Bramka Zigbee dla SUPLA na SONOFF ZBBridge-P

Niewielka bramka, która pozwala połączyć wybrane czujniki, przekaźniki i sterowniki rolet Zigbee z SUPLA Cloud.

Dlaczego powstała bramka?

Pomysł narodził się przede wszystkim z potrzeby obsługi zasilanych bateryjnie czujników temperatury i wilgotności. Drugim ważnym powodem były sterowniki rolet.

Do tej pory często wgrywaliśmy oprogramowanie SUPLA do urządzeń Wi-Fi firmy SONOFF, między innymi do sterowników z serii DUAL R3. Są one jednak stosunkowo duże i nie zawsze mieszczą się w puszce instalacyjnej. Nowsze, mniejsze sterowniki SONOFF MINI RBS są zabezpieczone, dlatego na tę chwilę nie można wgrać do nich oprogramowania SUPLA.

Bramka nie ma być uniwersalnym zamiennikiem rozbudowanych systemów Zigbee. Jej zadaniem jest prosta i przewidywalna obsługa kilku konkretnych, wcześniej sprawdzonych urządzeń.

Zależało mi też na wykorzystaniu gotowego urządzenia w obudowie. Zamiast projektować całą elektronikę od podstaw, wybrałem SONOFF Zigbee Bridge Pro, znany również jako ZBBridge-P. Dostępna na rynku już o jakiegoś czasu okazała się dobrym punktem wyjścia do stworzenia wyspecjalizowanej bramki Zigbee dla SUPLA.

Co znajduje się w środku?

W bramce są dwa najważniejsze elementy: ESP32 oraz moduł SM-031 z układem CC2652P.

Legenda elementów widocznych na płytce:

Gotowy koordynator Zigbee w środku bramki

Po otwarciu bramki było jasne, że ESP32 i moduł CC2652P muszą jakoś ze sobą współpracować. Szybko okazało się, że komunikują się przez zwykły port szeregowy UART. To otworzyło drogę do dalszych testów.

Zanim powstało właściwe oprogramowanie bramki, ESP32 został wykorzystany jako prosta przejściówka pomiędzy komputerem a CC2652P. Pozwoliło to wysyłać bezpośrednie zapytania do układu Zigbee i obserwować jego odpowiedzi.

Po kilku próbach CC2652P zwrócił informacje o wersji oprogramowania oraz poprawnie odpowiedział na standardowe komendy TI ZNP. Był to ważny moment projektu. Oznaczało to, że SONOFF wykorzystał gotowe rozwiązanie Texas Instruments — układ CC2652P pracował już jako koordynator Zigbee i nie wymagał zmiany firmware.

Dzięki temu nie trzeba było budować obsługi całego protokołu Zigbee od zera ani ryzykować programowania części radiowej bramki. Własne oprogramowanie trafia wyłącznie do ESP32, a CC2652P nadal zajmuje się siecią Zigbee.

Podział zadań

ZNP, czyli Zigbee Network Processor, to rozwiązanie przygotowane przez Texas Instruments dla urządzeń z dwoma procesorami. CC2652P obsługuje radio, tworzy i utrzymuje sieć Zigbee, dołącza urządzenia oraz przekazuje odebrane dane. ESP32 wysyła do niego polecenia przez UART, interpretuje odpowiedzi i realizuje pozostałą część działania bramki: Wi‑Fi, panel WWW, konfigurację, aktualizacje OTA oraz połączenie z SUPLA Cloud.

Jak zarządzać bramką Zigbee?

Bramką zarządza się podobnie jak typowym urządzeniem SUPLA — przez prosty panel WWW dostępny w lokalnej sieci. Wystarczy sprawdzić adres IP przydzielony bramce przez router, a następnie wpisać go w przeglądarce na komputerze lub telefonie.

Panel został przygotowany tak, aby najważniejsze informacje i funkcje były dostępne w jednym miejscu. Znajdują się w nim sekcje pokazujące stan bramki, urządzenia Zigbee dołączone do sieci, aktualizacje firmware oraz ustawienia połączenia z Wi‑Fi i SUPLA Cloud.

Urządzenia dodane do bramki

Kolejna część panelu prezentuje listę urządzeń Zigbee dołączonych do bramki. Przy każdym urządzeniu widoczny jest jego przyjazny model, producent, czas od ostatniej odebranej wiadomości, jakość połączenia LQI oraz poziom baterii, jeśli urządzenie go raportuje. Panel pokazuje także typ urządzenia — router albo urządzenie końcowe.

Można szybko sprawdzić, czy urządzenie nadal komunikuje się z bramką i jak wygląda jakość jego połączenia. W przypadku konkretnego sterownika dostępne są również dodatkowe funkcje związane z jego typem. Dla sterownika rolet można na przykład przejść do ustawień kalibracji i sprawdzić czas ruchu rolety.

Dodawanie urządzeń Zigbee

Przycisk „Dodaj urządzenie” czasowo otwiera sieć na dołączanie nowych urządzeń przez 180 sekund. W tym czasie należy uruchomić tryb parowania w urządzeniu które chcemy dodać do bramki.

Użytkownik nie wybiera ręcznie typu urządzenia ani jego funkcji. Nieznane modele urządzeń są odrzucane, aby do SUPLA trafiały wyłącznie urządzenia wcześniej sprawdzone.

Pierwsza konfiguracja bramki

Aby bramka mogła połączyć się z SUPLA Cloud, należy zapisać w jej ustawieniach dane swojej sieci Wi‑Fi oraz dane dostępowe SUPLA. W panelu podajemy nazwę i hasło sieci Wi‑Fi, adres serwera SUPLA przypisany do konta, a także wymagane dane rejestracyjne urządzenia.

Po zapisaniu ustawień bramka uruchamia się ponownie, łączy z siecią Wi‑Fi, a następnie rejestruje się w SUPLA Cloud. Od tego momentu można dodawać urządzenia Zigbee i korzystać z utworzonych dla nich kanałów w aplikacji SUPLA.

Co warto wiedzieć o komunikacji Zigbee?

Urządzenia Zigbee nie działają wszystkie w ten sam sposób. Czujnik zasilany baterią zachowuje się inaczej niż przekaźnik lub sterownik rolet podłączony na stałe do zasilania.

Jak urządzenia pojawiają się w SUPLA Cloud?

Po skonfigurowaniu bramka pojawia się na koncie SUPLA Cloud jako jedno urządzenie. Czujniki, przekaźniki i sterowniki rolet połączone przez Zigbee są widoczne jako kolejne kanały tej bramki.

Po dodaniu nowego urządzenia bramka zapisuje jego konfigurację i uruchamia się ponownie, aby przygotować właściwy kanał. W SUPLA Cloud musi być wtedy aktywna opcja „Rejestracja urządzeń aktywna”.