Show Faces
show
digitalSTROM Smarthome

digitalSTROM Smarthome Technologie

Grundlagen, Anwendungen, Kosten

digitalSTROM setzt neue Standards für smartes Wohnen. Das Smart Komplettsystem, mit dem sich herstellerübergreifend alle Geräte und die Haustechnik flexibel zu einem intelligenten Netzwerk vereinen lassen, zeichnet sich durch seine einfache und schnelle Installation aus, die keine bauliche Maßnahmen erfordert. Ein besonderes Merkmal von digitalSTROM ist, dass die Systemkomponenten und die angeschlossene Haustechnik über das reguläre Stromnetz miteinander kommunizieren. Dabei bieten die Konfigurations- und Bedienungsmöglichkeiten über handelsübliche Taster, Internet oder Smartphone höchste Flexibilität und Nutzerfreundlichkeit.

Das Herzstück der Technologie: Die digitalSTROM-Klemme

digitalSTROM Klemme

Herzstück von digitalSTROM ist ein 9 x 9 mm großer Hochvolt-Chip, der in die digitalSTROM-Klemmen eingebaut ist. Die Klemmen werden wie Lüsterklemmen montiert, können aber programmierbare Schaltvorgänge ausführen und sind dabei Schalter, Dimmer, Strommesser, Rechner, Datenspeicher und Netzwerkadapter zugleich. Allen Geräten, die in das digitalSTROM-Netzwerk integriert werden, muss lediglich dieser Chip vorgeschaltet bzw. eingesetzt werden. 

Ist das entsprechende Gerät noch nicht ab Werk mit einem solchen Chip ausgestattet, geschieht dies durch Einschleifen der Lüsterklemme in das zugehörige Stromkabel. Durch den Chip erhalten die Klemmen – und damit die angeschlossenen Geräte – eine eindeutige Adresse im digitalSTROM-System. Diese Adresse ist mit einer MAC-Adresse vergleichbar und weltweit einmalig. digitalSTROM-Klemmen sind nur geringfügig größer als reguläre Lüsterklemmen und können daher problemlos in Unterputzdosen und in Geräten untergebracht werden. 

Eine Klemme für eine Deckenleuchte mit einer Leistung bis zu 150 Watt misst zum Beispiel nur 31 x 34 x 23 mm. Zudem müssen die Lichttaster, die zur Bedienung des digitalSTROM-Netzwerks genutzt werden, mit einer Tasterklemme präpariert werden. Auch diese passt problemlos in Unterputzdosen und nimmt die Tastereingaben an, kodiert diese und leitet sie ins Netzwerk. Taster sind notwendig, da sie im Gegensatz zu Schaltern durch Gedrückthalten oder Mehrfachbetätigung unterschiedliche Befehlseingaben ermöglichen. Durch die Ausstattung mit Tasterklemmen werden reguläre Taster zu freikonfigurierbaren Bediengeräten, denen sich konfigurationsabhängig beliebige Anwendungen zuweisen lassen.

 
 

Standardgeräteverhalten

Für den Anschluss der jeweiligen Geräteklassen, wie Rollläden, Leuchten, Türklingeln etc. werden die  Klemmen ab Werk etc. mit einem standardisierten Funktionsumfang vorkonfiguriert, der direkt nach der Installation zur Verfügung steht. Je nach Verwendungszweck sind die dS-Klemmen zwecks einfacher Zuordnung mit eindeutigen Farben gekennzeichnet: so sind Klemmen zur Beleuchtungssteuerung gelb, Heizungsklemmen blau, Rollladen-Klemmen blau usw.  Durch das vorkonfigurierte Standardgeräteverhalten „wissen“ die Klemmen direkt nach der Installation, was sie als Reaktion auf eingehende Steuersignale zu tun haben. Z.B. sind das Herauf- und Hinabfahren der Rollläden und die Winkeleinstellung der Lamellen von Außen-Jalousien grundsätzliche Funktionen, die im Standardgeräteverhalten für die grauen Klemmen zur Rollladensteuerung definiert sind. 

Auf diese Weise brauchen Elektriker nicht applikationsabhängig die Ein- und Ausgänge der dS-Klemmen definieren. Darüber hinaus umfasst das Standardgeräteverhalten aber auch höhere intelligente digitalSTROM-Funktionen. So bildet das vorkonfigurierte Standardgeräteverhalten der gelben digitalSTROM-Klemmen auch die Grundlage dafür, dass sich mit ihnen alle dimmbaren Leuchtmittel nach automatischem Abgleich mit hinterlegten Dimmkurven komfortabel regeln lassen und auch gesteckte Leuchten angeschlossen werden können. Außerdem werden die Leuchten standardmäßig beim Verlassen des Hauses und dem Aufruf der „Gehen“-Funktion aus-, oder im Fall eines Feueralarms, eingeschaltet. Darüber hinaus können die Bewohner die Netzwerkteilnehmer nach den individuellen Vorlieben konfigurieren und verknüpfen. 

Ein Beispiel verdeutlicht die Möglichkeiten: Soll die Türklingel in das Netzwerk integriert werden, müssen Klingeltaster nur mit einer grünen dS-Tasterklemme für Zugangsanwendungen und die Türglocke mit einer entsprechenden Klemme ausgerüstet werden. Nun braucht der Bewohner keine Sorge mehr zu tragen, dass er die Klingel wegen eines lauten Staubsaugers nicht hört, da es zum Standardverhalten eines mit digitalSTROM ausgestatteten Staubsaugers zählt, sich bei Betätigung der Türklingel kurzfristig abzuschalten.  

„Orchestrierung“ von Netzwerkteilnehmern zu „Szenarien“

Im digitalSTROM-Netzwerk können alle mit den Klemmen angeschlossenen Geräte ihren Status untereinander kommunizieren und mit frei konfigurierbaren Aktionen auf Statusänderungen anderer Geräte reagieren. Dabei lassen sich auch herkömmliche Geräte durch die Ausstattung mit eigener Logik und Kommunikationsfähigkeit für unterschiedlichste Anwendungen nutzen – unabhängig vom ursprünglichen Gerätezweck. Beispiele dafür sind u.a. die vollkommen freie Verknüpfung von Lichttastern zur Betätigung beliebiger Geräte oder die Nutzung von Zimmerleuchten als optischer Signalgeber der Türklingel oder als Statusanzeiger elektrischer Geräte wie Kaffeemaschine, Wasserkocher, Wäschetrockner etc.). Oder eine Konfiguration des Bewegungsmelders, der bei Anwesenheit der Hausbewohner als automatischer Lichtschalter, bei Abwesenheit als Teil der Alarmanlage fungieren kann. 

Durch die vollständige Vernetzung entsteht der Mehrwert des smarten Hauses, bei dem es nicht nur um die komfortable Fernkontrolle von Anwendungen, sondern um das intelligente Zusammenwirken beliebig vieler Geräte in „Szenarien“ geht. Die aufeinander abgestimmte Steuerung verschiedener Anwendungen wird als „Orchestrierung“ bezeichnet. Zur einfachen Orchestrierung und zur Konfiguration auch raumübergreifender Szenarien dient ebenfalls der Server. Auf ihm ist die Konfigurationssoftware für das gesamte Netzwerk hinterlegt, die eine individuelle Verknüpfung   und Konfiguration von Gerätefunktionen ermöglicht.

Das Netzwerk und seine Komponenten

digitalSTROM-Meter

Das Netzwerk von digitalSTROM verwendet eine Master/Slave-Architektur, in der ein digitalSTROM-Meter (dSM) in jedem Stromkreis den Master bildet. Die Module , die zudem auch die  Stromaufnahme der angeschlossenen Geräte messen, sind als Hutschienenmodule in der Größe herkömmlicher Sicherungsautomaten ausgeführt und passen damit in jeden Verteilerkasten. 

Der dSM kommuniziert über die Netzleitung mit den Klemmen (Slaves) im selben Stromkreis. Pro Stromkreis können bis zu 128 Slaves (bzw. Geräte) angeschlossen werden. Die Slaves bekommen in einem DHCP-ähnlichen Anmeldeverfahren von digitalSTROM eine lokal gültige Adresse zugewiesen, mit der sie fortan kommunizieren. Zur Kommunikation zwischen dSM und Klemme nutzt digitalSTROM ein patentiertes, asynchrones Verfahren, bei dem das dSM  die Informationen an die Klemmen in die reguläre Versorgungswechselspannung einprägt. 

Im Upstream kodieren die Klemmen ihre Signale durch eine Modulierung der Stromaufnahme. Da das digitalSTROM-Meter die Stromaufnahme sämtlicher Klemmen (bzw. der daran angeschlossenen Verbraucher) im Stromkreis misst, erhält es auf diese Weise die angeforderten Informationen. Kunden fragen häufig, ob das digitalSTROM-System etwas mit POWERLINE zu tun hat. 

Physikalisch betrachtet, sind dies getrennte Systeme. Tatsächlich kann ein POWERLINE-System problemlos parallel zum digitalSTROM-Netzwerk betrieben werden. Die dSM kommunizieren untereinander – und mit dem digitalSTROM-Server – über RS485-Schnittstellen und dS485. Die digitalSTROM-Schnittstellen (z.B. JSON) sind offengelegt, damit interessierte Software- und Gerätehersteller eigene Produkte rund um digitalSTROM entwickeln können.

Schnittstelle zur IP-Welt: Der digitalSTROM-Server

Dem digitalSTROM-Server kommen verschiedene Funktionen zu: Zum einen vernetzt er die digitalSTROM-Meter miteinander, gestattet die komfortable Konfiguration des Smart Home Systems sowie die Einrichtung unterschiedlichster Komfort-Funktionen. Zum anderen bildet er die Schnittstelle zur Welt der IP-Protokolle: Der dS-Server stellt die Verbindung des digitalSTROM-Netzwerks zum Internet her, so dass sich per PC oder Smartphone auf alle Netzwerkfunktionen und Applikationen bis zu den einzelnen Klemmen zugreifen lässt. 

Auf diese Weise werden Smartphones oder Tablet-PCs zur universellen Fernbedienung des Hauses. Genauso aber dient der dS-Server auch als Systeminterface für alle anderen Geräte mit IP-Schnittstelle: Immer mehr Haushaltsgeräte oder Produkte aus dem Bereich der Unterhaltungselektronik (z.B. Waschmaschinen, Kameras,  aber auch HiFi-Geräte oder Fernseher)  können heute über das „Internet Protocol“ kommunizieren. Durch den Anschluss an den dS-Server und eine entsprechende Konfiguration werden sie zu Mitspielern im digitalSTROM-Gesamtkonzept und können ebenfalls per Smartphone, Tablet oder PC gesteuert und überwacht werden. Zudem muss die Einrichtung vieler häufig genutzter Anwendungsszenarien, wie Zeitschaltuhrfunktionen, Abwesenheitssimulationen oder die Konfiguration von Szenen nicht „von Hand“ erfolgen. Stattdessen können digitalSTROM-Apps heruntergeladen und auf den dS-Server aufgespielt werden, wodurch die gewünschten Funktionen direkt zur Verfügung stehen. 

Ebenso lassen sich  internetbasierte digitalSTROM-Services nutzen, die dem System zusätzliche Rechenkapazitäten und aktuellste Informationen, wie z.B. regionale Wetterdaten zur Verfügung stellen. Erhältliche Clouddienste für digitalSTROM sind u.a. die Smartphone-Sprachsteuerung dS-Listener für alle Smart-Home-Funktionen oder derdS-Hagelwarner, der automatisch Schutzfunktionen des Hauses, wie das Einfahren der Markisen  auslöst.  Auf diese Weise ist der Funktionsumfang des digitalSTROM Smart Homes sehr einfach per Software erweiterbar, ohne das es dafür neuer Hardware bedarf. Nicht zuletzt erfasst der Server über die digitalSTROM-Meter zentral den Stromverbrauch einzelner Wohnbereiche sowie den Gesamtverbrauch. Auch der digitalSTROM-Server ist mit einem kompakten Hutschienengehäuse zur Montage im Verteilerkasten versehen.

digitalSTROM vernetzt auch Niedervoltgeräte

Zur Netzwerkintegration von Leuchten-Vorschaltgeräten, LED-Konvertern mit 0-10V-Steuerschnittstellen sowie Klein- und Gleichspannungsgeräten bietet digitalSTROM die intelligenten Anschlussmodule UMV und UMR. Auch andere Geräte wie Garagentore, Türöffner und die Klingel werden durch den Anschluss über die Module zu vollfunktionalen Mitspielern im vernetzten Zuhause. 

digitalSTROM Universal Module

Das 1-10 V Universal Modul GE-UMV200 verfügt über vier potentialgetrennte Ausgänge, über die bis zu vier Leuchten-Vorschaltgeräte, LED-Konverter oder auch andere Kleinspannungsgeräte mit 0-10 Volt oder 1-10 Volt geschaltet, gedimmt und in umfangreiche Szenarien im Smart Home eingebunden werden können. Das Modul erhält alle Steuerbefehle, die es an die nachgeschalteten Geräte weiterleitet, über seinen 230 V-Anschluss. Zur lokalen Steuerung verfügt das Modul außerdem über einen 230 V-Tastereingang. Das Relais Universal Modul SW-UMR200, dient zur potentialfreien Erfassung von Netz- und Kleinspannungssignalen (zum Beispiel von Klingelanlagen oder Garagentoren) sowie zum Schalten von Verbrauchern. Es verfügt über zwei Ein- und Ausgängen und zwei potentialgetrennten Weitbereichseingänge. Damit kann das Modul die Schaltzustände bzw. Sensorwerte externer Geräte oder Schalter erfassen und im digitalSTROM-System melden.

AKM - die Automatisierungsklemme

Die Automatisierungsklemme dient dem Anschluss systemfremder Sensoren wie Rauch- oder   Bewegungsmeldern, Windwächtern, Regensensoren bzw. allen Geräten mit 230 V- oder potentialfreiem Schaltausgang.   Die Klemmen verfügen ab Werk über ein Standardverhalten, mit dem sie beim Eingang entsprechender Sensorsignale alle Geräte im digitalSTROM-Netzwerk automatisch zur passenden Reaktion veranlassen: Markisen fahren bei Regen oder starkem Wind automatisch ein; bei Rauchentwicklung wird ein Feuer-Alarm ausgelöst, die Rollläden hochgefahren und das Licht eingeschaltet, um die Fluchtwege frei zu machen und zu beleuchten. 

Durch die digitalSTROM-spezifische Möglichkeit, Geräteaktionen individuell zu konfigurieren und frei zu verknüpfen, gestattet die Automatisierungsklemme neue Anwendungen im Bereich Sicherheit und Komfort. Bewegungsmelder lassen sich ohne Aufwand mit verschiedenen Geräten oder Aktionen verbinden. Smart Home-Besitzer können individuell festlegen, welche Reaktionen auf Bewegungen – oder auch auf das Ausbleiben von Bewegungen – erfolgen sollen. So können sie sich beispielsweise bei ihrer Abwesenheit automatisch von einer E-Mail alarmieren lassen, wenn ein Bewegungsmelder daheim anschlägt. Ist der digitalSTROM-Kunde im Haus, werden bei Bewegung dann wie gewohnt ausgewählte Leuchten eingeschaltet. Wettersensoren werden mit der AKM dazu befähigt, bei Sturm oder Regen das Einfahren der Markisen zu veranlassen.  

Die digitalSTROM-Filter

Die letzte digitalSTROM-Komponente, die das System vervollständigt, ist der digitalSTROM-Filter, der dem Schutz der hausinternen digitalSTROM-Kommunikation und der Netzkonditionierung dient. Er wird pro Phase zwischen L und N vor dem FI-Schutzschalter montiert.

digitalSTROM-Filter

Planungstools unterstützen Elektroinstallateure

Trotz der hohen Leistungsfähigkeit bietet digitalSTROM eine äußerst einfache Installation, Konfiguration und Bedienung. Einbau und Systemeinrichtung lassen sich – je nach Objektgröße – innerhalb von ein bis zwei Tagen bewerkstelligen. Um dem Elektrohandwerk die Planung und Ausführung weiter zu erleichtern, bietet der Hersteller speziell adaptierte Planungstools wie RED CAD und digitalSTROM-terminal. In der RED CAD-Planungssoftware wird der digitalSTROM-Installationsstandard unterstützt. Alle digitalSTROM-Komponenten sind jeweils mit einem Symbol, der Artikelnummer, dem Bruttopreis und der Artikelbezeichnung hinterlegt. Nach Planungsabschluss übermittelt die Planungssoftware dem Elektroinstallateur die komplette Stückliste samt der Materialkosten. Wird ein Projekt nachträglich mit digitalSTROM-Komponenten ausgerüstet und besteht bereits ein Elektroinstallationsplan, so kann dieser via Planimport als DWG, DXF oder PDF Datei eingelesen und mit den passenden Bauteilen von digitalSTROM auf einfache Art und Weise ergänzt werden. 

Elektriker und Elektroplaner können die funktionserweiterte Software in Deutschland bereits ab 30 € pro Monat nutzen und erhalten damit Zugriff auf sämtliche Symbolbibliotheken, Updates und Programmfeatures. Für  Bestandskunden von RED CAD steht die Programmerweiterung als kostenloses Update zur Verfügung. 

digitalSTROM-Terminal basiert auf dem Planungstool terminal des Elektrogroßhändlers und Technologiedienstleisters Alexander Bürkle und bietet dem Elektrohandwerk eine durchgängige digitale Unterstützung bei der Inbetriebnahme der Smart Home-Technologie – angefangen mit der Planung und Komponentenbestellung bis hin zur Erstellung eines Pflichtenhefts. Da in der Software alle relevanten Produktdaten hinterlegt sind, werden bei Auswahl und Implementierung automatisch sämtliche konkret benötigen Komponenten registriert. Somit ist bereits in der Planungsphase eine vollständige und funktionsfähige Installation sichergestellt. 

Bei Abschluss der Planung erstellt das Tool selbstständig eine Gesamtübersicht des Projekts mitsamt einer Bestellliste der erforderlichen Komponenten, einer Kostenaufstellung sowie einem Pflichtenheft. Stand terminal bisher nur Fachbetrieben zur Verfügung, die in der DEHA-Gruppe organisiert sind, erweitert der Smart Home-Hersteller das Angebot mit seiner speziell adaptierten digitalSTROM-Variante auf alle Elektroinstallateure in Deutschland. Für Einzelprojekte bietet digitalSTROM das Tool für 90 Euro an, für die regelmäßige Nutzung beträgt die Monats- oder Jahrespauschale 30 Euro bzw. 240 Euro.

Hardware-Kosten

Aktuelle Beispielrechnungen für die erforderlichen Komponenten ergeben folgende durchschnittliche Kosten:  

  • Ausstattung eines Raums incl. Licht mit 3 Leuchten und einem Wandtaster ca. 550  €  (UVP inkl. MwSt.)

  • Für die Ausstattung einer 4-Zimmer-Wohnung incl. der Funktionen Licht, Gehen, Panik, Klingel, Energiemessung & Visualisierung, alle Apps & Smartphone-Software ca. 3.500  €  (UVP inkl. MwSt.)

  • Für die Ausstattung eines 7,5-Zimmer-Hauses incl. der Funktionen Licht, Rollläden, Gehen, Panik, Klingel, Energiemessung & Visualisierung, alle Apps & Smartphone-Software ca. 8.500  €  (UVP inkl. MwSt.)
 
 

Weitere interessante Artikel

EXPERTEN TIPPS


Experteninterviews

Wohnen, Bauen, Renovieren - Experten geben Rat.

ELEKTRO ABC


Elektro ABC

Von A wie Ausschalter bis Z wie Zwischenring.

FAQ


Häufig gestellte Fragen zum Thema Elektroinstallation

Die Antworten auf die meist gestellten Fragen rund um das Thema Elektroinstallation.

RAUCHMELDER


Rauchmelderpflicht in Deutschland

Infos zur Gesetzeslage, Wirkungsweise & Montage.

Info



Warnhinweis: Dieser Ratgeber dient lediglich der Information. Elektrotechnische Artikel dürfen nur durch Elektroinstallateure angebracht werden.

Schalter & Steckdosen Shop

zum Schalter und Steckdosen Shop

Große Auswahl an Schaltern, Steckdosen und Zubehör. Top Marken wie Berker, Jung und Gira. Hier online bestellen.