Helligkeitssensor (BH1750): Automatische Rollladensteuerung DIY

Ein Helligkeitssensor (BH1750) ist ein idealer Baustein, wenn Sie eine automatische Rollladensteuerung DIY umsetzen möchten: Statt nach Uhrzeit oder Wetter-App zu fahren, reagiert Ihr System direkt auf das, was am Fenster tatsächlich passiert – Sonne, Wolken, Dämmerung oder plötzliche Aufhellung. Genau das ist in der Praxis oft wertvoller als fixe Zeitpläne, weil Gebäudeausrichtung, Jahreszeiten und lokale Verschattung (Bäume, Nachbarhäuser, Markisen) die reale Helligkeit stark beeinflussen. Der BH1750 misst Beleuchtungsstärke in Lux und ist damit wesentlich besser geeignet als viele einfache Fotowiderstände, die nur grobe relative Werte liefern und stark von Temperatur sowie Bauteiltoleranzen abhängen. Kombiniert mit einem WLAN-Mikrocontroller (z. B. ESP8266/ESP32) und einer smarten Logik (Hysterese, Zeitfilter, Sonnenstands- oder Anwesenheitsregeln) lässt sich eine Rollladenautomation aufbauen, die Komfort erhöht, Blendung reduziert und im Sommer sogar beim Wärmeschutz hilft. Entscheidend ist dabei, dass die Automatik nicht „nervös“ reagiert: Ohne Filter und kluge Grenzwerte würden Rollläden bei jeder Wolke rauf und runter fahren. Dieser Leitfaden erklärt Hardware, Montage, Messstrategie und sichere Steuerlogik – inklusive Integration in gängige Smart-Home-Systeme – damit die automatische Rollladensteuerung dauerhaft zuverlässig läuft.

Warum Lux-Messung für Rollläden besser ist als Zeitpläne

Uhrzeitbasierte Automationen wirken auf den ersten Blick simpel, sind aber selten optimal: Im Sommer ist es um 7 Uhr hell, im Winter noch dunkel. Außerdem spielt die Himmelsrichtung eine große Rolle. Ein Südfenster bekommt zur Mittagszeit deutlich mehr direkte Einstrahlung als ein Nordfenster. Eine Lux-basierte Steuerung reagiert hingegen auf die tatsächliche Beleuchtungsstärke am Messpunkt und ist damit deutlich adaptiver.

• Dynamisch: reagiert auf Wolken, Nebel und Jahreszeiten ohne ständige Nachjustierung.
• Fensterbezogen: unterschiedliche Räume können unterschiedliche Regeln erhalten.
• Blend- und Hitzeschutz: Rollläden schließen bei starker Sonneneinstrahlung, auch wenn die Uhrzeit „noch nicht dran“ ist.
• Komfort: automatische Öffnung bei ausreichend Tageslicht, ohne dass Licht eingeschaltet werden muss.

BH1750 verstehen: Was der Sensor misst und was nicht

Der BH1750 ist ein digitaler Helligkeitssensor, der Beleuchtungsstärke in Lux liefert. Lux ist eine photometrische Größe, die das Helligkeitsempfinden des menschlichen Auges abbildet – und damit hervorragend passt, wenn es um Blendung oder „es ist hell genug zum Arbeiten“ geht. Der Sensor misst jedoch nicht direkt Wärme (Infrarotanteil) oder UV. Für Wärmeschutz ist Lux trotzdem nützlich, weil starke Sonneneinstrahlung meist auch hohe Beleuchtungsstärken verursacht.

• Direkte Lux-Ausgabe: keine komplizierte Analogkalibrierung nötig.
• I2C-Schnittstelle: einfache Anbindung an ESP8266/ESP32.
• Messbereiche: in der Praxis ausreichend für Innen- und viele Fensternah-Anwendungen.
• Grenzen: starke direkte Sonne und ungünstige Montage können zu Sättigung oder Messfehlern führen.

Für eine solide technische Übersicht der BH1750-Anbindung und Parameter sind Dokumentationen aus dem Smart-Home-Ökosystem hilfreich, z. B. ESPHome BH1750 Sensor-Komponente.

Hardware-Setup: Was Sie für die DIY-Rollladenautomatik brauchen

Die Architektur besteht aus zwei Teilen: Messung (BH1750 + Mikrocontroller) und Aktorik (Rollladenmotor/Relais/Smart-Shutter-Modul). Viele DIY-Projekte scheitern daran, dass Sensorik und Aktorik unsauber getrennt werden oder die Motorsteuerung nicht sicher umgesetzt ist. Eine robuste Lösung nutzt den BH1750 als „Messknoten“ und steuert den Rollladen über eine geprüfte Aktorik (z. B. vorhandener Smart-Home-Aktor, Shutter-Controller oder ein sicheres Relaismodul für Rollladenmotoren mit Verriegelung).

• BH1750 Sensor (I2C)
• ESP8266 oder ESP32 als WLAN-Knoten
• Stromversorgung (stabil, z. B. 5 V USB-Netzteil oder festes Netzteil mit Reserve)
• Rollladenaktor (Smart-Home-Shutter-Modul, Shelly/Äquivalent, KNX-Aktor oder Relaislösung mit Interlock)
• Optional: Taster/Schalter für manuelle Übersteuerung, Status-LED, Gehäuse

Sicherheit bei Rollladenmotoren: Interlock und manuelle Kontrolle

Rollladenmotoren werden typischerweise in zwei Richtungen angesteuert (auf/ab). Eine falsche Verdrahtung oder Logik kann dazu führen, dass beide Richtungen gleichzeitig bestromt werden. Das ist technisch und sicherheitlich problematisch. Verwenden Sie daher nur geeignete Rollladenaktoren oder stellen Sie bei Relaislösungen sicher, dass eine elektrische Verriegelung (Interlock) vorhanden ist und die Logik niemals „auf“ und „ab“ gleichzeitig aktiviert. Zusätzlich sollte die Automatik eine manuelle Übersteuerung respektieren (z. B. „Pause für 2 Stunden“, wenn Sie bewusst anders fahren).

Montage und Messpunkt: Wo der BH1750 sitzen sollte

Der Messpunkt entscheidet darüber, ob Ihre Automatik sinnvoll reagiert. Wenn der Sensor direkt in der Sonne sitzt, können Werte extrem hoch werden und zu unnötigen Fahrten führen. Sitzt er zu weit im Raum, misst er eher „Raumhelligkeit“ statt „Fensterhelligkeit“. Für Rollläden ist meist eine fensternahe Messung sinnvoll – aber so, dass der Sensor nicht direkt geblendet wird und nicht durch den Rollladen selbst komplett „abgeschaltet“ wird.

• Fensternah: z. B. am Fensterrahmen oder in der Nähe der Scheibe, aber nicht im direkten Sonnenstrahl.
• Abschirmung: kleine Blende oder diffuser Abdeckbereich kann direkte Einstrahlung entschärfen.
• Konstanz: gleicher Messpunkt pro Raum, damit Schwellenwerte stabil bleiben.
• Mehrfenster-Räume: ggf. pro Fensterseite separate Sensoren oder eine Priorisierung (Südseite wichtiger als Nordseite).

Direkte Sonne vs. diffuse Helligkeit: Warum eine Blende hilft

Rollladenlogik soll oft auf „zu hell für angenehmes Arbeiten“ reagieren, nicht zwingend auf den maximalen Peak, wenn ein Sonnenstrahl exakt auf den Sensor fällt. Eine einfache mechanische Blende oder eine Positionierung, die vor direktem Strahl schützt, macht die Luxmessung praxistauglicher und reduziert Fehltrigger.

Messstrategie: Filter, Mittelwerte und sinnvolle Aktualisierung

Helligkeit ändert sich schnell – Wolken, vorbeifahrende Fahrzeuge, Schatten von Bäumen. Wenn Ihre Automatik auf Rohwerte reagiert, fährt der Rollladen zu oft. Ziel ist eine ruhige, nachvollziehbare Logik: Messwerte werden geglättet, und Entscheidungen erfolgen erst, wenn ein Zustand ausreichend lange anhält. In vielen Fällen reichen Messintervalle von 5–30 Sekunden, kombiniert mit einem gleitenden Mittelwert oder Medianfilter.

• Messintervall: häufig 5–30 Sekunden; nicht sekündlich nötig.
• Gleitender Mittelwert: reduziert kurzfristige Spitzen.
• Medianfilter: sehr robust gegen einzelne Ausreißer.
• Zeitkriterium: „nur reagieren, wenn Zustand länger als X Minuten anliegt“.

Gleitender Mittelwert (MathML)

Wenn Sie die letzten n Messungen x_1 bis x_n mitteln, erhalten Sie eine geglättete Helligkeit:

$\overline{x}=\frac{x\_1+x\_2+\dots +x\_n}{n}$

Schwellwerte definieren: Lux-Grenzen für „grün/gelb/rot“ im Rollladenkontext

Es gibt keine universell perfekten Lux-Grenzen, weil Fenstergröße, Himmelsrichtung und gewünschter Komfort variieren. Statt fixe „Internetwerte“ blind zu übernehmen, ist ein kurzes Einmessen sinnvoll: Loggen Sie Luxwerte an typischen Tagen (bewölkt, sonnig, Abend) und entscheiden Sie, ab wann Sie Blendung empfinden oder wann der Raum zu dunkel wird. In der Praxis helfen drei Bereiche: „hell genug offen lassen“, „zu hell → beschatten“ und „zu dunkel → öffnen“ (unter Berücksichtigung von Privatsphäre und Tageszeit).

• Öffnen: wenn es dauerhaft dunkler wird und Tageslicht gewünscht ist
• Beschatten: wenn Lux über Zeit deutlich hoch bleibt (Blend-/Hitzeschutz)
• Nacht/Privatsphäre: separate Logik nach Uhrzeit oder Anwesenheit

Hysterese gegen „Rollladen-Pendeln“ (MathML)

Mit Hysterese vermeiden Sie, dass der Rollladen bei leicht schwankenden Luxwerten ständig zwischen zwei Zuständen wechselt. Wenn S der Schwellwert und H die Hysterese ist:

$\mathrm{Beschatten}\mathrm{wenn}\mathrm{Lux}\ge S$
$\mathrm{Zurück}\mathrm{zu}\mathrm{offen}\mathrm{wenn}\mathrm{Lux}\le S–H$

Zusätzlich sollten Sie ein Zeitkriterium nutzen (z. B. „Lux über Schwellwert für 5 Minuten“), damit eine einzelne Wolkenlücke nicht sofort eine Fahrt auslöst.

Automationslogik für echte Alltagstauglichkeit

Eine gute Rollladenautomatik berücksichtigt mehr als nur Helligkeit. Im Homeoffice wollen Sie z. B. Blendung reduzieren, aber gleichzeitig genug Tageslicht behalten. In Schlafräumen möchten Sie morgens öffnen, aber nicht, wenn jemand noch schläft. Im Sommer möchten Sie Beschattung vor allem bei direkter Sonneneinstrahlung und hoher Wärmebelastung. Solche Anforderungen lassen sich gut mit Prioritäten abbilden: Sicherheit und manuelle Bedienung zuerst, dann Privatsphäre/Nachtlogik, dann Komfortregeln wie Lux.

• Manuelle Übersteuerung: nach manuellem Tastendruck Automatik für X Minuten/Stunden pausieren
• Zeitfenster: z. B. keine automatischen Fahrten in Meetings oder nachts
• Präsenz: anders reagieren, wenn niemand zuhause ist
• Temperatur-Kopplung: Beschattung verstärken, wenn Raumtemperatur hoch ist
• Sturm-/Sicherheitsregeln: je nach Bauart Rollläden bei Sturm nicht zwangsläufig hochfahren

Entscheidungslogik als einfache Prioritätenliste

• Priorität 1: Sicherheit/Interlock/Fehlerzustände
• Priorität 2: Manuelle Bedienung und Sperrzeit
• Priorität 3: Nacht/Privatsphäre (Zeit/Anwesenheit)
• Priorität 4: Lux-basiertes Beschatten/Öffnen mit Zeitfilter + Hysterese

Integration ins Smart Home: MQTT, Home Assistant, ioBroker, ESPHome

Ob Ihre DIY-Lösung „professionell“ wirkt, entscheidet oft die Integration: Historie, Dashboards und Benachrichtigungen sind mit Smart-Home-Systemen schnell realisiert. MQTT ist ein Standard, wenn Sie flexibel bleiben möchten. ESPHome ist besonders bequem, wenn Sie schnell und wartbar arbeiten wollen (inklusive OTA-Updates). Für die Rollladensteuerung selbst können Sie entweder direkt einen Aktor im System schalten oder – bei kompatiblen Rollladenaktoren – einen „Cover“-Status (Position) nutzen.

• ESPHome: Sensor + Logik + OTA: ESPHome Dokumentation
• BH1750 in ESPHome: BH1750 Sensor-Komponente
• MQTT: lokale Datenübertragung: MQTT.org
• Mosquitto: Broker im Heimnetz: Eclipse Mosquitto
• Home Assistant: Automationen und Cover-Steuerung: Home Assistant
• ioBroker: Visualisierung und Regeln: ioBroker

Topic-Design bei MQTT für Sensor und Rollladen

Wenn Sie MQTT nutzen, ist ein konsistentes Topic-Schema hilfreich, insbesondere bei mehreren Räumen. Ein Beispiel:

• Sensor: licht/wohnzimmer/lux
• Sensor (geglättet): licht/wohnzimmer/lux_avg
• Rollladen-Befehl: rollladen/wohnzimmer/cmd
• Rollladen-Status: rollladen/wohnzimmer/state
• Automatikmodus: rollladen/wohnzimmer/auto (on/off)

Praxis-Tuning: So kalibrieren Sie Ihre Lux-Grenzen ohne Rätselraten

Statt stundenlang zu raten, lohnt ein systematisches Vorgehen: Loggen Sie Luxwerte über ein bis drei Tage und markieren Sie Situationen: „Blendung am Bildschirm“, „angenehm hell“, „zu dunkel“. Daraus lassen sich Schwellen ableiten, die zu Ihrem Raum passen. Für viele ist außerdem interessant, die Helligkeit mit Raumtemperatur zu kombinieren: Wenn Lux hoch ist, aber Temperatur niedrig (Winter), möchten Sie vielleicht nicht vollständig beschatten, um passive Wärme zu nutzen. Wenn Lux hoch und Temperatur hoch (Sommer), ist Beschattung eher erwünscht.

• Loggen: Lux im Minutenraster speichern
• Markieren: subjektive Komfortpunkte (Blendung, angenehm, zu dunkel)
• Grenzen setzen: Schwellwerte + Hysterese + Mindestdauer definieren
• Feinjustieren: nur in kleinen Schritten ändern und erneut beobachten

Typische Fehlerquellen und wie Sie sie vermeiden

Die meisten Probleme entstehen nicht durch den BH1750 selbst, sondern durch ungeeignete Platzierung und zu aggressive Automationsregeln. Wenn Sie folgende Punkte beachten, wird die Automatik deutlich stabiler.

• Sensor im direkten Sonnenstrahl: führt zu Peaks → Sensor versetzen oder blenden.
• Keine Hysterese: Rollläden pendeln → Hysterese + Zeitfilter nutzen.
• Zu kurze Reaktionszeit: jede Wolke triggert → Mindestdauer (z. B. 3–10 Minuten) einführen.
• Manuelle Bedienung ignoriert: frustriert Nutzer → Sperrzeit nach manuellem Eingriff.
• Unsichere Motorsteuerung: Risiko → geprüfte Aktoren oder Interlock-Relais verwenden.
• WLAN instabil: Aussetzer → Position/Access Point optimieren, stabile Stromversorgung.

Outbound-Links zu relevanten Informationsquellen

• ESPHome: BH1750 Sensor-Komponente
• ESPHome Dokumentation (OTA, Geräte, Automationen)
• MQTT.org (Kommunikationsstandard für lokale Sensorwerte)
• Eclipse Mosquitto (MQTT-Broker)
• Home Assistant (Automationen, Dashboards, Cover-Steuerung)
• ioBroker (Visualisierung und Logik)

FAQ: Häufige Fragen zur DIY-Rollladensteuerung mit BH1750

Reicht ein LDR (Fotowiderstand) nicht aus?

Ein LDR kann für einfache „hell/dunkel“-Schaltungen funktionieren, liefert aber meist keine sauberen Luxwerte, ist stark toleranzbehaftet und temperaturabhängig. Der BH1750 liefert digitale Luxwerte, ist einfacher zu reproduzieren und für stabile Schwellenlogik besser geeignet.

Wie verhindere ich, dass Rollläden bei Wolken ständig fahren?

Nutzen Sie Hysterese und ein Zeitkriterium: z. B. „Lux über Schwellwert für 5 Minuten“, bevor beschattet wird, und „Lux unter Rückkehrschwelle für 10 Minuten“, bevor wieder geöffnet wird. Zusätzlich hilft Glättung (Mittelwert/Median).

Kann ich Lux auch für Wärmeschutz nutzen?

Lux misst sichtbares Licht, nicht direkt Wärmestrahlung. Dennoch korreliert starke Sonneneinstrahlung häufig mit hohen Luxwerten. Für besseren Wärmeschutz kombinieren viele die Luxregel mit Raumtemperatur: Beschatten nur dann aggressiv, wenn zusätzlich die Temperatur steigt.

Wie gehe ich mit manueller Bedienung um?

Eine praxistaugliche Automatik respektiert manuelle Eingriffe. Nach einem Tastendruck oder App-Befehl sollte die Automatik eine definierte Sperrzeit haben (z. B. 1–4 Stunden) oder bis zum nächsten Tageswechsel pausieren, je nach Wunsch.

Ist es besser, den Sensor innen oder außen zu montieren?

Innen ist die Montage meist einfacher und wettergeschützt, dafür misst der Sensor eher die Raumhelligkeit. Außen oder fensternah kann die „Sonnenlage“ besser erfassen, ist aber anspruchsvoller (Wetter, direkte Sonne). Für viele Setups ist eine fensternahe Innenmontage mit Blende der beste Kompromiss.

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