Smarter Schalter für Gleichspannung: Der Shelly i4 DC im Detail
Wer sein Smart Home mit intelligenten Schaltern erweitern möchte, stößt schnell auf die Shelly-Serie. Mit dem Shelly i4 DC bietet Shelly eine spezielle Version des beliebten Shelly i4, die ausschließlich für Gleichspannung (DC) im Bereich von 5 bis 24V ausgelegt ist. Achtung: Im Gegensatz zur AC-Variante des Shelly i4, die für Netzspannung von 110 bis 240V geeignet ist, darf der Shelly i4 DC keinesfalls an Wechselspannung (AC) betrieben werden! https://youtu.be/XHFnV_hSHxE Dieses Gerät eignet sich ideal für Niederspannungsanwendungen, sei es zur Steuerung von Niedervolt-Schaltkreisen, Mikrocontroller-Systemen oder Gleichstrominstallationen in Fahrzeugen, Solaranlagen und Industrieumgebungen.
Shelly i4 DC
Shelly i4 DC - Schraubklemmen
Shelly i4 DC - Rückseite
Einsatzzweck des Shelly i4 DC
Der Shelly i4 DC besitzt vier Eingänge, die als digitale Schalter für Smart-Home-Systeme dienen. Er kann keine Verbraucher direkt schalten, sondern sendet die Schaltsignale über WLAN oder MQTT an andere Shelly-Geräte mit Relais wie den Shelly 1 Plus oder den Shelly 1PM Mini, der zusätzlich Strom, Spannung und Leistungsaufnahme messen kann. Durch diese Funktion eignet sich der Shelly i4 DC ideal für die folgenden Anwendungen: - Taster-Integration für Shelly-Relais Der Shelly i4 DC kann als externer smarter Taster für Shelly-Relais fungieren. Beispielsweise kann ein herkömmlicher Taster mit 12V oder 24V angeschlossen werden, dessen Signal dann über WLAN an ein Shelly 1 Plus oder Shelly 1PM Mini weitergeleitet wird. Damit lassen sich Lampen, Ventilatoren oder andere Verbraucher gezielt steuern – ohne direkte Verkabelung zwischen Schalter und Verbraucher. - Erweiterung für Mikrocontroller-Projekte (Arduino, ESP32) In Arduino- oder ESP32-Projekten kann der Shelly i4 DC als smarte Eingabe-Schnittstelle genutzt werden. Über MQTT oder Webhooks lassen sich Signale an den Mikrocontroller senden, um bestimmte Aktionen zu triggern, etwa das Aktivieren einer LED-Anzeige, das Speichern von Sensordaten oder das Starten eines Motors über ein externes Relais. - Smarte Steuerung in 12V- oder 24V-Systemen (Wohnmobile, Solaranlagen) In Wohnmobilen, Booten oder Solaranlagen gibt es oft Niederspannungs-Systeme mit 12V oder 24V. Der Shelly i4 DC kann dort als Taster-Schnittstelle eingesetzt werden, um beispielsweise über WLAN ein Shelly-Relais zu steuern, das die Beleuchtung schaltet oder eine Solarbatterie umschaltet. - Virtuelle Szenen-Steuerung mit Home Assistant & Co. Der Shelly i4 DC kann in Smart-Home-Systeme wie Home Assistant, ioBroker oder MQTT eingebunden werden, um komplexe Automatisierungen zu ermöglichen. Beispielsweise könnte ein Taster am Shelly i4 DC eine Lichtszene aktivieren, eine Jalousie fahren oder einen Alarm-Modus schalten – alles ohne direkt mit der jeweiligen Hardware verbunden zu sein.
Technische Daten
Der Shelly i4 DC ist ein smarter Eingangsschalter für Gleichspannung (5–24V) mit vier unabhängigen Eingängen. Er unterstützt WLAN (2,4 GHz) und Bluetooth 4.2 und ermöglicht die Steuerung von Smart-Home-Geräten über MQTT, Webhooks oder Skripting. Stand 16.02.2025 gibt es keine Gen3-Version, sondern nur die Gen2-Variante, die mit einem etwas älteren ESP32-U4WDH ausgestattet ist. Für die Hauptfunktion des Geräts – die Weiterleitung von Schaltsignalen – reicht die Rechenleistung jedoch vollkommen aus. KategorieTechnische DatenBetriebsspannung5–24V DCLeistungsaufnahmeEingänge4 digitale Taster-EingängeProzessor (MCU)ESP32-U4WDHSpeicher4 MB FlashKommunikationWLAN 2,4 GHz (802.11 b/g/n), Bluetooth 4.2RF LeistungUnterstützte ProtokolleMQTT, Webhooks, SkriptingGehäusegröße (HxBxT)37 × 42 × 16 mmGewicht17 gUmgebungstemperatur-20 °C bis 40 °CLuftfeuchtigkeit30 % bis 70 % RHMontageUnterputz, WanddoseAnschlussklemmen0,5–1,5 mm² Leiterquerschnitt, max. 0,4 Nm Drehmoment Die offizielle Dokumentation findest du unter https://www.shelly.com/de/products/shelly-plus-i4-dc dort gibt es derzeit auch die Möglichkeit einpaar Prozente zu sparen ;). Erweiterungsmöglichkeiten und Reset-Funktion Auf der Rückseite befindet sich die Schnittstelle für das bekannte Shelly AddOn. Über diese Erweiterung lassen sich analoge und digitale Sensoren anschließen und auswerten, wodurch der Funktionsumfang des Geräts erheblich erweitert werden kann.
Rückseite des Shelly i4 DC Ebenfalls auf der Rückseite befindet sich der Reset-Taster, mit dem das Gerät bei Bedarf neugestartet werden kann. Hält man die Taste länger gedrückt, wird der Shelly auf die Werkseinstellungen zurückgesetzt – praktisch, falls Probleme auftreten oder eine neue Konfiguration notwendig ist.
Vergleich mit dem Shelly i4 für Wechselspannung
Auf meinem Blog habe ich bereits den Shelly i4 AC der dritten Generation in verschiedenen Beiträgen vorgestellt. Dabei habe ich gezeigt, wie sich das Gerät in unterschiedliche Smart-Home-Umgebungen integrieren lässt und welche praktischen Einsatzmöglichkeiten es bietet. Falls du mehr über die bisherigen Anwendungen erfahren möchtest, findest du hier eine Übersicht der relevanten Beiträge: - Shelly i4 Gen3 im Test: Vier Eingänge, unendliche Möglichkeiten - Shelly i4 und Shelly Wall Switch: Intelligente Szenen für smarte Gerätesteuerung
Shelly i4 Version für Wechselspannung und Gleichspannung Ein wesentlicher Unterschied zwischen den beiden Varianten ist die Betriebsspannung: - Der Shelly i4 AC ist für Wechselspannungen zwischen 110 und 240V ausgelegt. - Der Shelly i4 DC hingegen arbeitet mit Gleichspannungen zwischen 5 und 24V und darf nicht an Wechselspannung betrieben werden. Zusätzlich gibt es den Shelly i4 für Wechselspannung bereits in der dritten Generation (Gen3). Diese neue Version ist optisch unter anderem daran zu erkennen, dass die Anschlussklemmen schwarz sind und mit Kreuzschrauben befestigt werden. Die DC-Variante gibt es bisher (Stand 16.02.2025) nur in der zweiten Generation (Gen2). Hier ist eine übersichtliche Tabelle mit den wesentlichen Unterschieden zwischen dem Shelly i4 AC und dem Shelly i4 DC: MerkmalShelly i4 AC (Gen3)Shelly i4 DC (Gen2)Betriebsspannung110–240V AC, 50/60 Hz5–24V DCStromverbrauchMicrocontroller (MCU)ESP-Shelly-C38FESP32-U4WDHFlash-Speicher8 MB4 MBAnschlussklemmenSchwarz, KreuzschraubenNeon Orange, SchlitzschraubenLeiterquerschnitt0.2–2.5 mm² / 24–14 AWG0.5–1.5 mm² / 20–16 AWGMax. Drehmoment der Klemmen0.4 Nm / 3.5 lbin0.4 Nm / 3.5 lbinAbisolierlänge6–7 mm5–6 mmGehäusefarbeOrangeNeon Orange (Pantone 2010C)Gewicht19 g17 gWLAN-Protokoll802.11 b/g/n802.11 b/g/nWLAN-Frequenzband2401–2483 MHz2400–2495 MHzBluetooth4.2 mit BLE4.2Bluetooth ReichweiteBis zu 10 m (indoor), 30 m (outdoor)Bis zu 10 m (indoor), 30 m (outdoor)MQTT-UnterstützungJaJaWebhooks (URL-Actions)20 mit 5 URLs pro Hook20 mit 5 URLs pro HookScriptingJaJaInterner TemperatursensorJaJa
Praktischer Einsatz: Fenster- und Türüberwachung mit Reed-Kontakten
Ein idealer Anwendungsfall für den Shelly i4 DC ist die Überwachung von Fenstern und Türen mithilfe von Reed-Kontakten. Diese magnetischen Sensoren erkennen, ob ein Fenster oder eine Tür geöffnet oder geschlossen ist. Durch den Anschluss der Reed-Kontakte an die Eingänge des Shelly i4 kann das Gerät den Status erfassen und über WLAN an ein Smart-Home-System wie Home Assistant, ioBroker oder MQTT weiterleiten. Mögliche Szenarien: - Smarte Alarmanlage: Bei einem unbefugten Öffnen wird eine Benachrichtigung an das Smartphone gesendet oder eine Sirene ausgelöst. - Lichtsteuerung: Das Licht im Raum schaltet sich automatisch an, wenn eine Tür geöffnet wird. - Fenster-Check für Heizungssteuerung: Falls ein Fenster geöffnet ist, wird die Heizung automatisch heruntergeregelt, um Energie zu sparen. Da der Shelly i4 DC ausschließlich mit Gleichspannung (5–24V) arbeitet, eignet er sich hervorragend für batteriebetriebene oder Niederspannungs-Überwachungssysteme. Damit bietet er eine einfache, aber leistungsstarke Möglichkeit zur smarten Fenster- und Türüberwachung. Für den Aufbau der kleinen Schaltung verwende ich nachfolgende Bauteile: - einen Shelly i4 DC* - vier Reed-Kontakte* - ein Universalnetzteil* - diverse Kabel Hinweis von mir: Die mit einem Sternchen (*) markierten Links sind Affiliate-Links. Wenn du über diese Links einkaufst, erhalte ich eine kleine Provision, die dazu beiträgt, diesen Blog zu unterstützen. Der Preis für dich bleibt dabei unverändert. Vielen Dank für deine Unterstützung!
Shelly i4 DC mit Universalnetzteil Wie funktioniert ein Reed-Kontakt? Ein Reed-Kontakt ist ein magnetisch gesteuerter Schalter in einer Glasröhre. Ohne Magnet bleibt der Kontakt offen. Nähert sich ein Magnet, ziehen sich die Metallzungen an und schließen den Stromkreis. Entfernt sich der Magnet, öffnet der Kontakt wieder. Perfekt für Tür-/Fensterüberwachung mit dem Shelly i4 DC.
Reed Kontakt als einfaches Bauteil Einrichtung in der Shelly Smart Control App Der Shelly i4 DC lässt sich, wie alle anderen Shelly-Geräte, bequem in der Shelly Smart Control App einrichten. Der Einrichtungsprozess unterscheidet sich nicht wesentlich von anderen Shelly-Geräten. Falls du eine detaillierte Anleitung sehen möchtest, schau dir mein Video zur Einrichtung des Shelly 2PM an – der Ablauf ist nahezu identisch! 🎥⬇️ https://youtu.be/SgIFZ1vCXxY Nutzung außerhalb des lokalen WLANs Möchtest du deinen Shelly außerhalb deines Heimnetzwerks betreiben, etwa in einem Wohnwagen, kannst du die Einbindung ins WLAN überspringen. Stattdessen lässt sich der Shelly auch über seine integrierte Web-Oberfläche steuern. Dazu einfach: - Mit dem vom Shelly bereitgestellten Access Point verbinden. - Im Browser die IP-Adresse 192.168.33.1 eingeben. So kannst du den Shelly direkt lokal konfigurieren und bedienen, ohne Internetverbindung. 🚀 Anschluss eines Reed-Kontakts an den Shelly Der Anschluss eines Reed-Kontakts am Shelly ist denkbar einfach: - Der Reed-Kontakt hat nur zwei Drähte, die nicht vertauscht werden können. - Ein Draht wird mit dem Minuspol (GND) des Shelly verbunden. - Der andere Draht kommt an einen der vier Eingänge (SW1–SW4).
Shelly i4 DC mit Reed-Kontakt an SW1
Schaltung - Shelly i4 DC mit Reed-Kontakt In der Shelly-Software ist keine zusätzliche Konfiguration erforderlich – der Kontakt wird direkt erkannt und kann für Automationen genutzt werden. 🔧✅
Shelly i4 DC - Reed-Kontakt - ON
Shelly i4 DC - Reed-Kontakt - OFF Mit sollch einem Reed-Kontakt könnte man ebenso nun den bereits gezeigten smarten Briefkasten nachbauen, du bräuchtest, somit lediglich eine Stabile Spannung zwischen 5 und 24V neben diesem. Worauf muss man bei Reed-Kontakten achten? Reed-Kontakte sind empfindliche Schalter für geringe Ströme und sollten entsprechend vorsichtig eingesetzt werden. Hier sind die wichtigsten Punkte, die du beachten solltest: - Maximale Strom- und Spannungsbelastung - Reed-Kontakte sind nicht für hohe Ströme ausgelegt. Üblicherweise liegt die Belastungsgrenze im Milliampere- bis niedrigen Ampere-Bereich. - Zu hohe Ströme oder Spannungsspitzen können die Kontaktzungen verschweißen, sodass der Schalter dauerhaft geschlossen bleibt. - Einsatz mit Shelly i4 DC - Der Shelly arbeitet mit niedriger Spannung und minimalem Stromfluss, weshalb Reed-Kontakte hier sicher verwendet werden können. - Sie dienen lediglich als Eingabeschalter, sodass keine Last über den Kontakt selbst fließt. - Entprellung und Kontaktalterung - Mechanische Schwingungen beim Schließen des Kontakts können kurzzeitige Mehrfachschaltungen auslösen (Prellen). - Moderne Mikrocontroller und Smart-Home-Geräte wie der Shelly filtern diese Störungen meist automatisch. - Magnetposition beachten - Damit der Reed-Kontakt zuverlässig schaltet, muss der Magnet korrekt ausgerichtet sein. - Ein zu starker Magnet kann den Kontakt dauerhaft geschlossen halten.
Fazit und Ausblick
Der Shelly i4 DC ist eine leistungsstarke Ergänzung für Smart-Home-Systeme, insbesondere in Niederspannungsumgebungen wie Wohnwagen, Solaranlagen oder batteriebetriebenen Schaltungen. Durch die Möglichkeit, Taster oder Sensoren zu integrieren und Signale per WLAN oder MQTT weiterzugeben, lässt er sich vielseitig einsetzen. Da ich selbst keinen Wohnwagen habe und meine Solaranlage autark arbeitet, werde ich den Shelly in meinem nächsten Mikrocontroller-Projekt mit dem Arduino UNO R4 und dem "Plug and Make Kit" einsetzen. Ich bin gespannt, welche neuen Möglichkeiten sich dabei ergeben und werde die Ergebnisse im nächsten Beitrag vorstellen! 🚀 Read the full article