MQTT o también conocido como Mosquitto, es un protocolo de mensajes para el Internet de las Cosas. Este protocolo permite enviar datos de una manera muy rápida y eficiente, para que todos los sensores y actuadores puedan comunicarse con la domótica del hogar de manera óptima, y con el menor consumo de energía posible. Muchos dispositivos de domótica como relés, sensores de puertas y ventanas, sensores de inundación y muchos más, soportan MQTT para enviar los mensajes al sistema de domótica central y actuar en consecuencia. Hoy en RedesZone os vamos a enseñar cómo instalar MQTT en Home Assistant y poder recibir el estado de diferentes sensores.
MQTT Broker es el software que podemos instalar en el sistema de domótica en forma de suscriptor-publicador de mensajes, de esta forma, podemos recibir todos los mensajes de los diferentes sensores y también podemos enviar mensajes a dichos sensores, y todo ello de forma realmente rápida. Por defecto, Home Assistant no tiene integrado MQTT, pero disponemos de un complemento oficial que funciona perfectamente, y es lo que vamos a instalar y configurar.
¿Qué es MQTT?
MQTT es el protocolo estándar de mensajes para los dispositivos IoT (Internet de las Cosas), es decir, para los dispositivos de domótica. Está diseñado para ser extremadamente eficiente y ligero, haciendo que tengamos que enviar muy poca información, con el objetivo de ahorrar recursos, incluyendo batería si es que tenemos sensores o actuadores funcionando con batería o pilas. Este protocolo nos permitirá publicar mensajes y suscribirnos a dichos mensajes, con el objetivo de tener una comunicación bidireccional. Gracias a esta optimización a la hora de enviar mensajes, no solamente ocuparemos pocos recursos del propio dispositivo, sino también de la red Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee o la tecnología inalámbrica que uses, haciendo que funcione todo mucho mejor.
La confiabilidad en la entrega de los mensajes es fundamental para muchos casos del Internet de las Cosas, por ejemplo, en los sensores de puertas y ventanas, o cualquier dispositivo relacionado con la seguridad. Por este motivo, MQTT dispone de un total de tres niveles de calidad de servicios definidos:
- 0: como máximo una vez.
- 1: al menos una vez.
- 2: exactamente una vez.
Este protocolo también está diseñado para usarlo en redes poco confiables, ya que podemos realizar una sesión persistente, reduciendo el tiempo de volver a conectar al cliente. En cuanto a la seguridad, este protocolo permite el cifrado de los mensajes haciendo uso de TLS, además, también se pueden autenticar a los clientes vía OAuth.
El funcionamiento de MQTT sería el siguiente:
En un primer momento, el sensor de temperatura enviará los nuevos datos. El servidor MQTT que se llama «MQTT Broker» reenviará esta información a otros clientes que se han suscrito a dicho mensaje, estos clientes puede ser un simple móvil, o bien nuestro sistema de domótica como Home Assistant, para posteriormente actuar.
En este tutorial configuraremos tanto el MQTT Broker, como también el MQTT Client de Home Assistant para obtener todos los estados de los mensajes.
Instalación y configuración de MQTT en Home Assistant
Lo primero que debemos hacer es irnos al menú de «Ajustes / Complementos«, una vez que estemos en este menú pinchamos en «Tienda de complementos» y buscamos «MQTT Broker» o «Mosquitto Broker«, procedemos con su instalación pinchando en «Instalar», una vez que se instale tendremos que activar tanto la opción de «Vigilancia» como también la «Actualización automática«. Ahora que ya está instalado (pero no ejecutándose), vamos a proceder con su configuración.
Para la configuración de MQTT Broker, tenemos que dar de alta un nombre de usuario y contraseña, estas credenciales los tenemos que usar posteriormente en todos los sensores que tengamos. Es fundamental tener unas credenciales de usuario. La sintaxis que debemos usar es bastante sencilla, os lo ponemos a continuación:
- username: mqttredeszone
password: ClaveMQTT-REDESZONE
Una vez que hayamos puesto esto, pinchamos en el botón de «Guardar» que lo tenemos en la parte inferior derecha.
En la zona inferior podemos ver los diferentes puertos que tenemos disponibles, dependiendo de si es una comunicación de MQTT normal, con websocket, con SSL, o con websocket con SSL.
Ahora que ya tenemos listo el MQTT Broker, procedemos a irnos a la pestaña de «Información» y pinchamos en «Iniciar«. Una vez que se inicie, en la pestaña de «Registro» podemos ver todo el registro del inicio, y también veremos todas las conexiones que se realizan a modo de log completo de conexiones.
Una vez que ya tenemos puesto el MQTT Broker en el sistema de domótica de Home Assistant, tenemos que añadir la integración, la cual detecta automáticamente.
Si nos vamos al menú de «Ajustes / Dispositivos y servicios» podemos ver que se ha descubierto una nueva integración de MQTT, pinchamos en el botón de «Configurar» y posteriormente confirmamos con el botón «Enviar». A continuación, nos indicará que ha tenido éxito y ya podemos empezar a usar este protocolo de comunicación de mensajes para la domótica.
Si nos metemos en la integración del MQTT, podemos ver cómo publicar un paquete y también cómo escuchar un topic. Estas dos opciones son realmente útiles para dar de alta los diferentes dispositivos al sistema de domótica, porque primero tendremos que escuchar todo lo que nos mande el sensor o actuador vía MQTT, que básicamente es un JSON que envía con todos los parámetros.
Una vez que ya tenemos configurado perfectamente nuestro Mosquitto Broker en Home Assistant, ahora os vamos a enseñar cómo añadir un dispositivo vía MQTT a Home Assistant, usando para ello diferentes entidades de tipo sensor o bien binary_sensor, dependiendo de lo que nos envíe el dispositivo en cuestión.
Cómo añadir un dispositivo vía MQTT
Para añadir un dispositivo vía MQTT, lo primero que debemos hacer es escuchar todos los topic y posteriormente escribir en YAML el código necesario para asignar esta información a un sensor, a un binary_sensor u otros. Esta es la parte más importante, porque la ruta del topic es totalmente necesaria para recibir los datos correctamente y poder añadirlos al sistema de domótica para interpretarlos.
Configurar el dispositivo con MQTT
Lo primero que debemos hacer es configurar el protocolo MQTT en el dispositivo final, ya sea un sensor de apertura de puertas y ventanas, un sensor de temperatura, humedad o cualquier otro dispositivo que soporte este protocolo. En la siguiente imagen podéis ver la interfaz gráfica de usuario que tenemos en los dispositivos de Shelly. En este menú debemos hacer las siguientes configuraciones:
- Enable MQTT: habilitado
- Username: mqttredeszone
- Password: ClaveMQTT-REDESZONE
- Server: IP_privada_home_assistant:1883
El resto de opciones que tenemos disponibles no son necesarias tocarlas, aunque depende de tus necesidades.
Una vez configurado, pinchamos en «Save» y ya empezará a mandar todos los mensajes por MQTT.
Descubrir los topic con MQTT Explorer
La forma más sencilla para descubrir todos los topic es conectarnos al MQTT de Home Assistant usando un software. En sistemas operativos Windows existe un programa llamado MQTT Explorer que nos permitirá conectarnos con el MQTT Broker de Home Assistant, y leer todos los topic que envíen los sensores a dicho dispositivo. Puedes descargar el programa desde aquí:
Una vez que lo hayas instalado, lo tienes que ejecutar y tendremos que añadir una nueva conexión con los siguientes datos:
- Name: el nombre de la conexión guardada, puedes poner un nombre descriptivo.
- Validate certificate: desmarcado, no vamos a usar SSL.
- Encryption: desmarcado, no vamos a usar SSL.
- Protocol: mqtt://
- Host: IP_privada_home_assistant
- Port: 1883
- Username: mqttredeszone
- Password: ClaveMQTT-REDESZONE
Ahora pinchamos en «Save» para guardar el perfil, y pinchamos en «Connect» para conectarnos al MQTT de Home Assistant donde vamos a recibir todos los mensajes.
Cuando los dispositivos envíen los mensajes, podemos verlos perfectamente en el MQTT Explorer. En el ejemplo que podéis ver abajo, tenemos el Shelly Plus HT con MQTT activado, y nos enviará un JSON con diferente información sobre la temperatura, humedad, estado de la batería, e incluso el estado de la red Wi-Fi incluyendo la señal recibida por el punto de acceso Wi-Fi.
En la parte de la derecha podemos ver tanto los datos que nos ha mandado anteriormente (color rojo) como los del último mensaje (color verde), y podemos ver perfectamente si ha habido algún cambio destacable en los mensajes.
Con la información obtenida a través de estos mensajes y con el programa, podemos configurar los sensores con los topic necesarios para que funcione. A continuación, os explicamos qué es lo que nosotros estamos usando de este Shelly Plus HT.
Configurar Home Assistant
Lo primero que debemos hacer es configurar el archivo configuration.yaml, añadiendo la siguiente línea para tener un archivo específico de configuración de todos los MQTT que podemos dar de alta:
- mqtt: !include AA_todomqtt.yaml
Una vez hecho, nos iremos a este archivo y tenemos que escribir los topic que queremos usar, proporcionando un nombre, un ID único, y código adicional como usar los valores de temperatura y humedad, indicar la unidad de medida etc.
sensor:
## Sensores Shelly Plus HT de la BODEGA ##
- state_topic: "shellyplusht-XXXXXXXXXXXXX/status/temperature:0"
name: "ShellyPlusHT-temperatura"
unique_id: "ShellyPlusHT-temperatura"
value_template: "{{ value_json.tC }}"
unit_of_measurement: "ºC"
expire_after: 1209600
icon: mdi:thermometer
qos: 1
- state_topic: "shellyplusht-XXXXXXXXXXXXX/status/humidity:0"
name: "ShellyPlusHT-humedad"
unique_id: "ShellyPlusHT-humedad"
value_template: "{{ value_json.rh }}"
unit_of_measurement: '%'
expire_after: 1209600
device_class: humidity
icon: mdi:water-percent
qos: 1
- state_topic: "shellyplusht-XXXXXXXXXXXXX/status/devicepower:0"
name: "ShellyPlusHT-bateria"
unique_id: "ShellyPlusHT-bateria"
value_template: "{{ value_json.battery.percent }}"
unit_of_measurement: '%'
expire_after: 1209600
device_class: battery
icon: mdi:battery
qos: 1
En la siguiente imagne podéis ver cómo está indentado (excepto la parte de sensor: que está arriba del todo a la izquierda).
Una vez que hayamos configurado todo esto en nuestro Home Assistant, tendremos que reiniciar el sistema con recarga de integraciones. Una vez que hayamos hecho esto, si nos vamos a la sección de «Ajustes / Dispositivos y servicios» en la sección de «Integraciones» y MQTT, podemos ver todas las entidades que tenemos dadas de alta ahora mismo.
En nuestro caso, no solamente tenemos las entidades del Shelly Plus HT que os hemos comentado antes, sino también todos los estados que nos manda el Shelly DW2 que tenemos en el raíl de la puerta del garaje, para indicarnos si la puerta está abierta o cerrada. Creando un «cover» y dependiendo del estado de los dos sensores, podemos saber si la puerta está abierta, cerrada o entre-abierta, y actuar en consecuencia con avisos o bien cerrando la puerta automáticamente. De esta forma, podemos recibir los estados y actuar en consecuencia dependiendo de la programación que hayas realizado.
Tal y como habéis visto, aunque en un primer momento MQTT cuesta algo de trabajo ponerlo en marcha, lo cierto es que es una forma de recibir y enviar mensajes realmente eficiente y rápida. Personalmente, en todos los dispositivos Shelly que usan batería, usamos MQTT para intentar alargar la vida de dicha batería, ya que se transfieren muy pocos datos por lo que el ahorro de batería es considerable. Si vas a conectar otros dispositivos, como por ejemplo, equipos ZigBee, existe un complemento llamado Zigbee2MQTT, ya que nos permitirá recibir estados de sensores que usan este tipo de tecnología inalámbrica para comunicarse, por lo que es perfecto para crear diferentes sensores en función de estos mensajes.
