Wasserverbrauch messen mit Shelly Uni und Durchflusssensor
In vielen Anwendungsfällen ist es sinnvoll, den Wasserverbrauch zu überwachen – etwa bei der Gartenbewässerung, beim Befüllen eines Pools oder zur Erkennung möglicher Leckagen.
In diesem Beitrag wird gezeigt, wie sich ein Wasserdurchflussmesser mit einem Shelly Uni verbinden lässt.
Die Umsetzung erfolgt ohne Programmieraufwand und kann dank geeigneter Klemmen auch ohne Lötarbeiten realisiert werden.
Vom unsichtbaren
Wasserfluss zum smarten Datenpunkt: So machst du deine Gartenbewässerung intelligent.
(KI-generiert, dient zur Veranschaulichung)
Wichtiger rechtlicher Hinweis (Disclaimer)
Bevor wir loslegen, ein kurzer Blick auf die Rahmenbedingungen. Ein smarter Wasserzähler ist ein spannendes Projekt – aber es gibt ein paar wichtige Grenzen:
-
Trinkwasserverordnung:
In Deutschland dürfen Arbeiten an der Trinkwasserinstallation (also hinter der Wasseruhr) offiziell nur von zertifizierten Fachbetrieben durchgeführt werden. -
Kein Ersatz für die Wasseruhr:
Dieser Aufbau ist ein reines Hilfsmittel für den Eigengebrauch. Er ist nicht geeicht und darf nicht zur Abrechnung (z. B. gegenüber Mietern) verwendet werden. -
Versicherungsschutz:
Bei einem Wasserschaden durch eine undichte Eigenbau-Lösung kann es Probleme mit der Versicherung geben. Deshalb empfehle ich den Einsatz vor allem im Garten, am Pool oder in anderen unkritischen Bereichen. -
Elektrik (VDE):
Wir arbeiten hier mit 12 V (Schutzkleinspannung), was das Risiko deutlich reduziert. Trotzdem gilt: Verwende ein geprüftes Netzteil und schütze alle Komponenten zuverlässig vor Feuchtigkeit.
Die benötigten Komponenten
Bevor wir mit dem eigentlichen Anschluss beginnen, schauen wir uns die drei Hauptkomponenten etwas genauer an. Das hilft dir später beim Verkabeln, weil du direkt verstehst, welche Aufgabe jedes Teil übernimmt.
Shelly Uni
Der Shelly Plus Uni* (Werbung) ist das zentrale Element dieses Aufbaus. Man kann ihn sich als „Gehirn“ der Lösung vorstellen: Er erfasst die Signale des Durchflusssensors und zählt die ankommenden Impulse. Diese Werte stellt er anschließend im Netzwerk zur Verfügung, sodass du sie bequem über die Shelly App oder dein Smart Home auswerten kannst.
Besonders praktisch ist, dass der Shelly Uni bereits für solche Aufgaben ausgelegt ist. Du musst keine eigene Software schreiben oder komplizierte Logik programmieren – die Zählfunktion ist bereits integriert und lässt sich einfach konfigurieren.
Wasserdurchfluss-Sensor
Der Wasserdurchflusssensor* (Werbung) übernimmt die eigentliche Messung. Im Inneren sitzt ein kleines Flügelrad, das sich bewegt, sobald Wasser durch den Sensor fließt. Ein integrierter Hall-Sensor wandelt diese Bewegung in elektrische Impulse um.
Je mehr Wasser fließt, desto schneller dreht sich das Flügelrad – und desto mehr Impulse werden erzeugt. Diese Impulse sind die Grundlage für unsere spätere Berechnung des Wasserverbrauchs. Wichtig ist dabei: Jeder Sensor hat einen festen Umrechnungsfaktor (z. B. Impulse pro Liter), den wir später noch benötigen.
12 V Netzteil
Damit das Ganze funktioniert, brauchen wir natürlich noch eine passende Stromversorgung. In diesem Aufbau kommt ein Netzteil 12V* (Werbung) zum Einsatz, das sowohl den Shelly Uni als auch den Durchflusssensor versorgt.
Wichtig ist dabei, dass du ein Netzteil mit passendem Anschluss verwendest oder einen Adapter mit Schraubklemmen (oft als DC-Hohlstecker-Adapter oder Schraubterminal bezeichnet). Damit kannst du die Kabel ganz einfach und ohne Löten anschließen.
Schritt-für-Schritt-Anleitung: Den Sensor verkabeln
Nachdem wir alle Komponenten beisammen haben, geht es an die praktische Umsetzung. Das Schöne an dieser Lösung: Dank der Wago 221 Klemmen* (Werbung) müssen wir nicht löten. Wir arbeiten uns schrittweise vor.
1. Sensor vorbereiten und mit Wago verbinden
Die meisten Durchflusssensoren werden mit einem kleinen 3-Pin-Stecker geliefert (oft JST-Stecker), der z.B. für Mikrocontroller gedacht ist. Da wir den Sensor direkt mit dem Shelly Uni verbinden möchten, schneiden wir diesen Stecker zuerst bündig ab.
Isoliere die drei Adern (meist Rot, Schwarz und Gelb) ca. 10 mm ab. Anschließend verbindest du jede Ader mit jeweils einer der Wago 221 Klemmen* (Werbung). Diese dienen uns nun als komfortable Brücke zum Shelly Uni.
2. Verbindung zum Shelly Uni herstellen
Nun verbinden wir die Kabel des Shelly Uni mit den WAGO-Klemmen des Sensors. Da der Shelly Uni über eine 12-polige Anschluss-Leiste verfügt, orientieren wir uns am besten direkt an der offiziellen Pin-Belegung.
Das hat den großen Vorteil, dass die Verkabelung immer eindeutig ist, selbst wenn die Kabelfarben bei verschiedenen Produktionschargen des Shelly leicht abweichen sollten.
Zusätzlich binden wir die Stromversorgung (12V DC) ein. Der Shelly Uni wird über Pin 1 und 2 versorgt. In der folgenden Matrix siehst du genau, welcher Pin an welche WAGO-Klemme bzw. welchen Pol des Netzteils gehört.
Anschluss-Matrix (Pin-Belegung)
| Pin am Shelly | Funktion / Bezeichnung | Farbe am Shelly | Ziel / Anschluss |
|---|---|---|---|
| Pin 1 | VCC (VAC 1) | Rot | Netzteil Plus (+) |
| Pin 2 | GND (VAC 2) | Schwarz | Netzteil Minus (-) |
| Pin 4 | Sensor VCC | Gelb | Sensor: Rot (WAGO) |
| Pin 7 | GND (Sensor Masse) | Grün | Sensor: Schwarz (WAGO) |
| Pin 8 | Count In (Input 1) | Lila | Sensor: Gelb (WAGO) |
Der vollständige Schaltaufbau: Shelly Plus Uni, Durchflusssensor und 12V-Stromanschluss bereit für den Einbau.
Verwende am besten kleine Stücke Schrumpfschlauch* (Werbung), um die ungenutzten Adern einzeln zu isolieren. Das verhindert zuverlässig ungewollte Kurzschlüsse oder Fehlsignale, falls die Kabelenden im Gehäuse aneinandergeraten.
Software-Konfiguration: Vom Impuls zum Liter
Nachdem die Hardware steht, binden wir den Shelly Plus Uni in die App ein. Das Schöne: Wir können die Umrechnung direkt in der App hinterlegen, sodass uns der Verbrauch sofort in Litern angezeigt wird.
1. Shelly Uni in die App einbinden
Sobald der Shelly mit Strom versorgt wird, öffnest du die Shelly App. Das Gerät sollte im Normalfall sofort als „New device found“ oben erscheinen. Klicke auf „Add device“ und folge dem Assistenten, um den Uni in dein WLAN einzubinden.
2. Erste Messung
Ein großer Vorteil beim Shelly Plus Uni: In meinem Fall musste ich den Eingang nicht erst mühsam als Zähler aktivieren – er war direkt startklar und hat die Impulse sofort erkannt.
Auf dem Screenshot siehst du das Ergebnis meiner ersten Testmessung. Hier habe ich genau 10 Liter Wasser durch den Sensor laufen lassen. Der Shelly hat dabei zuverlässig die Rohdaten (Impulse) erfasst, die wir im nächsten Schritt in Liter umrechnen.
3. Kalibrierung
Jeder Sensor und jede Rohrleitung ist individuell. Um eine wirklich präzise Messung zu erhalten, habe ich einen 10-Liter-Eimer dreimal befüllt und aus den gezählten Impulsen den Mittelwert gebildet.
Die Kalibrierungs-Formel:
Impulse (Gesamt) ÷ Liter (Eimer) = Dein Teiler
In meinem Fall ergab die Messung im Durchschnitt (10802 ÷ 3) ~3600 Impulse für 10 Liter.
Daher: 3600 ÷ 10 = 360.
Diesen Wert (360) tragen wir unter „Counts Custom Expression“ ein. Die Formel für die Shelly
App lautet dann: x / 360.
Dabei ist x die Variable für die aktuell gezählten Impulse. Als Einheit wählen
wir „L“ für Liter. Ein Klick auf Save, und schon verwandelt sich dein Shelly in eine
vollwertige, digitale Wasseruhr!
Wasser strömt in Rohren nicht immer gleichmäßig. Besonders hinter Bögen, Ventilen oder Verengungen entstehen Wirbel (Turbulenzen), die das Flügelrad im Sensor ungleichmäßig treffen können. Das kann dazu führen, dass dein ermittelter Wert (x) nach der finalen Festinstallation minimal abweicht.
Um die höchste Präzision zu erreichen, nutzt man in der Technik sogenannte Beruhigungsstrecken (gerade Rohrverläufe):
- Vor dem Sensor: ca. 10-facher Rohrdurchmesser als gerade Strecke einplanen.
- Nach dem Sensor: ca. 5-facher Rohrdurchmesser als gerade Strecke einplanen.
Mein Rat: Mach nach der endgültigen Montage einfach einen kurzen Plausibilitäts-Check. Füll einen 10-Liter-Eimer und prüfe, ob die App auch wirklich 10 Liter mehr anzeigt. Falls nicht, kannst du den Teiler in der Formel einfach um ein paar Nuancen anpassen.
Integration in Home Assistant
Der letzte Schritt macht das Projekt komplett: Die Einbindung in Home Assistant. Dank der offiziellen Shelly-Integration ist das schnell erledigt, und unsere kalibrierten Messwerte werden nahtlos in das Smart Home übernommen.
Wenn du den Shelly Plus Uni in Home Assistant hinzufügst, werden automatisch mehrere Geräte und Entitäten angelegt. Das liegt an der vielseitigen Hardware des Shelly, der für jeden Ein- und Ausgang eigene Datenpunkte bereitstellt. Für unsere Wasserzählung fokussieren wir uns aber nur auf einen bestimmten Sensor.
Entscheidend ist der "Input 2 Impulszähler-Wert". Wie auf dem Screenshot zu sehen ist, zeigt Home Assistant hier exakt den von uns berechneten Wert von 30,01 L an. Das bedeutet: Die Umrechnungsformel (x/360) wird direkt aus der Shelly-App übernommen. Es sind keine zusätzlichen Templates oder Berechnungen in Home Assistant mehr nötig.
Da wir die Schaltausgänge (Outputs) und die anderen Eingänge des Shelly Uni für dieses spezielle Projekt nicht nutzen, empfehle ich, diese ungenutzten Entitäten in den Geräteeinstellungen von Home Assistant einfach zu deaktivieren. Das hält dein System sauber und übersichtlich.
Mein Setup zum Nachbauen
Wenn du ein ähnliches System umsetzen möchtest, findest du hier die Komponenten, die ich verwendet habe.
- Shelly Plus Uni* (Werbung) - Das Herzstück der Lösung, das die Impulse des Sensors erfasst und in dein Smart Home integriert.
- Wasserdurchflusssensor* (Werbung) - Der Sensor misst den Wasserfluss und liefert die Impulse für die Berechnung.
- Netzteil 12V* (Werbung) - Versorgt den Shelly Uni und den Sensor mit stabiler Spannung. Achte auf die passende Leistung (mind. 1A) und einen geeigneten Anschluss.
- Wago 221 Klemmen* (Werbung) - Diese praktischen Klemmen ermöglichen eine sichere und werkzeuglose Verbindung zwischen Sensor, Shelly und Stromversorgung.
- Schrumpfschlauch* (Werbung) - Unverzichtbar für die sichere Isolierung der Kabelenden und den Schutz vor Kurzschlüssen im Gehäuse.
Dieser Bericht beschreibt meinen persönlichen Versuchsaufbau. Die Umsetzung erfolgt auf eigene Gefahr. Ich übernehme keine Haftung für Sach- oder Personenschäden, die durch den Nachbau, die Installation oder den Betrieb der hier gezeigten Schaltung entstehen. Wer sich unsicher ist, sollte für die Installation (insbesondere bei Arbeiten an der Wasserleitung) unbedingt einen Fachmann hinzuziehen.