Modul Zig Bee:Wawasan Tentang Perangkat Nirkabel

Apakah Anda memerlukan struktur model jaringan fleksibel yang tidak sekompleks Bluetooth dan memiliki masa pakai baterai yang lama? Atau, apakah Anda mencari perangkat tujuan yang mendukung banyak node dengan instalasi yang mudah? Kemudian, akan membantu jika Anda memiliki modul lebah Zig.

Bagaimana cara kerjanya? Artikel ini akan memberi Anda perincian perangkat yang komprehensif. Jadi, Anda akan mempelajari apa itu, protokol, cara kerja modul nirkabel, dll.

Mari kita mulai!

Apa itu Modul Zigbee?

Karena modul Zigbee adalah untuk perangkat yang terikat IoT data dangkal, pemancar nirkabel mesh rendah berjalan pada sistem Zigbee IEEE 802.15.4. Modul nirkabel ini menggunakan pita frekuensi bawah seperti 2.4GHz, 900 MHz, dan 868 MHz. Selain itu, ini cocok untuk perangkat yang dioperasikan dengan baterai.

Tapi itu tidak semua. Anda dapat menghubungkan hingga 65.000 node dalam jaringan. Dan itu bekerja sangat baik dengan DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum Modulation).

Berkat latensinya yang rendah, protokol ini menjalankan enkripsi AES 128-bit.

Sejak diluncurkan pada awal milenium baru, telah mendapatkan beberapa pembaruan. Jadi, Zigbee 3.0 adalah versi terbaru dari modul Zigbee.

Apa yang Harus Anda Ketahui Tentang USB Modul Zigbee?

Modul Zigbee USB memiliki banyak kesamaan dengan single USB biasa yang digunakan untuk menyimpan sekumpulan informasi atau data. Tapi itu tidak semua.

Dongle USB unik ini dapat dengan mudah berjabat tangan dengan peralatan Zigbee lain di sekitarnya, mengirimkan aliran informasi melalui koneksi Zigbee nirkabel.

Juga, ia bekerja dengan pita 2.4GHz (ISM) yang stabil. Dan modul USB Zigbee memiliki standar WPAN IEEE 802. Dongle USB ini juga menggunakan modul transceiver RF untuk menjalankan modulasi DSSS.

Dongle USB Zigbee berfungsi ganda sebagai sensor/koordinator jaringan dan perangkat router. Dengan kata lain, Anda dapat dengan mudah menambahkannya ke sistem jaringan Zigbee.

Apa yang Membuat Protokol Zigbee Unik?

Lapisan protokol Zigbee beraliansi dengan model referensi OSI (interkoneksi sistem terbuka) dan ISO (organisasi standar internasional). Zigbee hanya menjalankan data yang sangat rendah dan daya keluaran yang rendah Sistem jaringan nirkabel dari tujuh lapisan yang disediakan oleh OSI dan ISO.

Tentu saja, MAC dan PHY adalah lapisan ISO dan OSI rendah yang bekerja sempurna dengan protokol Zigbee, yang berjalan pada IEEE 802.15.4. Plus, ada fitur keamanan unik yang disematkan di dua lapisan ini.

Di bawah ini adalah sistem standar yang mengeksekusi semua lapisan mesh model jaringan Zigbee:

Jaring Jaringan Zigbee

Sumber gambar:Sciencedirect

Cara Menghubungkan Modul Zigbee Dengan Arduino

Cara terbaik untuk menghubungkan modul Zigbee Anda dengan Arduino adalah dengan terlebih dahulu mengidentifikasi seri Zigbee yang Anda gunakan. Kami akan menggunakan modul Zigbee seri satu untuk artikel ini karena ini adalah opsi yang paling disukai untuk pemula.

Pertama, Anda perlu menyadari bahwa Anda bisa membuat modul Zigbee saling berjabat tangan jika modelnya sama.

Langkah

Jadi, untuk menghubungkan dua model Zigbee yang serupa ke Arduino, ikuti langkah-langkah berikut:

Langkah 1

Hubungkan modul pertama ke papan Arduino dan yang kedua ke PC, mikrokontroler, atau sensor. Setelah melakukan ini, konfigurasikan kedua modul Zigbee.

Berikut adalah langkah-langkah yang diperlukan untuk mengkonfigurasi modul Zigbee:

• Pertama, gunakan adaptor serial untuk menggabungkan dua modul Zigbee ke port serial PC.
• Selanjutnya, unduh aplikasi Putty jika Anda menggunakan OS Windows atau mendapatkan terminal virtual.
• Setelah itu, konfirmasikan bahwa Anda menginstal modul Zigbee dengan benar pada port serial PC Anda dengan pengaturan baud rate pada 8 bit data, bit satu atap, tanpa paritas, dan 9.600.
• Selanjutnya, pilih kotak Echo lokal dan “tekan OK.”
• Setelah itu, hemat waktu sesi.
• Kemudian, pada dasbor terminal virtual, cari tombol sambungkan dan klik.
• Hal berikutnya yang harus dilakukan adalah memberi nama sesi setelah terhubung dengan modul Zigbee.
• Pada tahap ini, koneksi Anda ke modul Zigbee telah selesai.
• Kemudian, Anda dapat mengonfigurasi modul menggunakan perintah AT.

Langkah 2 

Di sini, penting untuk diingat bahwa modul Anda harus memiliki antara 3,3 hingga 5 volt. Untungnya, Adaptor Adafruit XBee hadir dengan kedua voltase. Tetapi jika Anda tidak bisa mendapatkan adaptor, Anda harus puas dengan catu daya yang berbeda.

Koneksi Arduino ke modul Zigbee

Langkah 3

Pada gambar di atas, kita bisa melihat terminal RX dan TX dari Arduino dan Zigbee bergabung.

Langkah 4 

Setelah koneksi berhasil, Arduino mengirimkan kode instruksi atau pesan ke modul Zigbee pertama. Kemudian, Zigbee kedua mendapatkan serangkaian instruksi dari Zigbee pertama karena mereka berbagi alamat jaringan yang sama dan terhubung pada penyiapan.

Langkah 5

Selanjutnya, Zigbee kedua mengirim ulang instruksi dari Zigbee pertama ke Arduino melalui pin serial yang terhubung.

Langkah 6

Di bawah ini adalah baris kode untuk mengetik setelah berhasil bergabung dengan Arduino ke Modul melalui komunikasi pin serial:

Cara Menghubungkan Modul ZigBee ke Raspberry Pi

Anda dapat menghubungkan Raspberry Pi dengan dua modul Zigbee yang digabungkan.

Material dan komponen yang dibutuhkan

• Raspberry Pi 4
• Antena Kawat Zigbee 1mW- Seri satu (2)
• Dongle Penjelajah Zigbee (2)

Langkah

1. Pertama, pasangkan dua Zigbee Raspberry Pi 4 dengan baud rate yang sama menggunakan Software X-CTU.

2. Kemudian, gabungkan kedua Zigbee ke dongle USB dan gabungkan satu port USB ke Raspberry Pi.

3. Selanjutnya, sambungkan port USB lain ke PC.

4. Setelah itu, pasang driver FTDI di PC Anda untuk mendapatkan komunikasi USB.

5. Kemudian, bangun baud rate dan Hyperterminal sebelum memilih hubungan yang berkorelasi untuk komunikasi perangkat yang terhubung.

Aplikasi Modul Zigbee

• Robot dan remote nirkabel
• Perangkat jaringan nirkabel
• Otomasi pembangunan rumah (dikontrol secara nirkabel)
• Sensor suhu yang dikontrol secara nirkabel

Proyek modul Zigbee:Cara membuat jembatan Zigbee

Bahan yang Anda butuhkan

• Perangkat khusus Zigbee (seperti bohlam Osram, Philips Hue, sakelar Belkin, dll.)
• Dongle adaptor USB yang mendukung Zigbee (seperti CC2531)
• Raspberry Pi
• Aplikasi Zigbee2mqtt

Langkah

1. Pertama, jalankan aplikasi Zigbee2mqtt karena platipus menggunakannya di backend untuk berkomunikasi dengan dongle USB. Anda dapat mengikuti petunjuk di situs web tentang cara memulai OS Anda dan memeriksa perangkat yang didukung.

2. Setelah menginstal MQTT pada perangkat lokal Anda, periksa apakah sistem Anda memiliki server yang berjalan. Jika Anda menggunakan Raspbian, Ubuntu, atau Debian dan ingin mengubah ke Mosquitto, Anda dapat menggunakan kode di bawah ini:

Tangkapan layar kode 1

3. Selanjutnya, ketik kode di bawah ini untuk menginstal zigbee2mqtt

Tangkapan layar kode 2

4. Setelah itu, buat layanan sistem dengan mengetikkan baris kode berikutnya di bawah ini.

Tangkapan layar kode 3

5. Setelah menggosok baris kode di atas, Anda akan melihat file konfigurasi zigbee2mqtt. Biasanya memiliki opsi permit_join.

Jadi, Anda dapat mengatur pengaturan konfigurasi ini ke "TRUE" saat Anda menghubungkan peralatan Zigbee di tahap awal. Kemudian, ubah pengaturan konfigurasi ke "FALSE" untuk menghentikan perangkat khusus agar tidak bergabung dengan jaringan karena kesalahan. Menariknya, ini adalah sesuatu yang dapat Anda ubah kapan saja.

6. Segera setelah Anda berhasil memasangkan perangkat khusus Zigbee Anda ke jaringan baru, pastikan Anda menjalankan "permit_join." Anda dapat mencapai ini ketika Anda melakukan reset pabrik pada perangkat Anda. Dan pendekatan ini bekerja secara ketat pada perangkat terikat yang Anda gunakan. Anda dapat melakukan reset seperti lampu Philip Hue di aplikasi. Atau Anda dapat mengklik tombol sakelar sistem peredup dan menahannya selama minimal 10 detik. Perangkat Zigbee lain mungkin dilengkapi dengan tombol reset, tetapi semuanya masih tergantung pada merek yang Anda gunakan, seperti yang disebutkan sebelumnya.

7. Setelah Anda selesai menjalankan penyiapan dengan semua perangkat Zigbee yang terhubung ke jaringan mesh, Anda akan mulai melihat log seperti ini:

Tangkapan layar kode 4

8. Selanjutnya, melalui ekstensi MQTT dan HTTP, gunakan Zigbee untuk menjalankan Platypus dan Redis

Tangkapan layar kode 5

9. Ubah file kode berikut:

Dengan melakukan itu, Anda akan mengizinkan HTTPS dan Zigbee untuk berfungsi.

Tangkapan layar kode 6

10. Selanjutnya, mulailah menjalankan platipus atau memulai layanan sistemnya dengan membuka host-atau-IP (Zigbee IP) di browser baru. Di situlah Anda dapat memanipulasi dan membuat beberapa perubahan pada jaringan Anda.

11. Terakhir, komunikasikan permintaan melalui API default menggunakan kode Python, HTTP, atau sisi server platipus yang dikonfigurasi.

Tangkapan layar kode 7

Tangkapan layar kode 8

Tangkapan layar kode 9

FAQ

Mengapa ZigBee lebih baik daripada Bluetooth?

Dalam hal jangkauan yang luas, Zigbee lebih baik daripada Bluetooth. Namun dalam hal transfer data, Bluetooth lebih cepat daripada Zigbee.

Apakah ZigBee adalah modul Wi-Fi?

Tidak. Sebaliknya, Zigbee berbasis WPAN, teknologi yang berbeda dari modul Wi-Fi.

Mengapa modul ZigBee begitu mahal?

Harga modul Zigbee tergantung pada berbagai parameter. Tetapi Anda dapat mengharapkannya untuk mendapatkan $ 2 hingga $ 14,7 per modul. Selain itu, mereka biasanya mahal karena memiliki jejak memori yang besar dan protokol komputasi yang intens.

Apakah Raspberry Pi memiliki Zigbee?

Tidak. Tetapi RaspBee membantu mengubah Raspberry Pi menjadi gateway Zigbee universal karena faktor bentuknya yang kecil yang sesuai dengan sebagian besar housing Pi standar.

Bagaimana cara menggunakan Zigbee di Raspberry Pi?

Pertama, Anda perlu memasang dua ZigBee dengan menghubungkan satu ke port USB laptop. Kemudian, yang kedua harus berhubungan dengan port USB Raspberry Pi2.

Dapatkah Raspberry Pi menjadi hub Zigbee?

Ya, itu mungkin. Dan itu karena Zigbee kompatibel dengan Raspberry Pi.

Kata Akhir

Modul Zigbee adalah perangkat yang harus Anda pertimbangkan jika Anda berencana untuk mengirimkan data jarak jauh untuk menjangkau yang lebih jauh. Dan mereka biasanya memiliki aplikasi dengan kecepatan data rendah yang membutuhkan jaringan aman dan masa pakai baterai yang lama.

Jadi, apakah Anda ingin mendapatkan modul ini sebagai alat otomatisasi? Atau mungkin, Anda memiliki pertanyaan tentang topik ini? Kemudian, jangan ragu untuk menghubungi kami.