Z-wave

433 MHz-fjernstrømbrytersystemer er i bunn og grunn ment for enkel fjernstyring og ikke for store hjemmeautomasjonssystemer. Takket være innovative løsninger har bransjen klart å videreutvikle 433 MHz-fjernstrømbrytersystemene slik at de har blitt mye mer funksjonsrike enn tanken var i utgangspunktet. De sliter likevel fortsatt med problemer som skyldes grunnleggende begrensninger i teknologien. Kommunikasjonen i 433 MHz-systemer er strengt enveis, og trafikken sendes ukryptert. For brukere som vil bygge et virkelig kompetent fjernstyringssystem, er derfor Z-wave-teknologien bedre egnet.

Z-wave er opprinnelig en dansk oppfinnelse. Standarden utvikles i dag av Z-wave Alliance, en frittstående sammenslutning av selskaper. Siden 2020 har spesifikasjonen vært åpen, slik at flere produsenter enn Silicon Labs, som kjøpte Z-wave i 2018, kan lage Z-wave-kretser. Z-wave-standarden er laget for at ulike selskaper skal kunne utvikle hjemmeautomasjonsprodukter som fungerer med hverandre. Teknologien brukes i alt fra husholdningsapparater og garasjeporter til alarm- og overvåkingssystemer.

All Z-wave-kommunikasjon sendes trådløst etter faste regler. I teorien gjør det at alle Z-wave-produkter fungerer med hverandre. På grunn av ulike frekvensplaner brukes det likevel ulike og inkompatible kommunikasjonsfrekvenser i ulike markeder. Det gjør at amerikansk Z-wave-utstyr ikke kan brukes hos oss i Norden. I EU og Norge brukes 868 MHz til Z-wave-kommunikasjon, som er samme frekvens som brukes av mange trådløse alarmsystemer. Les mer om kompatibilitet lenger ned i dette kapittelet.

Oppbygningen av et Z-wave-nettverk minner mye om et datanettverk. Fjernstrømbrytere, fjernkontroller, detektorer og sensorer fungerer som noder. Selv om de kan kommunisere direkte med hverandre, gjør de det normalt via hjertet i systemet. Hjertet kalles kontroller og er en liten datamaskin som administratoren konfigurerer systemet fra. Det er også kontrolleren som tar seg av automatiseringen og får riktig ting til å skje til riktig tid.

Kommunikasjonen i et Z-wave-nettverk går via kontrolleren.

Kommunikasjonen i et Z-wave-nettverk er toveis. Det gjør at en fjernstrømbryter kan bekrefte at kommandoer har kommet fram. Kontrolleren vet dermed med sikkerhet at en fjernstrømbryter er slått på eller av. En Z-wave-fjernstrømbryter rapporterer også statusen sin til kontrolleren. Det gjør at kontrolleren får vite når en fjernstrømbryter slås på, selv om brukeren gjør det uten å involvere noen Z-wave-sender. Plug-in-fjernstrømbrytere har gjerne en knapp som gjør at brukeren kan slå på det tilkoblede apparatet direkte fra fjernstrømbryteren.

Kommunikasjonen i Z-wave-systemer er toveis.

Den toveis kommunikasjonen kan også brukes av Z-wave-tilbehør til å sende informasjon om for eksempel belastning og temperatur til kontrolleren.

En fjernstrømbryter med energimåler kan rapportere belastningen til kontrolleren.

Rekkevidden mellom kontrolleren og en Z-wave-node er bare litt lengre enn i 433 MHz-systemer. Signalet kan gå gjennom vegger, men jo flere hindringer det er på veien, desto kortere blir rekkevidden. Likevel kan Z-wave-nettverk dekke betydelig større hus. Det skyldes at Z-wave-nettverk bygges opp som såkalte mesh-nett. Det betyr at kontrolleren ikke trenger å snakke direkte med noden den vil nå fram til, men at nodene kan repetere signalet for hverandre. Kommandoer kan repeteres opptil fire ganger, noe som gjør at det trådløse signalet både kan komme seg forbi vanskelige hindringer og nå mye lenger enn én enkelt node klarer.

Z-wave-noder kan repetere signalet for hverandre.

Ikke alle Z-wave-noder støtter repetering av signalet. Tommelfingerregelen er at batteridrevne noder mangler støtte, mens nettdrevne noder har støtte.

Z-wave Long Range

Nyere Z-wave-produkter kan også støtte Z-wave Long Range. Der snakker hver enhet direkte med kontrolleren i stedet for at signalet repeteres via andre noder, og rekkevidden er betydelig lengre enn i vanlig Z-wave. Long Range har vært tilgjengelig i Europa siden 2025 og krever at både kontrolleren og enheten støtter det.

I et Z-wave-nettverk finnes det minst én kontroller. Den kalles primærkontroller og er vanligvis den eneste kontrolleren. Hvis Z-wave-nettverket, til tross for støtte for repetering, ikke dekker hele huset, kan flere kontrollere brukes. De ekstra kontrollerne kalles da sekundære og kopierer informasjonen fra primærkontrolleren.

Prosessen for å legge til Z-wave-produkter i et Z-wave-nettverk kalles inkludering. For å inkludere for eksempel en fjernstrømbryter starter administratoren med å sette kontrolleren i inkluderingsmodus. Deretter trykker han eller hun på en knapp på fjernstrømbryteren, slik at den og kontrolleren finner hverandre (noen ganger holder det at fjernstrømbryteren kobles til en stikkontakt). Totalt kan opptil 232 produkter inngå i et Z-wave-nettverk.

Når en fjernstrømbryter eller et annet Z-wave-produkt er inkludert i et Z-wave-nettverk, kan det ikke inkluderes i et annet. Det er derfor ekstra kontrollere må konfigureres som sekundære. For å kunne inkludere et allerede inkludert Z-wave-produkt i et annet Z-wave-nettverk må produktet først ekskluderes. Dette er viktig av sikkerhetshensyn, og det er en stor fordel sammenlignet med 433 MHz-fjernstrømbrytersystemene. I et 433 MHz-fjernstrømbrytersystem kan en ondsinnet person avlytte trafikken som sendes, og deretter selv sende egne kommandoer til komponentene. I et moderne Z-wave-nettverk er trafikken kryptert, slik at den ikke kan avlyttes. En ondsinnet person kan heller ikke sende egne kommandoer til komponentene i et Z-wave-nettverk, siden de bare kan styres av noe som befinner seg i samme Z-wave-nettverk.

Z-wave-fjernstrømbrytere skiller seg fra hverandre når det gjelder maksbelastning og funksjoner. Enklere fjernstrømbrytere tåler ofte maks. 1000 W, noe som gjør at de ikke kan brukes til for eksempel kaffetraktere, som normalt trekker mer. Mer avanserte modeller tåler mellom 2300 W og 3500 W.

De enkleste fjernstrømbryterne støtter bare av- og påslag av strøm. De mer avanserte modellene har flere innebygde funksjoner, for eksempel energimåler. Med en innebygd energimåler kan kontrolleren logge hvor mye strøm et tilkoblet apparat trekker, og regne det om til strømkostnad. Mange kontrollere kan også summere strømforbruket for et helt rom. I eksempelet nedenfor viser Fibaros Home Center-kontroller strømforbruket på kjøkkenet over et døgn. Der ser du to tydelige topper, som er når kaffetrakteren brukes.

Strømforbruket på kjøkkenet går fra 4 W til nesten 2 kW når kaffetrakteren starter.

Z-wave-produkter må sertifiseres. Sertifiseringsprosessen sikrer kompatibiliteten, slik at sluttbrukere kan stole på at Z-wave-produkter fra ulike produsenter er kompatible med hverandre. Det finnes likevel noen fallgruver som er viktige å kjenne til.

Sertifiserte Z-wave-produkter har den offisielle logoen.

Selv om alle Z-wave-produkter i bunn og grunn er kompatible, er det ikke alle kontrollere som fungerer med alt tilbehør. Kontrolleren må støtte den aktuelle typen tilbehør for at alt skal fungere. Z-wave kan brukes i nærmest uendelig mange sammenhenger, og selv om kontrolleren kan registrere alle Z-wave-kommandoer, er det ikke sikkert at den forstår hva den skal gjøre med informasjonen.

En fjernstrømbryter med av- og påslagsfunksjon er, sett fra et kompatibilitetsperspektiv, den mest grunnleggende typen Z-wave-tilbehør. Alle vanlige Z-wave-fjernstrømbrytere fungerer derfor med alle kontrollermodeller. En panelovnstermostat er en litt mindre vanlig type tilbehør. Hvis produsenten av Z-wave-kontrolleren ikke har lagt inn støtte for panelovnstermostater, kan kontrolleren heller ikke styre den. Den nøyaktige systemkompatibiliteten bør derfor undersøkes før du kjøper Z-wave-produkter.

Mye Z-wave-tilbehør har mer enn én funksjon. En detektor for dører og vinduer kan for eksempel inneholde en magnetkontakt, en lyssensor og en temperatursensor. En kontroller som er fullt kompatibel med den aktuelle detektoren, kan motta og tolke alle tre signalene (døråpninger, lysnivå og temperatur). En annen kontroller som bare er delvis kompatibel med detektoren, forstår bare informasjonen om døråpninger.

Z-wave Plus var en videreutvikling av standarden som forbedret batteritiden med 50 %, rekkevidden med 67 % og båndbredden med 250 % sammenlignet med tidligere Z-wave¹. Z-wave Plus forbedret også noen punkter i standarden for å løse problemer som hadde oppstått eller vist seg i løpet av det første tiåret Z-wave ble brukt i virkelige situasjoner. For det første standardiserer Z-wave Plus hvordan programvaren i Z-wave-tilbehør skal kunne oppdateres. For det andre forbedrer Z-wave Plus definisjonene av hvordan Z-wave-produkter skal oppføre seg, noe som forenkler for sluttbrukerne. Siden den gang har nyere generasjoner Z-wave-kretser gitt ytterligere forbedringer, først og fremst lengre batteritid og rekkevidde, men de bygger på samme grunnlag.

Logoen for Z-wave Plus

Z-wave Plus-standarden er fullt bakoverkompatibel. Det gjør det mulig å blande Z-wave- og Z-wave Plus-produkter (selv om du da ikke får utnyttet alle fordelene med Plus-versjonen).

Z-wave og Matter

Z-wave og Matter er to ulike standarder, og et Z-wave-tilbehør snakker ikke Matter. Mange kontrollere kan likevel gjøre Z-wave-tilbehør tilgjengelig i Matter-systemer, en funksjon som ofte kalles Matter Bridge. Det går altså an å beholde et eksisterende Z-wave-nettverk og samtidig bruke Matter-produkter i samme hjem.

En forskjell som er god å kjenne til, er frekvensen. Z-wave bruker et eget frekvensbånd, mens Matter-produkter kommuniserer over wifi eller Thread på 2,4 GHz. Z-wave verken forstyrrer eller forstyrres derfor av wifi i hjemmet. Du finner sortimentet vårt under tilbehør til Z-wave.

En vanlig feil når man bygger et smart hjem, er å gjøre hjemmet automatisert på bekostning av brukervennligheten. Det er selvsagt praktisk å kunne slå på lys med mobilen, men det er utvilsomt også praktisk å kunne slå dem på med bryterne på veggen. Det er derfor lurt å bruke de eksisterende bryterne som fjernkontroller.

Ved hjelp av en Z-wave-modul kan en vanlig bryter integreres i et Z-wave-system. Det er praktisk for for eksempel en taklampe som styres med en eksisterende, veggmontert bryter. Ved å montere en Z-wave-modul i boksen bak bryteren kan taklampen slås av og på via Z-wave-kontrolleren (og dermed også med f.eks. en mobil eller en bevegelsesdetektor). Bryteren beholder sin opprinnelige funksjon, så taklampen kan slås av og på akkurat som før. Resten av Z-wave-systemet kan også dra nytte av bryteren. Ved hjelp av en såkalt scene (som konfigureres i kontrolleren) kan én eller flere støpselkoblede fjernstrømbrytere slås av og på sammen med taklampen. Funksjonen kan også inverteres, slik at en liten nattlampe tennes når taklampen slukkes, og omvendt.

Z-wave-moduler gjør at vanlige brytere kan brukes som fjernkontroller.

Z-wave-moduler finnes både for enkeltbrytere og for brytere med to knapper (krone- eller seriebrytere). Via kontrolleren kan de fleste moduler også tilpasses etter om de sitter bak en fjærende eller en ikke-fjærende bryter.

For å kunne koble til en Z-wave-modul bak en bryter må nøytralleder være trukket fram. Dessverre er den ikke alltid det. Siden Z-wave-modulen skal kunne sende og motta kommandoer, må den få strøm fra et sted, og da trengs både fase og nøytral. Oppe ved selve taklampen finnes det en nøytralleder, så det går an å få trukket fram en nøytralleder i etterkant.

På samme måte som det finnes brytermoduler for fast installasjon, finnes det også dimmermoduler. For å få dimmerfunksjon kreves det likevel en viss endring av installasjonen. En dimmermodul kan nemlig ikke styres med en vanlig dreiedimmer. Den eksisterende dimmeren må derfor byttes ut med en tradisjonell av/på-bryter. En fjærende bryter anbefales.

Obs! Installasjon av moduler bak brytere regnes som fast installasjon og skal utføres av autorisert elektriker. Hvis nøytralleder er trukket fram, er det en rask og enkel jobb for elektrikeren. Hvis nøytralleder mangler, tar installasjonen lengre tid.

Måten man automatiserer Z-wave-systemer på, kalles scener. Scener beskriver hva som skal skje blant annet på bestemte tidspunkter og ved bestemte detektorstatuser. En scene kan for eksempel være det som skal skje om morgenen. I stedet for at bare vekkerklokken ringer, kan en hel scene spilles av. Scenen kan bestå av flere deler, for eksempel: klokkeradioen starter, kaffetrakteren lager kaffe, taklampen begynner å lyse og gardinene går opp.

Hvordan scener bygges opp, varierer mellom ulike kontrollermodeller. Grunnprinsippet er likevel det samme: hvis et antall vilkår er oppfylt, skal et antall handlinger skje. Det er samme «if-then-prinsipp» som brukes i programmering.

Et enkelt og tydelig eksempel er følgende scene, som slår på lyset i gangen når inngangsdøren åpnes. Vilkåret er om inngangsdøren er åpen. Handlingen er å slå på lyset i gangen.

hvis (INNGANGSDØR er ÅPEN) skal {
(GANGLYS være PÅ)
}

Kodesnutten over er ikke ekte programkode, bare en annen måte å formulere scenen med ord på. På samme måte kan morgenscenen skrives slik:

hvis (KLOKKEN er 06.00) skal {
(KLOKKERADIO være PÅ) og
(KAFFETRAKTER være PÅ) og
(SOVEROMSTAKLAMPE være PÅ) og
(SOVEROMSGARDINER være OPPE)
}

I funksjonsrike kontrollere går det an å bygge scener som er betydelig mer avanserte enn de som er beskrevet over. Ved å bruke flere såkalte logiske operatorer kan du skrive en scene som slår på kaffetrakteren alle hverdager rundt klokken seks, bortsett fra på fredager, da den slås på en time senere. Prinsippkoden for en slik scene ser slik ut:

hvis ((KLOKKEN er 06.00) og ((DAG er MANDAG) eller (DAG er TIRSDAG) eller (DAG er ONSDAG) eller (DAG er TORSDAG))) eller ((KLOKKEN er 07.00) og (DAG er FREDAG)) skal {
(KAFFETRAKTER være PÅ)
}

Obs! Ikke alle kaffetraktere egner seg til å automatiseres. Av brannsikkerhetshensyn må kaffetrakteren ha en sikkerhetsfunksjon som hindrer at den starter uten vann. Ellers er det en risiko for at du en kveld glemmer å fylle vann og kaffe på kaffetrakteren, noe som uten en slik sikkerhetsfunksjon kan føre til brann når systemet slår den på.

1. Z-wave Alliance (2015). Z-wave Plus Certification. Informasjonsside hentet 2015-07-08.

Hvordan Virker Det?-forfatterne

Denne artikkelen ble opprinnelig skrevet av forfatterne av boken Hvordan Virker Det?, og har siden blitt oppdatert og tilpasset for nett.

hurfunkardet@kjell.com

Gjennomgått og oppdatert av:

Linus Logren

Produktspesialist og smarthjem-entusiast

hurfunkardet@kjell.com