Nabito [Open Socket V2]: EV zaryadlash uchun aqlli hisoblagich: 10 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:28

Bu Nabito [open socket] uchun ikkinchi qurilish qo'llanmasi, birinchi versiyani quyidagi manzilda topish mumkin: Nabito [open socket] v1

Men ushbu blog postida ushbu loyihani yaratish sabablarini sanab o'taman: kvartirali odamlar uchun elektromobillar befoyda

Bu nima?

Nabito - ochiq rozetka - bu IoT aqlli hisoblagichi, elektr energiyasini o'lchash, yuqori amperli kommutatsiyani yoqish/o'chirish, NFC sensori, foydalanuvchini avtorizatsiya qilish, hisob -kitob qilish imkoniyatlari va foydalanuvchilarni boshqarish.

Loyiha ikki qismdan iborat: 1. boshqaruv qutisi (IoT qurilmasi) 2. veb-ilovaning frontend/backend, ikkalasi ham ochiq manbali.

1. Boshqarish qutisi osongina olinadigan onlayn qismlardan iborat bo'lib, elektr transport vositalarini sekin zaryadlash uchun umumiy va xususiy avtoturargohlar uchun aqlli va shu bilan birga arzon elektr rozetkasi echimiga mo'ljallangan. U Raspberry Pi Zero W va Arduino Nano -da ishlaydi.

2. Veb-ilova Ruby on Rails-da ishlaydi va Github-da ochiq manba sifatida mavjud: https://github.com/sysdist/nabito-server Quti va veb-ilova o'rtasidagi aloqa MQTT protokoli orqali amalga oshiriladi.

Loyihaning maqsadi - ochiq manbali zaryadlash tarmog'ini rivojlantirish, uni har kim qabul qilishi va amalga oshirishi yoki kengaytirishi mumkin.

Boshqarish qutisi osongina olinadigan qismlardan iborat bo'lib, elektr transport vositalarini sekin zaryadlash uchun umumiy va xususiy avtoturargohlar uchun aqlli, ammo arzon elektr rozetkasi echimiga mo'ljallangan.

U Raspberry Pi Zero W bitta taxtali kompyuterda (SCB) ishlaydi. Boshqarish qutisining umumiy narxi 60 evro atrofida.

Nabito - ochiq rozetka hozirda oddiy rozetkalarda zaryadlash uchun mo'ljallangan, qit'a Evropasida 230V va 10 -13A, ya'ni cca. 2,9 kVt doimiy. Ammo kontseptsiya har qanday rozetkaga, Evroga, AQShga yoki Buyuk Britaniyaga yoki boshqa har qanday narsaga tegishli, loyihaning kelajakdagi versiyalari 2 va 3 fazali qurilmalarni ham qamrab oladi.

Xususiyatlar:

• Bir fazali kuchlanish: 230 V
• ACMax. oqim: 13 A.
• Quvvat: 2,9 kVt
• Hajmi: 240x200x90 mm
• Interfeys: RJ45 LAN ulanishi yoki WIFI
• IP mosligi: IP55

Quyidagi qurilish qo'llanmasi to'liq emas, u erda bir nechta simlar sxemalari, ba'zi montaj bosqichlari va boshqalar yo'q), men uni iloji boricha tezroq olib chiqishni xohlardim, uni asta -sekin takomillashtirish ustida ishlayman, shuning uchun iltimos, agar bu qurilish qo'llanmasi bo'lmasa bilishingiz kerak bo'lgan hamma narsani qamrab oling yoki savollaringiz bo'lsa, menga xat yuboring. Tushunganingiz uchun tashakkur.

1 -qadam: nima qiladi?

Loyiha ikki qismdan iborat, jismoniy boshqaruv qutisi - bu IoT (mijoz tomoni) va uni boshqaradigan veb -ilovasi (server tomoni).

1. Yoqish/o'chirish kommutatori Tarmoq rölesi va kontaktor yordamida u foydalanuvchining o'zaro ta'siri asosida rozetkani yoqishi/o'chirishi mumkin.

2. Energiyani o'lchash

Boshqarish qutisi AC oqimini o'lchaydi va quvvat sarfini qayd qiladi. Standart o'lchash funktsiyasi. Energiyani hisobga olish har bir foydalanuvchi uchun amalga oshiriladi. Hozirgi vaqtda faqat o'zgaruvchan tokni nazorat qilish mavjud, bu vaqtda kuchlanish nazorati yo'q.

3. Foydalanuvchi autentifikatsiyasi

Siz rozetkadan foydalanadigan foydalanuvchilar uchun foydalanuvchi hisoblarini yaratishingiz kerak. Foydalanuvchi QR kodini o'qish yoki NFC yorlig'i yordamida avtorizatsiya qiladi. Veb -foydalanuvchi interfeysi foydalanuvchilarga ro'yxatdan o'tishga, tizimga kirishga va boshqaruv qutisidan foydalanishga imkon beradi yoki NFC yorlig'i qutini to'g'ridan -to'g'ri yoqadi/o'chiradi. Administrator foydalanuvchilarni ma'qullashi yoki rad qilishi mumkin.

4. Hisob -kitob

Administratorning rozetkasi konfiguratsiyasi va 1 kVt / s uchun hisob -kitoblar asosida individual foydalanuvchilar uchun ularning energiyasidan foydalaniladi. Admin qulayligi uchun oylik hisob -kitoblar keyinroq tuziladi.

2 -qadam: HW va SW stacks

HW to'plami:

• Raspberry Pi Zero, 1 dona, 11,32 evro,
• sovutgich, 1 dona, 1,2 evro,
• NFC sensori, 1 dona, 3,93 evro
• micro SD-karta 16 GB, 1 dona, 9,4 evro,
• Arduino Nano, 1 dona, 1,74 evro,
• KT sensori-YHDC 30A SCT013, 1 dona, 4,28 evro, https://www.aliexpress.com/item/KSOL-YHDC-30A-SCT013-0-100A-Non-invaziv-AC-New-Sensor-Split-Core- Oqim-transformator-yangi/32768354127.html
• mobil telefon zaryadlovchisi, 1 dona, 5 evro, narxi taxminiy, telefon bilan kelgan eski zaryadlovchilarimdan biri ishlatilgan
• 25A NO, 1 dona, 4,79 evroli uy AC kontaktori,
• Tarmoqli o'rni, 1 dona, 0,84 evro,
• plastik ulanish qutisi (S-quti), 1 dona, 5 evro,
• Past kuchlanishli Dupont aloqa simlari, 1 dona, € 2,29,
• IP54 230V evro rozetkasi, 1 dona, 2 evro mahalliy apparat do'konida sotib olingan
• kichik qismlar: 3,5 mm ulagichli ayol, 10 uF kondansatör, 2x 10 kOhm rezistorlar, LED diodlar, kabellar, 1 dona, 3 evro, mahalliy elektronika do'konida sotib olingan
• Wago 2-o'tkazgichli terminal bloki, 3 dona, 2 evro, mahalliy elektronika do'konida sotib olingan
• Wago 5-o'tkazgichli terminal bloki, 2 dona, 2 evro, mahalliy elektronika do'konida sotib olingan
• USB mini-mikro kabel (Arduino-> RPi), 1 dona, 1,8 evro, mahalliy kompyuter do'konida sotib olingan

UHning umumiy narxi: 60,59 evro (70,40 dollar)

SW to'plami:

• Boshqarish qutisi to'plami:

  • Raspbian Linux (Ubuntu -ga asoslangan), ochiq manba, $ 0 (Linux yadrosida ishlagan Linus Torvalds + 20k odamlar + Raspberry Pi va Raspbian Linux tasvirining orqasidagi mehribon odamlar)
  • Node-RED, ochiq manba, $ 0 (Node-RED rivojlanishining orqasida turgan IBMdan yaxshi odamlar)

• Veb -ilovalar to'plami:

  • Nabito-server ilovasi:
  • Ruby on Rails (RVM, Ruby, Gems), ochiq manba, $ 0
  • Postgres DB, ochiq manba, $ 0
  • Git, ochiq manba (Linusning shuhrati), $ 0
  • MQTT protokoli

SW to'plamining umumiy qiymati: € 0 (*THUMBS_UP*)

3 -qadam: Boshqarish qutisi: SWni sozlash

1. Raspberry Pi Zero -ga RASPBIAN STRETCH LITE (bizga ish stoli versiyasi kerak emas) o'rnating.
2. Raspbian-ni mahalliy uydan foydalanish uchun sozlang Wifihttps://weworkweplay.com/play/automatically-connect-a-raspberry-pi-to-a-wifi-network/
3. Raspbian-da Node-RED-ni o'rnating
4. Nabito Node-RED oqimini nusxalash va ithttps://github.com/sysdist/nabito-client-node-red joylashtirish

5. Standart Node-RED settings.js-ni tahrirlang va buni GlobalContext funktsiyasiga qo'shing: o'rni: "O'chirilgan",

   box_status: "OFFLINE"

6. Node-RED MQTT brokerlarini o'zingiz xohlagan Nabito-server o'rnatilishi bo'yicha sozlang (yoki
7. Node-RED-ni qayta ishga tushiring
8. MQTT ulanishini Node-RED-da tekshiring

Arduino qismi:

1. Ushbu eskizni yuklab oling, kompilyatsiya qiling va Arduino Nano-ga yuklang
2. Bajarildi!;-)

4 -qadam: simlar: tarmoq kabeli

AC tarmoq kabellari quyidagilarni quvvat bilan ta'minlaydi:

• AC kontaktori
• Tarmoqli estafeta
• Raspberry Pi va Arduino -ni quvvatlaydigan mobil zaryadlovchi

AC kontaktoridan chiqish rozetkaga o'tadi. Himoya topraklama manba tarmog'idan rozetkaga ulanadi.

Raspberry Pi tarmoq rölesini boshqaradi va o'rni o'z navbatida kontaktorni yoqadi/o'chiradi.

5 -qadam: simlar: Arduino, CT sensori, NFC sensori

Arduino -ni CT sensori bilan quyidagi yo'riqnomaga muvofiq ulang:

learn.openenergymonitor.org/electricity-mo…

Senga kerak:

• Arduino (har qanday Arduino -dan foydalanishingiz mumkin: Uno, Nano, Mega, xohlaganingizcha, ADC bo'lsa)
• 10uF kondansatör 2x 10kOm qarshilik
• 3,5 mm ayol uyasi uchun rozetka
• CT sensori 30A/1V
• PN532 sensori (RFID/NFC)
• kichik PCB
• ulanish uchun kichik simlar

Men openenergymonitor.org saytidagi yuqoridagi ko'rsatmaga binoan Arduino Nano, kondansatör, rezistorlar va ayol uyani PCBga lehimladim.

NFC sensori Arduino Nano -ga SPI orqali ulanadi (Arduino Nano pinlari: 10, 11, 12 va 13).

Arduino Raspberry Pi -ga mikro USB orqali ulangan.

6 -qadam: simlar: Raspberry Pi

Arduino -ni Raspberry Pi -ga USB port orqali ulang, u ketma -ket port va Arduino uchun quvvat manbai bo'lib xizmat qiladi, u /dev /ttyUSB0 -ga mos kelishi kerak.

Tarmoq o'rni 2 (5V), 6 (GND), 12 (GPIO) pinlari orqali ulanadi.

Old panelli LEDlar 14 (GND), 16 (GPIO), 18 (GPIO) pinlari orqali ulanadi.

7 -qadam: Hammasini bir -biriga ulash

1. Tarmoq rölesinden chiqib ketadigan elektr tarmog'idagi CT sensorini mahkamlang
2. Raspberry Pi uchun quvvat manbaini ulang
3. Aloqa qutisi qopqog'ini burab qo'ying
4. Va siz simlarni ulash/yig'ishni tugatdingiz!

8 -qadam: Veb -ilovalarni sozlash

Veb -ilovani ishga tushirish uchun sizga Linux serveri kerak. Siz ham:

• serverni kompyuter/noutbukda yoki mahalliy Linux serverida ishga tushiring va boshqaruv qutisini [es] ni mahalliy o'rnatishga yo'naltiring.
• o'z domeningizni yarating va veb -ilovani veb -sayt sifatida ishga tushiring
• boshqaruv qutilarini boshqarish uchun https://Nabito.org (bepul) dan foydalaning

Nabito-server dasturi Ruby on Rails-da ishlaydi va ochiq manba hisoblanadi:

Veb -ilovalarni o'rnatish va sozlash uchun Github -da README.md loyihasiga qarang.

9 -qadam: yugurish va sinov

Mahalliy sozlash uchun:

1. Nabito-server ilovasini mahalliy kompyuter/noutbukga joylashtiring
2. Kompyuteringizda chivinli MQTT brokerini sozlang (yoki xohlagan boshqa MQTT broker)
3. Nabito boshqaruv qutisini mahalliy WiFi -ga ulang
4. SSH qutisiga kiriting va uni kompyuteringizning MQTT brokeridan foydalanishga yo'naltiring
5. nabito-server relslarini ishga tushiring
6. kichik elektr yukini (masalan, stol chiroqqa) rozetkaga ulang
7. Haqiqiy va umumiy energiya sarfini tekshirish uchun 1 -soket identifikatorini ishga tushirish/to'xtatish uchun veb -ilovadan foydalaning
8. rozetkani almashtirish uchun NFC tegidan foydalaning (agar bo'lsa)
9. oxirgi rozetkadan foydalanish uchun hisob -kitobni tekshiring
10. Muvaffaqiyatli sinovdan so'ng, o'zingizning EV zaryadlovchi tarmog'ingizni yaratishni boshlang
11. Foyda;-)

10 -qadam: Xulosa, muammolar va mahsulot xaritasi

Nabito boshqaruv qutisining ushbu versiyasida men boshqaruv qutisini va veb-ilovani, asosan, foydali narsalarni bajaradigan jismoniy narsalar bilan ham, IoT (Internet of Things) loyihasini yaratishga muvaffaq bo'ldim. jismoniy narsa.

Qutining narxi oxirgi versiyadan (v1 oldin: 50 evro, hozirda v2: 60 evro) biroz oshdi, chunki men xavfsizlik uchun kontaktlarni yuqori amperlarga xizmat qilish uchun qo'shganman, shuningdek, RPi OrangePi platalaridan biroz qimmatroq..

MQTT ma'lumotlarni ro'yxatga olish va qutini boshqarish uchun asosiy protokol sifatida ishlatiladi.

Nabito -ning so'nggi versiyasidan beri men ko'p muammolarni hal qila oldim (Wi -Fi, kontaktor, protsessorning haddan tashqari qizishi, o'rnatilgan rozetka va boshqalar). Biroq, dolzarb muammolar va imkoniyatlar ro'yxati yanada kengayadi:

Muammolar:

• Raspberry Pi Zero W - bu juda yaxshi taxta, Wi -Fi va Bluetooth va 2 ta GPIO pinli, lekin baribir protsessor 34C gacha qiziydi, bu issiq iqlim va yoz oylarida to'g'ridan -to'g'ri quyosh nuri tushganda muammoli bo'lishi mumkin.
• Boshqarish qutisida Linuxni ishga tushirish prototip yaratish uchun yaxshi, lekin bu mahsulotning ishlab chiqarish modeli, ehtimol TLS/SSL (ESP32 chipi juda istiqbolli ko'rinadi) qobiliyatiga ega bo'lgan taxtada ishlashi kerak.

Imkoniyatlar:

• yuqori toklar uchun versiyalar yarating (funksionalligi bir xil, lekin yuqori amperli va har xil CT sensorlar/energiya monitorli modulli kontaktorlardan foydalaning)
• 2 va 3 bosqichli versiyalarni yaratish
• energiya monitor modulini birlashtirish (Peacefair PZEM-004T Energy monitor kabi)
• quvvat va issiqlik samaradorligini oshirish uchun ESP32 ga o'ting
• AWS IOT bulutiga kiring va xavfsizlikni sozlash uchun mijoz sertifikatlaridan foydalaning (hozirda faqat MQTT foydalanuvchisi/parol ishlatiladi)
• sertifikatlar va MQTT hisob ma'lumotlarini veb-ilovadan boshqarish (hozirda bu qo'lda orqa tomondan sozlangan)
• Ma'lumotni to'g'ridan -to'g'ri Nabito boshqaruv panelida ko'rsatish uchun kichik LCD panel qo'shing
• quti bilan tugmachalarning o'zaro ta'sirini ta'minlash uchun raqamli panelni qo'shing (xavfsizlikni kuchaytirish uchun pin imkoniyati)
• qutining atrof -muhit haroratini kuzatish uchun qo'shimcha termometrni o'z ichiga oladi

Agar sizga ushbu loyiha yoqsa yoki savollaringiz bo'lsa, men bilan [email protected] elektron pochta orqali bog'laning

Tizim tarqatilgan veb -sayt: www.sysdist.com

Siz meni kuzatib borishingiz mumkin: twitter.com/sysdistfb.com/sysdist

Yaxshi kun va baxtli ish qiling!-Stefan