Набито [Нээлттэй залгуур V2]: EV цэнэглэх ухаалаг тоолуур: 10 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:05

Энэ бол Nabito [open socket] -ийн хоёр дахь бүтээх гарын авлага бөгөөд эхний хувилбарыг дараах хаягаар олж болно: Nabito [open socket] v1

Би энэ төслийг бичлэгт оруулах болсон шалтгааныг энэ блог нийтлэлд жагсаасан болно. Орон сууцтай хүмүүсийн хувьд EV нь утгагүй юм

Энэ юу вэ?

Nabito - нээлттэй залгуур нь цахилгаан тоолуур, өндөр гүйдлийн унтраалга, асаах/унтраах, NFC мэдрэгч, хэрэглэгчийн зөвшөөрөл, төлбөр тооцооны чадвар, хэрэглэгчийн удирдлагатай IoT ухаалаг тоолуур юм.

Төсөл нь хоёр хэсгээс бүрдэнэ: 1. хяналтын хайрцаг (IoT төхөөрөмж) 2. вэб програмын урд/арын хэсэг, хоёулаа нээлттэй эх сурвалжтай.

1. Хяналтын хайрцаг нь онлайнаар авахад хялбар хэсгүүдээс бүрдэх бөгөөд цахилгаан тээврийн хэрэгслийг удаан цэнэглэх зориулалттай нийтийн болон хувийн зогсоолын ухаалаг, гэхдээ хямд цахилгаан залгуурын шийдэл байхаар бүтээгдсэн. Энэ нь Raspberry Pi Zero W болон Arduino Nano дээр ажилладаг.

2. Вэб апп нь Ruby on Rails дээр ажилладаг бөгөөд Github дээр нээлттэй эх сурвалжаар ашиглах боломжтой: https://github.com/sysdist/nabito-server Хайрцаг болон вэб програмын хоорондох холболт MQTT протоколоор хийгддэг.

Төслийн зорилго нь нээлттэй эх үүсвэр бүхий цэнэглэгч сүлжээг хөгжүүлэх явдал бөгөөд үүнийг хэн ч ашиглаж, хэрэгжүүлэх, өргөтгөх боломжтой юм.

Хяналтын хайрцаг нь онлайнаар авахад хялбар хэсгүүдээс бүрдэх бөгөөд цахилгаан тээврийн хэрэгслийг удаан цэнэглэх зориулалттай нийтийн болон хувийн зогсоолын ухаалаг, гэхдээ хямд цахилгаан залгуурын шийдэлд зориулагдсан болно.

Энэ нь Raspberry Pi Zero W нэг самбар бүхий компьютер дээр ажилладаг (SCB). Хяналтын хайрцгийн нийт өртөг нь 60 евро орчим байдаг.

Набито - нээлттэй залгуурыг одоогоор ердийн залгуур дээр цэнэглэх зориулалттай, Европ тивд 230В ба 10 -13А, өөрөөр хэлбэл cca. 2.9 кВт тасралтгүй. Гэхдээ энэхүү ойлголт нь евро, АНУ, Их Британи эсвэл бусад аль ч сокетэд хамаарна, төслийн ирээдүйн хувилбарууд нь 2 ба 3 фазын суурилуулалтыг хамарна.

Үзүүлэлтүүд:

• Нэг фазын хүчдэл: 230 В.
• ACMax. одоогийн: 13 А.
• Эрчим хүч: 2.9 кВт
• Хэмжээ: 240x200x90 мм
• Интерфэйс: RJ45 LAN холболт эсвэл WIFI
• IP нийцтэй байдал: IP55

Дараахь бүтээх гарын авлага нь дуусаагүй байна, зарим утас диаграм, угсрах алхам гэх мэт зүйл байхгүй байна), би үүнийг аль болох хурдан гаргахыг хүсч байсан, үүнийг аажмаар сайжруулахын тулд ажиллах болно, хэрэв энэ бүтцийн гарын авлага нь тус болохгүй бол Мэдэх ёстой бүх зүйлээ оруулаарай, эсвэл танд асуулт байвал надад имэйл илгээнэ үү. Ойлгосонд баярлалаа.

Алхам 1: Энэ нь юу хийдэг вэ?

Төсөл нь хоёр хэсгээс бүрдэх бөгөөд физик хяналтын хайрцаг нь IoT (үйлчлүүлэгчийн тал) бөгөөд үүнийг хянадаг вэб програм (серверийн тал) байдаг.

1. Асаах/унтраах Сүлжээний реле ба контакторын тусламжтайгаар хэрэглэгчийн харилцан үйлчлэлд үндэслэн гаралтын залгуурыг асаах/унтраах боломжтой.

2. Эрчим хүчний тоолуур

Хяналтын хайрцаг нь гүйдлийн гүйдлийг хэмжиж, тэжээлийн хэрэглээг бүртгэдэг. Стандарт хэмжих функц. Эрчим хүчний тоолуурыг нэг хэрэглэгч тутамд хийдэг. Одоогийн байдлаар зөвхөн AC гүйдлийн хяналт байгаа бөгөөд энэ үед хүчдэлийн хяналт байхгүй байна.

3. Хэрэглэгчийн баталгаажуулалт

Та сокет/с -ийг ашиглаж буй хэрэглэгчдэд хэрэглэгчийн бүртгэл үүсгэх шаардлагатай. Хэрэглэгч QR кодыг унших эсвэл NFC шошго ашиглан зөвшөөрөл олгодог. Вэб хэрэглэгчийн интерфэйс нь хэрэглэгчид бүртгүүлэх, нэвтрэх, хяналтын хайрцгийг ашиглах боломжийг олгодог эсвэл NFC хаяг нь хайрцгийг шууд асаах/унтраах боломжийг олгодог. Админ нь хэрэглэгчдийг зөвшөөрч, татгалзаж болно.

4. Тооцоо хийх

Админы залгуурын тохиргоо, 1кВтц тутамд ногдох төлбөрийг хэрэглэгчдийн эрчим хүчний хэрэглээнд үндэслэн тооцдог. Админы тав тухыг хангах үүднээс сарын төлбөрийг дараа нь гаргах болно.

Алхам 2: HW ба SW стек

HW стек:

• Raspberry Pi Zero, 1 ширхэг, 11.32 евро,
• дулаан шингээгч, 1 ширхэг, 1.2 евро,
• NFC мэдрэгч, 1 ширхэг, 3.93 евро
• бичил SD карт 16GB, 1ш, 9.4 евро,
• Arduino Nano, 1 ширхэг, 1.74 евро,
• CT мэдрэгч-YHDC 30A SCT013, 1ш, € 4.28, https://www.aliexpress.com/item/KSOL-YHDC-30A-SCT013-0-100A-Non-invasive-AC-New-Sensor-Split-Core- Одоогийн-Трансформатор-Шинэ/32768354127.html
• гар утасны цэнэглэгч, 1ш, 5 евро, үнэ ойролцоогоор, миний утсаар ирсэн хуучин цэнэглэгчийг ашигласан
• Өрхийн AC контактор 25A NO, 1 ширхэг, € 4.79,
• Сүлжээний реле, 1 ширхэг, 0.84 евро,
• хуванцар уулзвар хайрцаг (S-хайрцаг), 1 ширхэг, 5 евро,
• Бага хүчдэлтэй Dupont уулзвар утас, 1 ширхэг, 2.29 евро,
• IP54 230V Евро залгуур, 1 ширхэг, 2 еврог орон нутгийн барилгын дэлгүүрээс худалдаж авсан
• жижиг хэсгүүд: 3.5мм эмэгтэй, 10FF конденсатор, 2x 10kOhm резистор, LED диод, кабель, 1 ширхэг, 3 евро, орон нутгийн цахилгаан дэлгүүрээс худалдаж авсан
• Орон нутгийн цахилгаан барааны дэлгүүрээс худалдаж авсан Wago 2 дамжуулагч терминал блок, 3 ширхэг, 2 евро
• Орон нутгийн цахилгаан барааны дэлгүүрээс худалдаж авсан Wago 5 дамжуулагч терминал блок, 2 ширхэг, 2 евро
• USB мини-микро кабель (Arduino-> RPi), 1 ширхэг, 1.8 евро, орон нутгийн компьютерийн дэлгүүрээс худалдаж авсан

ХЦ -ийн нийт зардал: 60.59 евро (70.40 доллар)

SW стек:

• Хяналтын хайрцгийн стек:

  • Raspbian Linux (Ubuntu дээр суурилсан), нээлттэй эх сурвалж, $ 0 (Линус Торвальдсын алдар суу + Линукс цөм дээр ажиллаж байсан 20k хүмүүс + Raspberry Pi болон Raspbian Linux зургийн ард байгаа сайхан сэтгэлтэй хүмүүс)
  • Node-RED, нээлттэй эх сурвалж, $ 0 (Node-RED хөгжүүлэлтийн ард байгаа IBM-ийн сайхан сэтгэлтэй хүмүүс)

• Вэб програмын стек:

  • Nabito-сервер програм:
  • Ruby on Rails (RVM, Ruby, Gems), нээлттэй эх сурвалж, $ 0
  • Postgres DB, нээлттэй эх сурвалж, $ 0
  • Git, нээлттэй эх сурвалж (Линуст илүү алдар нэр), $ 0
  • MQTT протокол

Нийт SW стек зардал: € 0 (*THUMBS_UP*)

Алхам 3: Хяналтын хайрцаг: SW тохиргоо

1. Raspberry Pi Zero дээр RASPBIAN STRETCH LITE (бидэнд ширээний хувилбар хэрэггүй) суулгана уу
2. Raspbian-ийг өөрийн орон нутгийн гэрийг ашиглахаар тохируулна уу Wifihttps://weworkweplay.com/play/automatically-connect-a-raspberry-pi-to-a-wifi-network/
3. Node-RED-ийг Raspbian дээр суулгана ууhttps://nodered.org/docs/hardware/raspberrypi
4. Nabito Node-RED урсгалыг хуулж, ithttps://github.com/sysdist/nabito-client-node-red байршуулна уу

5. Анхдагч Node-RED settings.js файлыг засварлаж үүнийг GlobalContext функцэд нэмнэ үү: реле: "OFF",

   box_status: "ОФлайн"

6. Node-RED MQTT брокеруудаа өөрийн дуртай Nabito-сервер суулгац руу тохируулах (эсвэл https://nabito.org руу чиглүүлэх).
7. Node-RED-ийг дахин эхлүүлнэ үү
8. MQTT холболтыг Node-RED дээр шалгана уу

Arduino хэсэг:

1. Энэхүү ноорог зургийг татаж авах, эмхэтгэх, Arduino Nano дээр байршуулахhttps://github.com/sysdist/nabito-arduino-nano.git
2. Дууссан!;-)

Алхам 4: Утас: Сүлжээний кабель

Хувьсах гүйдлийн сүлжээний кабель нь дараахь зүйлийг тэжээдэг.

• AC контактор
• Сүлжээний буухиа
• Raspberry Pi болон Arduino -ийг ажиллуулдаг гар утасны цэнэглэгч

АС контакторын гаралт нь гаралтын залгуур руу ордог. Хамгаалалтын шороог эх үүсвэрийн шугамаас залгуур залгуурт холбосон.

Raspberry Pi нь сүлжээний релеийг хянадаг бөгөөд реле нь контакторыг асааж/унтраана.

Алхам 5: Утас: Arduino, CT мэдрэгч, NFC мэдрэгч

Дараах гарын авлагын дагуу Arduino -ийг CT мэдрэгчээр холбоно уу.

learn.openenergymonitor.org/electricity-mo…

Чамд хэрэгтэй:

• Arduino (та ADC -тэй бол дурын Arduino: Uno, Nano, Mega -ийг ашиглаж болно)
• 10uF конденсатор 2x 10kOhm резистор
• 3.5 мм эмэгтэй үүрний залгуур
• CT мэдрэгч 30A/1V
• PN532 мэдрэгч (RFID/NFC)
• жижиг ПХБ
• холболт хийх жижиг утас

Би openenergymonitor.org сайтаас дээрх гарын авлагын дагуу Arduino Nano, конденсатор, резистор, эмэгтэй үүрийг ПХБ -д гагнав.

NFC мэдрэгч нь Arduino Nano -той SPI -ээр холбогддог (Arduino Nano дээрх зүү: 10, 11, 12, 13).

Arduino нь Raspberry Pi -тай микро USB -ээр холбогддог.

Алхам 6: Утас: Raspberry Pi

Arduino -г USB портоор дамжуулан Raspberry Pi -тэй холбоно уу, ингэснээр Arduino -ийн цуваа порт болон тэжээлийн эх үүсвэр болж, /dev /ttyUSB0 -тэй таарах ёстой.

Сүлжээний реле нь 2 (5V), 6 (GND), 12 (GPIO) зүүгээр холбогддог.

Урд самбарын LED-ийг 14 (GND), 16 (GPIO), 18 (GPIO) тээглүүрээр холбодог.

Алхам 7: Бүх зүйлийг хамтад нь холбох

1. Сүлжээний релеээс гарах сүлжээний шугам дээрх CT мэдрэгчийг хавч
2. Raspberry Pi -ийн тэжээлийн эх үүсвэрийг холбоно уу
3. Холболтын хайрцгийн тагийг шургуулна
4. Та утас холбож/угсарч дууслаа!

Алхам 8: Вэб програмын тохиргоо

Вэб програмыг ажиллуулахын тулд танд Linux сервер хэрэгтэй. Та дараахь зүйлийг хийх боломжтой.

• Серверийг компьютер/зөөврийн компьютер дээрээ эсвэл өөрийн Линукс сервер дээр ажиллуулж, хяналтын хайрцгийг [ES] өөрийн дотоод суулгалт руу чиглүүлнэ үү.
• өөрийн домэйныг үүсгэж, вэб програмыг вэбсайт болгон ажиллуулна уу
• Хяналтын хайрцгаа удирдахын тулд https://Nabito.org (үнэгүй) ашиглана уу

Nabito-сервер програм нь Ruby on Rails дээр ажилладаг бөгөөд нээлттэй эх сурвалжтай:

Вэб програм суулгах, тохируулахын тулд Github дээрх төслийн README.md -ийг үзнэ үү.

Алхам 9: Гүйх, тест хийх

Орон нутгийн тохиргооны хувьд:

1. Nabito-сервер програмыг өөрийн компьютер/зөөврийн компьютер дээр байрлуул
2. Шумуулын MQTT брокерийг компьютер дээрээ тохируулах (эсвэл өөр MQTT зуучлагчийг өөрийн хүссэнээр)
3. Nabito хяналтын хайрцгийг өөрийн WiFi сүлжээнд холбоно уу
4. SSH -ийг хайрцагт оруулаад компьютерийн MQTT брокерийг ашиглахад чиглүүлнэ үү
5. rels nabito-server програмыг эхлүүлнэ үү
6. жижиг цахилгаан ачааллыг (жишээлбэл, ширээний чийдэн) залгуурт залгаарай
7. Бодит ба нийт эрчим хүчний хэрэглээг шалгахын тулд вэб програмыг ашиглан сокетийн дугаар 1 -ийг эхлүүлэх/зогсоох
8. залгуурыг сэлгэхийн тулд NFC хаяг (хэрэв байгаа бол) ашиглана уу
9. сүүлчийн залгуурын ашиглалтын төлбөрийг шалгана уу
10. Туршилтыг амжилттай хийсний дараа өөрийн цахилгаан цэнэглэгч сүлжээг бий болгож эхлээрэй
11. Ашиг;-)

Алхам 10: Дүгнэлт, асуудал, бүтээгдэхүүний замын зураг

Nabito хяналтын хайрцгийн энэ хувилбарт би хяналтын хайрцаг болон вэб програмыг үндсэндээ IoT (Internet of Things) төслийг бий болгож, ашигтай зүйлийг хийдэг физик зүйл, мөн арын удирдлагатай програм, үйлчилгээг хоёуланг нь салгаж чадсан юм. физик зүйл.

Хайрцагны үнэ сүүлийн хувилбараас бага зэрэг нэмэгдсэн (v1 өмнө: 50 евро, одоо v2: 60 евро).

MQTT нь өгөгдлийг бүртгэх, хайрцгийг удирдах үндсэн протокол болгон ашигладаг.

Nabito -ийн сүүлийн хувилбараас хойш би ихэнх асуудлыг (Wifi, контактор, процессорын хэт халалт, нэгдсэн залгуур гэх мэт) шийдэж чадсан. Гэсэн хэдий ч өнөөгийн асуудал, боломжуудын жагсаалт улам бүр нэмэгдсээр байна.

Асуудал:

• Raspberry Pi Zero W бол Wifi, Bluetooth, 2 GPIO зүү бүхий маш сайн самбар боловч процессор 34С хүртэл халдаг бөгөөд дулаан цаг агаар, зуны саруудад нарны шууд тусгал дор ажиллахад бэрхшээлтэй байдаг.
• Хяналтын хайрцагт Linux -ийг ажиллуулах нь прототип хийхэд тохиромжтой боловч энэ бүтээгдэхүүний үйлдвэрлэлийн загвар нь TLS/SSL (ESP32 чип нь маш ирээдүйтэй харагдаж байна) чадвартай туранхай самбар дээр ажиллах ёстой.

Боломжууд:

• илүү өндөр гүйдлийн хувилбарыг бий болгох (функц нь ижил боловч өндөр өсгөгчтэй контактор, өөр өөр CT мэдрэгч/энергийн хяналтын модулийг ашиглана уу)
• 2 ба 3 үе шаттай хувилбаруудыг бий болгох
• эрчим хүчний хяналтын модулийг нэгтгэх (Peacefair PZEM-004T Energy monitor гэх мэт)
• Эрчим хүч, дулааны үр ашгийг нэмэгдүүлэхийн тулд ESP32 руу шилжинэ
• AWS IOT үүл рүү нэгтгэж, хамгийн сайн аюулгүй байдлын тохиргоог хийхийн тулд үйлчлүүлэгчийн гэрчилгээг ашиглана уу (яг одоо зөвхөн MQTT хэрэглэгч/нууц үг ашиглагддаг)
• Вэб програмаас сертификат болон MQTT итгэмжлэлийг удирдах (одоогоор үүнийг гараар тохируулсан болно)
• Nabito хяналтын хайрцагт мэдээллийг шууд харуулахын тулд жижиг LCD самбар нэмнэ үү
• хайрцагтай товчлуурын харилцан үйлчлэлийг хангахын тулд numpad нэмнэ үү (аюулгүй байдлыг нэмэгдүүлэхийн тулд зүү оруулах боломжтой)
• хайрцагны орчны температурыг хянахын тулд нэмэлт термометр оруулах

Хэрэв танд энэ төсөл таалагдсан эсвэл ямар нэгэн асуулт/санал байвал [email protected] хаягаар надтай холбоо бариарай

Системийн тараасан вэбсайт: www.sysdist.com

Та намайг дагах боломжтой: twitter.com/sysdistfb.com/sysdist

Өдрийг сайхан өнгөрүүлээрэй, аз жаргалтай байна!-Стефан