Nabito [Open Socket V2]: EV зарядтауға арналған ақылды метр: 10 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:27

Бұл Nabito [ашық розеткаға) арналған екінші құрастыру нұсқаулығы, бірінші нұсқаны мына жерден табуға болады: Nabito [ашық розетка] v1

Мен бұл жобаны құрудың себептерін осы блог жазбасында тізімдеймін: пәтерлі адамдар үшін электр көлігі пайдасыз

Бұл не?

Nabito - ашық розетка - бұл IoT ақылды есептегіші, электр энергиясын есепке алу, жоғары амперлік қосқышты қосу/өшіру, NFC сенсоры, пайдаланушының рұқсаты, есеп айырысу мүмкіндіктері мен пайдаланушыны басқару.

Жоба екі бөліктен тұрады: 1. басқару терезесі (IoT құрылғысы) 2. web app frontend/backend, екеуі де ашық бастапқы көзі.

1. Басқару қорабы оңай алынатын бөлшектерден тұрады және электромобильдерді баяу зарядтауға арналған жалпыға ортақ және жеке автотұрақтарға арналған ақылды, бірақ арзан электр розеткасы болып табылады. Ол Raspberry Pi Zero W және Arduino Nano -де жұмыс істейді.

2. Веб-бағдарлама Ruby on Rails-те жұмыс істейді және Github-да ашық көзі ретінде қол жетімді: https://github.com/sysdist/nabito-server Қорап пен веб-бағдарлама арасындағы байланыс MQTT протоколы арқылы жүзеге асады.

Жобаның мақсаты - кез келген адам қабылдай алатын, енгізе алатын немесе кеңейте алатын ашық көзі бар зарядтау желісін дамыту.

Басқару қорабы оңай алынатын бөлшектерден тұрады және электромобильдерді баяу зарядтауға арналған жалпыға ортақ және жеке автотұрақтарға арналған ақылды, бірақ арзан электр розеткасы болып табылады.

Ол Raspberry Pi Zero W бір тақталы компьютерде (SCB) жұмыс істейді. Басқару қорабының жалпы құны шамамен 60 евро.

Nabito - ашық розетка қазіргі уақытта қарапайым розеткаларда зарядтауға арналған, құрлықтық Еуропада бұл 230В және 10 -13А, яғни cca. 2,9 кВт үздіксіз. Бұл тұжырымдама кез келген розеткаға, еуроға, АҚШ -қа немесе Ұлыбританияға немесе кез келген басқаға қатысты, жобаның болашақ нұсқалары 2 және 3 фазалы қондырғыларды да қамтиды.

Ерекшеліктер:

• Бір фазалы кернеу: 230 В
• ACMax. ток: 13 А.
• Қуаты: 2,9 кВт
• Өлшемі: 240x200x90 мм
• Интерфейс: RJ45 LAN қосылымы немесе WIFI
• IP сәйкестігі: IP55

Келесі құрастыру нұсқаулығы толық емес, кейбір сымдар схемасы, кейбір құрастыру қадамдары және т. Сізге қажет нәрсенің бәрін жабыңыз немесе сұрақтарыңыз болса, маған хат жіберіңіз. Түсінгеніңізге рахмет.

1 -қадам: Бұл не істейді?

Жоба екі бөліктен тұрады, бұл физикалық басқару терезесі, бұл IoT (клиенттік) және оны басқаратын веб -қосымша бар (сервер жағы).

1. Қосу/өшіру қосылымы Желілік реле мен контактор көмегімен ол пайдаланушының өзара әрекеттесуі негізінде розетканы қосуға/өшіруге болады.

2. Энергияны есепке алу

Басқару қорабы айнымалы токты өлшейді және қуат тұтынуды тіркейді. Стандартты өлшеу функциясы. Энергияны есептеу бір пайдаланушыға есептеледі. Қазіргі уақытта тек айнымалы токты бақылау бар, бұл кезде кернеуді бақылау жоқ.

3. Пайдаланушының аутентификациясы

Розеткаларды пайдаланатын пайдаланушылар үшін пайдаланушы тіркелгілерін жасау қажет. Пайдаланушы QR кодын оқу немесе NFC тегінің көмегімен рұқсат береді. Веб -пайдаланушы интерфейсі пайдаланушыларға тіркеуге, жүйеге кіруге және басқару терезесін пайдалануға мүмкіндік береді немесе NFC белгісі қорапты тікелей қосады/өшіреді. Әкімші пайдаланушыларды мақұлдай алады, қабылдамайды.

4. Есепшот

Әкімші розеткасының конфигурациясы мен 1 кВт / сағ үшін есептелетін төлем негізінде жеке пайдаланушылар үшін олардың энергия тұтынуына қарай есептеледі. Админдерге ыңғайлы болу үшін ай сайынғы есепшоттар кейінірек жасалады.

2 -қадам: HW және SW стектері

HW стекі:

• Raspberry Pi Zero, 1 дана, € 11.32,
• жылу қабылдағыш, 1 дана, 1,2 евро,
• NFC сенсоры, 1 дана, € 3.93
• micro SD картасы 16 ГБ, 1 дана, 9.4 евро,
• Arduino Nano, 1 дана, € 1.74,
• CT сенсоры-YHDC 30A SCT013, 1 дана, € 4.28, https://www.aliexpress.com/item/KSOL-YHDC-30A-SCT013-0-100A-Non-invasive-AC-New-Sensor-Split-Core- Ағымдағы-трансформатор-жаңа/32768354127.html
• ұялы телефон зарядтағыш, 1 дана, 5 евро, бағасы шамамен, телефонмен бірге келген ескі зарядтағыштарымның бірін қолданды
• Тұрмыстық айнымалы ток контакторы 25A NO, 1 дана, € 4.79,
• Желі релесі, 1 дана, 0,84 евро,
• пластикалық байланыс қорабы (S-қорап), 1 дана, 5 евро,
• Төмен кернеулерге арналған дюпонт сымдары, 1 дана, € 2,29,
• IP54 230V еуро розеткасы, 1 дана, € 2 жергілікті аппараттық дүкеннен сатып алынды
• шағын бөлшектер: 3,5 мм ұяшы әйел, 10 кФ конденсатор, 2х 10 кОм резисторлар, жарықдиодты диодтар, кабельдер, 1 дана, 3 евро, жергілікті электроника дүкенінен сатып алынды
• Wago 2 өткізгішті терминал блогы, 3 дана, € 2, жергілікті электроника дүкенінен сатып алынды
• Wago 5 өткізгішті терминал блогы, 2 дана, € 2, жергілікті электроника дүкенінен сатып алынды
• USB шағын мини-кабелі (Arduino-> RPi), 1 дана, € 1,8, жергілікті компьютер дүкенінен сатып алынды

ЖЖ жалпы құны: € 60,59 ($ 70,40)

БҚ стекі:

• Басқару қорабының стегі:

  • Raspbian Linux (Ubuntu негізіндегі), ашық бастапқы коды, $ 0 (Linux ядросында жұмыс істеген Линус Торвальдс + 20к адамдар + Raspberry Pi мен Raspbian Linux кескінінің артындағы мейірімді адамдар)
  • Node-RED, ашық бастапқы коды, $ 0 (Node-RED дамуының артында тұрған IBM-дің мейірімді адамдары)

• Веб -қосымшалар стегі:

  • Nabito-сервер қосымшасы:
  • Ruby on Rails (RVM, Ruby, Gems), ашық көзі, $ 0
  • Postgres DB, ашық көзі, $ 0
  • Git, ашық көзі (Линустың даңқы), $ 0
  • MQTT хаттамасы

SW стекінің жалпы құны: € 0 (*THUMBS_UP*)

3 -қадам: Басқару терезесі: БҚ орнату

1. Raspberry Pi Zero бағдарламасына RASPBIAN STRETCH LITE (бізге жұмыс үстелі нұсқасы қажет емес) орнатыңыз: //www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/
2. жергілікті Wifi үйін пайдалану үшін Raspbian-ды конфигурациялаңыз.
3. Raspbian-да Node-RED орнатыңыз
4. Nabito Node-RED ағынын көшіріп, ithttps орналастырыңыз: //github.com/sysdist/nabito-client-node-red

5. Әдепкі Node-RED settings.js параметрлерін өңдеңіз және оны GlobalContext функциясына қосыңыз: реле: «ӨШІРУ»,

   box_status: «ОФлайн»

6. Node-RED MQTT брокерлерін қалаған Nabito-сервер қондырғысына қарай конфигурациялаңыз (немесе
7. Node-RED қайта іске қосыңыз
8. MQTT байланысын Node-RED ішінен тексеріңіз

Arduino бөлігі:

1. Бұл эскизді Arduino Nano жүктеп алыңыз, құрастырыңыз және жүктеңіз
2. Орындалды!;-)

4 -қадам: Сымдар: желі кабельдері

Айнымалы ток сымдары келесіге қуат береді:

• Айнымалы ток контакторы
• Желілік эстафета
• Raspberry Pi мен Arduino -ны қуаттайтын мобильді зарядтағыш

Айнымалы ток контакторынан шығыс розеткаға түседі. Қорғаныс жері электр желісінен розеткаға қосылады.

Raspberry Pi желі релесін басқарады, ал реле контакторды қосады/өшіреді.

5 -қадам: сымдар: Arduino, CT сенсоры, NFC сенсоры

Келесі нұсқаулыққа сәйкес Arduino -ны CT сенсорымен қосыңыз:

learn.openenergymonitor.org/electricity-mo…

Сізге қажет:

• Arduino (сіз кез келген Arduino қолдана аласыз: Uno, Nano, Mega, қайсысы ұнаса, ADC болса)
• 10uF конденсатор 2x 10kOhm резисторлар
• 3,5 мм әйелдер ұясы
• КТ сенсоры 30А/1В
• PN532 сенсоры (RFID/NFC)
• шағын ПХД
• қосылуға арналған шағын сымдар

Мен openenergymonitor.org сайтынан жоғарыдағы нұсқаулыққа сәйкес Arduino Nano, конденсатор, резисторлар мен аналық ұяны ПХД -ге дәнекерледім.

NFC сенсоры Arduino Nano -ға SPI арқылы қосылады (Arduino Nano түйреуіштері: 10, 11, 12 және 13).

Arduino Raspberry Pi -ге микро USB арқылы қосылған.

6 -қадам: Сымдар: Raspberry Pi

Arduino -ны Raspberry Pi -ге USB порты арқылы қосыңыз, осылайша ол Arduino үшін сериялық порт пен қуат көзі ретінде қызмет етеді, ол /dev /ttyUSB0 картасына сәйкес келуі керек.

Желілік реле 2 (5V), 6 (GND), 12 (GPIO) түйреуіштері арқылы қосылады.

Алдыңғы панельдегі светодиодтар 14 (GND), 16 (GPIO), 18 (GPIO) түйреуіштері арқылы қосылады.

7 -қадам: Барлығын бірге қосыңыз

1. Желі релесінен шығатын магистральдық желідегі CT сенсорын қысыңыз
2. Raspberry Pi қуат көзін қосыңыз
3. Байланыстыру қорабының қақпағын бұраңыз
4. Сіз сымдарды/құрастыруды аяқтадыңыз!

8 -қадам: веб -қосымшаны орнату

Веб -қосымшаны іске қосу үшін сізге Linux сервері қажет. Сіз не жасай аласыз:

• серверді компьютерде/ноутбукте немесе жергілікті Linux серверінде жергілікті түрде іске қосыңыз және жергілікті терезеге басқару терезесін [es] көрсетіңіз.
• өз доменіңізді құрыңыз және веб -қосымшаны веб -сайт ретінде іске қосыңыз
• басқару терезелерін басқару үшін https://Nabito.org (ақысыз) пайдаланыңыз

Nabito-сервер қосымшасы Ruby on Rails-те жұмыс істейді және ашық көзі болып табылады:

Веб -қосымшаны орнату және орнату үшін Github бағдарламасындағы README.md сілтемесін қараңыз.

9 -қадам: жүгіру және тестілеу

Жергілікті орнату үшін:

1. Nabito-сервер қосымшасын жергілікті компьютерге/ноутбукке орналастырыңыз
2. Компьютерде москит MQTT брокерін конфигурациялаңыз (немесе сіздің қалауыңыз бойынша басқа MQTT брокері)
3. Nabito басқару терезесін жергілікті WiFi желісіне қосыңыз
4. SSH қорапшасына салыңыз және оны компьютердің MQTT брокерін пайдалануға жіберіңіз
5. nabito-server рельс қосымшасын іске қосыңыз
6. шағын электр жүктемесін (мысалы, үстел шамы) розеткаға қосыңыз
7. Нақты және жалпы энергия шығынын тексеру үшін ұяшықты идентификаторды 1 іске қосу/тоқтату үшін веб -қосымшаны пайдаланыңыз
8. розетканы ауыстыру үшін NFC тегін (егер бар болса) пайдаланыңыз
9. соңғы розетканы пайдалану үшін төлемді тексеріңіз
10. Сәтті тестілеуден кейін, жеке EV зарядтау желісін құруды бастаңыз
11. Пайда;-)

10 -қадам: Қорытынды, мәселелер және өнімнің жол картасы

Nabito басқару қорабының осы нұсқасында мен басқару терезесі мен веб-қосымшаны, негізінен, пайдалы нәрсені жасайтын физикалық нәрсемен де, интернетті басқаратын қосымшамен де, қызметтермен де IoT (Интернет заттары) жобасын құра алдым. физикалық нәрсе.

Қораптың бағасы соңғы нұсқаға қарағанда біршама өсті (v1 бұрын: 50 евро, қазір v2: 60 евро), себебі мен жоғары амперге қызмет ету үшін қауіпсіздік мақсатында контактор қостым, сонымен қатар RPi OrangePi тақталарынан біршама қымбат..

MQTT мәліметтерді тіркеу мен қорапты басқарудың негізгі хаттамасы ретінде қолданылады.

Nabito -ның соңғы нұсқасынан бастап мен көптеген мәселелерді шеше алдым (Wifi, контактор, процессордың қызып кетуі, кіріктірілген розетка және т.б.). Дегенмен, ағымдағы мәселелер мен мүмкіндіктер тізімі одан әрі артады:

Мәселелер:

• Raspberry Pi Zero W - бұл Wifi, Bluetooth және 2 GPIO түйреуіштері бар өте жақсы тақта, бірақ процессор жұмыс істемей тұрғанда 34С дейін қызады, бұл жылы климат пен жаз айларында күн сәулесінің тікелей түсуімен қиындық тудыруы мүмкін.
• Басқару қорабында Linux -ті іске қосу прототиптеу үшін жақсы, бірақ бұл өнімнің өндірістік моделі TLS/SSL (ESP32 чипі өте перспективалы болып табылатын) жұмыс істейтін тақтада жұмыс істейтін шығар.

Мүмкіндіктер:

• жоғары токтар үшін нұсқалар жасаңыз (функционалдығы бірдей, бірақ жоғары ампері бар контакторларды және әр түрлі КТ сенсорлары/энергия мониторы модульдерін қолданыңыз)
• 2 және 3 кезеңге арналған нұсқаларды жасаңыз
• энергия мониторы модулін біріктіру (Peacefair PZEM-004T Energy мониторы сияқты)
• қуат пен жылу тиімділігін арттыру үшін ESP32 -ге көшіңіз
• AWS IOT бұлтына кіріңіз және қауіпсіздікті жақсарту үшін клиенттік сертификаттарды қолданыңыз (дәл қазір тек MQTT пайдаланушысы/құпия сөзі қолданылады)
• сертификаттарды және MQTT тіркелгі деректерін веб-қосымшадан басқару (қазіргі уақытта бұл қолмен артқы жағынан реттелген)
• шағын NBito басқару панелінде ақпаратты ұсыну үшін шағын СКД тақтасын қосыңыз
• түймемен қораппен әрекеттесуді қамтамасыз ету үшін нөмір тақтасын қосыңыз (қауіпсіздікті жоғарылату үшін түйреуіш мүмкіндігі)
• қораптың қоршаған ортаның температурасын бақылау үшін қосымша термометрді қосыңыз

Егер сізге бұл жоба ұнайтын болса немесе сұрақтарыңыз/пікірлеріңіз болса, [email protected] электрондық поштасына хабарласыңыз

Жүйелік таратылған веб -сайт: www.sysdist.com

Сіз мені twitter.com/sysdistfb.com/sysdist сайтынан қадағалай аласыз

Күндеріңіз сәтті және сәтті өтсін!-Стефан