Nabito [Open Socket V2]: EV кубаттоо үчүн акылдуу эсептегич: 10 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:42

Бул Nabito [open socket] үчүн экинчи куруу боюнча көрсөтмө, биринчи версиясын төмөнкү жерден тапса болот: Nabito [open socket] v1

Мен бул блогдун постунда бул долбоорду түзүүнүн себептерин тизмектейм: EVлер батирлүү адамдар үчүн маанисиз

Бул эмне?

Nabito - ачык розетка - бул IoT акылдуу эсептегич, электр энергиясын эсепке алуу, жогорку амперди иштетүү/күйгүзүү, NFC сенсору, колдонуучунун уруксаты, эсеп коюу мүмкүнчүлүктөрү жана колдонуучуну башкаруу.

Долбоор эки бөлүктөн турат: 1. башкаруу кутусу (IoT түзмөгү) 2. веб-тиркеме frontend/backend, экөө тең толугу менен ачык булак.

1. Башкаруу кутусу онлайнга оңой жетүүчү бөлүктөрдөн турат жана электр унааларын жай кубаттоо үчүн мамлекеттик жана жеке унаа токтоочу жайлар үчүн акылдуу, бирок арзан электр розеткасы үчүн иштелип чыккан. Бул Raspberry Pi Zero W жана Arduino Nano менен иштейт.

2. Веб-колдонмо Ruby on Railsте иштейт жана Githubда ачык булак катары жеткиликтүү: https://github.com/sysdist/nabito-server Куту менен веб-колдонмонун ортосундагы байланыш MQTT протоколу аркылуу ишке ашат.

Долбоордун максаты - каалаган адам кабыл ала турган жана ишке ашыра турган же кеңейте ала турган ачык булак заряддоо тармагын өнүктүрүү.

Башкаруу кутусу онлайнга оңой жетүүчү бөлүктөрдөн турат жана электрдик унааларды жай кубаттоо үчүн мамлекеттик жана жеке унаа токтоочу жайлар үчүн акылдуу, бирок арзан электр розеткасы үчүн иштелип чыккан.

Бул Raspberry Pi Zero W бир такталуу компьютеринде (SCB) иштейт. Башкаруу кутусунун жалпы баасы 60 евронун тегерегинде.

Nabito - ачык розетка учурда кадимки розеткаларда заряддоо үчүн иштелип чыккан, континенталдык Европада бул 230В жана 10 -13A, б.а. cca. 2.9 кВт үзгүлтүксүз. Бирок бул түшүнүк каалаган розеткага, еврого, АКШга же Улуу Британияга же башкага тиешелүү, долбоордун келечектеги версиялары 2 жана 3 фазалуу орнотууларды камтыйт.

Өзгөчөлүктөрү:

• Бир фазалуу чыңалуу: 230 В.
• ACMax. учурдагы: 13 А.
• Кубаты: 2.9 кВт
• Өлчөмү: 240x200x90mm
• Interface: RJ45 LAN байланышы же WIFI
• IP шайкештиги: IP55

Төмөнкү курулуш көрсөтмөсү толук эмес, кээ бир өткөргүч схемалары, кээ бир монтаждык кадамдар ж. Б.), Мен аны мүмкүн болушунча тезирээк чыгаргым келди, акырындык менен аны жакшыртуунун үстүндө иштейт, андыктан сураныч, эгер бул курулуш көрсөтмөсү жок болсо билишиңиз керек болгон нерселердин бардыгын жабыңыз же кандайдыр бир суроолоруңуз болсо, мага кат жөнөтүңүз. Түшүнгөнүңүз үчүн рахмат.

1 -кадам: Бул эмне кылат?

Долбоор эки бөлүктөн турат, физикалык башкаруу кутусу, бул IoT нерсе (кардар тарабы) жана аны көзөмөлдөгөн веб -тиркеме бар (сервер жагы).

1. Күйгүзүү/Өчүрүү Түйүндүн релеси жана контактору менен ал колдонуучунун өз ара аракеттешүүсүнүн негизинде розетканы күйгүзүп/өчүрө алат.

2. Энергияны өлчөө

Башкаруу кутучасы AC токту өлчөйт жана электр энергиясын колдонууну каттайт. Стандарттык өлчөө функциясы. Энергияны эсептөө бир колдонуучуга жүргүзүлөт. Учурда бир гана токтун агымы бар, бул учурда чыңалууга мониторинг жок.

3. Колдонуучунун аныктыгы

Сиз розеткаларды/колдоно турган колдонуучулар үчүн колдонуучу эсептерин түзүшүңүз керек. Колдонуучу QR кодун окуу же NFC теги аркылуу уруксат берет. Веб -колдонуучу интерфейси колдонуучуларга катталууга, кирүүгө жана көзөмөл кутучасын колдонууга мүмкүндүк берет же NFC теги кутуну түз күйгүзүп/өчүрөт. Админ колдонуучуларды жактыра алат, жактырбайт.

4. Эсеп -кысап

Админдин розеткасынын конфигурациясына жана 1 кВт / с баасына негизделген жеке колдонуучулар үчүн алардын энергия керектөөсүнө жараша түзүлөт. Айлык эсептер администратордун ыңгайлуулугу үчүн кийинчерээк түзүлөт.

2 -кадам: HW жана SW Stacks

HW стек:

• Raspberry Pi Zero, 1шт, € 11.32,
• жылыткыч, 1 даана, € 1,2,
• NFC сенсор, 1 даана, € 3.93
• микро SD карта 16GB, 1шт, 9.4 евро,
• Arduino Nano, 1 шт, 1.74 евро,
• КТ сенсор-YHDC 30A SCT013, 1шт, € 4.28, https://www.aliexpress.com/item/KSOL-YHDC-30A-SCT013-0-100A-Non-invasive-AC-New-Sensor-Split-Core- Учурдагы-Трансформатор-Жаңы/32768354127.html
• уюлдук телефон заряддагыч, 1 шт, 5 евро, баасы болжолдуу, телефон менен келген эски заряддоомдун бирин колдондум
• Үйдөгү AC контактору 25A NO, 1шт, € 4.79,
• Негизги реле, 1 даана, 0,84 евро,
• пластикалык туташуу кутусу (S-box), 1 даана, 5 евро,
• Төмөн чыңалуу үчүн Dupont Junction зымдары, 1шт, € 2.29,
• IP54 230V евро розеткасы, 1шт, € 2 жергиликтүү жабдуулар дүкөнүнөн сатып алынган
• кичинекей бөлүктөр: 3.5мм джек аял, 10uF конденсатор, 2x 10kOhm каршылыгы, LED диоддор, кабелдер, 1шт, € 3, жергиликтүү электроника дүкөнүнөн сатып алынган
• Wago 2-өткөргүч терминал блогу, 3 даана, € 2, жергиликтүү электроника дүкөнүнөн сатып алынган
• Wago 5 өткөргүч терминалдык блогу, 2 даана, € 2, жергиликтүү электроника дүкөнүнөн сатып алынган
• USB мини-микро кабели (Arduino-> RPi), 1 даана, € 1,8, жергиликтүү компьютер дүкөнүнөн сатып алынган

Жалпы HW баасы: € 60.59 ($ 70.40)

SW стек:

• Control Box стек:

  • Raspbian Linux (Ubuntu негизделген), ачык булак, $ 0 (баардык атак Linus Torvalds + Linux ядросунда иштеген 20k адамдар + Raspberry Pi жана Raspbian Linux сүрөтүнүн артындагы боорукер адамдар)
  • Node-RED, ачык булак, $ 0 (Node-REDдин өнүгүшүнүн артында турган IBMден боорукер адамдар)

• Желе колдонмолор стеги:

  • Nabito-сервер колдонмосу:
  • Ruby on Rails (RVM, Ruby, Gems), ачык булак, $ 0
  • Postgres DB, ачык булак, $ 0
  • Git, ачык булак (Линустун даңкы), $ 0
  • MQTT протоколу

Жалпы SW стек баасы: € 0 (*THUMBS_UP*)

3 -кадам: Control Box: SW Setup

1. Raspberry Pi Zero боюнча RASPBIAN STRETCH LITE (бизге рабочий версиясынын кереги жок) орнотуу Whttps://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/
2. жергиликтүү үйүңүздү колдонуу үчүн Raspbianди конфигурациялаңыз Wifihttps://weworkweplay.com/play/automatically-connect-a-raspberry-pi-to-a-wifi-network/
3. Node-REDти Raspbianге орнотуңуз
4. Nabito Node-RED агымын көчүрүү жана ithttps жайгаштыруу: //github.com/sysdist/nabito-client-node-red

5. Демейки Node-RED settings.js түзөтүңүз жана муну GlobalContext функциясына кошуңуз: реле: "ӨЧҮК",

   box_status: "ОФлайн"

6. Node-RED MQTT брокерлериңизди Nabito-серверди жактырганга чейин конфигурациялаңыз (же https://nabito.org карай)
7. Node-RED кайра
8. MQTT туташуусун Node-REDде текшериңиз

Arduino бөлүгү:

1. Бул эскизди Arduino Nano'го жүктөп алыңыз, түзүңүз жана жүктөңүз
2. Бүттү!;-)

4 -кадам: Кабелдер: Магистралдык кабелдер

Айнымалы ток кабельдери:

• AC контактору
• Тармактык эстафета
• Raspberry Pi жана Arduino кубаттандыруучу мобилдик кубаттагыч

AC контакторунан чыгуу розеткага кетет. Коргоочу жер булактын магистралдык линиясынан розеткага туташтырылган.

Raspberry Pi электр релесин башкарат жана реле контакторду күйгүзүп/өчүрөт.

5 -кадам: Кабелдер: Arduino, CT Sensor, NFC Sensor

Төмөнкү колдонмого ылайык, CT сенсору менен Arduino'го зым тарткыла:

learn.openenergymonitor.org/electricity-mo…

Сизге керек:

• Arduino (сиз каалаган Arduino колдоно аласыз: Uno, Nano, Mega, кайсынысы жакса, ADC болгондо)
• 10uF конденсатор 2x 10kOhm резисторлор
• 3,5мм аялдардын розеткасы
• КТ сенсор 30А/1В
• PN532 сенсор (RFID/NFC)
• кичинекей ПХБ
• туташуу үчүн кичинекей зымдар

Мен openenergymonitor.org сайтынан жогорудагы колдонмого ылайык Arduino Nano, конденсатор, резисторлорду жана ургаачы джекти ПХБга туташтырдым.

NFC сенсору Arduino Nanoго SPI аркылуу туташкан (Arduino Nano боюнча казыктар: 10, 11, 12 жана 13).

Arduino Raspberry Pi менен микро USB аркылуу туташкан.

6 -кадам: Wiring: Raspberry Pi

USB порту аркылуу Raspberry Pi менен Arduino туташтырыңыз, ошентип ал Arduino үчүн сериялык порт жана энергия булагы катары кызмат кылат, ал /dev /ttyUSB0 менен картага түшүшү керек.

Негизги реле 2 (5V), 6 (GND), 12 (GPIO) казыктары аркылуу туташат.

Алдыңкы панелдин диоддору 14 (GND), 16 (GPIO), 18 (GPIO) казыктары аркылуу туташат.

7 -кадам: Бардыгын бирге бириктирүү

1. КТ сенсорун магистралдык реледен чыгып жаткан магистралдык линияга кысыңыз
2. Raspberry Pi үчүн энергия булагын туташтырыңыз
3. Туташуу кутусунун капкагын сайыңыз
4. Жана сиз зымдарды орнотуп бүттүңүз!

8 -кадам: Желе колдонмосун орнотуу

Желе колдонмосун иштетүү үчүн сизге Linux сервери керек. Сиз же:

• серверди компьютериңизде/ноутбугуңузда же жергиликтүү Linux сервериңизде локалдык түрдө иштетип, башкаруу кутучасын [эс] жергиликтүү орнотууңузга багыттаңыз.
• өз домениңизди түзүңүз жана веб -колдонмону вебсайт катары иштетиңиз
• башкаруу кутучаларын башкаруу үчүн https://Nabito.org (бекер) колдонуңуз

Nabito-сервер колдонмосу Ruby on Railsте иштейт жана ачык булак:

Желе колдонмосун орнотуу жана орнотуу үчүн Githubдагы README.md долбооруна кайрылыңыз.

9 -кадам: Чуркоо жана тестирлөө

Жергиликтүү жөндөө үчүн:

1. Nabito-сервер колдонмосун жергиликтүү компьютериңизге/ноутбугуңузга жайылтыңыз
2. Компьютериңизде чиркей MQTT брокерин конфигурациялаңыз (же каалаган MQTT брокери)
3. Nabito башкаруу кутучасын жергиликтүү WiFiга туташтырыңыз
4. SSH кутучага салып, аны компьютериңиздин MQTT брокерин колдонууга багыттаңыз
5. rels nabito-server колдонмосун баштаңыз
6. кичинекей электр жүгүн (мис. стол чырагын) розеткага туташтырыңыз
7. реалдуу жана жалпы энергия керектөөнү текшерүү үчүн розетка id 1ди баштоо/токтотуу үчүн веб колдонмону колдонуңуз
8. розетканы которуштуруу үчүн NFC тегин колдонуңуз (эгер бар болсо)
9. акыркы розетканы колдонуу үчүн эсепти текшериңиз
10. Ийгиликтүү тестирлөөдөн кийин, жеке EV кубаттоо тармагын түзүүнү баштаңыз
11. Пайда;-)

10 -кадам: Корутунду, маселелер жана продукциянын жол картасы

Nabito башкаруу кутусунун бул версиясында мен көзөмөлдөө кутусун жана веб-колдонмону негизинен IoT (Интернет нерселери) долбоорун жаратып, физикалык нерселер менен, ошондой эле пайдалуу нерсени жасоочу жана арткы колдонмо менен кызматты башкара алам. физикалык нерсе.

Кутунун баасы акыркы версиясынан бир аз жогорулады (v1 мурун: 50 евро, азыр v2: 60 евро), анткени мен коопсуздукту жогорулатуу үчүн контакторду коштум, ошондо RPi OrangePi такталарына караганда бир аз кымбатыраак.

MQTT маалыматтарды каттоо жана кутучаны башкаруу үчүн негизги протокол катары колдонулат.

Nabito акыркы версиясынан бери мен көпчүлүк маселелерди чече алдым (Wifi, контактор, процессордун ысып кетиши, интегралдык розетка ж.б.). Бирок учурдагы көйгөйлөрдүн жана мүмкүнчүлүктөрдүн тизмеси дагы да өсөт:

Маселелер:

• Raspberry Pi Zero W - бул абдан жакшы такта, Wifi жана Bluetooth жана 2 GPIO төөнөгүчтөрү бар, бирок процессор жылуу климатта жана жай айларында түз күн нуру менен көйгөй жаратышы мүмкүн болгон боштукта 34С чейин ысыйт.
• Башкаруу кутусунда Linuxту иштетүү прототиптештирүү үчүн жакшы, бирок бул продукттун өндүрүштүк модели TLS/SSL жөндөмдүү тактада иштеши керек (ESP32 чипи абдан келечектүү окшойт)

Мүмкүнчүлүктөр:

• жогорку токтор үчүн версияларды түзүү (функционалдуулугу бирдей, бирок жогорку ампери бар контакторлорду жана ар кандай КТ сенсорлорун/энергетикалык монитор модулдарын колдонуңуз)
• 2 жана 3 этап үчүн версияларды түзүү
• энергетикалык монитор модулун бириктирүү (Peacefair PZEM-004T Energy монитору сыяктуу)
• күч жана жылуулуктун эффективдүүлүгүн жогорулатуу үчүн ESP32ге өтүңүз
• AWS IOT булутуна интеграцияланып, мыкты коопсуздукту орнотуу үчүн кардар сертификаттарын колдонуңуз (азыр MQTT колдонуучусу/сырсөзү гана колдонулат)
• желе колдонмосунан сертификаттарды жана MQTT грамоталарын башкарыңыз (учурда бул арткы кол менен конфигурацияланган)
• Nabito башкаруу кутусунда маалыматты көрсөтүү үчүн кичинекей ЖК панелин кошуңуз
• кутуча менен баскычтын өз ара аракеттенүүсүн камсыз кылуу үчүн numpad кошуңуз (коопсуздукту жогорулатуу үчүн пин мүмкүнчүлүгү)
• кутунун айлана -чөйрөнүн температурасын көзөмөлдөө үчүн кошумча термометрди камтыйт

Эгерде сизге бул долбоор жакса же кандайдыр бир суроолор/комментарийлер болсо, [email protected] дарегине кайрылыңыз

Таратылган веб -сайт: www.sysdist.com

Сиз мени ээрчип алсаңыз болот: twitter.com/sysdistfb.com/sysdist

Жакшы күн жана бактылуу кылуу!-Стефан