Nabito [Open Socket V2]: Slimmeter vir laai van motors: 10 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

Dit is die tweede bougids vir Nabito [oop socket], die eerste weergawe kan gevind word by: Nabito [open socket] v1

Ek noem die redes vir die skep van hierdie projek in hierdie blogpos: EV's is nutteloos vir woonstelmense

Wat is dit?

Nabito - die oop aansluiting is 'n IoT -slimmeter met elektrisiteitsmeting, hoë -amp -skakelaar aan/uit, NFC -sensor, gebruikersmagtiging, faktuurvermoëns en gebruikersbestuur.

Die projek bestaan uit twee dele: 1. kontrolekas (IoT-toestel) 2. frontend/backend van die webapp, albei heeltemal open source.

1. Die bedieningspaneel bestaan uit onderdele wat maklik verkrygbaar is en is 'n intelligente en tog goedkoop oplossing vir elektriese voetstukke vir openbare en privaat parkeerterreine vir die laai van elektriese voertuie. Dit werk op Raspberry Pi Zero W en Arduino Nano.

2. Die webprogram werk op Ruby on Rails en is beskikbaar as open source op Github: https://github.com/sysdist/nabito-server Die verbinding tussen die boks en die webprogram word gedoen deur middel van MQTT-protokol.

Die doel van die projek is om 'n open source laai netwerk te ontwikkel wat almal kan aanneem, implementeer of uitbrei.

Die kontrolekas bestaan uit onderdele wat maklik verkrygbaar is en is ontwerp om 'n intelligente en tog goedkoop oplossing vir 'n elektriese aansluiting te wees vir openbare en privaat parkeerterreine vir die laai van elektriese voertuie.

Dit werk op Raspberry Pi Zero W enkelbordrekenaar (SCB). Die totale koste van die kontrolekas is ongeveer € 60.

Nabito - die oop aansluiting is tans ontwerp vir laai op gewone voetstukke, in kontinentale Europa is dit 230V en 10 -13A, dit wil sê cca. 2.9kW deurlopend. Maar die konsep is van toepassing op enige socket, Euro, VS of UK of enige ander, toekomstige weergawes van die projek sal ook 2 en 3 fase installasies dek.

Spesifikasies:

• Enfase Spanning: 230 V
• ACMax. stroom: 13 A
• Krag: 2,9 kW
• Grootte: 240 x 200 x 90 mm
• Koppelvlak: RJ45 LAN -verbinding of WIFI
• IP -nakoming: IP55

Die volgende bougids is nie volledig nie; dit ontbreek 'n paar bedradingsdiagramme, 'n paar monteringstappe, ens.) dek alles wat u moet weet, of stuur 'n e -pos as u enige vrae het. Dankie vir jou begrip.

Stap 1: Wat doen dit?

Die projek bestaan uit twee dele, die fisiese bedieningsboks wat 'n IoT -ding is (kliëntkant) en daar is 'n webtoepassing wat dit beheer (bedienerkant). Gekombineerde funksies:

1. Aan/uit skakel Met 'n netrelais en 'n kontakor kan dit die aansluiting aan/uit skakel op grond van gebruikersinteraksie.

2. Energiemeting

Die bedieningsboks meet wisselstroom en meld die stroomverbruik aan. Standaard meetfunksie. Die energiemeting word per gebruiker gedoen. Tans is daar slegs wisselstroommonitering, geen spanningsmonitering op hierdie punt nie.

3. Gebruikersverifikasie

U moet gebruikersrekeninge skep vir die gebruikers wat die socket/s sal gebruik. Die gebruiker gee toestemming deur die QR -kode te lees of 'n NFC -etiket te gebruik. Met die webgebruikerskoppelvlak kan gebruikers aanmeld, aanmeld en die bedieningsboks gebruik of die NFC -etiket skakel die boks direk aan/af. Admin kan gebruikers goedkeur, afkeur.

4. Fakturering

Gebaseer op die konfigurasie van die socket van die admin en die prys per 1kWh word rekeninge vir individuele gebruikers geskep op grond van hul energieverbruik. Maandelikse rekeninge sal later geskep word vir administratiewe gerief.

Stap 2: HW- en SW -stapels

HW stapel:

• Framboos Pi Zero, 1 stuks, € 11,32,
• koellichaam, 1 stuks, € 1,2,
• NFC-sensor, 1 stuks, € 3,93
• micro SD-kaart 16 GB, 1 stuks, € 9,4,
• Arduino Nano, 1 stuks, € 1,74,
• CT-sensor-YHDC 30A SCT013, 1 stuks, € 4,28, https://www.aliexpress.com/item/KSOL-YHDC-30A-SCT013-0-100A-Non-invasive-AC-New-Sensor-Split-Core- Huidige-transformator-nuut/32768354127.html
• selfoonlaaier, 1 stuks, € 5, prys is ongeveer, gebruik een van my ou laaiers wat saam met 'n telefoon gekom het
• Huishoudelijke AC-contactor 25A NO, 1 stuks, € 4,79,
• Netrelais, 1 stuks, € 0,84,
• plastiek aansluitdoos (S-doos), 1 stuks, € 5,
• Dupont-aansluitdrade vir lae spannings, 1 stuks, € 2,29,
• IP54 230V Euro -aansluiting, 1 stuks, € 2 gekoop by 'n plaaslike hardewarewinkel
• klein dele: 3,5 mm -aansluiting, 10 uF -kondensator, 2x 10 kOhm -weerstande, LED -diodes, kabels, 1 stuks, € 3, gekoop by 'n plaaslike elektronikawinkel
• Wago 2-aderige aansluitblok, 3 stuks, € 2, gekoop by 'n plaaslike elektronikawinkel
• Wago 5-aderige aansluitblok, 2 stuks, € 2, gekoop by 'n plaaslike elektronikawinkel
• USB mini-na-mikro-kabel (Arduino-> RPi), 1 stuks, € 1,8, gekoop by 'n plaaslike rekenaarwinkel

Totale HW -koste: € 60,59 ($ 70,40)

SW stapel:

• Control Box stapel:

  • Raspbian Linux (gebaseer op Ubuntu), open source, $ 0 (alle eer aan Linus Torvalds + 20k mense wat gewerk het aan Linux kern + die vriendelike mense agter Raspberry Pi en Raspbian Linux image)
  • Node-RED, open source, $ 0 (vriendelike mense van IBM wat agter die ontwikkeling van Node-RED is)

• Webprogramstapel:

  • Nabito-bediener-app:
  • Ruby on Rails (RVM, Ruby, Gems), open source, $ 0
  • Postgres DB, open source, $ 0
  • Git, open source (meer eer aan Linus), $ 0
  • MQTT protokol

Totale SW -stapelkoste: € 0 (*THUMBS_UP*)

Stap 3: Die bedieningsboks: SW -opstelling

1. Installeer RASPBIAN STRETCH LITE (ons het nie die lessenaarweergawe nodig nie) op Raspberry Pi Zero
2. Stel Raspbian op om u plaaslike huis te gebruik
3. Installeer Node-RED op Raspbianhttps://nodered.org/docs/hardware/raspberrypi
4. Kopieer die Nabito Node-RED-vloei en implementeer dit op

5. Wysig standaard Node-RED settings.js en voeg dit by die functionGlobalContext: relay: "OFF",

   box_status: "OFFLINE"

6. Stel u Node-RED MQTT-makelaars op na u Nabito-bediener-installasie (of na
7. Herbegin Node-RED
8. Kontroleer die MQTT-verbinding in Node-RED

Arduino deel:

1. Laai hierdie skets af, stel dit op en laai dit op na Arduino Nanohttps://github.com/sysdist/nabito-arduino-nano.git
2. Klaar!;-)

Stap 4: Bedrading: netkabels

Die wisselstroomkabels voorsien krag aan:

• AC kontakor
• Hoofrelais
• Mobiele laaier wat Raspberry Pi en Arduino aandryf

Die uitset van die wisselstroomkontaktor gaan na die aansluiting. Beskermende aarde word van die bronleiding aan die aansluiting gekoppel.

Framboos Pi beheer die hoofrelais en die aflos skakel weer die skakelaar aan/uit.

Stap 5: Bedrading: Arduino, CT -sensor, NFC -sensor

Bedraad die Arduino met die CT -sensor volgens die volgende handleiding:

learn.openenergymonitor.org/electricity-mo…

Jy benodig:

• Arduino (u kan enige Arduino gebruik: Uno, Nano, Mega, wat u ook al wil, solank dit 'n ADC het)
• 10uF kondensator 2x 10kOhm weerstande
• 3.5 mm vroulike aansluiting
• CT -sensor 30A/1V
• PN532 -sensor (RFID/NFC)
• klein PCB
• klein drade vir verbindings

Ek het die Arduino Nano, die kapasitor, die weerstande en die vroulike aansluiting aan die PCB gesoldeer volgens die handleiding hierbo van die openenergymonitor.org -webwerf.

Die NFC -sensor is via SPI aan die Arduino Nano gekoppel (penne op Arduino Nano: 10, 11, 12 en 13).

Die Arduino is via die mikro -USB aan die Raspberry Pi gekoppel.

Stap 6: Bedrading: Framboos Pi

Koppel Arduino aan die Raspberry Pi via die USB -poort; dit dien op hierdie manier as 'n seriële poort en 'n kragtoevoer vir die Arduino. Dit moet na /dev /ttyUSB0 gekoppel word.

Die hoofrelais word verbind deur penne 2 (5V), 6 (GND), 12 (GPIO).

Die LED's op die voorpaneel word verbind deur penne 14 (GND), 16 (GPIO), 18 (GPIO)

Stap 7: Verbind alles saam

1. Klem die CT -sensor vas op die netlyn wat uit die netrelais gaan
2. Koppel die kragbron vir Raspberry Pi aan
3. Skroef die deksel van die aansluitkas vas
4. En u is klaar met bedrading/montering!

Stap 8: Webprogram -opstelling

U benodig 'n linux -bediener om die webprogram te laat loop. U kan óf:

• hardloop die bediener plaaslik op u rekenaar/skootrekenaar of u plaaslike Linux -bediener en wys die bedieningsblokkies na u plaaslike installasie
• skep u eie domein en voer die web -app as 'n webwerf uit
• gebruik https://Nabito.org (dit is gratis) om u kontrolebusse te bestuur

Nabito-bediener-app loop op Ruby on Rails en is open source:

Raadpleeg die projek se README.md op Github vir die installering en opstelling van die webapp.

Stap 9: hardloop en toets

Vir plaaslike opstelling:

1. Gebruik die Nabito-bediener-app op u plaaslike rekenaar/notaboek
2. Stel die muskiet -MQTT -makelaar op u rekenaar op (of enige ander MQTT -makelaar van u voorkeur)
3. Koppel die Nabito -beheerkas aan u plaaslike WiFi
4. SSH in die boks en stuur dit om die MQTT -makelaar van u rekenaar te gebruik
5. begin die rails nabito-bediener-app
6. koppel 'n klein elektriese las (bv. 'n tafellamp) aan die uitlaat
7. gebruik die web -app om die socket id 1 te begin/stop om die werklike en totale energieverbruik na te gaan
8. Gebruik 'n NFC -etiket (as u een het) om die aansluiting te skakel
9. kyk na die faktuur vir die laaste gebruik van die socket
10. Na suksesvolle toetsing, begin met die skep van u eie EV -laai -netwerk
11. Wins;-)

Stap 10: Die gevolgtrekking, kwessies en produkkaart

In hierdie weergawe van die Nabito-kontroleboks kon ek die bedieningspaneel en die web-app ontkoppel, in wese 'n IoT (Internet of Things) -projek, met beide die fisiese ding wat iets nuttigs doen, en 'n back-end-app en diens wat die fisiese ding.

Die prys van die boks het 'n bietjie gestyg in vergelyking met die vorige weergawe (v1 voor: € 50, v2 nou: € 60), omdat ek 'n kontakor vir veiligheidsdoeleindes bygevoeg het om hoër versterkers te bedien en ook RPi is 'n bietjie duurder as OrangePi -borde.

MQTT word gebruik as die hoofprotokol vir die aanmelding van data en die beheer van die kassie.

Sedert die laaste weergawe van Nabito kon ek die meeste probleme oplos (wifi, kontakor, oorverhitting van verwerker, geïntegreerde aansluiting, ens.). Die lys van huidige kwessies en geleenthede groei egter verder:

Kwessies:

• Raspberry Pi Zero W is 'n baie mooi bord, met Wifi en Bluetooth en 2 GPIO -penne, maar die verwerker word steeds tot 34C verhit as dit stationêr is, wat problematies kan wees in warm klimaat en somermaande met direkte sonlig
• Om Linux in die bedieningskas te bestuur, is goed vir prototipering, maar die produksiemodel van hierdie produk behoort waarskynlik op 'n slanker bord te werk wat TLS/SSL in staat is (ESP32 -chip lyk baie belowend)

Geleenthede:

• skep weergawes vir hoër strome (funksionaliteit dieselfde, maar gebruik kontakore met hoër versterkers en verskillende CT -sensors/energie -monitor modules)
• skep weergawes vir 2 en 3 fases
• integreer die energiemonitormodule (soos die Peacefair PZEM-004T-energiemonitor)
• migreer na ESP32 vir verhoogde krag- en hitte -doeltreffendheid
• integreer met AWS IOT -wolk en gebruik kliëntsertifikate vir die beste sekuriteitsopstelling (tans word slegs MQTT -gebruiker/wagwoord gebruik)
• bestuur sertifikate en MQTT-geloofsbriewe vanaf die webprogram (tans word dit handmatig deur die agterkant gekonfigureer)
• Voeg 'n klein LCD -paneel by om inligting direk op die Nabito -bedieningsboks te bied
• voeg numpad by om die knoppie -interaksie met die boks te bied (moontlikheid vir groter sekuriteit)
• bevat 'n ekstra termometer om die omgewingstemperatuur van die boks te monitor

As u van hierdie projek hou of vrae/kommentaar het, kontak my gerus by [email protected]

Stelsels verspreide webwerf: www.sysdist.com

U kan my volg op: twitter.com/sysdistfb.com/sysdist

Lekker dag en lekker maak!-Stefan