Automatische Pumpensteuerung mit Shelly
Wie du eine automatische Pumpensteuerung mit einem Shelly umsetzt, zeige ich dir in diesem Beitrag.
Die Shelly-Geräte habe ich bereits in vielen Beiträgen und Videos auf meinem Blog vorgestellt. Sie sind sehr einfach einzurichten und arbeiten zuverlässig – genau diese beiden Punkte machen sie für solche Projekte besonders interessant.
Die Idee zu diesem Beitrag stammt aus meiner Community: Ein Zuschauer meines YouTube-Kanals hat mich angerufen, weil er genau so eine Lösung für seine Pumpensteuerung umsetzen wollte. Gemeinsam haben wir eine einfache und praxisnahe Lösung entwickelt, die ich dir hier Schritt für Schritt zeige.
https://youtu.be/pLcIx1egNpk
Wenn du Fragen hast oder Unterstützung brauchst, melde dich gerne per E-Mail oder über mein Ticket-System – ich helfe dir gern weiter.
Warum eine automatische Pumpensteuerung sinnvoll ist
Die Bodenplatte des Hauses befindet sich in der Nähe des Grundwassers. Dadurch kann es passieren, dass sich Wasser im Keller sammelt und aktiv abgepumpt werden muss.
Damit es hier nicht zu Schäden kommt, ist eine zuverlässige Pumpensteuerung notwendig. Fällt die Pumpe aus oder arbeitet sie nicht korrekt, kann sich innerhalb kurzer Zeit Wasser ansammeln und Probleme verursachen.
Genau aus diesem Grund reicht eine einfache Lösung oft nicht aus – neben der Steuerung ist es wichtig, den Betrieb der Pumpe zu überwachen und im Fehlerfall schnell reagieren zu können.
Was soll überwacht werden und welche Fehler können auftreten?
Damit die Pumpensteuerung zuverlässig funktioniert, müssen sowohl die Sensoren als auch die Pumpe selbst überwacht werden.
Ein wichtiger Punkt ist die Funktion der Pumpe. Wird sie eingeschaltet, muss sie auch tatsächlich laufen. Mit einem Shelly Plus 1PM lässt sich das über die Leistungsaufnahme prüfen. Bleibt diese trotz aktivem Relais aus, liegt ein Fehler vor.
Auch die beiden Schwimmschalter können Probleme verursachen. Liefert einer falsche Werte oder bleibt hängen, kann die Steuerung nicht mehr korrekt reagieren.
Typische Fehlerfälle sind:
- Pumpe wird eingeschaltet, läuft aber nicht - Pumpe läuft dauerhaft - Schwimmschalter liefern falsche Zustände - Pumpe schaltet gar nicht ein
Durch die Überwachung dieser Punkte kann frühzeitig reagiert und ein Wasserschaden verhindert werden.
Aufbau und Ablauf der Pumpensteuerung
Für die Umsetzung werden zwei Schwimmschalter sowie ein Shelly mit AddOn verwendet. Die beiden Schwimmschalter erfassen den Wasserstand im Keller und bilden die Grundlage für die Steuerung der Pumpe.
- S1 (unten) → minimaler Wasserstand - S2 (oben) → maximaler Wasserstand
Der obere Schwimmschalter (S2) dient als Startsignal für die Pumpe. Sobald dieser ausgelöst wird, ist der Wasserstand zu hoch und die Pumpe wird eingeschaltet.
Schaubild - Aufbau der Schaltung - automatische Pumpensteuerung mit Shelly und Schwimmschalter
Der untere Schwimmschalter (S1) sorgt dafür, dass die Pumpe wieder abgeschaltet wird, sobald ausreichend Wasser abgepumpt wurde.
Dieses Zusammenspiel verhindert, dass die Pumpe ständig ein- und ausgeschaltet wird und sorgt für einen stabilen Betrieb.
Was wird benötigt?
Für den Aufbau der automatischen Pumpensteuerung werden nur wenige Komponenten benötigt:
- ein Shelly Plus 1PM* - ein Shelly AddOn* - eine 3fach Wago-Klemme* - etwas Draht - 18 AWG* - zwei Schwimmschalter* - eine Pumpe*
Schwimmschalter und Shelly Plus 1PM Gen3 inkl AddOn
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Da es im Keller bekanntermaßen feucht werden kann, empfehle ich zusätzlich eine spritzwassergeschützte Dose* (mindestens IP44, besser IP65). Der Shelly kann darin sicher untergebracht werden. Für die Kabelzuführung eignen sich sogenannte Würgenippel*, um das Gehäuse möglichst dicht zu halten. Die Öffnungen lassen sich bei Bedarf zusätzlich mit etwas Silikon abdichten.
Für den Testaufbau verwende ich keinen echten Keller, sondern simuliere das ganze auf meiner Terrasse. Dafür nutze ich einen einfachen 10-Liter-Eimer, in dem die beiden Schwimmschalter montiert sind. So lässt sich das Verhalten der Steuerung gut nachvollziehen und testen.
Aufbau der Schaltung - automatische Pumpensteuerung mit Shelly und Schwimmschalter
Aufbau und Funktionsweise eines Schwimmschalters
Es gibt Schwimmschalter in verschiedenen Bauformen – zum Beispiel mit Kabel, als Stabmontage oder für den festen Einbau. Die grundlegende Funktion ist jedoch immer gleich.
Im Inneren eines Schwimmschalters befindet sich in der Regel ein Reed-Kontakt, der durch einen Magneten betätigt wird. Dieser Magnet sitzt im Schwimmer selbst.
Steigt oder fällt der Wasserstand, bewegt sich der Schwimmer nach oben oder unten. Dabei verändert sich die Position des Magneten zum Reed-Kontakt:
- Wird der Kontakt geschlossen → Signal EIN (HIGH) - Wird der Kontakt geöffnet → Signal AUS (LOW)
Je nach Einbaulage oder Ausrichtung des Schwimmschalters kann das Verhalten unterschiedlich sein. Manche Schalter schließen bei steigendem Wasserstand, andere öffnen.
👉 Wichtig für die Praxis: Durch einfaches Drehen des Schwimmschalters (z. B. um 180°) lässt sich die Schaltlogik oft umkehren.
unterschiedliche Schwimmschalter
Auf dem Markt gibt es eine Vielzahl an Schwimmschaltern in unterschiedlichen Bauformen. In meinem Fall verwende ich Modelle, die seitlich montiert werden. Diese eignen sich besonders gut für den Einbau in Gefäße.
Alternativ gibt es auch Schwimmschalter, die von oben in das Medium eingetaucht werden. Die grundlegende Funktion bleibt dabei jedoch identisch.
Aufbau der Schaltung
Der Shelly Plus 1PM wird in dieser Schaltung mit 230 V betrieben. Daher ist beim Aufbau besondere Vorsicht geboten.
Schaltung - automatische Pumpensteuerung mit Shelly und Schwimmschalter
⚠️ Wichtig: Beachte unbedingt die Sicherheitsregeln der Elektrotechnik, bevor du mit der Installation beginnst.
- Stromkreis spannungsfrei schalten - gegen Wiedereinschalten sichern - Spannungsfreiheit prüfen
Die Spannungsfreiheit sollte immer mit einem zweipoligen Spannungsprüfer geprüft werden, häufig auch Duspol genannt. Einfache Phasenprüfer („Lügenstift“) oder berührungslose Spannungsprüfer, die lediglich ein elektrisches Feld erkennen, sind für eine sichere Prüfung nicht geeignet.
Anschluss der Schwimmschalter
Die beiden Schwimmschalter werden am Shelly AddOn angeschlossen.
Schwimmschalter am Shelly Plus 1PM mit AddOn
Da das Shelly AddOn nur über einen digitalen Eingang verfügt, wird der zweite Schwimmschalter (S1) über den analogen Eingang ausgewertet. Dazu verbinden wir den ANALOG IN mit dem VREF+R1 OUT und führen diesen Punkt über den Schwimmschalter nach GND (siehe Schaltung).
Schwimmschalter am Shelly AddOn via AnalogIN Anschluss der Pumpe
Die Pumpe wird über den Shelly geschaltet. In meinem Aufbau erfolgt das über eine Steckdose:
- O (Shelly) → L (Steckdose) - N & PE → direkt aus der Hausinstallation zur Steckdose
Die Pumpe wird anschließend einfach über ihren Schuko-Stecker angeschlossen.
Steckdose am Shelly Plus 1PM Alternative ohne Verdrahtung
Alternativ kannst du auch einen Shelly Outdoor Plug S verwenden. In diesem Fall wird die Pumpe einfach eingesteckt und über eine Szene geschaltet.
👉 Vorteile:
- keine direkte Verdrahtung notwendig - flexibler Einsatz - besonders geeignet für Testaufbauten oder Außenbereiche
Shelly Outdoor Plug S draussen
Shelly einrichten und AddOn konfigurieren
Im nächsten Schritt richten wir den Shelly im lokalen WLAN ein. Dazu verbindest du dich zunächst mit dem vom Shelly bereitgestellten Access Point und hinterlegst anschließend deine WLAN-Zugangsdaten.
https://youtu.be/r3-TEb3K_xM
Nach erfolgreicher Verbindung ist der Shelly über dein Netzwerk erreichbar.
Das Shelly AddOn wird in der Regel automatisch erkannt, sobald es angeschlossen ist. Eine separate Installation ist nicht notwendig.
Shelly Cloud - AddOn verwalten
Anschließend müssen nur noch die Eingänge konfiguriert werden:
- Digital IN (S2) → oberer Schwimmschalter - Analog IN (S1) → unterer Schwimmschalter
Damit ist die Hardware bereits vollständig eingerichtet und bereit für die spätere Steuerung über Szenen.
Intelligente Szenen zum automatischen Steuern der Pumpe
Nachdem wir alles angeschlossen und das Shelly AddOn eingerichtet haben, können wir die Szene zum steuern der Pumpe erstellen.
Der für wichtige Zustand der Schwimmschalter ist:
- S1 - Schwimmschalter unten - EIN - S2 - Schwimmschalter oben - EIN
Eine zweite Szene soll nun dafür sorgen das die Pumpe deaktiviert wird, dafür muss der obere und untere Schwimmschalter (S1 & S2) den Status AUS haben.
Benachrichtigung beim EIN/AUS schalten der Pumpe
Wir können uns auch benachrichtigen lassen wenn die Pumpe aktiviert oder deaktiviert wird, damit haben wir auch mobil einen überblick ob die Steuerung läuft.
Überwachung im nächsten Teil
Die grundlegende Steuerung der Pumpe haben wir damit umgesetzt. In diesem Beitrag lag der Fokus bewusst auf dem Aufbau und der einfachen Automatisierung mit Shelly.
Die Überwachung der Schaltung – also das Erkennen von Fehlerzuständen, das Auswerten der Leistungsaufnahme sowie das Versenden von Benachrichtigungen – behandeln wir im zweiten Teil dieser Reihe.
Dort zeige ich dir:
- wie du erkennst, ob die Pumpe wirklich läuft - wie du unplausible Schalterzustände auswertest - und wie du automatische Benachrichtigungen einrichtest
Im dritten Teil erweitern wir das Projekt dann um ein Node-RED Dashboard. Damit erhältst du einen übersichtlichen Einblick in alle Zustände und kannst zusätzlich auswerten, wann und wie lange die Pumpe gelaufen ist.
Fazit und Ausblick
Die automatische Pumpensteuerung mit Shelly lässt sich mit wenigen Komponenten einfach und zuverlässig umsetzen. Besonders in Kombination mit zwei Schwimmschaltern entsteht eine stabile Steuerung, die ohne ständiges Ein- und Ausschalten auskommt.
In diesem ersten Teil lag der Fokus bewusst auf dem Aufbau und der grundlegenden Funktion der Steuerung. Damit hast du eine solide Basis, um die Pumpe automatisch in Abhängigkeit vom Wasserstand zu schalten.
Wer sich die Arbeit mit 230 V nicht zutraut, kann viele Shelly-Geräte auch mit 12 V oder 24 V DC betreiben. Hierfür wird jedoch ein passendes Netzteil benötigt. Ein Shelly Plug oder Shelly Outdoor Plug S kann zudem verwendet werden, um die schaltbare Steckdose für die Wasserpumpe zu ersetzen. So lässt sich die Pumpe ebenfalls komfortabel über Shelly steuern.
Im nächsten Teil erweitern wir die Steuerung um eine Überwachung der Schaltung. Dabei schauen wir uns an, wie Fehlerzustände erkannt und entsprechende Benachrichtigungen ausgelöst werden können.
Häufige Fragen zur automatischen Pumpensteuerung mit Shelly
Wie funktioniert eine automatische Pumpensteuerung mit Shelly?
Eine automatische Pumpensteuerung mit Shelly nutzt zwei Schwimmschalter zur Erkennung des Wasserstands. Wird der obere Schalter aktiviert, schaltet der Shelly die Pumpe ein. Sinkt der Wasserstand bis zum unteren Schalter, wird die Pumpe wieder ausgeschaltet. Zusätzlich kann der Shelly den Betrieb überwachen und bei Fehlern Benachrichtigungen senden.
Warum werden zwei Schwimmschalter benötigt?
Mit zwei Schwimmschaltern wird eine sogenannte Hysterese erzeugt. Dadurch wird verhindert, dass die Pumpe ständig ein- und ausgeschaltet wird. Ein Schalter definiert den Startpunkt (Wasser zu hoch), der andere den Stopppunkt (Wasser ausreichend abgepumpt).
Kann ich die Pumpensteuerung auch mit nur einem Schwimmschalter umsetzen?
Ja, technisch ist das möglich. Allerdings führt das häufig dazu, dass die Pumpe sehr oft ein- und ausschaltet (Flattern). Das kann die Lebensdauer der Pumpe deutlich reduzieren und sollte daher vermieden werden.
Welcher Shelly eignet sich für eine Pumpensteuerung?
Für dieses Projekt eignet sich besonders der Shelly Plus 1PM, da dieser zusätzlich die Leistungsaufnahme messen kann. Dadurch lässt sich erkennen, ob die Pumpe tatsächlich läuft oder ein Fehler vorliegt.
Alternativ kann auch ein Shelly Plug S oder Shelly Outdoor Plug S verwendet werden, wenn keine feste Verdrahtung gewünscht ist.
Wozu wird das Shelly AddOn benötigt?
Das Shelly AddOn ermöglicht den Anschluss externer Sensoren wie Schwimmschalter. Da es zusätzliche Ein- und Ausgänge bereitstellt, können mehrere Sensoren gleichzeitig ausgewertet werden.
Wie wird erkannt, ob die Pumpe defekt ist?
Mit einem Shelly Plus 1PM lässt sich die Leistungsaufnahme messen. Wenn die Pumpe eingeschaltet ist, aber keine Leistung (0 Watt) gemessen wird, liegt wahrscheinlich ein Fehler vor – z. B.
