Se você está pesquisando sobre automação residencial, é provável que você tenha dúvidas sobre qual protocolo de comunicação usar.
Dentre os mais populares estão o Wi-Fi, o Zigbee e o Bluetooth.
O Z-Wave e o Thread também têm destaque, mas a variedade de produtos é pequena se comparado aos anteriores.
Bluetooth
O Bluetooth é um protocolo que possui três principais versões, o classic, que tem curto alcance e boa largura de banda, amplamente encontrado em computadores, celulares, tablets, fones de ouvido e aparelhos de som.
A segunda versão do Bluetooth é o BLE, que significa Bluetooth Low Energy. Esta versão é boa para dispositivos de automação porque tem baixo consumo de energia.
E a terceira versão do Bluetooth é o BLE Mesh, que repete o sinal em malha e aprimora a comunicação entre os módulos.
Apesar do BLE Mesh ser eficiente e ter um ótimo custo, as opções de dispositivos são poucas e por isso, vamos nos concentrar na comparação entre o Wi-Fi e o Zigbee.
Wi-Fi
Os módulos Wi-Fi para automação têm baixo custo e usam o padrão Wi-Fi 4. Eles operam somente na banda 2.4Ghz, que permite maior alcance.
Porém, estes módulos não foram criados para casas inteligentes.
Eles consomem muita energia e não são eficientes para dispositivos à bateria, como sensores e fechaduras.
Na prática, um sensor à bateria fica “dormindo” e só pode ser “acordado” se acionado fisicamente, como por exemplo, se alguém abrir a porta ou tocar na fechadura.
Ao ser “acordado”, ele se conecta ao roteador e envia o comando. Esse processo pode demorar alguns segundos, o que gera um atraso nas respostas.
Além disso, por não ficar em stand by como o Zigbee, você não consegue controlar a fechadura à distância, o que pode ser um problema, principalmente se desejar criar uma senha temporária ou autorizar alguém para entrar.
Outro problema dos dispositivos Wi-Fi é a própria tecnologia do Wi-Fi 4.
Essa tecnologia não possui recursos de gerenciamento de tráfego avançados, como no Wi-Fi 6, e usa a banda de 2.4Ghz que é escassa de canais livres.
Leia este artigo sobre a co-existência do Wi-Fi e do Zigbee.
Na prática, você tem apenas os canais 1, 6 e 11 que não se sobrepõem, e por isso, é comum APs entrarem nos mesmos canais, gerando interferências.
Ainda nesse ponto, a grande maioria das pessoas não investe em roteadores e access points de qualidade.
Isso leva à problemas de endereçamento IP, falhas de conexão e dispositivos off-line.
Outro ponto é a senha da rede. Se a senha ou o tipo de segurança for alterado, todos os dispositivos Wi-Fi precisarão ser configurados novamente.
Dependendo da quantidade de dispositivos, isso pode ser um problema.
No meu entendimento, a indústria criou dispositivos de automação residencial com o chip Wi-Fi 4 para popularizar a automação, já que os equipamentos se conectam diretamente na rede local e não é preciso um Gateway para a tradução dos comandos.
Esse suposto benefício gera mais problemas do que soluções, e por isso eu evito usar dispositivos Wi-Fi na automação.
Mas tem exceções!
Câmeras, vídeo porteiros, medidores de energia e outros equipamentos que requerem largura de banda, devem usar o Wi-Fi.
No Zigbee, como veremos a seguir, a largura de banda é muito menor e não suporta tráfego de vídeo.
Já os medidores de energia que reportam constantemente seus valores, tendem a funcionar melhor no Wi-Fi, embora alguns modelos permitam ajustar o tempo de report na rede Zigbee.
Zigbee
O Zigbee é um protocolo criado para casas inteligentes e tem como principal benefício o roteamento, ou seja, os módulos do tipo router repetem o sinal e criam uma malha “Mesh”, que é independente da rede Wi-Fi.
Outro grande benefício é o baixo consumo de energia para dispositivos como fechaduras e sensores à bateria.
Ao contrário do Wi-Fi, os dispositivos Zigbee ficam em stand by e respondem rapidamente quando acionados, praticamente sem atrasos.
Por ficarem em stand by, podem ser controlados remotamente, como a abertura de uma fechadura, por exemplo.
O custo do chip Zigbee é similar ao do Wi-Fi, e a tecnologia é amplamente difundida na China.
Um dos pontos que fez o Zigbee se popularizar é a não obrigatoriedade de certificação.
Essa não obrigatoriedade tem um lado bom, que é a popularidade do protocolo entre os fabricantes, mas tem um lado ruim, que é a falta de compatibilidade.
Na rede Zigbee é preciso um Gateway que faz a tradução dos comandos Zigbee (clusters e data points) para a rede TCP/IP.
Este Gateway é mais conhecido como Hub, embora o termo Hub diga respeito a um equipamento que apenas roteia os comandos.
E aí que mora o principal problema do Zigbee, os Gateways precisam ter os “tradutores” dos comandos usados pelos dispositivos para reconhecê-los e controlá-los.
Um exemplo é o Gateway Zigbee integrado na Amazon Echo 4.
Apesar do Gateway conseguir localizar e adicionar qualquer dispositivo Zigbee na rede, ele somente controla alguns tipos de clusters e end points, que usam os padrões Zigbee.
Como a grande maioria dos dispositivos Zigbee fabricados na China não seguem um padrão de clusters e end points, principalmente os módulos Tuya e Sonoff, não é possível reconhecer estes dispositivos e muito menos controlá-los.
Qual a solução para isso?
Felizmente existem sistemas de código aberto que, através da comunidade, criam conversores para os dispositivos fora dos padrões.
Um ótimo exemplo é o Zigbee2Mqtt.
Este é um conversor que traduz os comandos Zigbee para o protocolo universal Mqtt.
Mqtt é um protocolo padrão usado pela grande parte dos sistemas de automação, como o Home Assistant e o Home Bridge.
Dessa forma, você consegue controlar praticamente qualquer dispositivo Zigbee, de qualquer marca.
Mas, se você não é um usuário avançado, o ideal é comprar o Gateway e os dispositivos da mesma plataforma, como a Tuya.
Mesmo assim, existem pontos de atenção.
Os Gateways que usam a plataforma Tuya são fabricados em diversas versões, algumas mais econômicas e outras mais sofisticadas, com módulos de controle adicionais.
Além dos módulos de controle, existe a versão do firmware do módulo Zigbee e do módulo controlador, que na prática, permite controlar diferentes categorias de dispositivos.
Infelizmente é comum ver pessoas que, sem saber disso, compram o Gateway mais barato por acharem que todos os Gateways são iguais, e acabam tendo problemas com algumas categorias de dispositivos, baixo alcance e hardware de baixa performance.
Conclusão
A maneira como a indústria criou os dispositivos de automação de baixo custo trouxe mais problemas do que soluções.
Recursos como reset dos módulos Wi-Fi por exemplo, fazem com que os módulos saiam da rede e precisem ser reconfigurados.
Fechaduras e sensores com o módulo Wi-Fi não podem ser controlados de fora e tem um atraso nos comandos.
Lâmpadas “inteligentes” saem da rede se a energia for alternada cinco vezes seguidas e precisam estar sempre energizadas para serem controladas.
Os fabricantes de dispositivos Zigbee não seguem um padrão, e com isso gera incompatibilidade entre os Gateways, que acaba frustrando o consumidor.
Por todos esses motivos, a melhor opção é comprar o Gateway e os dispositivos de uma marca que faça o desenvolvimento, garanta a compatibilidade, cuide do alcance e ajustes os firmwares para que tudo funcione como deveria.
Espero que com esse artigo fique mais claro que os produtos não são iguais, mesmo se a carcaça seja a mesma, e que muitas marcas trazem produtos da China importando os mesmos problemas, sem o conhecimento de como corrigí-los.
Na QA, apelido dado pelos meus alunos e clientes, eu cuido de tudo isso pessoalmente e garanto que os produtos sejam fabricados com os melhores componentes, firmware atualizados, módulos que melhoram a performance, antena de melhor alcance, traduções e outros ajustes que, na prática, fazem a diferença e permitem que sejam vendidos em projetos profissionais.
Se você vai seguir a linha do “faça você mesmo”, estes dispositivos Wi-Fi podem funcionar já que quando houver problemas, você estará disponível para consertar.
Porém, se você quer vender projetos para clientes, cuidado porque o barato pode sair caro, e infelizmente, não podemos confiar em tudo que os fabricantes fazem.
É preciso testar, ajustar e calibrar os produtos, principalmente devido à elétrica do Brasil ser diferente do resto do mundo.
Na China, a rede é 240V em 50Hz. No Brasil temos Fase + Neutro e Fase + Fase com 127V ou 240V, o que gera problemas em módulos que não foram adaptados.
Antes de comprar os produtos por conta própria, consulte um profissional certificado da QA neste link: https://queroautomacao.com.br/profissionais/
E claro, conte comigo!