Smarte WLAN – Geräte
Smarte WLAN – Geräte
Es gibt inzwischen eine große Vielzahl von ihnen: Smarte WLAN – Geräte. Smarte LED-Birnen, fertige WLAN Stehlampen oder Nachttischlampen, WLAN – Schalter, Steckdosen von unzähligen (meist chinesischen) Herstellern überschwemmen den Markt zu einem relativ günstigen Preis.
Kann man diese Geräte problemlos einsetzen? Was sind die Risiken? Gibt es Alternativen?
Fazit
WLAN – Geräte sollte man möglichst vermeiden, da diese das Hausnetz kompromittieren. Besser ist es man setzt trotz höherem Preis auf alternative Geräte mit ZigBee oder BidCos Funk-Standard um die Sicherheit, Funktionalität und niedrige Kosten zu wahren.
Wie funktionieren Smarte WLAN – Geräte?
Egal ob Lampe, Birne, Schalter oder Steckdose – das Prinzip ist immer das Selbe:
Ein Gerät mit einem kleinen Computer und WLAN – Chip schaltet etwas, das kann ein LED oder auch ein Strom-Relais sein. Der Schaltimpuls kommt von dem kleinen Computer. Ja, die Glühbirne hat einen kleinen Computer, auf dem ein Betriebssystem (in der Regel Linux) läuft, das hochgefahren wird, wenn Strom vorhanden ist. Also, dieser Comupter schaltet das LED oder das Relais. Die Steuerbefehle bekommt der Computer von dem WLAN – Chip, über eine definierte (und im idealfall dokumentierte) Schnittstelle. Die Schnittstelle kommuniziert mit einem Server im Internet, auf dem über einen Benutzeraccount zwischen App auf dem Smartphone und dem WLAN – Gerät vermittelt wird.
Der Weg des Schaltbefehls ist also:
Smartphone App -> Server -> WLAN – Gerät
Die App ist von dem Hersteller des WLAN – Gerätes für seine Geräte programmiert. Das heißt, daß man pro Hersteller eine eigene App braucht.
Zusätzlich gibt es heutzutage meistens auch einen Skill für Amazons Alexa um dann über Echo (Dot) die Geräte auch steuern zu können.
Kritikpunkte
Bei WLAN – Geräten gibt es einige Kritikpunkte, wegen denen man diese Geräte aus meiner Sicht am Besten vermeidet. Grob will ich diese Kritikpunkte hier erläutern.
Sicherheitsbedenken
Hier ist ein unbekanntes Gerät im Hausnetz. Ein Gerät ohne Bildschirm, von dem man nicht weiß, was es macht. Unauffällig hängt es an der Decke oder der Wand oder steht in einer Ecke und macht seine Arbeit. Aber was macht es außerdem? Theoretisch (und erwiesenermaßen in einigen Fällen auch in der Praxis) kann dieses Gerät alles mitschneiden, was im Hausnetz geschieht und auf die Server des Herstellers übertragen. Das Gerät kann auch eine sogenannte „Man in the middle“ – Attacke fahren, das heißt, es stellt sich zwischen das Smartphone/den Computer und das Ziel (z.B. Facebook, Twitter, das Online-Banking, Amazon, Ebay) und läßt alles über sich laufen. Es kann z.B. beim Online-Banking anhängen „und überweise 10.000 Euro an folgendes Konto“ oder bei Amazon ergänzen „und kaufe folgende Sachen und schicke sie an XYZ“.
Der Server kann, sofern die Software des Gerätes das zuläßt (was ja in der Hand des Herstellers liegt), sogar über das Gerät selbst in dem Netzwerk arbeiten und hier das Gerät als Plattform von der aus er arbeitet verwenden.
Wichtig ist hier zu beachten, daß ausländische Gerätehersteller nicht an die EU-Gesetze gebunden sind und hier Datenschutz oft sehr anders definiert ist. Gerade in China ist hier sehr viel erlaubt, was bei uns verboten ist. Und der Standort des Servers regelt, welches Gesetz angewandt wird.
Funktionalitätseinschränkungen
Hier gibt es zwei Punkte, die zu beachten sind. Einmal betrifft es die Leistung des Hausnetzes, einmal die Leistung des Gerätes selbst.
Performance des Hausnetzes
Wie Du vielleicht bereits im Artikel „LAN vs. W-LAN vs. P-LAN“ gelesen hast, ist die Leistung des WLANs umso schlechter, je mehr Geräte im WLAN sind. Die Gesamtübertragungsrate des WLANs geteilt durch die Anzahl der Geräte gibt die Datenübertragunsrate. Dabei
geht es im Wesentlichen nach verbundenen Geräten und nicht nach der tatsächlichen Datennutzung (Gute Router können die Bandbreite je nach genutzter Datenmenge verschieben, aber die Auswirkungen sind nicht so groß).
Wenn Du jetzt ein WLAN mit 660Mbit/s an Netto Datenübertragungsrate hast und Du hast 2 Smartphones in Deinem Haushalt, dann sind 330Mbit/s Übertragungsrate möglich. Hat man jetzt allein im Wohnzimmer eine Deckenleuchte mit 6 Smarten WLAN-Birnen, 2 Lichtschalter (man will ja beim Eingang und hinter der Couch schalten) und 2 Steckdosen sind das allein schon 10 Geräte. Plus die 2 Smartphones von vorhin, dann hat man 12 Geräte und damit eine Übertragunsrate von 55Mbit/s pro Gerät.
Dabei reden wir noch nicht davon, daß man das gesamte Haus mit solchen WLAN-Birnen und Schaltern ausstattet.
Man sieht hier also: Die Übertragunsrate des Hausnetzes wird hier schnell drastisch reduziert und Übertragung von Filmen, Webseiten, etc. auf den anderen Geräten kann sehr schnell eingeschränkt und unzuverlässig werden.
Ausfall der Cloud
Smarte WLAN – Geräte (und manch andere Geräte) arbeiten fast ausschließlich über die Cloud (Ja, man kann bei manchen eine eigene
Firmware aufspielen und diese dann ohne Cloud lokal betreiben, aber das ist nur was für Profis und nicht jeder will das tun, das funktioniert auch nicht bei allen Geräten).
Was heißt das? Das Steuersignal vom Smartphone verläßt das Heimnetz und landet auf dem Server des Geräteherstellers. Dort wird die Authentifizierung gemacht und das Steuersignal landet dann bei dem WLAN – Gerät, das an diesem Server lauscht, ob es etwas Neues gibt.
Meistens funktioniert dies ganz gut. Das Problem entsteht dann, wenn der Router kaputt geht und daher kein WLAN mehr funktioniert. Es entsteht auch dann, wenn der Internetprovider eine Störung hat und man keine Internetverbindung mehr hat. Das Problem entsteht auch dann, wenn der Server des Geräteanbieters gehackt wird, ausfällt oder der Gerätehersteller abschaltet, weil er pleite ist oder eine auf eine neue Gerätegeneration umschaltet.
Wichtig ist hier zu beachten, daß ausländische Gerätehersteller nicht an die EU-Gesetze gebunden sind und hier Verfügbarkeiten nach Einstellen des Produktes nicht so lange gegeben sein müssen.
Kosten
WLAN – Geräte brauchen gegenüber anderen Smart-Geräten viel mehr Strom. Das ist technisch bedingt. Während Protokolle wie Zigbee und BidCos auf Gerätekommunikation und schnelle, energiesparende maschinell lesbare Datenübertragung ausgelegt sind, ist WLAN für große Datenmengen für Menschen aufbereitet ausgelegt. WLAN – Geräte können bis zu 3W im StandBy brauchen. Hier geht es nicht um horrende Summen, aber mit der Anzahl der Geräte kommt über das Jahr schon etwas zusammen.
Als Beispiel hier mal die Unterschiede zu Geräten mit Zigbee oder BidCos als Funkstandard. Der Anteil des Gateways ist hier nicht einberechnet, aber wie man in der Tabelle sieht, verbraucht der Betrieb eines Gateways mit Gerät weniger Strom, als nur das WLAN – Gerät. Als Strompreis habe ich einmal 0,12 Euro angekommen, das entspricht der Vergütung meiner Solaranlage, und einmal 0,3 Euro als Strompreis der Grundversorger.
| Gerät | Stromverbrauch Standby | kWh pro Jahr | Preis pro Jahr bei 12 Cent | Preis pro Jahr bei 30 Cent |
|---|---|---|---|---|
| WLAN - Gerät | 3W | 26,28kWh | 3,15 Euro | 7,88 Euro |
| Osram Smart+ E27 | 0,3W | 2,63kWh | 0,32 Euro | 0,79 Euro |
| Osram Smart Plug | 0,4W | 3,50kWh | 0,42 Euro | 1,05 Euro |
| Homematic Schaltsteckdose | 0,2W | 1,75kWh | 0,21 Euro | 0.53 Euro |
| Homematic Zentrale | 1,7W | 14,89kWh | 1,79 Euro | 4,47 Euro |
| Osram Gateway | 1,3W | 11,39kWh | 1,37 Euro | 3,42 Euro |
Meine Empfehlung
Kauft keine WLAN – Geräte. Die Nachteile überwiegen den niedrigeren Preis. Stattdessen nehmt lieber andere Geräte, die auf den Funkprotokollen von Zigbee oder BidCos basieren. Ein paar Empfehlungen gebe ich euch im Folgenden. Die hier aufgeführten Links sind Affiliate Links, falls Du darüber bestellst bekomme ich ein paar Cent für die Vermittlung und Du hilfst so, den Betrieb dieses Blogs zu finanzieren. Für Dich entstehen dadurch keine Mehrkosten. Affiliate Links kennzeichne ich mit (*).
Osram Lightify Produkte
Bei Osram Lightify findest Du gute, hochwertige Produkte zu relativ günstigem Preis. Lampen und Steckdosen sind auch mit Phillips Hue kompatibel, bei Schaltern gibt es öfters Probleme.
Die Produkte von Osram Lightify findest Du hier(*).
Phillips Hue Produkte
Osram Lightify und Phillips Hue sind direkte Konkurrenten und aus meiner Sicht ähnlich gut. Phillips Hue hat eine bessere App, Osram Lightify dafür die günstigeren Preise.
Produkte von Phillips Hue findest Du hier(*).
Homematic
Homematic hat weniger mit Beleuchtung zu tun, hier hat man einen Spezialisten für Hausautomation, mit dessen Zentrale viel machbar ist. Gerade im Zusammenspiel mit Osram Lightify und Phillips Hue entsteht so ein sehr rundes Smart Home, doch dazu schreibe ich ein anderes mal einen Artikel.
Produkte von Homematic findest Du hier(*).
Affiliate Links
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- Strider777
Hallo,
Wer bin ich?
Mein Name ist Markus und ich bin 1977 geboren. Seit 2009 bin ich verheiratet und habe inzwischen zusammen mit meiner genialen Frau (Luv u darling!) 4 wundervolle und geniale Kinder.
Technik war schon immer eine meiner größten Leidenschaften.
In meiner Kindheit hatten es mir besonders"Knight Rider", mit dem autonom fahrenden, sprechenden Auto und "Star Trek", wo man mit dem Computer sprechen konnte und dieser auch noch tat was man wollte.
Ein Stückweit ist diese Science Fiction heutzutage Realität geworden und mein damaliges Ich hätte mit offenem Mund gestaunt, was heutzutage alles möglich ist.
Mein heutiges Ich ist einfach begeistert und bastelt munter soweit das Budget mitspielt am teils sprachgesteuerten SmartHome herum.
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Hallo,
ich finde deinen Beitrag sehr informativ und hilfreich. Erlaube mir die Nachfrage wie du zwischenzeitlich zu Produkten von Shelly stehst? Ich war lage auf der Suche nach einem Produkt welches uneingeschränkt über meine „alten“ Schalter betrieben werden kann und finde 11€ für einen Shelly 1 unschlagbar. Zudem brauche ich von Haus aus keine App und die vielen Funktionen lassen sich über die Webseite oder iobroker einstellen.
Hallo,
vielen Dank für die Rückmeldung. 🙂
Ich selbst bin nach wie vor kein Freund von Shellies. Ich habe keine Sicherheitsbedenken, wenn man sie mit Tasmota flasht. Ich verstehe auch, daß die Preise sehr einladend sind. Sie brauchen halt etwas mehr Strom, weil sie konstant im WLan sind (WLan ist kein iot-Protokoll). Außerdem bricht das WLan mit der Anzahl der Geräte ein, weil die Bandbreite nicht nach Bedarf sondern gleichmäßig auf die Geräte verteilt wird (das ist bei neueren WLan-Protokollen besser, aber nicht gut gelöst). Was ich so höre macht jeder der mit WLan-Geräten arbeitet irgendwann ein zweites WLan-Netzwerk nur für die Geräte auf. Damit hat man erst wieder ein „Gateway“ in Form eines Routers. Eventuell mehrere Gateways um den Empfang zu verbessern.
Ich empfehle Dir einen Zigbee-Stick wie den Conbee 2. Beschreibung findest Du in dem Artikel hier: https://technikpapa.de/conbee-ii-eine-alternative-zum-osram-gateway/
Dafür gibt es Steckdosen, die energiesparender sind und auch gut funktionieren. Die Steckdosen von Osram Lightify funktionieren hier sehr gut und kosten pro Stück ca. 15 Euro, bei Aktionen oft noch weniger, hab sie sogar schon mal für 10 Euro gesehen. Ikea ist auch grad dabei eine Zwischensteckdose herauszubringen, die 10 Euro kostet und Zigbee beherrscht. Mit dem Conbee-Stick kannst Du die Geräte der verschiedenen Hersteller einbinden. Persönlich nutze ich Schalter von Ikea, Beleuchtung von Lightify und Sensoren von Aqara.
Clients stören kein WLan. Schau mal auf Messen oder Konferenzen mit tausenden von Teilnehmern, das läuft auch alles problemlos.
WLan hat viele Vorteile:
a) WLan hat man eh im Haus. Man hat also nicht noch ein zusätzliches Netz.
b) WLan ist weniger störanfällig als viele andere Technologien (z.B. 433 MHz)
c) Es ist sicherer: Einfach alle IoT-Geräte in ein separat abgesichertes SmartHome-WLan das nicht nach draußen funken darf, und man hat Ruhe. Einige andere Technologien (433MHz) kann man auch von außen ziemlich leicht hacken. Bei den meisten Protokollen hat man nichtmals die Möglichkeit es weiter abzusichern.
d) Du kannst es erweitern (auch die Reichweite). Wenn es irgendwo knapp wird, haust Du noch einen Access-Point hin und dann passt es wieder.
e) die Anzahl an Geräten ist nicht begrenzt (bei Hue ist z.B. bei 64 Schluss)
f) Jedes Gerät hat eine Adresse und – wenn Du magst – auch eine eigene Domain
g) Du brauchst keine Bridge, die unnötig Strom verbraucht
h) es ist ein weit verbreiteter Standard der immer funktioniert.
i) Es ist zukunftssicher: Wenn Du Dir Dein ganzes Haus voller HomeMatic knallst und die Firma pleite geht, und Du keine CCU mehr bekommst, hast Du ein Problem.
Danke für Deine Kritik.
Hmmm… Dann will ich da mal auf Deine Punkte genauer eingehen.
Also, zu:
a) Stimmt, WLan hat man im Haus. Sofern das ordentlich gebaut ist, braucht man hier nichts Anderes. Allerdings ist so ein Zigbee- oder BidCos-Netz schnell aufgebaut: Gateway einstecken und fertig. Speziell Zigbee hat eine Mesh-Funktion, das heißt das Netzwerk erweitert und stabilisiert sich automatisch.
b) WLan ist wie jede Technologie störanfällig durch: Sachen die im Weg sind z.B. Mauerwerk, E-Leitungen (je höher die Frequenz desto höher die Energiedichte des Funksignals desto mehr wird durch das Hindernis blockiert, in Abhängigkeit zu der Dichte/dem Magnetfeld des Hindernisses), durch Funk auf der gleichen Frequenz. Je nach Technik kann bei Funk auf der gleichen Frequenz auf andere Frequenzen im gleichen Spektrum ausgewichen werden. 433Mhz-Steckdosen sind meist direkt zwischen elektrischen Geräten und bei Stromleitungen und daher ganz gut abgeschirmt bzw. haben weil billiger schlechtere Antennen verbaut. Aber ja, WLan läuft hier aus derlei Gründen meist stabiler als 433Mhz. Genauso wie Zigbee (meist auch 2,4Ghz) und BidCos (868Mhz)
c) Es ist sicherer: Das Problem ist nicht, daß jemand von außen über Deinen Router auf Deine WLan-Geräte zugreift (kann natürlich auch passieren, aber das sollte jeder halbwegs gut konfigurierte Router stoppen), das Problem ist, daß Du ein Gerät hast, das im heimischen Netzwerk ist und nach Hause funken kann, Du weißt es nur, wenn Du umständlich mit einem Sniffer mitschneidest was hier gesendet wird, regelmäßig, Du bekommst auch keine Firmwareupdates mit. Genauso ist das Gerät im heimischen Netzwerk in einer Vertrauensposition und kann die heimischen Geräte abhören bzw. steuern. Das kann man mit einem zweiten WLan-Netz verhindern, in dem nur die smarten Geräte sind. An dem Punkt fällt Dein Punkt a) aber weg, man baut ein zusätzliches Netz auf, wenn man Repeater braucht mit mehr Aufwand als Zigbee oder BidCos. Außerdem nimmst Du dann dem anderen WLan schon mal einen Kanal und Frequenzen weg, gerade im städtischen Bereich wo es eng zugeht und jeder sein WLan hat kann das schwieriger werden.
d) Stimmt. Wenn es knapp wird, dann Repeater dran und das WLan reicht weiter. Bei BidCos von Homematic funktioniert das genauso. Bei Zigbee machen Geräte am Dauerstrom wie z.B. Steckdosen das automatisch. Hat man also 2 oder 3 Steckdosen im Haus verteilt, hat man zugleich Repeater verteilt.
e) Die Anzahl der Geräte ist auch bei WLan begrenzt, allerdings nicht durch eine harte Zahl (gab es früher bei den ersten WLan-Routern). Man sagt bei WLan hat man erste Performance-Verluste ab 16 Geräte. Das hängt jetzt natürlich von der Technik ab. Der Unterschied ist: WLan hat per Definition immer eine Verbindung, Zigbee nicht. Bei WLan hat man 1 Kanal auf dem der Router/Acess-Point funkt. Dieser Kanal ist in eine Anzahl Unterfrequenzen verteilt. Diese Unterfrequenzen werden bis WLan-Standard ac gleich auf alle Geräte im WLan verteilt. Je mehr Frequenzen, desto mehr Bandbreite, weil mehr parallele Datenströme aufgebaut werden können. Diese Technik nennt sich OFDM. Seit ac-Standard wird zur Funkübertragung die Technologie OFDMA eingesetzt, die zuläßt, daß einzelne Geräte auf Bitraten von 1Mbit/s heruntergeregelt werden. Damit werden wesentlich mehr Geräte in einem WLan bedient ohne daß es zu Leistungseinbußen kommt. Bis ac teilst Du also die Bandbreite des Routers durch die Anzahl der Geräte und hast die Bandbreite, danach ist es nicht mehr so einfach. Zigbee und BidCos lassen hier zu, daß ein Gerät getrennt ist und nicht sendet, was das Funknetz nicht so sehr belastet. Tatsächlich haben Gateways von Osram Smart+ und Hue eine Begrenzung auf 64 Geräte, das stimmt. Aber jeder Repeater im Zigbee-System hat nochmals 64 Geräte. Das heißt bei 3 Steckdosen hat man schon 4*64 Geräte zur Verfügung.
f) Stimmt, jedes Gerät hat eine eigene Adresse. Das ist in dem Fall die ID. Auch bei Zigbee und Homematic hat jedes Gerät eine eigene Adresse, sonst könnte sie nicht von Gateway/Zentrale angesprochen werden. WLan sendet, wenn es mit einem Gerät kommuniziert, erstmal ein Signal an alle und alle melden zurück. Zigbee und BidCos sprechen beim Senden das Gerät direkt an und nur das Gerät sendet zurück, wesentlich weniger Funkverkehr.
g) Das kommt darauf an. Wenn Du ein eigenes Netzwerk mit eigenem WLan aufspannst, brauchst Du eigene Geräte, die Strom verbrauchen. Wenn Du ein Gäste-WLan nutzt, dann wird entweder die Anzahl Deiner Antennen beim Router halbiert und damit auch die Bandbreite, damit mit 2 SSIDs gesendet wird (bei billigen Routern bzw. älteren Fritzboxen funktioniert das so) oder Du hast eigene Hardware für das Gäste-WLan verbaut (z.B. bei der Fritzbox 7590), dann schaltest Du ein zusätzliches Gerät ein, das Strom verbraucht. Ohne Leistungseinbuße oder zusätztliches Gerät mit Stromverbrauch kommst Du auch beim WLan nicht aus, außer Du betreibst die Geräte in Deinem normalen WLan, dann hast Du aber ein Sicherheitsrisiko.
h) Ja, das stimmt. Das gilt auch für Zigbee und BidCos, wobei Zigbee wesentlich weiter verbreitet ist. Aber auch Bosch und Telekom nutzen BiodCos und Lidl vertreibt hier neuerdings auch Geräte seiner Hausmarke mit BidCos, Homematic ist nur der Erfinder des Protokolls.
i) Das gilt erstmal nicht für Zigbee, so wie Du es schreibst. Wie unter h) geschrieben, es gibt inzwischen mehrere andere Firmen, die auf BidCos setzen. Deren Geräte sind in der CCU einsetzbar und die Geräte von Homematic in deren Zentralen. Außerdem ist die Software für die Zentrale OpenSource und auch auf Raspberry Pis einsetzbar. Tatsächlich ist die neue CCU3 nur ein Raspberry Pi 3 mit Funkmodul für Zigbee in schickem Plastik.
Zu WLan-Geräten: Die mit Tasmota geflashten Sonoff und Shelly, ohne sie je in der Hand gehabt zu haben, scheinen von der Sicherheit her besser zu sein und auch weniger Strom zu verbrauchen, als vergleichbare andere Billigteile.
Prinzipiell, wenn Du Geräte gleicher Bauqualität hast, wird Zigbee oder BidCos immer weniger Strom verbrauchen, weil das Funkmodul anders als bei WLan nicht ständig ein „Ich bin hier“ senden muß und auf alle WLan-Befehle reagieren muß, da es nur dann sendet, wenn es angesprochen wird oder etwas zu sagen hat und dazwischen auch stundenlang erst mal still ist.