Smart-Home-Relais erklärt: wie ein intelligentes Relais arbeitet, was die Strommessung bringt und wie Steckdosen im Modus Abwesend abschalten. Beispiele mit RELAY.
# Smart-Home-Relais: was ein intelligentes Relais ist und wozu die Strommessung dient
Ein Smart-Home-Relais im Verteiler tut zwei Dinge: Es schaltet einen Stromkreis auf Befehl der Logik ein und aus, und wenn es einen Stromsensor hat, sieht es außerdem, was dieser Stromkreis gerade tut. Die zweite Funktion ändert mehr, als es zunächst scheint. Ein Modul, das weiß, dass das Induktionskochfeld läuft, kann die Dunstabzugshaube starten. Ein Modul, das den Zustand des Hauses kennt, kann die Steckdosen abschalten, wenn alle weg sind.
Im Folgenden erklären wir, was ein intelligentes Relais ist, wo man es montiert und wie sich die Strommessung nutzen lässt. Am Ende zeigen wir das am Modul Voldeno RELAY, einschließlich seiner Grenzen.
# Was ist ein Smart-Home-Relais?
Ein Smart-Home-Relais ist ein Relais, das ein Automationssystem statt eines manuellen Schalters steuert. Die Logik des Hauses schließt oder öffnet seinen Kontakt, und über diesen Kontakt wird ein Stromkreis versorgt: Licht, Steckdosen, Heizelement oder Pumpe. Versionen mit Strommessung melden zusätzlich, wie viel Strom der Verbraucher aufnimmt.
Ein gewöhnliches elektromechanisches Relais besteht aus Spule und Kontakt. Der Strom in der Spule erzeugt ein Magnetfeld, das den Anker anzieht und den Lastkreis schließt. Ein Relais im Smart Home macht dasselbe, aber der Befehl kommt aus der Systemlogik: von einem Taster, einem Zeitplan, einem Sensor oder der App. Den Aufbau des Kontakts und das Problem der Funkenbildung beschreiben wir im Beitrag zum Schalten im Nulldurchgang.
# Stecker, Dose oder Verteiler?
Intelligente Relais gibt es in drei Bauformen. Sie unterscheiden sich im Montageort, und der bestimmt, was sie schalten und messen können.
| Smarter Zwischenstecker | Relais in der Unterputzdose | Hutschienenmodul | |
|---|---|---|---|
| Ort | zwischen Steckdose und Gerät | hinter Schalter oder Steckdose | im Verteiler |
| Was es schaltet | ein Gerät | einen Lichtkreis oder eine Steckdose | ganze Stromkreise, meist bis 16 A |
| Strommessung | bei einem Teil der Modelle | bei einem Teil der Modelle | je nach Modul (bei RELAY auf jedem Kanal) |
| Anbindung | meist WLAN oder Funk, oft mit Cloud-Konto | meist Funk | Leitung (bei uns Voldeno Bus) |
| Montage | der Nutzer | Elektriker, in enger Dose | Elektriker, im Verteiler |
| Erweiterung | jedes Gerät einzeln | jede Dose einzeln | weiterer Kanal oder weiteres Modul |
Ein Zwischenstecker passt, wenn Sie ein einzelnes Gerät in einem fertigen Haus messen wollen. In einem Neubau oder bei einer Komplettsanierung ist es praktischer, die Relais an einer Stelle zu bündeln: Alle Stromkreise sind in einem Verteiler sichtbar, es gibt keine Batterien und keine Funkreichweite zu beachten, und für den Tausch eines Moduls müssen keine Wände aufgestemmt werden.
# Was bringt die Strommessung im Relais?
Ein Stromsensor am Relaiskontakt misst die Stromstärke in Ampere. Kennt man die Netzspannung (etwa 230 V), lässt sich daraus die Leistung abschätzen: Strom mal Spannung ergibt die Scheinleistung in Voltampere. Bei ohmschen Verbrauchern wie Heizelementen, Bügeleisen und Wasserkochern liegt das Ergebnis nahe an der Wirkleistung in Watt. Bei Motoren und Schaltnetzteilen fällt sie höher aus als die Wirkleistung.
Einige Richtwerte:
| Verbraucher | Typische Leistung | Strom bei 230 V |
|---|---|---|
| Wasserkocher | 2000 W | ca. 8,7 A |
| Bügeleisen | 2400 W | ca. 10,4 A |
| Geschirrspüler oder Waschmaschine beim Heizen | 2000 W | ca. 8,7 A |
| Elektroheizkörper | 3000 W | ca. 13 A |
| Dreiphasiges Kochfeld 7,4 kW | 7400 W gesamt | ca. 11 A je Phase |
Die wichtigste Einschränkung: Das Modul sieht nur, was durch seine Kontakte fließt. Die Messung betrifft also einen Stromkreis und nicht eine einzelne Steckdose im Zimmer. Hängen zehn Steckdosen an einem Stromkreis, ist der Messwert die Summe von allem, was daran angeschlossen ist.
# Wofür lässt sich die Strommessung nutzen?
# Energieverbrauch je Verbraucher
Hat ein großer Verbraucher einen eigenen Stromkreis (Waschmaschine, Geschirrspüler, Boiler, Klimagerät, Garagensteckdosen), zeigt der Strom eines Kanals, wann er läuft und wie viel er aufnimmt. Nach einigen Wochen sieht man, dass der Boiler jede Nacht heizt und der Geschirrspüler in den teuersten Tarifstunden startet. Das ist ein guter Ausgangspunkt, um den Betrieb der Geräte in eine günstigere Zeit oder in die Stunden mit Photovoltaik-Überschuss zu verschieben.
Die Stromwerte des RELAY-Moduls sind in Voldeno Studio und Voldeno Mobile verfügbar. Das ist eine Messung für Analyse und Steuerung, kein Abrechnungszähler. Für die Abrechnung von Mietern oder Unterzählern braucht es einen Energiezähler mit passender Genauigkeitsklasse.
# Eine Dunstabzugshaube, die von selbst startet
Ein Kochfeld nimmt Strom auf, bevor die Küche beschlägt. Die Logik kann darauf reagieren: Liegt der Strom im Kochfeld-Stromkreis über einer Schwelle, startet die Haube, und fällt er unter eine zweite Schwelle, läuft die Haube noch einige Minuten nach und schaltet ab.
In Voldeno Studio genügen dafür drei Blöcke: ein Hysterese-Block (Einschaltschwelle und niedrigere Ausschaltschwelle), ein Block für die Ausschaltverzögerung und der Relaisausgang für die Haube. Die Hysterese ist hier wichtig, weil Kochfelder auf niedriger Stufe takten und die Haube sonst flackern würde.
Zwei Vorbehalte gibt es. Erstens startet ein Relais nur eine Haube, die nach dem Anlegen der Spannung selbstständig anläuft. Hauben mit Tasten am Gehäuse brauchen einen anderen Steuereingang, zum Beispiel einen potenzialfreien Kontakt vom I/O-Modul. Zweitens muss der Strom durch einen Kanal des Moduls fließen. Ein dreiphasiges 7,4-kW-Kochfeld nimmt etwa 11 A je Phase auf, passt also in die 16-A-Grenze, braucht aber einen eigenen Kanal je Phase und eine Planungsentscheidung mit dem Elektriker, ob es überhaupt über das Modul geführt wird. Ein Schließer (NO) bedeutet außerdem, dass der Stromkreis offen ist, wenn das Modul keine Versorgung hat.
# Ende eines Waschgangs
Waschmaschine, Geschirrspüler und Trockner beenden ihren Lauf ohne Signal. Ein Strom, der einige Minuten unter eine Schwelle fällt, ist dennoch ein guter Marker für das Zyklusende. Die Logik kann dann einen Lüfter im Hauswirtschaftsraum starten, eine Szene wechseln oder den Stromkreis abschalten, damit das Gerät keinen Standby-Strom zieht.
# Störungserkennung
Das Relais kennt den befohlenen Zustand und den Strom, der tatsächlich fließt. Ist der Kanal eingeschaltet und der Strom null, arbeitet der Verbraucher nicht: durchgebranntes Heizelement im Boiler, abgezogene Umwälzpumpe, defekter Stromkreis. Umgekehrt ist eine Pumpe, die stundenlang läuft, obwohl sie es nicht sollte, ein Grund, die Anlage zu prüfen. Beide Fälle lassen sich in der Logik als einfache Bedingung beschreiben.
# Das vergessene Bügeleisen und der Modus Abwesend
Der einfachste Schutz vor einem vergessenen Gerät braucht keine Stromschwellen. Wechselt das Haus in den Modus Abwesend, schaltet die Logik die Kanäle der Steckdosenstromkreise ab. Ein auf dem Bügelbrett liegendes Bügeleisen hat dann keine Spannung, unabhängig davon, ob jemand daran gedacht hat.
Der Modus Abwesend ist in der Logik ein gewöhnlicher Zustand. Ihn kann das längere Halten eines Tasters an der Tür setzen, ein Zeitplan, Präsenzsensoren oder die App, und ein Block zur Überwachung der Betriebsart gibt ihn an die Ausgänge des RELAY-Moduls weiter. Bei der Rückkehr stellt derselbe Taster oder ein Moduswechsel die Versorgung wieder her.
Die Strommessung bringt eine zweite Ebene. Eine Szene "Verlassen" kann prüfen, ob ein Steckdosenstromkreis Strom über einer Schwelle zieht, und das in der App anzeigen, bevor Sie die Tür schließen. Die Abschaltung funktioniert aber auch dann, wenn niemand auf diese Meldung schaut.
Die Steckdosenstromkreise sollten Sie schon in der Planung aufteilen. Kühlschrank, Gefrierschrank, Router, Alarmzentrale und die Pumpe im Keller gehören auf einen Stromkreis, der im Modus Abwesend versorgt bleibt. Steckdosen in Zimmern, auf der Küchenarbeitsplatte und im Ankleidezimmer dürfen abgeschaltet werden.
# Voldeno RELAY: was es misst und schaltet
Voldeno RELAY ist ein Hutschienenmodul mit vier unabhängigen Relaisausgängen. Jeder Kanal schaltet bis zu 16 A bei 250 V AC (Kategorie AC1) und hat einen eigenen Stromsensor, das Modul misst also vier Stromkreise getrennt.
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Anzahl Kanäle | 4, NO-Kontakte |
| Ohmsche Last (AC1) | 16 A / 250 V AC je Kanal |
| Motorlast (AC3) | bis 750 W / 240 V AC |
| Induktive Lasten (AC15) | 1,5 A / 240 V AC |
| Strommessung | eigener Sensor auf jedem Kanal |
| Schutz | Temperatursensor im Modul, Verpolungsschutz der Versorgung |
| Versorgung und Daten | 24 V DC und CAN-FD über den Voldeno Bus |
| Montage | 35-mm-Hutschiene, 4 Teilungseinheiten |
| Preis | 599 PLN brutto (inkl. MwSt.) |
Das Modul braucht einen Hub in derselben Anlage. Die Logik läuft lokal, Haube, Steckdosenabschaltung im Modus Abwesend und Stromschwellen hängen also nicht vom Internet ab. Bei AC-Lasten schalten die Kanäle im Spannungsnulldurchgang, was Einschaltstrom und Kontaktverschleiß begrenzt. Anschlussdetails stehen in der Verdrahtung des RELAY-Moduls.
Was kann RELAY nicht? Es ersetzt keinen Überstromschutz im Verteiler: Jeder Stromkreis braucht einen eigenen Schutzschalter. Es ist kein Energiezähler und gibt keinen Leistungsfaktor an. Es unterscheidet keine Steckdosen an einem Stromkreis. Außerdem hat es keine Digitaleingänge, Taster und Sensoren kommen also an das I/O-Modul, und RELAY führt aus, was die Logik festlegt.
# Wie plant man Stromkreise für Relais mit Strommessung?
- Listen Sie die Verbraucher auf, deren Verbrauch Sie kennen wollen oder die andere Geräte auslösen sollen (Kochfeld, Boiler, Waschmaschine, Klimagerät, Elektroheizung). Jeder bekommt einen eigenen Stromkreis.
- Teilen Sie die übrigen Steckdosen in Stromkreise, die versorgt bleiben, und Stromkreise, die im Modus Abwesend abgeschaltet werden.
- Zählen Sie die Kanäle: ein Stromkreis ist ein Kanal, ein RELAY-Modul sind vier Kanäle.
- Prüfen Sie Ströme und Lastkategorien. Heizelemente passen in AC1, Motoren und Pumpen brauchen AC3 oder AC15.
- Planen Sie Reservekanäle ein. Im Ratgeber zu Planungsfehlern im Smart Home empfehlen wir 30-50 %.
Zur Größenordnung: In der Anlage Modern barn arbeiten neun RELAY-Module, also 36 Kanäle, neben sieben I/O-Modulen und einem Hub. Modulzusammenstellungen für eine Wohnung und Häuser verschiedener Größe stehen im Ratgeber was kostet ein Smart Home.
# FAQ
# Wie unterscheidet sich ein Smart-Home-Relais von einem gewöhnlichen Relais?
Ein gewöhnliches Relais reagiert auf das Signal einer Quelle, etwa eines Schalters oder Thermostats, und weiß nichts vom Rest der Anlage. Ein Smart-Home-Relais ist Teil eines Systems: Es erhält Befehle aus der Logik, kann vom Hausmodus, von Zeitplänen und anderen Sensoren abhängen und meldet in der Version mit Strommessung die Last.
# Kann die Strommessung im Relais einen Energiezähler ersetzen?
Nein. Mit dem Strom des Moduls lässt sich die Leistung abschätzen, man sieht Verläufe und kann Aktionen auslösen, aber es hat keine Genauigkeitsklasse eines Zählers und berücksichtigt den Leistungsfaktor nicht. Für die Kostenabrechnung zwischen Einheiten nutzt man Energiezähler, die sich über den S0-Impulsausgang an das I/O-Modul anschließen lassen.
# Schaltet ein Relais ein eingeschaltetes Bügeleisen ab?
Es schaltet den Steckdosenstromkreis ab, an dem das Bügeleisen hängt, zum Beispiel wenn das Haus in den Modus Abwesend wechselt oder eine festgelegte Dauer hoher Stromaufnahme überschritten wird. Das Bügeleisen selbst weiß nicht, dass es abgeschaltet wurde, hat aber keine Spannung und heizt nicht. Nicht funktionieren würde es nur, wenn die Steckdose an einem Stromkreis hängt, der von diesem Mechanismus ausgenommen ist. Deshalb lohnt es sich, die Aufteilung der Stromkreise früh zu planen.
# Wird jede Steckdose einzeln gemessen?
Nein. Das Modul misst den Strom des Stromkreises, der durch seinen Kanal läuft. Eine einzelne Steckdose misst man mit einem smarten Zwischenstecker oder indem man sie mit einem eigenen Stromkreis zum Verteiler führt, was vor allem bei großen Verbrauchern sinnvoll ist.
# Funktioniert das ohne Internet?
Ja. Die Logik läuft lokal auf dem Hub und den Modulen, Stromschwellen, Haube und Modus Abwesend funktionieren also ohne Netzzugang. Das Internet braucht man nur für den Fernzugriff von außerhalb des Hauses.
# Sind Relais im Verteiler besser als smarte Zwischenstecker?
Im Neubau meist ja, weil ein Modul vier Stromkreise bedient und weder Batterien noch Funkreichweite braucht. In einer fertigen Wohnung ohne Zugang zum Verteiler ist ein Zwischenstecker schneller in Betrieb genommen. Beide Methoden lassen sich kombinieren.
# Zusammenfassung
Ein Smart-Home-Relais ist dann am nützlichsten, wenn es neben dem Schalten eines Stromkreises auch Auskunft über dessen Last gibt. Die Strommessung auf jedem Kanal erlaubt es, die Haube beim Kochen zu starten, das Ende eines Waschgangs oder eine Pumpenstörung zu erkennen, und der Modus Abwesend trennt die Steckdosen vom Strom, ohne dass jemand fragen muss, ob das Bügeleisen aus ist.
Wenn Sie eine Anlage planen und prüfen wollen, welche Stromkreise sich über RELAY-Module führen lassen, vereinbaren Sie eine kostenlose Beratung. Sie können auch Voldeno Studio herunterladen und Logik mit Stromschwellen in der Simulation testen.