Protocolos de los dispositivos Sonoff - ZigBee vs WiFi

Con los dispositivos IoT nos preocupamos siempre por saber su conectividad y como de eficaz será, ya que existen muchos protocolos y tecnologías. La marca Sonoff especializada en controladores y dispositivos domóticos, tiene 3 formas de comunicarse: mediante WiFi, por radio frecuencia (RF de 433MHz) y por ZigBee. Quizás está última la menos conocida, pero igualmente una perfecta alternaticva inalámbrica al WiFi o Bluetooth. Entonces, ¿por qué tecnología opto para mi sistema domótico?

La marca tiene principalmente dos líneas de productos, los que usan la tecnología WiFi, la cual puede llevar a su vez control por radio-frecuencia con el típico mando control remoto, y por otra parte la línea con ZigBee. Vamos a comentar un poco cada tecnología, sus ventajas e inconvenientes.

WiFi

Todos conocemos ya WiFI, debido a que la mayoría dispondremos es esta red en casa, donde necesitamos simplemente un router con esta tecnología para conectar nuestros dispositivos a la red del hogar y a Internet. Esto hace que los dispositivos inteligentes que funcionan por WiFi sean muy cómodos, ya que no hay que crear una estructura ni comprar un hub aparte.

El principal problema es su dependencia de la nube y de la app del fabricante para su funcionamiento. Por lo que, si te quedas sin internet o la empresa cierra su nube, tus dispositivos dejarán de funcionar. Por otra parte, la red WiFi es sabido que está ampliamente saturada en muchos edificios y zonas, y esto puede provocar fallos.

Sonoff 4CH PRO R3

Smart WiFi Touch Sonoff T0EU1C

ZigBee

ZigBee es una tecnología que ha sido especialmente lanzada para la comunicación en el mundo de la Internet de las Cosas (IoT), el cual está centrado en la comunicación entre dispositivos con una baja tasa de datos con el fin de tener el menor consumo energético posible. 

En primer lugar, hay que decir que ZigBee es un conjunto de protocolos de alto nivel de comunicación. Como ya hemos dicho, se utiliza para la radiodifusión digital de datos buscando ahorrar lo máximo posible en energía, para que funcione perfectamente en dispositivos portátiles con batería. Una tecnología basada en el estándar de la IEEE, el IEEE 802.15.4 a través de 16 canales situados en el rango de frecuencias de 2.4GHz y con un ancho de banda para cada uno de 5MHz.

La tecnología de comunicación inalámbrica ZigBee utiliza la banda ISM y por lo general, adopta la banda 2.4GHz para comunicarse con el resto de los dispositivos ya que esta se adopta en todo el mundo.

La comunicación de ZigBee es una comunicación MESH o de malla, lo que significa que cada dispositivo ZigBee actúa como un relé para los otros dispositivos. Si el sensor remoto no tiene comunicación con el ZigBee Gateway, es suficiente con que tenga comunicación por radio con otro dispositivo ZigBee que tenga comunicación con el gateway. Los dispositivos funcionan en una cadena de conexiones enrejadas, lo que le da fiabilidad y seguridad de conexión.

Ventajas y desventajas

Una de las principales ventajas de ZigBee es lo sencillo y el bajo coste que supone para la empresa fabricar dispositivos con esta tecnología de comunicación. Es mucho más sencillo que Bluetooth por ejemplo, ya que de hecho, según datos, se requiere un 10% del hardware total necesario para producir un dispositivo con bluetooth. Si hablamos de los nodos incluso baja al 2%. 

En cuanto al software, algo desventajoso para esta tecnología y sus programadores, este protocolo necesita un código un poco más amplio, ya que se necesita un 50% del utilizado para tecnología Bluetooth. Es decir, se requieren de 128kB de almacenamiento para almacenar el código fuente.

En cuanto al alcance de esta red, esta alcanza una conectividad de hasta 100 metros, con una transferencia de datos que puede ser de cerca de 250 kbps. Pero como hemos dicho, requiere muy baja potencia por parte del dispositivo para funcionar, haciendo que las baterías duren más.

Como comentábamos antes, al basarse en un protocolo independiente de Internet, no necesitamos de este para que sigan funcionando nuestros dispositivos si se nos cae la red, o si tampoco queremos usarla para no saturarla. Esto es una gran ventaja, ya que al no depender de la nube, podemos controlar los dispositivos con ZigBee desde hubs, como Hubitat, Homeseer u OpenHab, que permitirán administrar los dispositivos sin dependencia de Internet.

Otra ventaja es que los dispositivos que usan el protocolo ZigBee se conectan al panel de control en caso de un cambio de estado en 0,2 segundos. Mientras que los dispositivos WiFi tardan unos 5 segundos en conectarse a la red WiFi después de un cambio de estado. Los dispositivos ZigBee tienen una gran ventaja en la automatización de redes inteligentes.

El gateway ZigBee y los dispositivos ZigBee permiten un almacenamiento mucho más amplio y largo de los datos de los parámetros y el historial de los dispositivos. Tanto el historial de apertura de puertas, historial de temperatura o el historial de detección de movimiento guardado hace meses, por ejemplo.

Desventajas

En cuanto al software, algo desventajoso para esta tecnología y sus programadores, este protocolo necesita un código un poco más amplio, ya que se necesita un 50% del utilizado para tecnología Bluetooth. Es decir, se requieren de 128kB de almacenamiento para almacenar el código fuente.

Una desventaja destacable, es la enorme popularidad del sistema WiFi, que hace que la enorme mayoría de dispositivos lo usen y en comparación, haya menos con la tecnología ZigBee.

Como funciona

Una red ZigBee consta de tres tipos de dispositivos: un coordinador, un router y un dispositivo final. El coordinador es el dispositivo más complejo, y debe existir uno por red. Su función es la de controlar la red, así como los caminos que deben seguir los dispositivos para conectarse entre ellos. Estos dispositivos de coordinador necesitan tener memoria y capacidad de computación, ya que almacenará y gestionará los datos de la red.

Luego están los routers, que interconecta los dispositivos o nodos para poder ejecutar el código de usuario. 

Por último, están los dispositivos finales, que sólo reciben información y se conectan con su nodo padre (coordinador o router), pero no puede transmitir información hacia otros dispositivos. Estos dispositivos son los comunes, como luces, televisores, puertas, termostatos, cámaras, etc. Estos pueden permanecer en modo reposo o “dormidos” hasta que se les indica una acción, mejorando la duración de las baterías.

Compatibilidad

Hay una gran lista de dispositivos certificados de fabricantes que implementan esta tecnología, y la tienes en la web de la ZigBee Alliance, y en ella puedes encontrarte varios cientos de productos de empresas como Sonoff, Philips, OSRAM, Samsung Electronics, IKEA, Toshiba o, por supuesto los productos de Amazon. 

La tecnología ZigBee puede ser usada mediante los asistentes de Amazon en los modelos de Alexa siguientes, así como también con el hub de SmartThings: 

Por último, hay que comentar que Apple, Google, Amazon y ZigBee han creado un grupo llamado Project Connected Home over IP, para desarrollar y promover la adopción de un nuevo estándar de conectividad abierto y gratuito, el cual permita aumentar la compatibilidad entre los productos domésticos inteligentes, con la seguridad como un principio de diseño fundamental.

Conclusión

Podemos decir que lo más cómodo en el mercado es usar tecnologías y dispositivos mediante WiFi, por su compatibilidad y capacidades. Pero el echo de que dependan de la nube puede que sea algo a tener en cuenta, dependiendo de las aplicaciones que desees. 

Usar ZigBee puede solucionar esto en ámbitos más rurales, industriales o con una gran saturación de la red WiFi, en la que se caiga mucho internet o la conexión no sea robusta. También es mejor, cuando se busca un muy bajo consumo energético.

Por lo tanto, no hay una opción ganadora, todas sacan actualizaciones importantes cada poco tiempo, mejorándolas. Todo depende de la aplicación que vayas a necesitar y se adapte más a ti.