Nabito [Fungua Tundu V2]: Mita mahiri ya kuchaji EV: Hatua 10 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:54

Huu ni mwongozo wa pili wa kujenga kwa Nabito [tundu lililofunguliwa), toleo la kwanza linaweza kupatikana kwa: Nabito [tundu wazi] v1

Ninaorodhesha sababu za kuunda mradi huu katika chapisho hili la blogi: EVs hazina maana kwa watu wa ghorofa

Ni nini hiyo?

Nabito - tundu lililo wazi ni mita ya smart ya IoT yenye mita ya umeme, kuwasha / kuzima ubadilishaji wa kiwango cha juu, sensa ya NFC, idhini ya mtumiaji, uwezo wa kulipia na usimamizi wa mtumiaji.

Mradi huo una sehemu mbili: 1. sanduku la kudhibiti (kifaa cha IoT) 2. programu ya wavuti frontend / backend, zote ni chanzo wazi kabisa.

1. Sanduku la kudhibiti lina sehemu rahisi kupata-mkondoni na imeundwa kuwa suluhisho la tundu la umeme lenye akili na bado ghali kwa maegesho ya umma na ya kibinafsi kwa kuchaji polepole kwa magari ya umeme. Inaendesha Raspberry Pi Zero W na Arduino Nano.

2. Programu ya wavuti inaendesha Ruby kwenye Reli na inapatikana kama chanzo wazi kwenye Github: https://github.com/sysdist/nabito-server Uunganisho kati ya sanduku na programu ya wavuti hufanywa kupitia itifaki ya MQTT.

Lengo la mradi huo ni kukuza mtandao wa malipo wa chanzo wazi ambao mtu yeyote anaweza kupitisha na kutekeleza au kupanua.

Sanduku la kudhibiti lina sehemu rahisi kupata-mkondoni na imeundwa kuwa suluhisho la tundu la umeme lenye akili na bado ghali kwa maegesho ya umma na ya kibinafsi kwa kuchaji polepole kwa magari ya umeme.

Inatumia kompyuta ya bodi moja ya Raspberry Pi Zero W (SCB). Gharama ya jumla ya sanduku la kudhibiti ni karibu € 60.

Nabito - tundu lililofunguliwa kwa sasa limebuniwa kuchaji kwenye soketi za kawaida, katika bara la Ulaya ni 230V na 10 -13A, i.e. cca. 2.9kW kuendelea. Lakini wazo hilo linatumika kwa tundu lolote, Euro, Amerika au Uingereza au nyingine yoyote, matoleo ya baadaye ya mradi huo yatashughulikia pia mitambo ya awamu ya 2 na 3.

Aina:

• Awamu moja ya Voltage: 230 V
• ACMax. sasa: 13 A
• Nguvu: 2.9 kW
• Ukubwa: 240x200x90mm
• Interface: Uunganisho wa RJ45 LAN au WIFI
• Ufuataji wa IP: IP55

Mwongozo ufuatao wa ujenzi haujakamilika, inakosa michoro kadhaa ya wiring, hatua kadhaa za kusanyiko, nk), nilitaka kuipata haraka iwezekanavyo, itafanya kazi kuiboresha polepole, kwa hivyo tafadhali, ikiwa mwongozo huu wa kujenga haufanyi hivyo. funika kila kitu unachohitaji kujua au ikiwa una maswali yoyote, nitumie barua. Asante kwa kuelewa.

Hatua ya 1: Inafanya nini?

Mradi huo una sehemu mbili, kisanduku cha kudhibiti mwili ambacho ni kitu cha IoT (upande wa mteja) na kuna programu ya Wavuti inayodhibiti (upande wa seva).

1. Kubadilisha / Kuzima Kwa kutumia relay kuu na kontakt inaweza kubadilisha tundu la kuziba na kuzima kulingana na mwingiliano wa mtumiaji.

2. Upimaji wa nishati

Sanduku la kudhibiti hupima matumizi ya nguvu ya sasa ya AC na magogo. Kazi ya kupima mita. Upimaji wa nishati hufanywa kwa kila mtumiaji. Hivi sasa kuna ufuatiliaji wa sasa wa AC tu, hakuna ufuatiliaji wa voltage wakati huu.

3. Uthibitishaji wa mtumiaji

Unahitaji kuunda akaunti za watumiaji kwa watakaotumia tundu / s. Mtumiaji anaidhinisha kwa kusoma nambari ya QR au kutumia lebo ya NFC. Muunganisho wa mtumiaji wa wavuti huruhusu watumiaji kujiandikisha, kuingia na kutumia kisanduku cha kudhibiti au lebo ya NFC inazima / kuzima sanduku moja kwa moja. Usimamizi unaweza kuidhinisha, kukataa watumiaji.

4. Kutoza

Kulingana na usanidi wa tundu la msimamizi na bei kwa kila bili 1kWh huundwa kwa watumiaji binafsi kulingana na utumiaji wa nishati. Bili za kila mwezi zitaundwa baadaye kwa urahisi wa admin.

Hatua ya 2: HW na SW Stacks

Bomba la HW:

• Raspberry Pi Zero, 1pcs, € 11.32,
• kuzama kwa joto, 1pcs, € 1.2, https://www.aliexpress.com/item/Orange-Pi-Pc-Alum …….
• Sensa ya NFC, 1pcs, € 3.93 https://www.aliexpress.com/item/PN532-NFC-RFID-Mo …….
• kadi ndogo ya SD 16GB, 1pcs, € 9.4,
• Arduino Nano, 1pcs, € 1.74,
• Kitambuzi cha CT - YHDC 30A SCT013, 1pcs, € 4.28, https://www.aliexpress.com/item/KSOL-YHDC-30A-SCT013-0-100A-Non-invasive-AC-New-Sensor-Split-Core- Transformer-Mpya-Mpya / 32768354127.html
• chaja ya simu ya mkononi, 1pcs, € 5, bei ni ya kukadiria, ilitumia moja ya chaja zangu za zamani zilizokuja na simu
• Mawasiliano ya Kaya AC 25A HAPANA, 1pcs, € 4.79,
• Relay relay, 1pcs, € 0.84,
• sanduku la makutano ya plastiki (sanduku la S), 1pcs, € 5,
• Waya za makutano ya Dupont kwa voltages za chini, 1pcs, € 2.29,
• Soko la IP54 230V Euro, 1pcs, € 2 ilinunuliwa katika duka la vifaa vya karibu
• sehemu ndogo: 3.5mm jack kike, 10uF capacitor, 2x 10kOhmors, diode za LED, nyaya, 1pcs, € 3, zilizonunuliwa katika duka la elektroniki la hapa
• Wago 2-conductor terminal block, 3pcs, € 2, ilinunuliwa katika duka la elektroniki la hapa
• Wago 5-conductor terminal block, 2pcs, € 2, ilinunuliwa katika duka la elektroniki la hapa
• Kebo ya mini-to-micro ya USB (Arduino-> RPi), 1pcs, € 1.8, iliyonunuliwa katika duka la kompyuta la hapa

Jumla ya gharama ya HW: € 60.59 ($ 70.40)

Rafu ya SW:

• Udhibiti wa Sanduku la Kudhibiti:

  • Linux ya Raspbian (Ubuntu msingi), chanzo wazi, $ 0 (utukufu wote kwa Linus Torvalds + watu 20k ambao walifanya kazi kwenye Linux kernel + watu wema nyuma ya picha ya Raspberry Pi na Raspbian Linux)
  • Node-RED, chanzo wazi, $ 0 (watu wema kutoka IBM ambao wako nyuma ya maendeleo ya Node-RED)

• Bunda la programu ya wavuti:

  • Programu ya seva ya Nabito:
  • Ruby kwenye Reli (RVM, Ruby, Vito), chanzo wazi, $ 0
  • Postgres DB, chanzo wazi, $ 0
  • Git, chanzo wazi (utukufu zaidi kwa Linus), $ 0
  • Itifaki ya MQTT

Jumla ya gharama ya SW: € 0 (* THUMBS_UP *)

Hatua ya 3: Sanduku la Udhibiti: Usanidi wa SW

1. Sakinisha RASPBIAN STRETCH LITE (hatuhitaji toleo la eneo-kazi) kwenye Raspberry Pi Zero Whttps://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/
2. sanidi Raspbian kutumia nyumba yako ya ndani Wifihttps://weworkweplay.com/play/automatically-connect-a-raspberry-pi-to-a-wifi-network/
3. Sakinisha Node-RED kwenye Raspbianhttps://nodered.org/docs/hardware/raspberrypi
4. Nakili mtiririko wa RED-NED-RED na upeleke ithtps:

5. Hariri mipangilio ya Node-RED chaguo-msingi.js na uongeze hii kwenye kaziGlobalContext: relay: "OFF",

   hali ya kisanduku: "OFFLINE"

6. Sanidi mawakala wako wa Node-RED MQTT kuelekea usanikishaji wako wa seva ya Nabito (au kuelekea
7. Anza tena Node-RED
8. Angalia uunganisho wa MQTT katika Node-RED

Sehemu ya Arduino:

1. Pakua, ukusanya na upakie mchoro huu kwa Arduino Nanohttps://github.com/sysdist/nabito-arduino-nano.git
2. Imekamilika!;-)

Hatua ya 4: Wiring: nyaya za Mains

Cables kuu za AC hutoa nguvu kwa:

• Mawasiliano ya AC
• Mins relay
• Chaja ya rununu inayowezesha Raspberry Pi na Arduino

Pato kutoka kwa mawasiliano ya AC huenda kwenye tundu la duka. Ardhi ya kinga imeunganishwa kutoka kwa laini kuu ya chanzo hadi kwenye tundu la duka.

Raspberry Pi hudhibiti relay kuu na relay kwa zamu kuwasha / kuzima kontakt.

Hatua ya 5: Wiring: Arduino, CT Sensor, NFC Sensor

Waya Arduino na sensa ya CT kulingana na mwongozo ufuatao:

learn.openenergymonitor.org/electricity-mo…

Unahitaji:

• Arduino (unaweza kutumia Arduino yoyote: Uno, Nano, Mega, yoyote unayopenda, maadamu ina ADC)
• 10uF capacitor 2x 10kOhm vipinga
• Tundu la jack la kike la 3.5mm
• Kitambuzi cha CT 30A / 1V
• Sensor ya PN532 (RFID / NFC)
• PCB ndogo
• waya ndogo za unganisho

Niliuza Arduino Nano, capacitor, resistors na jack ya kike kwa PCB kulingana na mwongozo hapo juu kutoka kwa tovuti ya openenergymonitor.org.

Sensorer ya NFC imeunganishwa na Arduino Nano kupitia SPI (pini kwenye Arduino Nano: 10, 11, 12 na 13).

Arduino imeunganishwa na Raspberry Pi kupitia USB ndogo.

Hatua ya 6: Wiring: Raspberry Pi

Unganisha Arduino kwenye Raspberry Pi kupitia bandari ya USB, kwa njia hii hutumika kama bandari ya serial na usambazaji wa umeme kwa Arduino, inapaswa ramani kwa / dev / ttyUSB0.

Relay kuu imeunganishwa kupitia pini 2 (5V), 6 (GND), 12 (GPIO).

LED za jopo la mbele zimeunganishwa kupitia pini 14 (GND), 16 (GPIO), 18 (GPIO)

Hatua ya 7: Wiring Kila kitu Pamoja

1. Bofya sensorer ya CT kwenye laini kuu inayotoka kwa relay kuu
2. Unganisha chanzo cha nguvu cha Raspberry Pi
3. Parafujo kwenye kifuniko cha sanduku la makutano
4. Na umemaliza wiring / kukusanyika!

Hatua ya 8: Usanidi wa Programu ya Wavuti

Unahitaji seva ya linux ili kuendesha programu ya wavuti. Unaweza ama:

• endesha seva ndani ya PC yako / daftari au seva yako ya Linux ya karibu na uelekeze kisanduku cha kudhibiti kwa usakinishaji wako wa karibu
• unda kikoa chako mwenyewe na uendeshe programu ya wavuti kama wavuti
• tumia https://Nabito.org (ni bure) kudhibiti masanduku yako ya kudhibiti

Programu ya seva ya Nabito inaendesha Ruby kwenye Reli na ni chanzo wazi:

Kwa usanidi wa programu ya wavuti na usanidi rejea README.md ya mradi kwenye Github.

Hatua ya 9: Mbio na Upimaji

Kwa usanidi wa ndani:

1. Tumia programu ya Nabito-server kwenye PC / daftari lako
2. Sanidi dalali wa MQTT wa mbu kwenye PC yako (au broker mwingine yeyote wa MQTT wa upendeleo wako)
3. Unganisha kisanduku cha kudhibiti cha Nabito kwenye WiFi yako ya karibu
4. SSH ndani ya sanduku na uielekeze kutumia broker ya MQTT ya PC yako
5. anza reli programu ya nabito-server
6. unganisha mzigo mdogo wa umeme (kwa mfano taa ya meza) kwenye tundu la duka
7. tumia programu ya wavuti kuanza / kuacha kitambulisho cha tundu 1 kuangalia matumizi halisi na ya jumla ya nishati
8. tumia lebo ya NFC (ikiwa unayo) kugeuza tundu
9. angalia ulipaji wa matumizi ya tundu la mwisho
10. Baada ya kujaribu kufanikiwa, anza kuunda mtandao wako wa kuchaji EV
11. Faida;-)

Hatua ya 10: Hitimisho, Maswala na Ramani ya Njia ya Bidhaa

Katika toleo hili la sanduku la udhibiti wa Nabito niliweza kung'oa kisanduku cha kudhibiti na programu ya wavuti kimsingi kuunda mradi wa IoT (Mtandao wa Vitu) na vitu vya mwili ambavyo hufanya kitu muhimu na programu ya nyuma-mwisho na huduma inayosimamia kitu cha mwili.

Bei ya sanduku iliongezeka kidogo kutoka kwa toleo la mwisho (v1 kabla: € 50, v2 sasa: € 60), kwa sababu niliongeza kontaktor kwa sababu za usalama kutumikia amps za juu na pia RPi ni ghali zaidi basi bodi za OrangePi.

MQTT hutumiwa kama itifaki kuu ya ukataji wa data na kudhibiti sanduku.

Tangu toleo la mwisho la Nabito, niliweza kutatua maswala mengi (Wifi, kontakt, joto la usindikaji, tundu lililounganishwa, nk). Walakini orodha ya maswala na fursa za sasa inakua zaidi:

Mambo:

• Raspberry Pi Zero W ni bodi nzuri sana, na Wifi na Bluetooth na pini 2 za GPIO, lakini bado processor huwaka hadi 34C wakati inavuma ambayo inaweza kuwa shida katika hali ya hewa ya joto na miezi ya kiangazi na jua moja kwa moja.
• Kuendesha Linux kwenye kisanduku cha kudhibiti ni nzuri kwa utaftaji, lakini mfano wa utengenezaji wa bidhaa hii lazima uendeshwe kwenye bodi nyembamba ambayo inaweza TLS / SSL (chip ESP32 inaonekana kuahidi sana)

Fursa:

• tengeneza matoleo ya mikondo ya juu (utendaji sawa, lakini tumia viwasiliana na amps za juu na sensorer tofauti za CT / moduli za kufuatilia nishati)
• tengeneza matoleo kwa awamu 2 na 3
• unganisha moduli ya ufuatiliaji wa nishati (kama vile Peacefair PZEM-004T Monitor Energy)
• kuhamia ESP32 kwa nguvu iliyoongezeka na ufanisi wa joto
• unganisha na wingu la AWS IOT na utumie vyeti vya mteja kwa usanidi bora wa usalama (hivi sasa ni mtumiaji / nywila ya MQTT tu inayotumika)
• dhibiti vyeti na sifa za MQTT kutoka kwa programu ya wavuti (kwa sasa hii imesanidiwa kwa njia ya nyuma)
• ongeza jopo ndogo la LCD kuwasilisha maelezo moja kwa moja kwenye sanduku la kudhibiti Nabito
• ongeza numpad ili kutoa mwingiliano wa vitufe na sanduku (uwezekano wa siri kwa usalama ulioongezeka)
• ni pamoja na kipima joto zaidi ili kufuatilia hali ya hewa iliyoko kwenye sanduku

Ikiwa unapenda mradi huu au una maswali yoyote / maoni tafadhali jisikie huru kuwasiliana nami kwa [email protected]

Mifumo inasambazwa tovuti: www.sysdist.com

Unaweza kunifuata kwa: twitter.com/sysdistfb.com/sysdist

Kuwa na siku njema na kufanya furaha! - Stefan