Use Zigbee2MQTT for Linux in Ubuntu

---

Zigbee2MQTT คืออะไร

     Zigbee2MQTT เป็นเสมือนตัวกลางในการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ ZigBee และ Protocal MQTT โดยมีอุปกรณ์ประเภท ZigBee Coordinator - USB Adapter / Dongle เป็นอุปกรณ์ที่ทำให้คอมพิวเตอร์สามารถสื่อสารได้

---

ZigBee USB Adapters

     เป็นอุปกรณ์ที่ใช้เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ Zigbee เข้ากับคอมพิวเตอร์ โดยบทความนี้จะยกตัวอย่างการใช้งานกับ CC2531 USB Dongle

รูปภาพ CC2531 USB Dongle

---

การติดตั้ง Zigbee2MQTT สำหรับ Ubuntu ใน VirtualBox

1. การที่ต้องการติดตั้ง Zigbee2MQTT เข้ากับ Virtual Machine ต้องทำให้ Virtual Machine เข้าถึง USB ในเครื่อง Host

2. ก่อนการติดตั้ง Zigbee2MQTT จำเป็นต้องติดตั้ง NodeJS ก่อน โดยมีคำสั่งในการติดตั้งดังนี้

  $ sudo apt install -y curl
  $ curl -fsSL https://deb.nodesource.com/setup_16.x | sudo -E bash -
  $ sudo apt install -y nodejs

3. ขั้นตอนการติดตั้ง Zigbee2MQTT โดยมีคำสั่งในการติดตั้งดังนี้

  # Clone the Zigbee2MQTT repository.
  $ git clone https://github.com/Koenkk/zigbee2mqtt.git

  # Move the zigbee2mqtt directory to /opt
  $ sudo mv zigbee2mqtt /opt

  # Change the owner of the /opt/zigbee2mqtt directory.
  $ sudo chown -R $USER:$USER /opt/zigbee2mqtt

  # Change the current directory to '/opt/zigbee2mqtt'.
  $ cd /opt/zigbee2mqtt

  # Install package dependencies
  $ npm ci

4. จากนั้นก่อนเริ่มต้นการทำงานของ Zigbee2MQTT ให้สร้างและเปิดไฟล์ data/configuration.yaml ภายใน Directory /opt/zigbee2mqtt เพื่อตั้งค่าการใช้งานสำหรับ Zigbee2MQTT

  $ nano data/configuration.yaml

เขียนข้อความต่อไปนี้ในไฟล์

homeassistant: false
permit_join: true
mqtt:
  base_topic: zigbee2mqtt
  ## specify the IP address or hostname of your MQTT broker
  server: 'mqtt://localhost:1883'
  #user: xxxx
  #password: xxxx
serial:
  ## specify the serial COM port (e.g. /dev/ttyACM0, /dev/ttyUSB0)
  port: /dev/ttyACM0
advanced:
  ## specify the ZigBee channel number
  channel: 15
frontend:
  ## enable Web front-end for Zigbee2MQTT on port 8080
  port: 8080

5. ทำคำสั่งต่อไปนี้เพื่อเพิ่มชื่อผู้ใช้ให้มีสิทธิ๋เข้าถึงอุปกรณ์ที่เป็น Serial Port

  # Add the current user to the 'dialout' group
  $ sudo usermod -a -G dialout $USER

6. ลองทำคำสั่งต่อไปนี้เพื่อเริ่มทำงาน

  # Start ZigBee2MQTT 
  $ npm start

รูปภาพเมื่อเริ่มทำงานเรียบร้อย

---

การทดลองเชื่่อมต่ออุปกรณ์ Zigbee เข้ากับ Zigbee Network

• การเชื่อมต่ออุปกรณ์ Zigbee ส่วนมากจะใช้การกดปุ่มด้านข้างอุปกรณ์ค้างไว้ประมาณ 5 วินาที ซึ่งจะมีสถานะบอกใน Terminal เมื่อมีอุปกรณ์เชื่อมต่อ

• โดยข้อมูลจากอุปกรณ์ Zigbee จะส่งมาในรูปของไฟล์ .json

• จากนั้นลองเปิด Browser ที่เป็นหน้า Front End ของ Zigbee2MQTT ที่ลิงค์ localhost:8080 หรือ IP Address ของเครื่อง : Port 8080 เพื่อดูสถานะต่างๆของอุปกรณ์ Zigbee ที่วัดได้

---

การทดลองนำข้อมูลที่ได้จากอุปกรณ์ Zigbee มาแสดงผลที่ Node-red Dashboard

     การนำอุปกรณ์ Zigbee โดยในบทความนี้จะใช้อุปกรณ์ที่สามารถวัดค่าความสว่างให้แสดงผลที่ Node-red Dashboard โดยที่ Node-red Dashboard เป็น UI ในการแสดงผลต่างๆเบื้องต้น โดยมีขั้นตอนในการติดต้ั้งดังนี้

1. ไปที่หน้าต่างแสดงผลของ Node-red จากนั้นไปที่แถบ 3 แถบด้านขวาบน Manage pllette > Palette > Install จากนั้นพิมพ์ชื่อโมดูล node-red-dashboard แล้วกด install-red

2. เมื่อติดตั้งเสร็จ หน้าต่างแสดงผลจะอยู่ที่ localhost:1880/ui

3. โดยตัวอย่าง Flow จะมีลักษณะตามรูปด้านล่าง

4. การ Configure โหนด MQTT Subscribe ตามรูปด้านล่าง

5. การ Configure โหนด Function ที่ทำหน้าที่แปลงข้อมูลที่เป็น json ให้กลายเป็นข้อมูลภายในไฟล์ json

msg.payload = msg.payload.illuminance_lux
return msg;

6. การ Configure โหนด Gauge ให้รับค่ามาแสดงผล

7. ผลลัพธ์ที่ได้จากการทำงาน

โค้ด Flow การทำงานในไฟล์ json

[
    {
        "id": "fc0e24ce8c0e468f",
        "type": "tab",
        "label": "Flow 1",
        "disabled": false,
        "info": "",
        "env": []
    },
    {
        "id": "a461a0248c86f96d",
        "type": "mqtt in",
        "z": "fc0e24ce8c0e468f",
        "name": "Subscriber",
        "topic": "zigbee2mqtt",
        "qos": "2",
        "datatype": "auto-detect",
        "broker": "373c28f3ff7a7b84",
        "nl": false,
        "rap": true,
        "rh": 0,
        "inputs": 0,
        "x": 240,
        "y": 340,
        "wires": [
            [
                "1f5f03c1a582343d"
            ]
        ]
    },
    {
        "id": "1f5f03c1a582343d",
        "type": "function",
        "z": "fc0e24ce8c0e468f",
        "name": "json to guage",
        "func": "msg.payload = msg.payload.illuminance_lux;\nreturn msg;",
        "outputs": 1,
        "noerr": 0,
        "initialize": "",
        "finalize": "",
        "libs": [],
        "x": 480,
        "y": 340,
        "wires": [
            [
                "c2de2a025b732fb4"
            ]
        ]
    },
    {
        "id": "c2de2a025b732fb4",
        "type": "ui_gauge",
        "z": "fc0e24ce8c0e468f",
        "name": "",
        "group": "aa9e992a3df8f0e6",
        "order": 0,
        "width": 0,
        "height": 0,
        "gtype": "gage",
        "title": "Illuminance Lux",
        "label": "lux",
        "format": "",
        "min": 0,
        "max": "1000",
        "colors": [
            "#00b500",
            "#e6e600",
            "#ca3838"
        ],
        "seg1": "",
        "seg2": "",
        "className": "",
        "x": 740,
        "y": 340,
        "wires": []
    },
    {
        "id": "373c28f3ff7a7b84",
        "type": "mqtt-broker",
        "name": "Mosquitto",
        "broker": "localhost",
        "port": "1883",
        "clientid": "nodered_demo",
        "autoConnect": true,
        "usetls": false,
        "protocolVersion": "4",
        "keepalive": "60",
        "cleansession": true,
        "birthTopic": "",
        "birthQos": "0",
        "birthPayload": "",
        "birthMsg": {},
        "closeTopic": "",
        "closeQos": "0",
        "closePayload": "",
        "closeMsg": {},
        "willTopic": "",
        "willQos": "0",
        "willPayload": "",
        "willMsg": {},
        "userProps": "",
        "sessionExpiry": ""
    },
    {
        "id": "aa9e992a3df8f0e6",
        "type": "ui_group",
        "name": "Illuminance",
        "tab": "3337181993a23654",
        "order": 1,
        "disp": true,
        "width": "6",
        "collapse": false,
        "className": ""
    },
    {
        "id": "3337181993a23654",
        "type": "ui_tab",
        "name": "Home",
        "icon": "dashboard",
        "disabled": false,
        "hidden": false
    }
]

» Homepage