigbee2MQTT" in Homeassistent & Co einbinden

Kopplung Sonoff (Zigbee) mit Tuya/Smartlife:

• Sonoff / eWeLink Geräte sind nicht mit Tuya-Gateways (und Apps) kompatibel

Quellen und Links:

• Tasmota Download und Befehlsübersicht: GitHub-arendst/Tasmota: Alternative firmware for ESP8266 with easy configuration using webUI, OTA updates, automation using timers or rules, expandability and entirely local control over MQTT, HTTP, Serial or KNX.
• Sonoff Tasmota Anleitung und Schaltbefehle: https://www.netzwolf-media.de/smart-home/tasmota-anleitung/
• Sonoff Tasmota Anleitung, Vor- und Nachteile: https://creationx.shop/ratgeber/sonoff/tasmota
• Tasmota - feste IP und Parameter programmieren ESP8266, Tasmota und PushButton für ioBroker – smarthome-tricks.de
• Tips, u.a. Sonoff-Geräte per WLAN auf Tasmota flashen: https://www.nightprogrammer.org/reviews/sonoff-tasmota-firmware-alexa-einbinden/