ESPHome auf nRF52: Alternative zum ESP32 für stromsparende Sensoren?

Wer eigene Sensoren mit ESPHome baut, landet fast automatisch beim ESP32. Die Boards sind günstig, leistungsfähig und werden von ESPHome hervorragend unterstützt. Bei einem Punkt ist der klassische ESP32 allerdings nicht unbedingt die erste Wahl: batteriebetriebene Sensoren.

Genau hier wird eine andere Mikrocontroller-Familie interessant. ESPHome unterstützt inzwischen auch nRF52-Chips von Nordic Semiconductor. Besonders der nRF52840 ist aus vielen Bluetooth-, Zigbee- und batteriebetriebenen Geräten bekannt.

Damit stellt sich eine spannende Frage: Können wir mit ESPHome künftig eigene Sensoren bauen, die ähnlich komfortabel konfiguriert werden wie ein ESP32, aber wesentlich besser für den Batteriebetrieb geeignet sind?

Ich habe mir angesehen, was mit ESPHome auf nRF52 inzwischen möglich ist und wo aktuell noch Grenzen liegen.

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Was ist nRF52 überhaupt?

nRF52 bezeichnet eine Mikrocontroller-Familie von Nordic Semiconductor. Ein bekanntes Modell daraus ist der nRF52840.

Während viele ESP32-Projekte klassisch über WLAN mit Home Assistant kommunizieren, liegt eine der Stärken der Nordic-Chips bei stromsparenden Funkanwendungen. Bluetooth Low Energy spielt dabei eine wichtige Rolle. Der nRF52840 unterstützt darüber hinaus Funktechniken auf Basis von IEEE 802.15.4, wodurch unter anderem Zigbee und Thread interessant werden.

Solche Chips findet man deshalb häufig in kleinen Sensoren, Fernbedienungen und anderen Geräten, die möglichst lange mit einer Batterie auskommen sollen.

Seit wann unterstützt ESPHome nRF52?

Die nRF52-Unterstützung ist im Vergleich zum ESP32 noch ziemlich jung. ESPHome hat die Plattform 2025 eingeführt und seitdem kontinuierlich erweitert.

2026 kamen weitere wichtige Funktionen hinzu. Dazu gehören Verbesserungen bei Deep Sleep, Zigbee, Bluetooth und OTA-Updates. Auch I²C-Unterstützung ist inzwischen vorhanden, was für klassische Temperatur-, Feuchtigkeits- oder Umweltsensoren besonders wichtig ist.

ESPHome weist in seiner Dokumentation allerdings weiterhin darauf hin, dass sich die Unterstützung noch in Entwicklung befindet. Genau das sollte man berücksichtigen, bevor man zehn batteriebetriebene Sensoren auf dieser Basis baut.

Welche nRF52-Boards unterstützt ESPHome?

ESPHome nennt aktuell unter anderem folgende Boards direkt:

• Adafruit Feather nRF52840
• Adafruit ItsyBitsy nRF52840
• Seeed Studio XIAO nRF52840 / XIAO BLE

Gerade der Seeed Studio XIAO nRF52840 finde ich für kleine DIY-Sensoren interessant. Das Board ist kompakt und bietet trotzdem genügend Anschlüsse für viele typische Sensorprojekte.

Seeed Studio XIAO nRF52840:
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Adafruit Feather nRF52840:
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ESPHome-Konfiguration für nRF52

Wer ESPHome bereits vom ESP32 kennt, wird sich grundsätzlich schnell zurechtfinden. Statt einer ESP32-Plattform wird das nRF52-Board angegeben.

esphome:
  name: nrf52-sensor

nrf52:
  board: xiao_ble

logger:

Damit haben wir natürlich noch keinen fertigen Sensor. Das Beispiel zeigt aber schön, dass ESPHome seiner bekannten YAML-Konfiguration treu bleibt.

Unter der Haube unterscheidet sich die Plattform deutlich vom ESP32. Die aktuelle nRF52-Implementierung basiert auf dem nRF Connect SDK beziehungsweise Zephyr. Für uns als Nutzer versteckt ESPHome einen großen Teil dieser Komplexität hinter der bekannten Konfiguration.

Warum ist nRF52 für Batteriesensoren interessant?

Bei einem fest mit USB versorgten Temperatursensor interessiert mich der Verbrauch des Mikrocontrollers kaum. Bei einem Sensor mit Batterie sieht das völlig anders aus.

Ein solcher Sensor verbringt idealerweise den größten Teil seiner Zeit im Schlafmodus. Er wacht beispielsweise alle fünf Minuten auf, misst Temperatur und Luftfeuchtigkeit, überträgt die Daten und legt sich anschließend wieder schlafen.

Genau für solche Low-Power-Anwendungen ist die nRF52-Familie interessant.

Deep Sleep funktioniert inzwischen auch mit nRF52

ESPHome unterstützt Deep Sleep mittlerweile auch auf nRF52. Ein Sensor kann damit für eine bestimmte Zeit aktiv sein und anschließend wieder in einen stromsparenden Zustand wechseln.

deep_sleep:
  id: sensor_sleep
  run_duration: 20s
  sleep_duration: 5min

Das Grundprinzip kennen wir bereits vom ESP32: aufwachen, Messwerte erfassen und übertragen, wieder schlafen.

Für die tatsächliche Batterielaufzeit reicht es allerdings nicht, nur auf den Mikrocontroller zu schauen. Spannungsregler, Status-LEDs, Sensoren und weitere Komponenten auf einem Development Board können den Ruhestrom deutlich beeinflussen.

Der ESP32 kann ebenfalls Deep Sleep

Man sollte den ESP32 an dieser Stelle nicht unterschätzen. Auch ESPHome unterstützt dort Deep Sleep und damit lassen sich durchaus gute batteriebetriebene Projekte bauen.

Das Problem liegt häufig weniger am ESP32-Chip selbst als am verwendeten Development Board. Spannungsregler, USB-Seriell-Wandler und LEDs verbrauchen auch dann Strom, wenn der eigentliche Mikrocontroller schläft.

Wer einen ESP32-Sensor wirklich auf lange Batterielaufzeit optimieren möchte, muss deshalb auch die Hardware sorgfältig auswählen.

Der große Unterschied: kein klassisches WLAN

Hier liegt ein entscheidender Unterschied zum normalen ESP32. Ein nRF52840 besitzt kein WLAN wie ein ESP32.

Wir können deshalb nicht einfach einen nRF52-Sensor bauen und erwarten, dass er sich genauso wie ein ESP32 über WLAN mit Home Assistant verbindet.

Stattdessen werden Bluetooth Low Energy, Zigbee beziehungsweise andere Funkwege interessant. Das verändert die Architektur eines solchen Sensors deutlich.

nRF52 mit Bluetooth Low Energy

Bluetooth Low Energy passt hervorragend zum Konzept eines sparsamen Sensors. Der Sensor könnte seine Werte über BLE bereitstellen, während Home Assistant beziehungsweise ein Bluetooth-Proxy die Informationen empfängt.

Das ist besonders interessant, wenn im Haus bereits mehrere Bluetooth-Proxys verteilt sind.

ESPHome hat die Bluetooth-Unterstützung für nRF52 in den vergangenen Versionen deutlich ausgebaut. Trotzdem würde ich vor einem konkreten Projekt prüfen, ob die benötigte ESPHome-Komponente auf nRF52 bereits unterstützt wird.

ESP32 als Bluetooth Proxy verwenden

Hier können sich ESP32 und nRF52 sogar sehr gut ergänzen.

nRF52 Batteriesensor
        │
        │ Bluetooth LE
        ▼
ESP32 Bluetooth Proxy
        │
        │ Netzwerk
        ▼
  Home Assistant

Der nRF52 sitzt mit Batterie direkt am Messort. Ein dauerhaft versorgter ESP32 übernimmt an einer zentralen Stelle die Bluetooth-Kommunikation Richtung Home Assistant.

Damit muss der eigentliche Batteriesensor kein energiehungriges WLAN betreiben.

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Noch interessanter: nRF52 mit Zigbee

Für klassische Smart-Home-Sensoren finde ich Zigbee fast noch spannender. Genau dort sind batteriebetriebene Temperatur-, Fenster- und Bewegungsmelder seit Jahren zu Hause.

ESPHome hat die Zigbee-Unterstützung auf nRF52 2026 weiter ausgebaut. Damit wird langfristig ein Szenario interessant, das vor einigen Jahren mit ESPHome noch kaum denkbar war: einen eigenen Sensor in ESPHome konfigurieren und ihn anschließend als Zigbee-Gerät in das Smart Home einbinden.

Gerade für selbst gebaute Batteriesensoren könnte das eine sehr interessante Richtung werden.

Beispiel: Batteriebetriebener Temperatur- und Feuchtigkeitssensor

Ein klassisches Projekt wäre ein kleiner Raum- oder Außensensor. Dafür könnten wir beispielsweise einen nRF52840 mit einem sparsamen I²C-Sensor kombinieren.

Geeignete Sensoren sind beispielsweise BME280, SHT31 oder andere von ESPHome unterstützte Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren. Wichtig ist dabei wiederum, vorher die aktuelle Unterstützung der jeweiligen Komponente auf nRF52 zu prüfen.

BME280 Sensormodule:
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SHT31 Sensormodule:
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Der Aufbau könnte dann sehr kompakt werden: nRF52-Board, Sensor, Batterie und ein kleines Gehäuse.

[Bild-Platzhalter: XIAO nRF52840 mit kleinem Temperatur- und Feuchtigkeitssensor sowie Batterie]

Fensterkontakt ist ein perfektes Low-Power-Projekt

Noch besser passt ein einfacher Tür- oder Fensterkontakt. Dabei muss die Elektronik praktisch nichts tun, solange sich der Zustand nicht verändert.

Ein Reedkontakt beziehungsweise Magnetsensor benötigt selbst kaum Energie. Zusammen mit einem auf niedrigen Stromverbrauch optimierten Mikrocontroller lässt sich daraus ein sehr sparsamer Sensor bauen.

Eine ESP32-Variante mit klassischem Reedkontakt habe ich bereits im Artikel ESP32 Tür- und Fensterkontakt mit ESPHome selber bauen vorgestellt.

Eine nRF52-Version wäre die interessante Weiterentwicklung für den Batteriebetrieb.

Auch für Außensensoren interessant

Ein weiterer Anwendungsfall sind Sensoren im Garten oder in Bereichen ohne Steckdose. Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Bodenfeuchte oder der Zustand eines Kontaktes ändern sich relativ langsam.

Der Mikrocontroller muss deshalb nicht dauerhaft aktiv sein. Genau solche Aufgaben passen gut zu einem Low-Power-Konzept.

Wer Wasserstände erfassen möchte, findet außerdem meinen Aufbau zum ESP32 Wasserstandssensor für Regentonne und Zisterne. Auch bei solchen Projekten wäre eine stromsparende Funkvariante interessant, wenn am Messort keine dauerhafte Stromversorgung vorhanden ist.

Welche Batterie sollte man verwenden?

Das hängt stark vom verwendeten Board und vom Sensor ab. Möglich sind beispielsweise LiPo-Akkus oder geeignete Batteriehalter mit AA- beziehungsweise AAA-Zellen.

Bei der Auswahl muss die zulässige Eingangsspannung des konkreten Boards berücksichtigt werden. Eine Batterie sollte deshalb nicht einfach direkt an irgendeinen Pin angeschlossen werden.

Einige Boards bringen bereits Anschlüsse und Ladeschaltungen für Akkus mit. Das kann den Aufbau deutlich vereinfachen.

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Development Board ist nicht gleich Low Power

Das ist wahrscheinlich der wichtigste Punkt, wenn man sich mit dem Thema beschäftigt. Nur weil auf einem Board ein sparsamer nRF52840 sitzt, wird daraus noch kein sparsamer Batteriesensor.

Status-LEDs, Spannungsregler, Ladeelektronik und zusätzliche Chips können den Ruhestrom erhöhen. Bei einem Gerät, das Monate oder sogar Jahre mit einer Batterie laufen soll, macht jedes zusätzliche Bauteil einen Unterschied.

Für erste Experimente ist ein Development Board ideal. Für ein wirklich optimiertes Endgerät würde ich anschließend den Stromverbrauch des kompletten Aufbaus messen.

Dafür eignet sich beispielsweise ein USB-Messgerät oder bei sehr kleinen Strömen ein entsprechend geeignetes Multimeter.

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OTA-Updates sind ebenfalls ein Thema

Bei einem Sensor, der irgendwo im Garten oder an einem Fenster montiert ist, möchte man für ein Firmware-Update nicht jedes Mal das Gehäuse öffnen.

Auch hier hat sich bei nRF52 einiges getan. ESPHome unterstützt mittlerweile OTA-Mechanismen für die Plattform. Bei MCUboot sind Over-the-Air-Updates vorgesehen, während andere Bootloader andere Wege verwenden können.

Bei einem schlafenden Batteriesensor bleibt trotzdem ein praktisches Problem: Während Deep Sleep ist das Gerät nicht dauerhaft erreichbar. Updates müssen deshalb in einer Phase durchgeführt werden, in der der Sensor wach bleibt.

ESP32 oder nRF52?

	ESP32	nRF52
ESPHome-Unterstützung	sehr umfangreich	noch im Ausbau
WLAN	ja	nein
Bluetooth LE	ja	ja
Low-Power-Fokus	möglich	sehr interessant
Zigbee	nur bestimmte ESP32-Varianten	mit geeigneten nRF52-Chips möglich
Deep Sleep in ESPHome	ja	ja
Komponenten-Auswahl	sehr groß	vorher prüfen
Einsteigerfreundlichkeit	sehr gut	aktuell eher für Experimentierfreudige

Wann würde ich weiterhin einen ESP32 verwenden?

Sobald eine dauerhafte Stromversorgung vorhanden ist, bleibt der ESP32 für mich meistens die einfachere Lösung. Die Hardware ist günstig, ESPHome unterstützt unzählige Komponenten und WLAN ermöglicht eine unkomplizierte Verbindung mit Home Assistant.

Das gilt beispielsweise für meinen ESP32 Präsenzmelder mit LD2410. Ein Radarsensor benötigt ohnehin dauerhaft Energie. Hier würde ein extrem sparsamer Mikrocontroller kaum einen praktischen Vorteil bringen.

Auch beim Auslesen eines digitalen Stromzählers mit ESP32 ist normalerweise eine permanente Stromversorgung vorhanden. WLAN ist dort wesentlich praktischer als eine auf Batteriebetrieb optimierte Lösung.

Wann würde ich nRF52 ausprobieren?

Spannend wird nRF52 für mich bei kleinen Sensoren, bei denen keine Steckdose vorhanden ist und die meiste Zeit überhaupt nichts passiert.

• Tür- und Fensterkontakte
• Temperatursensoren
• Luftfeuchtigkeitssensoren
• Außensensoren
• Bodenfeuchtesensoren
• Taster und Fernbedienungen
• Briefkastensensoren

Genau bei solchen Geräten entscheidet die Batterielaufzeit darüber, ob ein DIY-Sensor im Alltag Spaß macht oder irgendwann nur noch nervt.

Sollte man jetzt vom ESP32 auf nRF52 wechseln?

Für bestehende ESPHome-Projekte sehe ich dafür keinen Grund. Der ESP32 bleibt eine hervorragende Plattform und besitzt aktuell die deutlich breitere Unterstützung.

nRF52 würde ich derzeit eher als zusätzliche Möglichkeit betrachten. Für einen ersten Batteriesensor ist ein XIAO nRF52840 ein interessantes Experiment. Wer dagegen ein möglichst unkompliziertes ESPHome-Gerät mit WLAN bauen möchte, fährt mit einem ESP32 weiterhin sehr gut.

Das Spannende ist für mich die Entwicklung der nächsten ESPHome-Versionen. Wenn nRF52, Zigbee, BLE und Deep Sleep weiter zusammenwachsen, könnten sich daraus sehr interessante DIY-Sensoren ergeben, die deutlich näher an kommerziellen batteriebetriebenen Smart-Home-Sensoren liegen.

Weitere ESPHome-Projekte

Wenn du zunächst mit dem klassischen ESP32 experimentieren möchtest, findest du in meiner ESP8266- und ESP32-Übersicht zahlreiche Projekte.

Dazu gehören unter anderem der ESP32 Tür- und Fensterkontakt, der Präsenzmelder mit LD2410, die IR-Fernbedienung für Home Assistant und der Wasserstandssensor für Regentonne und Zisterne.

Fazit: nRF52 macht ESPHome für Batteriesensoren deutlich interessanter

Der ESP32 wird durch nRF52 nicht überflüssig. Für dauerhaft versorgte DIY-Geräte mit WLAN bleibt er für mich in vielen Fällen die erste Wahl.

nRF52 eröffnet ESPHome aber einen Bereich, in dem klassische ESP32-Projekte häufig Kompromisse eingehen müssen: kleine und wirklich stromsparende Funk-Sensoren.

Besonders die Kombination aus nRF52840, Deep Sleep, Bluetooth LE und Zigbee macht die Plattform interessant. Gleichzeitig ist die ESPHome-Unterstützung noch deutlich jünger als beim ESP32. Vor einem konkreten Projekt würde ich deshalb immer prüfen, ob alle benötigten Komponenten auf nRF52 bereits unterstützt werden.

Für Bastler ist genau das aber auch der Reiz. Ein kleiner batteriebetriebener Fenster-, Temperatur- oder Außensensor mit ESPHome auf nRF52 wäre für mich eines der spannendsten Projekte, die man aktuell mit der Plattform ausprobieren kann.

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