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Smart-Home per Kabel: So sieht die Installation aus

Wie die Steuerkabel im Smart-Home verlegen? Hier erfahrt ihr, welche Möglichkeiten es gibt und welche Vor- und Nachteile sie besitzen.

© by Loxone

Mit der Verkabelung seines Smart-Homes muss sich der Bauherr in der Regel wenig beschäftigen. Dennoch ist es sinnvoll in Grundzügen zu wissen, welche Struktur ein kabelgebundenes Smart-Home-System besitzen kann. Denn das hat entscheidenden Einfluss auf den Preis.

Wesentliche Unterschiede zur Standard-Elektro-Verkabelung

Der Aufbau unterscheidet sich grundsätzlich von einer konventionellen Elektroverkabelung. Eine Standard-Elektroverkabelung sieht häufig so aus: Vom Sicherungskasten geht ein Stromkabel zu jedem Raum. Dort gibt es eine Verteilerdose. Ein Kabel führt von dort aus zur ersten Steckdosen, geht weiter zur zweiten usw.

Zur Deckenlampe geht ein eigenes Stromkabel von der Verteilerdose. Unterbrochen wird es vom Lichtschalter, der die Verbindung herstellt oder trennt – das Licht geht an oder aus.

Smart-Home besitzt Sensoren und Aktoren

Im Gegensatz zur konventionellen Elektroverkabelung sind in einem Smart-Home Sensor und Aktor voneinander getrennt. Ein Sensor stellt einen Zustand oder einen Wert fest und stellt ihn im Smart-Home zur Verfügung. Das kann die Temperatur sein oder bei einem Taster „gedrückt“ oder „nicht gedrückt“. Der Aktor empfängt Informationen und führt etwas aus. Beim Beispiel bei einer Lampe schließt oder trennt er der Stromverbindung.

Bei einer Standard-Elektroverkabelung befinden sich Sensor und Aktor gewissermaßen an einem Ort. Der Lichtschalter hat als Sensor beispielsweise die beiden Zustände: „oben gedrückt“ und „unten gedrückt“. Gleichzeitig schließt und trennt der Lichtschalter als Aktor die Stromverbindung zur Lampe. Durch die Kopplung von Sensor und Aktor ist der Schalter nur zu einem in der Lage: das Licht einer Lampe ein- und auszuschalten.

Anders im Smart-Home. Ein Taster kann hier ganz unterschiedliche Sachen bewirken. Er kann das Licht einschalten, aber auch die Jalousien nach unten fahren oder das Alarmsystem aktivieren.

Smart-Home per Kabel: die Topologie

Die Kommunikation zwischen Sensoren und Aktoren kann per Funk oder Kabel erfolgen. Im Falle von Kabeln gibt es verschiedene Strukturen, wie sich die Sensoren und Aktoren untereinander verbunden lassen. Sie haben entscheidenden Einfluss auf die Installation und letztendlich den Preis.

1. Linien- und Bus-Struktur

Bei der Linien- bzw. Bus-Struktur sind die Aktoren und Sensoren über ein Kabel nacheinander miteinander verbunden. Man muss sich das wie eine Bahnlinie vorstellen, bei der die einzelnen Stationen die Sensoren und Aktoren sind. Für den Informationsaustausch wird meist ein extra Kabel parallel zur Stromleitung verlegt. Die Aktoren lauschen ständig den Signalen und werden tätig, wenn  eine Informationen seine Adresse trägt. Bei einem Haus gibt es häufig mehrere Linien, z. B. eine für jedes Stockwerk.

Linien- und Bus-Struktur
Die Bus-Struktur unterscheidet sich nur geringfügig von der Linien-Strukur. Bei der Bus-Struktur gibt es Abzweigungen von der Hauptader zu den einzelnen Teilnehmern.

 

Kommt eine Linien- bzw. Bus-Struktur zum Einsatz, wird bei jeder Steckdose, Lampe oder Jalousie ein extra Aktor eingebaut, bei den Schaltern ein Sensor. Oder man verlegt beim Neubau erst einmal die Steuerkabel zu den Steckdosen, Jalousien, Lampen und Schaltern und rüstet die Aktoren und Sensoren erst später nach. So lässt sich das Smart-Home für Stück erweitern. Bei Linien- und Bus-Struktur ebenfalls positiv: Da die Komponenten über eine einzige Steuerleitung miteinander verbunden sind, sind die Kosten für die Kabel und das Verlegen relativ gering. Wegen der vielen einzelnen Aktoren und Sensoren sind jedoch die Gesamtkosten für die Steuerkomponenten relativ hoch.

2. Baum-Struktur

Eine Abwandlung der Linien-Topologie ist die Baum-Struktur. Dabei sind von den einzelnen Linien Abzweigungen möglich. Wenn man sich die Linie als den Baumstamm vorstellt, dann sind die einzelnen Abzweigungen die Äste. Somit bietet einem die Baumstruktur noch mehr Freiheiten bei der Verkabelung.

Baum-Struktur
Bei der Baumstruktur sind Abzweigungen von der Hauptlinie erlaubt.

3. Ring-Struktur

Was bei einer Baum-Struktur nicht erlaubt ist: Dass Abzweigungen eine Verbindung zurück zur Hauptlinie herstellen, also einen Ring schließen. Der Vorteil bei einer Ring-Struktur ist, dass wenn es an einer Stelle des Kabels Probleme gibt, existiert immer noch ein alternativer Weg für die Kommunikation. Doch nicht bei allen Standards sind solche Rückverbindungen bzw. Ringe erlaubt, zum Beispiel bei KNX.

Ring-Struktur
Im Gegensatz zur Baumstruktur sind bei einer Ring-Topologie Rückverbindungen erlaubt.

4. Stern-Struktur

Ganz unterschiedlich zur Linien-, Baum- und Ring-Struktur ist ein sternförmiger Aufbau. Man kann zwar auch Steuerleitungen sternförmig verlegen. Da es jedoch wenig ineffizient ist, kommt es in der Praxis kaum zum Einsatz. Es werden jedoch in einem Smart-Home häufig die Stromkabel sternförmig verlegt. Hier führt von allen gewünschten Steckdosen, Lampen und Rollläden ein eigenes Stromkabel zum Sicherungskasten. Auch zu allen Licht- und Rollladenschaltern geht ein eigenes Kabel. Wegen der geringen Spannung reichen zu den Schaltern jedoch deutlich dünnere Kabel.

Stern-Struktur
Bei der Stern-Struktur sind alle Komponenten mit einer zentrale Stelle (in der Regel dem Sicherungskasten) verbunden.

Obwohl hier deutlich mehr Stromkabel nötig sind, rechnet sich dieser Aufbau häufig. Der Grund: Es lassen Mehrfach-Sensoren und -Aktoren im Sicherungsschrank einbauen kann (z. B. für 16 oder 32 Kanäle), was die Kosten pro Kanal senkt. Dazu ein kleines Beispiel.

Unterschiede bei den Kosten

Es soll in einem Haus die Beleuchtung vernetzt werden.  Es gibt 20 Lampen, die ein Smart-Home-System ein- und ausschalten soll. Sind die Aktoren bei den einzelnen Lampen, benötigt man 20 1fach-Aktoren. Beim Schreiben des Artikels kostete bei eibmarkt.com ein KNX-1fach-Aktor von Gira rund 108 Euro, das macht für 20 insgesamt 2.160 Euro. Wenn sich die Aktoren jedoch zentral im Sicherungskasten befinden, lassen sich 8fach-Aktoren verwenden. Ein Exemplar von Gira kostet bei eibmarkt.com rund 385 Euro. Für 20 Lampen braucht man drei Stück, macht zusammen 1.155 Euro und damit rund 1.000 Euro weniger. Auch wenn man dafür mehr Stromkabel benötigt, fährt man so deutlich günstiger.

In der Praxis findet man häufig Mischformen. Ein Option ist beispielsweise, alle Aktoren zentral im Sicherungsschrank einzubauen. Die Sensoren werden jedoch dezentral bei den einzelnen Tastern eingebaut.

Was in einem konkreten Fall am sinnvollsten ist, weiß ein erfahrener Systemintegrator. Deshalb lohnt es sich, verschiedene Angebote für das Smart-Home einzuholen – selbst wenn man sich bereits für einen bestimmten Standard bzw. ein System entschieden hat.

Welche Kabel für das Smart-Home-System verwenden?

Welche Art von Kabel verlegt werden, hängt vom Smart-Home-System ab. Viele Lösungen benötigen zwei Adern für das Übermitteln der Steuer- und Sensorinformationen sowie für die Stromversorgung. Beim KNX-Standard und bei Busch-free@home kommt beispielsweise ein grünes Kabel mit vier Leitungen zum Einsatz, wobei nur zwei benötigt werden. Die beiden zusätzlichen Adern kann man etwa für eine extra Linie oder für eine Hilfsspannung verwenden. Homematic IP wired braucht dagegen vier Adern, zwei für die Stromversorgung und zwei für die Steuerbefehle.

Loxone empfiehlt eigene Kabel für die Vernetzung. Bei LCN kommen wiederum fünfadrige Stromkabel zum Einsatz, worüber die 230-Volt-Stromversorung wie auch die Steuer- und Sensor-Informationen laufen.

Kurzum: Es kocht jedes System etwas sein eigenes Süppchen. Auch deshalb hat eine zentrale Installation von Sensoren und Aktoren Vorteile. Hier laufen in die Räume „gewöhnliche“ Stromkabel, die mit jedem Smart-Home-System funktionieren. Will man später – aus welchem Grund auch immer – auf ein anderes Smart-Home-System umschwenken, wechselt man einfach die Sensoren und Aktoren im Sicherungsschrank.

Mehr zum Thema: 
Kabelgebundene Smart-Home-Systeme im Überblick

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