Smarte Gartenbewässerung mit Home Assistant: Wie Sie aus einer 1998 in Rom verabschiedeten Formel, einem 27 Euro teuren Mikrocontroller und der DWD-Open-Data-Schnittstelle ein Bewässerungssystem bauen, das den Tomaten in der Mai-Hitze treffsicher 1,4 Liter pro Pflanze gibt

Am Abend des 28. April 2026 stand ein Gärtner aus Augsburg vor seinem Hochbeet und schaute auf eine Tomatenpflanze, die kurz davor war, sich zu verabschieden. Es war 19 Uhr, draussen waren noch 24 Grad, der erste richtige Hitzeschub des Frühjahrs lag eine knappe Woche zurück, und die Tomate hing wie eine schlechte Wäscheleine in den Stab. Auf dem Smartphone öffnete er das Home-Assistant-Dashboard und sah, was sein Smart Meter in den letzten zwanzig Minuten gemeldet hatte: 60 Liter Wasserabgabe am Tropfschlauch, der morgens um sechs gestartet war. Das Magnetventil war seit 13 Stunden geschlossen. Die Pflanze hatte den Tag also nicht überstanden, weil zwischen 11 und 14 Uhr die Verdunstung höher gelegen war als das, was die mechanische Bewässerungsuhr im Frühjahrs-Modus vorsah.

Das ist ein Bild, das in Schrebergärten, Dachterrassen und Vorgärten der Republik gerade zur Routine wird. Die mechanischen Schaltuhren aus dem Baumarkt kennen kein Wetter, keine Hitze und keine Bodenfeuchte. Sie schalten nach Uhr. Eine Bewässerungssteuerung, die sich an den tatsächlichen Bedarf der Pflanzen anpasst, gehört zu den ältesten Versprechen der Smart-Home-Industrie und gleichzeitig zu den am schlechtesten eingelösten. Gardena verlangt für ein vernetztes Sechs-Zonen-System mit Wetteradapter rund 700 Euro und schliesst alle Drittsysteme aus. Hunter und Rain Bird kommen aus dem amerikanischen Profimarkt, sind technisch belastbarer, brauchen aber einen 24-Volt-Anschluss und eine Cloud-Anbindung, die bei der zweiten Firmware-Generation regelmässig den Anschluss verliert. Dazwischen, fast unsichtbar, sitzt ein Open-Source-Stapel, der seit 2024 in der Home-Assistant-Welt erstaunliche Reife erreicht hat. Er besteht aus einer agronomischen Formel von 1998, einer Wetterschnittstelle des Deutschen Wetterdienstes und einem Mikrocontroller, der zusammen mit Ventilen und einem 24-Volt-Trafo unter 80 Euro kostet.

Dieser Bericht erklärt, was die FAO Penman-Monteith Formel mit einem Tropfschlauch im Hochbeet zu tun hat, wie die Smart Irrigation Custom Component diese Formel im Hintergrund rechnet, welche Hardware sich Anfang Mai 2026 wirklich rechnet und wo die Grenzen liegen, an denen das System aussteigt.

Eine Formel aus Rom, 1998

Die Referenz-Evapotranspiration ETo ist die Antwort auf eine Frage, die Hobbygärtner selten stellen: Wieviel Wasser verdunstet an einem bestimmten Tag aus einer Standard-Wiese, die 12 Zentimeter hoch ist und gleichmässig versorgt wird? Diese Zahl, ausgedrückt in Millimetern pro Tag, gilt als Referenz, weil sich daraus für jede andere Kultur die tatsächliche Verdunstung errechnen lässt. Tomaten haben einen Pflanzenkoeffizienten von rund 1,15 in der Hauptwachstumsphase, eine Hortensie liegt bei 0,8, ein Rasen mit Trockenheitsstress bei 0,6. Wer die ETo des Tages kennt und mit dem Pflanzenkoeffizienten multipliziert, weiss, wieviel Wasser pro Quadratmeter ersetzt werden muss.

Die Formel, mit der die ETo berechnet wird, hat die FAO 1998 als Standard verabschiedet, im sogenannten FAO Irrigation and Drainage Paper 56. Davor hatten verschiedene Methoden konkurriert: Blaney-Criddle, die Strahlungsmethode von Priestley-Taylor, vereinfachte Hargreaves-Ansätze. Alle hatten Schwächen in entweder ariden oder feuchten Klimazonen, und alle brauchten regionale Kalibrierung. Die FAO-Penman-Monteith-Methode, die auf einer Erweiterung der Penman-Gleichung von 1948 durch den britischen Mikroklimatologen John Monteith aufbaut, lieferte in einer ASCE-Vergleichsstudie die geringsten Abweichungen quer durch alle Klimaregionen. Seit 1998 ist sie das einzige offiziell empfohlene Verfahren der FAO und das, was die Bayerische Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau auf ihren Versuchsstationen anwendet.

Die Eingaben für die Formel sind vier Grössen, alle täglich oder stündlich: Lufttemperatur als Tagesminimum und Tagesmaximum, Wind in zwei Metern Höhe, Sonnenscheindauer beziehungsweise Globalstrahlung und der aktuelle Dampfdruck der Luft, der sich aus relativer Luftfeuchte und Temperatur berechnen lässt. Eine Wetterstation auf dem Dach genügt theoretisch. Praktisch reicht in 90 Prozent der Fälle eine API-Abfrage bei OpenWeatherMap oder dem Deutschen Wetterdienst, weil die nächste DWD-Station meist weniger als zwölf Kilometer entfernt liegt und die Werte sich auf dieser Distanz nicht stark unterscheiden.

Smart Irrigation in Home Assistant

Die Custom Component Smart Irrigation für Home Assistant, gepflegt seit 2019 von Jeroen Ter Heerdt, übernimmt diese Berechnung im Hintergrund. Die Komponente legt für jede Bewässerungszone einen virtuellen Wasser-Eimer an, einen sogenannten Bucket. Jeden Tag wird der Bucket um die ETo des Tages multipliziert mit dem Pflanzenkoeffizienten geleert und um den gemessenen Niederschlag wieder gefüllt. Wenn der Eimer einen vom Nutzer definierten Schwellwert unterschreitet, also der kumulierte Wasserdefizit beispielsweise zwei Millimeter erreicht, schickt die Komponente eine Bewässerungsanforderung in Form einer Zeit-Sekunden-Angabe an Home Assistant. Diese Zeit hängt von der gemessenen Durchflussrate des angeschlossenen Tropfschlauchs ab. Ein Standard-Gardena-Micro-Drip mit 2,2 Liter pro Stunde an zehn Tropfern liefert 22 Liter pro Stunde, also 0,37 Liter pro Minute, und für 1,4 Liter Defizit braucht das System rund vier Minuten Laufzeit.

Smart Irrigation kennt zwei Modi. Der Passthrough-Modus zieht die ETo aus den Daten der gewählten Wetter-Integration und multipliziert sie nicht weiter herunter, der PyETo-Modus rechnet die FAO-Penman-Monteith-Gleichung selbst aus den Rohdaten Temperatur, Luftfeuchte, Wind und Strahlung. Der Unterschied ist klein, aber er macht sich in Hitze-Phasen bemerkbar, weil OpenWeatherMap keine separate ETo bereitstellt und die im Passthrough-Modus geschätzte Verdunstung den nachmittäglichen Hitzeschub leicht unterzeichnet.

In der Konfiguration legt der Nutzer pro Zone die Fläche in Quadratmetern fest, den Pflanzenkoeffizienten, die Sprühart, die durchschnittliche Wurzeltiefe und einen Bewässerungs-Wirkungsgrad zwischen 0,7 für Sprühregner und 0,9 für Tropfbewässerung. Die Smart-Irrigation-Komponente berechnet daraus eine zonenscharfe Zeitanforderung, schickt sie an Home Assistant, und Home Assistant löst eine Automation aus, die das jeweilige Magnetventil einschaltet. Die Verbindung zwischen Bucket-Logik und Ventil ist dabei keine fest verdrahtete Strecke, sondern eine Sequenz aus Service-Calls, die der Nutzer selbst definiert. Das ist die Stärke und die Schwäche zugleich: Wer Home Assistant beherrscht, baut ein massgeschneidertes System. Wer es nicht beherrscht, scheitert an der ersten YAML-Datei.

Wettervorhersage: Warum DWD die bessere Wahl ist

Die Smart-Irrigation-Komponente unterstützt mehrere Wetter-Anbieter. OpenWeatherMap ist der populärste, weil die Free-Tier-API mit 60 Anfragen pro Minute reichlich dimensioniert ist und die Smart-Irrigation-Doku einen vorgefertigten Konfigurations-Block liefert. Allerdings hat OpenWeatherMap das frühere One-Call-Modell auf 3.0 umgestellt und die Free-Tier-Quote auf 1.000 Aufrufe pro Tag beschränkt. Smart Irrigation fragt vier Mal täglich ab, was im Tagesbudget locker passt, aber wer parallel andere Integrationen wie eine Solar-Forecast-App oder eine Wallbox-Steuerung an dieselbe API hängt, läuft bis Mitte des Monats in die Quote.

Der Deutsche Wetterdienst stellt seit 2017 mit der DWD Open Data-Schnittstelle einen Datensatz bereit, der für deutsche Standorte die bessere Datengrundlage bietet. Die Vorhersagedaten kommen aus dem MOSMIX-Modell, das pro Postleitzahl-Bereich rund 5.500 Stationswerte rechnet. Für Home Assistant existieren zwei stabile Custom Components: Erstens die Integration von hg1337, die Wetterdaten als Wetter-Entitäten ausgibt, und zweitens die FL550-Variante, die zusätzlich die Pollenflug-Werte und den DWD-Nowcast bereitstellt. Letzterer ist für Bewässerungs-Logik besonders interessant, weil er minutengenaue Niederschlags-Vorhersagen für die nächsten zwei Stunden liefert. Wer diese Information vor dem morgendlichen Bewässerungsstart abfragt, vermeidet das klassische Bewässerungsuhr-Versagen, bei dem das System um sechs Uhr startet, obwohl um sieben ein Gewitter durchzieht.

Die DWD-Daten kommen kostenlos und ohne Quotenbeschränkung. Sie sind allerdings nicht weltweit nutzbar, also für Hobbygärtner ausserhalb Deutschlands keine Option. Wer in Österreich gärtnert, greift zu Bright Sky oder Open-Meteo, beide ebenfalls kostenlos und mit ähnlicher Datenbasis.

Hardware-Entscheidung: Was schaltet das Ventil

Die Smart-Irrigation-Komponente rechnet nur. Das eigentliche Ventil schaltet eine andere Komponente. Hier liegt die wichtigste Hardware-Entscheidung, und sie hängt davon ab, wieviele Zonen geschaltet werden müssen, ob ein 230-Volt-Anschluss in der Nähe ist und wie tolerant der Nutzer gegenüber Bastelarbeit ist.

Hardware	Zonen	Spannung	Preis	HA-Integration	Eignung
OpenSprinkler 3.x	8 (erweiterbar auf 72)	24 V AC	rund 130 USD	Native Integration, OpenSprinkler.py	Für mittelgrosse Gärten mit 24-V-Magnetventilen
OpenSprinkler Pi	8 (erweiterbar)	24 V AC	88 USD inkl. Netzteil, Raspberry Pi separat	Native, läuft auf eigenem Pi	Für Bastler mit vorhandenem Pi
OpenSprinkler Bee 2.0	3	Latching, 9 V Boost intern	72 USD inkl. USB-Netzteil	Native, WLAN-direkt	Für Balkon und Hochbeet mit Gardena-1251-Ventilen
Rain Bird ESP-RZXe + LNK WiFi	4 bis 8	24 V AC	rund 180 Euro	Offizielle HA-Integration, NICHT mit App 2.0 kompatibel	Für vorhandene Rain-Bird-Anlagen
ESPHome Eigenbau ESP32 + 4-Kanal-Relais	4 (erweiterbar)	24 V AC oder 12 V DC	rund 50 Euro Material	Native via ESPHome	Für DIY-Gärtner mit Lötzinn und LM2596HV
Sonoff 4CH Pro R3 + Tasmota	4	230 V geschaltet	rund 60 Euro	Native via MQTT	Für 230-V-Bewässerungspumpen, kein 24-V-Trafo nötig

Die OpenSprinkler-Familie hat in der Home-Assistant-Welt den dominanten Marktanteil. Das Hauptgerät, der OpenSprinkler 3.x, ist ein WLAN-fähiger Controller mit eingebautem Webinterface, der bis zu 72 Zonen über Erweiterungsplatinen schaltet. Die Bee-Variante richtet sich an Balkon- und Hochbeet-Gärtner mit Gardena-Ventilen. Sie steuert die selten genutzten Latching-Solenoide, also stromlos haltende Ventile, die Gardena unter der Artikelnummer 1251 und Rainjet unter ähnlichen Bezeichnungen vertreibt. Latching-Ventile sind elektrisch eigenwillig: Sie brauchen einen 9-Volt-DC-Impuls von rund 80 Millisekunden zum Öffnen und einen umgekehrt gepolten Impuls zum Schliessen. Standardrelais können das nicht. Die Bee 2.0 hat einen MC34063-basierten Boost-Konverter eingebaut, der die 5 Volt vom USB-Netzteil auf 22 Volt hochzieht und in einem 2.200-Mikrofarad-Kondensator speichert. Beim Schaltvorgang wird die Pulsdauer auf 80 bis 100 Millisekunden geregelt, sodass die effektive Spannung bei rund 9 Volt liegt. Diese Detailtechnik ist der Grund, warum aus dem 3D-gedruckten Gehäuse für 72 Dollar ein Gerät wird, das mit den teuren Gardena-Standard-Ventilen sauber kommuniziert.

Die Rain-Bird-Variante hat eine Geschichte, die Vorsicht verlangt. Die LNK-WiFi-Module der ersten Generation funktionieren mit der offiziellen Home-Assistant-Integration zuverlässig. Die zweite Generation, mit der Rain Bird im Sommer 2024 die App 2.0 ausgerollt hat, schliesst Drittsysteme aktiv aus, weil die Geräte auf den IQ4-Cloud-Dienst migriert werden müssen. Wer eine ältere Rain-Bird-Anlage besitzt und auf dem alten Firmware-Stand bleibt, hat eine voll integrierte Lösung. Wer das Update mitmacht, verliert den Home-Assistant-Zugriff. Diese Information taucht in der offiziellen Rain-Bird-Kommunikation nicht auf und wurde 2025 nur in den Home-Assistant-Foren und auf Reddit r/homeassistant kommuniziert.

Die ESPHome-Eigenbau-Lösung kommt am günstigsten weg. Ein ESP32 für 8 Euro, ein 4-Kanal-Relaismodul mit Optokoppler für 7 Euro, ein LM2596HV-Spannungsregler für 3 Euro, ein 24-Volt-Wechselstrom-Klingeltrafo für 18 Euro und vier 24-Volt-AC-Magnetventile von Rain Bird oder Hunter im Bereich 12 bis 18 Euro pro Stück ergeben eine Vier-Zonen-Steuerung für rund 90 Euro Gesamtmaterial. Die ESPHome-YAML-Konfiguration umfasst rund 40 Zeilen und ist im simon42-Tutorial sowie in der nachbelichtet.com-Anleitung Schritt für Schritt dokumentiert. Wichtig ist die GPIO-Wahl beim ESP32: Die Pins 21, 22, 23 und 19 funktionieren für die Relais-Steuerung problemlos, die Pins 0, 2, 12 und 15 sollten gemieden werden, weil sie beim Boot des ESP32 in spezielle Modi geschaltet werden und das Relais beim Stromausfall in undefinierte Zustände bringen können.

Was die Praxis verändert

Sobald die Komponenten zusammenlaufen, ändert sich der Alltag der Bewässerung in zwei messbaren Punkten. Erstens fällt der Wasserverbrauch im Sommer um 30 bis 50 Prozent gegenüber der mechanischen Schaltuhr, weil das System bei niedriger ETo, also kühlen oder bewölkten Tagen, gar nicht erst startet. Eine im Mai 2024 von der Universität für Bodenkultur Wien veröffentlichte Studie hat in einem Gemüseanbau-Vergleich für ein Gewächshaus mit Drip-Tape-Bewässerung eine Wassereinsparung von 38 Prozent gemessen, bei gleichbleibender Erntemenge. Im Privatgarten dürfte der Effekt kleiner ausfallen, weil die Schaltuhren-Konfiguration meist ohnehin überdimensioniert ist. Zweitens fallen die Wasserschäden weg, die durch defekte oder vergessene Bewässerungsuhren entstehen. Eine Smart-Irrigation-Logik, die mit einem Bodenfeuchte-Sensor wie dem Xiaomi Mi Flora oder einem Sonoff-AM2301-Sensor verbunden ist, schaltet bei Sättigung automatisch ab.

Die typischen Fehlerquellen sind nicht in der Software, sondern in der Hardware. Magnetventile aus dem unteren Preissegment haben Lebensdauer-Probleme, wenn das Wasser kalkhaltig ist. Hunter und Rain Bird liefern auch in der Hobbyklasse Ventile, die zehn Jahre durchhalten, die No-Name-Ware aus China hängt nach zwei Sommern und tropft. Tropfschläuche verstopfen ohne Filter, der Druckminderer auf die typischen 1,5 Bar darf nicht fehlen, sonst platzen die Endkappen. Der 24-Volt-Trafo gehört nicht in den ungeschützten Aussenbereich, weil die Netzseite IP-44 verlangt und die meisten Klingeltrafos nur IP-20 erreichen. Diese Detailfragen entscheiden über das langfristige Funktionieren mehr als die Wahl zwischen OpenSprinkler und ESPHome.

Wann sich der Aufwand lohnt

Für eine einzelne Tomatenkübel-Reihe auf der Terrasse ist die volle ETo-Berechnung Overkill. Eine OpenSprinkler Bee mit zwei Gardena-Ventilen, einem einfachen Smart-Irrigation-Setup und einer DWD-Niederschlagsabfrage liefert hier denselben Effekt mit deutlich kleinerem Aufwand. Für einen Vorgarten mit Rasen, Beet und Hecke und mehreren Tropfsystemen rechnet sich die volle Lösung mit OpenSprinkler 3.x oder ESPHome-Eigenbau, weil drei oder vier Zonen unterschiedliche Pflanzenkoeffizienten und Wurzeltiefen haben und die Smart-Irrigation-Komponente ihre Stärke erst dort ausspielt. Für einen 200-Quadratmeter-Garten mit Hochbeeten, Stauden, Rasenflächen und Obstgehölzen wird die Bewässerungs-Logik schnell so komplex, dass die Hauptarbeit nicht mehr im Programmieren, sondern im Vermessen der Tropfschläuche liegt.

Der Hauptpunkt bleibt: Eine FAO-Penman-Monteith-basierte Bewässerung, die 1998 in einem agronomischen Standardwerk landete, läuft im Mai 2026 auf einem 50-Euro-Mikrocontroller in einem Augsburger Schrebergarten und schaltet ein Magnetventil im Sekundentakt. Die Tomatenpflanze vom Eingang dieses Berichts steht inzwischen wieder aufrecht. Sie bekommt seit dem 30. April täglich zwischen 1,2 und 1,8 Liter, je nachdem, was Temperatur, Luftfeuchte und Niederschlag des Tages ergeben haben. Das mechanische Schalt-Modul aus dem Baumarkt ist im Karton verschwunden und wartet auf jemanden, der es noch nicht weiss.