Amazon Echo Dot hat kein ZigBee

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Amazon Echo ist für viele der Einstieg in das Smart Home. Die Lautsprecher sind in der Lage, zahlreiche kompatible Geräte per Sprachbefehl zu steuern. Möglich macht das normalerweise ein separates Steuergerät, der sogenannte Smart Home Hub.

Die meisten Amazon Echo Geräte sind mit einem ZigBee Hub ausgestattet, der genau diese Steuerung unterstützt. ZigBee ist ein energiearmer Funkstandard für das Smart Home. Der Echo Dot* kommt allerdings ohne ZigBee. Mögliche Alternativen zu ZigBee sind Z-Wave, EnOcean und endiio.

Wie genau ZigBee arbeitet, warum manchmal ein Gateway zum Hub benötigt wird und was die Alternativen zu ZigBee können, erklären wir im Detail.

Die beliebtesten Amazon Echo Geräte mit ZigBee sind der Echo Show 10* und der Echo 4th Gen*.

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Inhaltsverzeichnis

Amazon Echo ist der Anfang von Smart Home

Smart Home bedeutet, dass verschiedene Bereiche in Haus, Wohnung und Außenbereich über eine smarte Steuerzentrale verwaltet werden. Geräte werden nach Programmierung oder nach Bedarf ein- und ausgeschaltet. Die Einrichtung einer solchen Steuerzentrale ist mit etwas Aufwand verbunden.

Wird allerdings ein Gerät wie ein Amazon Echo selbst zur Steuerzentrale, ist die Hemmschwelle niedrig: Die Geräte sind vertraut und einfach zu bedienen. Ist der smarte Lautsprecher von Amazon dann auch noch mit einem ZigBee Hub ausgestattet, können noch mehr Geräte damit verbunden und angesteuert werden. Wasser- und Rauchmelder sind nur zwei Beispiele dafür.

Zahlreiche Geräte der Amazon Echo Produktlinie sind bereits mit einem ZigBee Hub ausgestattet. Dabei ist Amazon keineswegs der Erfinder von ZigBee. Das drahtlose Mesh-Netzwerk wurde von der ZigBee-Alliance entwickelt, die schon 2022 gegründet wurde. Die Allianz besteht bis heute, mehr als 230 Unternehmen sind Mitglied.

Kurzes Glossar: Um was genau geht es da eigentlich?

Funkstandard: ZigBee ist ein sogenannter Funkstandard. Auch Bluetooth und WLAN sind solche Funkstandards. Es geht also bei diesem Begriff nur darum, wie kompatible Smart Home Geräte untereinander kommunizieren. ZigBee hat einen sehr geringen Energieverbrauch im Vergleich mit anderen Funkstandards.
Gateway: Gateway, Hub und Steuerzentrale meint das Gleiche. Es geht hier um das Herzstück des Smart Home Systems, also das Gerät, dass die Koordination der Kommunikation der Komponenten übernimmt. Nutzt Du bei allen Geräten ZigBee als Funkstandard, brauchst Du ein Gateway, um beispielsweise Routinen zu erstellen.
Einsatzbereich: Gateways sind häufig auch das Kernstück von smarten Lichtsystemen. Ein Smart Speaker, und das sind die Geräte der Echo Produktlinie, ist in der Regel der Allrounder, der Dir beim Aufbau eines über Alexa steuerbaren Smart Homes hilft.

ZigBee: Was ist das genau?

Die erste ZigBee- Spezifikation kam schon 2004 auf den Markt, heute ist sie unter der Bezeichnung „ZigBee 2004“ bekannt und gilt als veraltet. Eine erste komplett überarbeitete Version kam 2006 auf den Markt, 2007 war dann ZigBee Pro erhältlich. Diese etwas veränderte Version richtet sich an Anwendungen, die mit wenig Datenrate und einem minimierten Energieverbrauch haushalten müssen.

Im November 2015 wurde ein Sicherheitsproblem entdeckt, dass die Weiterentwicklung 1.2.1 entschärfte. Und im Dezember 2016 stellte am für die Protokollversion 3.0 insgesamt 20 Zertifizierungen für acht Hersteller aus. Das sollte die Vereinheitlichen um Bereich IoT forcieren. Die Zusammenarbeit erlaubte nun, sowohl intelligente Heizkörperthermostate als auch smarte Beleuchtungssystem und Jalousien über ZigBee zu steuern.

Genau genommen handelt es sich bei ZigBee um ein Framework für Funknetze. Aufgebaut auf dem Standard IEEE 802.15.4, erweitert ZigBee die Funktionalität des Standards durch Routing und sicheren Schlüsselaustausch. Die weiteren Details sind extrem technisch, daher werden sie an dieser Stelle ignoriert.

Wichtig zu wissen: Die Spezifikation ermöglicht dem Entwickler drei verschiedene Geräte, sogenannte ZigBee Devices. Zwischen diesen Geräten wird das WPAN, also das Wireless Personal Area Network aufgebaut. Die Geräte können drei verschiedene Rollen haben:

Endgerät: Das sind Steuerungs- oder Sensormodule. Sie sind in der Regel batteriebetrieben und brauchen nicht alle Funktionen der ZigBee-Spezifikation. Diese Geräte sind nicht am Routing des Netzwerks beteiligt, sondern melden sich bei einem Router der eigenen Wahl an, um dem ZigBee-Netzwerk beizutreten.
Router: Die Router sind für das Routing der Datenpakete durch das Netzwerk zuständig. Deshalb brauchen sie einen größeren Funktionsumfang und mehr Hardwareressourcen.
Koordinator: Dieses Gerät startet das Netzwerk mit vorher festgelegten Parametern. Erst nach dem Start übernimmt der Koordinator die Aufgaben des ZigBee-Routers.

Welche Geräte kann ZigBee verbinden und steuern?

Heim- und Gebäudeautomatisierung gehört zu den typischen Anwendungen von ZigBee. Der Funkstandard wird von Unterhaltungselektronik genutzt, von Computer-Peripherie und Funkmelder, aber auch von Waschmaschinen und Kaffeeautomaten. Licht, Steckdosen, Bewegungsmelder und Thermostate sind typische Kandidaten für ZigBee. Gerade auf dem Gebiet der Heimautomatisierung hat ZigBee direkte Konkurrenz.

Anders ausgedrückt: Es gibt zahlreiche Alternativen zu ZigBee. Neben Z-Wave ist das EnOcean. ZigBee wird immer noch weiterentwickelt. Das erledigt de facto jetzt das Projekt Matter (Standard), geleitet von der Connectivity Standards Alliance (CSA, früher ZigBee Alliance).

Amazon hat die Geräte der Echo Produktlinie mit einem ZigBee Hub ausgestattet, aber nicht alle Geräte. Der Echo Dot gehört als „Kleiner“ der Produktlinie zu den Geräten, die nicht mit ZigBee geliefert werden. Das ist allerdings nicht weiter schlimm. Denn ZigBee hat nicht nur Vorteile:

ZigBee ersetzt in den Echo-Geräten keinen Smart Home System Hub. Auch wenn es verlockend ist, das Echo-Gerät als Steuerzentrale für beispielsweise ein smartes Lichtsystem zu verwenden, gibt es doch starke Funktionseinschränkungen.
ZigBee ist zwar erweiterbar. Trotzdem lassen sich nicht alle ZigBee-unterstützenden Geräte einfach mit einem Amazon Echo Lautsprecher verbinden, nur weil der einen ZigBee Hub besitzt. Denn die Geräte müssen dann zusätzlich Alexa-kompatibel sein. Bewegungsmelder und Thermostate beispielsweise sind zwar mehr oder weniger kompatibel, funktionieren aber nur sehr unzuverlässig.
Die Auswahl an Produkten, die wirklich ohne Steuerzentrale nur mit einem Echo-Gerät und ZigBee auskommen, ist gering.

So sieht die Arbeit mit ZigBee in der Praxis aus

Ist der ZigBee Hub im Echo Gerät integriert, ist die Anwendung natürlich niedrigschwellig. Angst vor komplexen Einrichtungen brauchst Du also nicht zu haben. Die Smart Home Geräte verbinden sich einfach und schnell mit dem Echo Gerät.

Versetze Dein Smart Home Gerät erst einmal in den Kopplungsmodus. Dann gibst Du per Alexa den Befehl, Geräte zu suchen. Das tut der Echo dann auch 45 Sekunden lang. Das Gerät muss im Anschluss einem Raum oder einer Gruppe zugeordnet werden. Ist das geschehen, kannst Du die Geräte auch schon per Alexa und Zuruf steuern.

Der nächste Schritt ist das Einrichten von Routinen. Auch das funktioniert über Alexa. Hinsichtlich der Programmierung handelt es sich bei Routinen um Wenn-Dann-Regeln, also eine einfache Sache. Wähle als Erstes einen Namen für die neue Routine, der eindeutig ist. Dann gibst Du die Wenn-Regel ein (meist ein Aktivierungswort). Eine mögliche Lösung: Auf den Zuruf „Guten Morgen!“ geht das Licht an, der Wecker aus und die Jalousie hoch.

Was genau auf den Zuruf passiert, das ist in der sogenannten Dann-Aktion definiert. Du gibst also an, was auf Dein Kommando hin geschehen soll. Möglichkeiten sind:

Ein Kalendereintrag wird erstellt.
Geräte wie Radio oder TV werden gesteuert.
Amazon Skills werden aktiviert.
Das Licht wird ein- oder ausgeschaltet.

Soll die Aktion nicht sofort, sondern mit einer zeitlichen Verzögerung stattfinden, lässt sich auch das einrichten, nämlich über die Funktion „Warten“. Generell sind die Routinen eine feine Sache, denn sie bieten ganz viele Möglichkeiten. Allerdings braucht es dafür nicht unbedingt den ZigBee Hub zum Amazonsystem. Denn ganz viele Systeme lassen sich auch über einen einfachen Skill mit Alexa verbinden!

Alternativen zu ZigBee hast Du schon zu Hause!

ZigBee ist erst einmal einfach nur ein Funkstandard. Und genau davon hast Du schon mehrere zu Hause. Du hast mit Sicherheit WLAN, das ist ein Funkstandard. Damit hast Du Deinen Computer mit der Peripherie (Drucker, Scanner, Kameras, Smartphone) verbunden.

Außerdem nutzt Du vermutlich Bluetooth. Das ist ein Funkstandard, der in erster Linie für sogenannte Wearables und für Unterhaltungselektronik genutzt wird.

Im Bereich Smarthome sind vor allem Z-Wave und EnOcean noch wichtig. Die kommen für Sensoren und Leuchtmittel sowie für Schalter in Frage. Aber welcher Standard kann nun was?

WLAN

WLAN funkt mit 1.000 bis 1.300 Mbit/s und hat eine Reichweite von 50 Metern. Das funktioniert im Bereich von 2,4 bis 2,4835 GHz und bei 5,0 bis 5,7 GHz. Der Energieverbrauch ist hoch. Derzeit ist der WLAN-Standard WiFi 5 in Gebrauch. WLAN ist tausendmal schneller als ZigBee und hat die fünffache Reichweite, braucht aber auch viel Strom.

Bluetooth

Bluetooth 5.0 Low Energy überträgt 1 – 3 Mbit/s bei einer Reichweite von maximal 10 Metern. Die Frequenz liegt bei 2,4 bis 2,483 MHz, der Energieverbrauch ist niedrig. Die Datenübertragungsrate ist höher als bei ZigBee, die Reichweite allerdings geringer. Willst Du Sensoren in verschiedenen Räumen verbinden, reicht Bluetooth für eine zuverlässige Verbindung nicht aus.

Z-Wave

Z-Wave überträgt nur 9,6 bis 40 Kbit/s, aber das über Distanzen von bis zu 30 Metern. Der Standard nutzt die Frequenz 868 MHz. Der Energiebedarf ist niedrig bei diesem Hauptkonkurrenten von ZigBee. Z-Wave ist hochgradig kompatibel und hat aufgrund der Mesh-Netzwerke eine hohe Reichweite. Allerdings handelt es sich nicht um einen Open Source Standard, das US-Unternehmen Silicon Labs besitzt die Rechte dieser Technologie. Hersteller sind deshalb nicht imstande, das Protokoll anzupassen.

EnOcean

EnOcean funkt 125 Kbit/s über Distanzen von bis zu 30 Metern. Auch EnOcean nutzt die Frequenz 868 MHz und hat einen noch niedrigeren Energieverbrauch. EnOcean wird überwiegend bei ulta-energiearmen Sensoren eingesetzt, die selbst durch Temperaturunterschiede und Bewegungen Strom generieren. Deshalb kommen die Sensoren ohne Batterien aus und benötigen auch keine externe Stromquelle.

Wichtig zu wissen: ZigBee 3.0 unterstützt diese Funktion mit der Spezifikation Green Power ebenfalls. EnOcean ist nicht so weit verbreitet.

Es gibt also durchaus einige Möglichkeiten, Smart Home Geräte und insbesondere den Amazon Echo Dot auch ohne ZigBee zu nutzen. De facto stehen Dir mit Bluetooth und WLAN schon zwei Möglichkeiten zur Verfügung. Allerdings wird es schwierig, den Echo Dot als Steuerungszentrale für das Smart Home einzusetzen.

Fazit: ZigBee ist praktisch, aber es geht auch ohne!

Es ist natürlich eine praktische Angelegenheit, wenn Amazon seine Echo Geräte mit einem ZigBee Hub ausstattet und Dir so den Einstieg ins Smart Home ermöglicht. Dank Alexa sind Routinen schnell eingerichtet, die Bedienung ist einfach. Aber Du musst nicht auf diesen Komfort verzichten, nur weil der Echo Dot keinen integrierten ZigBee Hub hat.

Viele Anwendungen des Smart Homes kannst Du auch über Alexa Skills steuern. Du kannst andere Standards als ZigBee nutzen, es stehen genug davon zur Verfügung. Der Echo Dot bindet beispielsweise WLAN- und Bluetooth-Geräte direkt an. Damit stehen Dir hohe Datenübertragungsraten bei einer tollen Reichweite (WLAN) zur Verfügung!

Achtung: Bitte beachte bei der Installation elektronischer Geräte unbedingt auf die Sicherheitshinweise des Herstellers. Um deine Sicherheit musst du dich selber kümmern. Die Informationen auf dieser Seite unterstützen dich lediglich beim Lernen.

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Amazon Echo Dot hat kein ZigBee – die Alternativen