Zwei Funkstandards. Zwei Hubs. Genau das hat mich an meinem Setup lange genervt.
Während Zigbee bei mir schon seit einiger Zeit stabil läuft, kommen inzwischen immer mehr Matter over Thread Geräte bei mir hinzu. Das Problem dabei ist, dass man normalerweise getrennte Hardware braucht, um beides im Smart Home mit Home Assistant abdecken zu können.
Gerade in meinem Setup mit Home Assistant im Keller ist das absolut unpraktisch und ich brauchte eine völlig andere Lösung. Eine Lösung, die sich näher an meinem Problem befindet und an meinem Setup. Genau deshalb ist der SONOFF Dongle Max für mich sehr spannend.
Ich greife hierfür auf MultiPAN zurück. Eine Technologie, die beides miteinander vereint. Und in diesem Artikel möchte ich dir einen praxisbezogenen Einblick in mein Setup und meine Umstellung geben. Denn die Frage nach dem Alltag und der Stabilität ist entscheidend.
Was ist der SONOFF Dongle Max?
Damit ich mein MultiPAN-Projekt realisieren kann, greife ich auf den SONOFF Dongle Max zurück. Hierbei handelt es sich um einen PoE-fähigen Dongle, der als Hub für Zigbee, Thread oder beides agieren kann. Hierfür wird er entweder per LAN oder per WLAN an das eigene Netzwerk angebunden und kann vom Smart Home genutzt werden.
Zur Verwaltung bietet der Dongle Max eine eigene Weboberfläche, so dass du dich nicht in irgendwelchen Terminals oder Code-Zeilen verlieren musst. Das funktioniert durch die mobile-fähige Seite sogar ziemlich gut vom Smartphone aus.
Für Zigbee verfügt der Dongle über einen MG24 Silicon Labs Chip, für WiFi einen ESP32. Damit ist sogar eine Repeater-Funktion möglich, die dein WLAN-Netzwerk erweitert.
Wenn dir das noch nicht genug ist, unterstützt die Software darüber hinaus auch noch Webhooks, die gerade im Smart Home spannend sein können.
Übrigens, wenn du weder auf Ethernet noch auf WiFi setzen willst, kannst du auch eine USB-Verbindung nutzen. Je nachdem, was an deinem Einsatzort für dich am geschicktesten ist. Ich persönlich finde jedenfalls die verschiedenen Anbindungsmöglichkeiten wirklich spannend.
Unterschied zu anderen Dongles
Ob es nun gleich der Dongle Max für dich sein muss, hängt jedoch von einem entscheidenden Faktor ab: Dem Einsatzbereich.
Neben dem Dongle Max gibt es beispielsweise noch den ZBDongle-P und den ZBDongle-E. Und hier sollten wir noch einen genauen Blick auf die Unterschiede werfen.
Der ZBDongle-P unterstützt sowohl Zigbee als auch Thread. Verfügt jedoch nicht über MultiPAN. Das bedeutet konkret, dass du dich entscheiden musst, welches Protokoll du einsetzen willst. Selbst mit dem Dongle Flasher kommst du nicht an beides zur gleichen Zeit ran.
Der ZBDongle-E wiederum kann das. Er unterstützt die einzelnen Standards und kann darüber hinaus auch noch MultiPAN. Hierzu muss er allerdings geflasht werden. Das bedeutet, dass er von Haus aus noch nicht dazu in der Lage ist und du selbst ein wenig manuelle Arbeit investieren musst bevor es losgehen kann.
Und ganz offensichtlich ist dann noch die Art und Weise, wie die verschiedenen Dongles angeschlossen werden. Der Dongle Max kann – wie bereits erwähnt – auch über das Netzwerk angebunden werden. ZBDongle-P und ZBDongle-E hingegen verfügen nur über einen USB-Anschluss. Du bist also dazu gezwungen, dass dein Home Assistant in physischer Nähe ist und auch von dort gut abstrahlen kann. Wenn das nicht der Fall ist, dann scheidet die Option USB in den meisten Fällen schon aus.
Was ist MultiPAN?
Normalerweise kann ein Funkchip immer nur mit einem Funkstandard zur gleichen Zeit arbeiten. Das bedeutet in diesem Fall, dass man sich für Zigbee oder Thread entscheiden muss. Dadurch ist es notwendig, dass man zwei getrennte Hubs betreibt. Nur so kann man beide Funkstandards abbilden.
Mit MultiPAN ändert sich das stark. Denn MultiPAN bedeutet, dass ein einziger Chip mehrere Funkstandards gleichzeitig bedienen kann. Dabei teilt der Chip seine Zeit zwischen mehreren Netzwerken auf. In diesem Fall zwischen Zigbee und Thread. Er wechselt schnell zwischen Zigbee und Thread. In der Zeit liegt das jeweils andere Netzwerk brach.
Da die Prozessoren heutzutage jedoch so schnell wechseln können und das maximal eine Sache von Millisekunden ist, wirkt es so, als würde es zur gleichen Zeit laufen.
Das ist technisch gesehen das Geheimnis von MultiPAN, das man sonst nicht in diesem Detailgrad nachlesen kann.
Tatsächlich funktioniert das mit der Parallelisierung nur deshalb, weil Zigbee und Thread über die gleiche Funkbasis arbeiten. Dadurch ist dieser Effekt möglich und MultiPAN rückt in greifbare Nähe. Aber die Firmware muss sowas auch unterstützen und das tun heute leider nur sehr wenige bis kaum welche.
In der Praxis ist MultiPAN technisch deutlich komplexer als getrennte Funklösungen. Deshalb setzen viele Hersteller weiterhin auf getrennte Hardware.
Mein Setup mit MultiPAN
Ich betreibe meinen Home Assistant auf einem Server, der im Keller steht. Dort befindet sich die Schaltzentrale und das Herzstück meines Smart Homes. Da ich aber durch ein gut gebautes Haus sehr stark von Signalen nach unten abgeschirmt bin, funktioniert ein USB-Dongle für mich nicht. Ebenso wenig will ich meine Server aus dem Homelab bei mir in der Wohnung stehen haben.
Demnach muss ich mein Smart Home anders verbinden. Ich betreibe auf einem Proxmox-Server Home Assistant OS innerhalb einer virtuellen Maschine. Mein Gedanke ist also, dass ich Zigbee und Thread über das Netzwerk für meinen Home Assistant zugänglich mache mithilfe des SONOFF Dongle Max.
Diesen habe ich dazu in meinem Flur aufgestellt, so dass er möglichst zentral innerhalb der Wohnung steht und in alle Richtungen eine gute Verbindung bereitstellen kann.
So erreicht er meine Zigbee Human Presence Sensoren sowie meine Pflanzensensoren über Zigbee in allen Räumen. Ebenso erreicht er meine neuen Matter over Thread Steckdosen von IKEA, die ich ebenso in der Wohnung verteilt habe (IKEA Grillplats). Und ich konnte meinen SONOFF iHost zumindest vorübergehend außer Betrieb nehmen. Denn er hat bislang nur die Präsenzmelder per Zigbee angebunden und über Matter an Home Assistant weitergegeben. Das ist in meinem neuen Setup so nicht mehr notwendig.
Du siehst also, dass ich eine recht alltägliche Ausgangssituation habe, die sich meist nur in der Art und Weise wie ich mein Home Assistant betreibe, unterscheidet. Aber von den Geräten her ist es wie in vielen anderen Setups. Womöglich sogar wie bei dir.
Alternative Setup-Überlegung
Neben dem Dongle Max hätte ich natürlich auch auf einen ZBDongle-E setzen können. Zigbee kann sich durch verschiedene Zwischenstecker erweitern und ich hätte mit Sicherheit irgendwie meine Wohnung erreicht. Das führt aber zu einem kleinen Konflikt.
Um das Signal bis nach oben zu verstärken, hätte ich in der Wohnung unter mir ebenfalls meine Komponenten installieren müssen. Das Problem daran ist natürlich, das überhaupt jemandem begreiflich zu machen. Denn hier liegt oft die zentrale Schwierigkeit.
Außerdem habe ich etwas Bedenken, wenn wir das Signal einzig und alleine über möglicherweise einen Router zwischenleiten. So kann ich möglicherweise nicht die volle Stärke der jeweiligen Standards ausnutzen und würde mich selbst beschränken.
Die andere Option wäre, die Server in die Wohnung zu holen. Und auch wenn ich die IT und meine Server sehr mag, will ich sie nicht unbedingt bei mir in der Wohnung haben. Denn ich genieße meine Ruhe und will nicht zwangsläufig wie in einem Rechenzentrum leben. Dazu kommt noch, dass die Temperatur im Keller wesentlich stabiler ist, auch in den Sommermonaten. Und so bleibt mir schlussendlich nur die Möglichkeit, über mein Netzwerk zu gehen.
Einrichtung Schritt für Schritt
Bevor es auf Seiten von Home Assistant losgehen kann, muss der SONOFF Dongle Max für MultiPAN vorbereitet werden. Und sofern du bereits Geräte per Zigbee oder Thread angelernt hast (so wie ich), dann wirst du das danach alles nochmal machen müssen.
Inzwischen kannst du jedoch in der Weboberfläche des Dongles ganz einfach auf MultiPAN umstellen. Das ist ein Klick. Links im Menü navigierst du auf EFR32MG24-Modus und wählst dort MultiPAN aus. Beachte dabei auch, dass es sich um eine Beta-Funktion handelt.
Sobald dieser Schritt abgeschlossen ist, benötigst du in Home Assistant eine App (vormals Addons), die sich Silicon Labs Multiprotocol. Dabei musst du jedoch aufpassen, da zuerst ein externes Repository hinzugefügt werden muss, um den aktuellen Stand zu haben:
https://github.com/iHost-Open-Source-Project/hassio-ihost-addonErst jetzt kannst du die Installation vornehmen.
Für die Installation musst du nun die Konfiguration starten. Die ist recht simpel und ich zeige dir mal auf Basis meines Setups die Werte, die ich eingegeben habe. Beachte dabei aber, dass ich meinen Dongle Max über IP (also WLAN) angebunden habe.
Device: /dev/ttyS0
Baudrate: 115200
Hardware Control Flow: OFF
Network Device: 192.168.XXX.XXX:6638
Enable OpenThread Border Router: ON
EmberZNet EZSP/ASH Port: 9999
OpenThread Web Port: 8080
OpenThread REST API Port: 8081Sobald die App dann auf deinem Host startet, solltest du schon dazu in der Lage sein, Thread-Geräte mit Matter anzubinden.
Einrichtung von Zigbee2MQTT
Sobald das nun alles steht, kann es mit Zigbee2MQTT weitergehen. ZHA soll wohl nicht funktionieren, weshalb du auf Zigbee2MQTT setzen musst. Das wird dann wiederum per MQTT an dein Smart Home angebunden. So habe ich es jedenfalls gelöst. Dazu habe ich einen eigenen MQTT-Broker in Betrieb, der in einer eigenen virtuellen Maschine läuft. Aber es gibt meines Wissens nach auch eine passende App für Home Assistant.
Ich habe in Zigbee2MQTT nun folgende Einstellungen vorgenommen, dass alles funktioniert:
Adapter: ember (wichtig, klein schreiben!)
Baudrate: 115200
Port: tcp://81bc2df9-hassio-ihost-silabs-multiprotocol:9999Den Port bekommst du übrigens aus den Apps. Hierzu navigierst du wiederum in den Bereich Apps bei Home Assistant und wählst die App Silicon Labs Multiprotocol aus. Dort siehst du etwas weiter rechts (über dem Button Deinstallieren) den Hostname. Diesen Hostname musst du als Port bei Zigbee2MQTT einsetzen. Davor noch das Präfix tcp:// und dahinter :9999 als Suffix.
Diese Einstellungen habe ich nach dem ersten Start von Zigbee2MQTT vorgenommen. Hierzu kannst du nach dem Start der App in den Einstellungen der App auf den Button Benutzeroberfläche öffnen klicken. So gelangst du dann auch zum Interface von Zigbee2MQTT und kannst später Geräte anlernen.
Einsatz im Alltag
Nun läuft mein ganzes Setup schon einige Tage und ist bislang sehr stabil. Ich habe weder bei Zigbee noch bei Thread Ausfälle und auch bei Home Assistant sieht alles gut aus. Einzig und allein das recht umfassende Setup hat mich noch einige Zeit von dieser Umstellung abgeschreckt. Aber wenn man Schritt für Schritt vorgeht, dann klappt es doch relativ zügig. Sonderlich kompliziert war an sich erstmal gar nichts.
Ich konnte sogar innerhalb von wenigen Minuten direkt die ersten Geräte per Zigbee anlernen und sie waren durch MQTT direkt in Home Assistant verfügbar. Ohne Probleme. Ich konnte zum Beispiel auch sehen, dass die Präsenzmelder als Router dienen und das Signal für andere Geräte im Zigbee-Netzwerk verstärken beziehungsweise weiterleiten. Das ist schon echt charmant und ich erreiche wirklich jede Ecke in meinem Smart Home.
Das Anlernen von Matter-Geräten geht dabei übrigens am einfachsten über die Companion App. Hier kann ich direkt den QR-Code scannen und sie werden direkt in Home Assistant hinzugefügt. Bei Zigbee ist es etwas fummeliger. Denn hier muss ich erst in die Benutzeroberfläche von Zigbee2MQTT oder per MQTT den Anlernmodus starten. Aber selbst wenn ich letzteren Weg gehe, muss ich die Geräte ja auch noch umbenennen oder vernünftig benennen. Das mache ich am liebsten in Zigbee2MQTT, so dass Home Assistant sich die Daten nur noch ziehen muss. Und dann werden die Geräte noch in die Gewerke einsortiert, so dass auch die Struktur in Home Assistant wieder passt.
Auch wenn sich das jetzt erstmal komplex anhört, so wild ist es nicht. Ich konnte meine IKEA Grillplats super flott anlernen und auch im Energie-Dashboard hinzufügen. Das hat insgesamt keine 5 Minuten gedauert. Und sie laufen echt zuverlässig.
Spürbare Nachteile im Alltag
Neben den ganzen Vorteilen und positiven Aspekten sind mir jedoch auch zwei Dinge aufgefallen, die schon in Richtung Nachteile gehen. Wie stark die Nachteile gewichtet werden, muss jeder für sich selbst entscheiden. Aber sie sind wirklich nicht gravierend, wenn man es objektiv betrachtet.
Der erste Nachteil ist, dass es bei mir beim Anlernen neuer Zigbee-Geräte echt eine Weile dauert. Wir reden hier von Sekunden. Aber es dauert eben seine Zeit und man muss ein klein wenig Geduld mitbringen, wenn man eine Menge Geräte anlernen will. Für mich selbst ist das nicht so gravierend, weil ich ja nicht ständig die Geräte anlerne. Das mache ich einmal und dann habe ich sie drin.
Ein weiterer Nachteil ist, dass bei der Nutzung von Zigbee-Geräte eine minimale Verzögerung auffällt. Als ich meine Präsenzmelder über den iHost im System hatte, war die Reaktion wirklich schnell. Seit der Umstellung wirkt es etwas träger. Fällt im Alltag nur direkt nach der Umstellung auf und ist an sich auch kein großes Problem. Aber ich denke, dass das auf die Architektur zurückzuführen ist. Denn hier müssen die Daten erst durch verschiedene Ebenen, bis sie schlussendlich an der richtigen Stelle angekommen sind.
Reboots und Paring-Probleme habe ich bisher übrigens noch nicht feststellen können. Außer an zwei Pflanzensensoren über Zigbee. Aber hier könnte es auch an den Sensoren liegen. Denn ein paar andere des gleichen Modells konnte ich ohne Probleme anlernen. Es wirkt also bisher sehr stabil und für eine Beta schon gut ausgereift.
Vor- & Nachteile von MultiPAN
Was nun der ganze Aufwand bringt? Eine gute Frage.
Einen wichtigen Grund habe ich dir schon genannt: Man spart sich unter Umständen einen ganzen Hub und somit auch Strom. Das ist zwar keine große Einsparung, aber hochgerechnet auf ein Jahr macht das schon was aus. Außerdem hast du kein USB-Chaos am Host.
Wenn du nämlich auf zwei verschiedene Sticks setzt oder setzen musst, könnten mitunter die USB-Anschlüsse etwas ungünstig sein. Je nachdem, was sonst noch dran steckt oder was du für einen Host einsetzt. Und man darf auch nicht vergessen, dass diese Signale sich gegenseitig stören könnten. Gerade wenn die Sender so nah beieinander sind. Ob das beim Dongle Max besser ist, wird sich in meinem Fall zeigen. Bislang gibt es jedoch keinerlei Probleme.
Nachteilig ist aber ohne Frage der komplexe Einrichtungsprozess. Es ist keine Plug and Play Lösung. Viel mehr musst du schon etwas Zeit und Energie investieren, bis das Setup wirklich fehlerfrei läuft. Und du musst den Speicher von deinem Home Assistant im Blick haben. Denn jede App braucht Speicher und der kann im Zweifel schnell mal knapp werden. Ich zumindest laufe aktuell in die Situation, dass ich bald etwas bei meinem Speicher machen muss, da ich sonst echt Probleme mit Home Assistant bekomme. Das ist ganz klar ein entscheidender Nachteil, der sich ergeben kann.
Der größte Nachteil für mich ist jedoch, dass es sich hierbei um Beta-Experimente handelt. Die Informationslage ist noch recht dünn. Und die Entwickler von Home Assistant haben MultiPAN eigentlich begraben. Das ist alles etwas widersprüchlich und schlussendlich muss man sich daher seinen Weg selbst bahnen. Das macht das ganze Vorhaben nicht gerade wesentlich leichter.
Für wen sich das lohnt
Dass das Vorhaben nicht gerade wesentlich leicht gestaltet ist, wirkt sich auch unmittelbar auf die Frage aus, für wen sich das alles denn lohnt. Und das ist hier aus meiner Sicht eine der zentralen Fragen.
Wer noch nicht so viel Routine mit Home Assistant hat, muss viel Zeit und Geduld investieren. Oder getrennte Lösungen betreiben, die etwas einfacher in der Handhabung sind. Besonders tricky ist der Schritt, bei dem die Verbindung zwischen den verschiedenen Elementen in Home Assistant hergestellt werden muss. Ansonsten ist es eigentlich recht einfach umzusetzen.
Und dennoch muss der Anwendungsfall passen. Ich hatte zum Beispiel die Situation, dass ich Zigbee und Thread unbedingt parallel nutzen wollte. Gerade da Matter der neue Standard werden soll und immer mehr Geräte mit Unterstützung auf den Markt kommen. Das trifft nicht nur einen Nerv bei mir, sondern hilft mir natürlich auch dabei, um auf dem neuesten Stand zu bleiben. Und das ist auch für meinen Blog eine zentrale Frage.
Gleichzeitig weiß ich aber auch, dass mehrere Hubs wiederum einen erhöhten Strombedarf bedeuten. Das wollte ich gerne vermeiden und endlich mal aus dem Weg räumen. So ergibt es sich für mich, dass MultiPAN insgesamt eine ganz gute Lösung ist. Wenn das jetzt auf Dauer noch stabil läuft, könnte das wirklich spannend sein.
Vor allem interessant wird es, wie das auf Dauer weitergehen wird. Noch reden wir hier von Beta auf der einen und einer Nicht-Unterstützung auf der anderen Seite. Es ist demnach alles noch etwas wirr und wir werden sehen müssen, wie sich das alles entwickelt. Für den Moment jedoch läuft es.
Mein Fazit
Insgesamt betrachte ich mein Experiment für den Moment als äußerst positiv. Es zeigt, dass wir weder auf das Eine, noch auf das Andere verzichten müssen. Und das macht das Smart Home flexibler.
Ich habe zwar manchmal den Eindruck, dass Matter etwas stiefmütterlich behandelt wird. Jedoch zeigt sich bei mir im Betrieb auch, welche enormen Vorteile es zu bieten hat. Da bei mir im Netzwerk immer das Thema IP-Adressen so ein Thema war und ich auch ehrlich gesagt nicht alles über WLAN anbinden will, kommt mir Thread sehr gelegen. Langfristig halte ich es auch für wesentlich zukunftsorientierter als nur Zigbee.
Und versteh mich nicht falsch. Zigbee ist ein guter Standard und hat uns so viele Jahre begleitet. Aber für mich zeigt der Test vor allem, dass Zigbee und Thread mittlerweile parallel existieren können – selbst über die gleiche Hardware.
Wie siehst du das mit MultiPAN? Hast du da schon mal was ausprobiert in die Richtung? Und wie stehst du eigentlich generell zu Matter over Thread? Schon die ersten Geräte im Einsatz?
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