Nabito [ओपन सॉकेट V2]: EV चार्जिंग के लिए स्मार्ट मीटर: 10 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:23

यह Nabito [ओपन सॉकेट] के लिए दूसरा बिल्ड गाइड है, पहला संस्करण यहां पाया जा सकता है: Nabito [ओपन सॉकेट] v1

मैं इस ब्लॉग पोस्ट में इस परियोजना को बनाने के कारणों की सूची देता हूं: ईवीएस अपार्टमेंट के लोगों के लिए व्यर्थ हैं

यह क्या है?

Nabito - खुला सॉकेट बिजली मीटरिंग के साथ एक IoT स्मार्ट मीटर है, जो उच्च एम्परेज स्विचिंग, एनएफसी सेंसर, उपयोगकर्ता प्राधिकरण, बिलिंग क्षमताओं और उपयोगकर्ता प्रबंधन को चालू / बंद करता है।

प्रोजेक्ट में दो भाग होते हैं: 1. कंट्रोल बॉक्स (IoT डिवाइस) 2. वेब ऐप फ्रंटएंड/बैकएंड, दोनों पूरी तरह से ओपन-सोर्स।

1. नियंत्रण बॉक्स में आसानी से मिलने वाले ऑनलाइन हिस्से होते हैं और इसे इलेक्ट्रिक वाहनों की धीमी चार्जिंग के लिए सार्वजनिक और निजी पार्किंग स्थल के लिए एक बुद्धिमान और अभी तक सस्ती इलेक्ट्रिक सॉकेट समाधान के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह रास्पबेरी पाई जीरो डब्ल्यू और अरुडिनो नैनो पर चलता है।

2. वेब ऐप रूबी ऑन रेल्स पर चलता है और जीथब पर ओपन सोर्स के रूप में उपलब्ध है: https://github.com/sysdist/nabito-server बॉक्स और वेब ऐप के बीच कनेक्शन MQTT प्रोटोकॉल के माध्यम से किया जाता है।

परियोजना का उद्देश्य एक ओपन सोर्स चार्जिंग नेटवर्क विकसित करना है जिसे कोई भी अपना सकता है और लागू कर सकता है या बढ़ा सकता है।

नियंत्रण बॉक्स में आसानी से मिलने वाले ऑनलाइन हिस्से होते हैं और इसे इलेक्ट्रिक वाहनों की धीमी चार्जिंग के लिए सार्वजनिक और निजी पार्किंग स्थल के लिए एक बुद्धिमान और अभी तक सस्ती इलेक्ट्रिक सॉकेट समाधान के लिए डिज़ाइन किया गया है।

यह रास्पबेरी पाई जीरो डब्ल्यू सिंगल-बोर्ड कंप्यूटर (एससीबी) पर चलता है। नियंत्रण बॉक्स की कुल लागत लगभग €60 है।

Nabito - खुला सॉकेट वर्तमान में सामान्य सॉकेट पर चार्ज करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, महाद्वीपीय यूरोप में यह 230V और 10 -13A, यानी cca है। 2.9kW निरंतर। लेकिन अवधारणा किसी भी सॉकेट, यूरो, यूएस या यूके या किसी अन्य पर लागू होती है, परियोजना के भविष्य के संस्करणों में 2 और 3 चरण की स्थापना भी शामिल होगी।

ऐनक:

• सिंगल फेज वोल्टेज: 230 वी
• एसीमैक्स। वर्तमान: 13 ए
• पावर: 2.9 किलोवाट
• आकार: 240x200x90 मिमी
• इंटरफ़ेस: आरजे 45 लैन कनेक्शन या वाईफ़ाई
• आईपी अनुपालन: आईपी55

निम्नलिखित बिल्ड गाइड पूर्ण नहीं है, इसमें कुछ वायरिंग आरेख, कुछ असेंबली चरण आदि गायब हैं), मैं इसे जल्द से जल्द बाहर निकालना चाहता था, इसे धीरे-धीरे सुधारने पर काम करेगा, इसलिए कृपया, यदि यह बिल्ड गाइड नहीं करता है आपको जो कुछ जानने की जरूरत है उसे कवर करें या यदि आपके कोई प्रश्न हैं, तो मुझे एक मेल भेजें। समझने के लिए धन्यवाद।

चरण 1: यह क्या करता है?

प्रोजेक्ट में दो भाग होते हैं, भौतिक नियंत्रण बॉक्स जो एक IoT चीज़ (क्लाइंट साइड) है और एक वेब एप्लिकेशन है जो इसे (सर्वर साइड) नियंत्रित करता है। संयुक्त कार्य:

1. चालू/बंद स्विचिंग एक मुख्य रिले और एक संपर्ककर्ता के साथ यह उपयोगकर्ता के संपर्क के आधार पर आउटलेट सॉकेट को चालू/बंद कर सकता है।

2. ऊर्जा पैमाइश

नियंत्रण बॉक्स एसी करंट को मापता है और बिजली के उपयोग को लॉग करता है। मानक पैमाइश समारोह। ऊर्जा मीटरिंग प्रति उपयोगकर्ता की जाती है। वर्तमान में केवल एसी करंट मॉनिटरिंग है, इस बिंदु पर कोई वोल्टेज मॉनिटरिंग नहीं है।

3. उपयोगकर्ता प्रमाणीकरण

आपको उन उपयोगकर्ताओं के लिए उपयोगकर्ता खाते बनाने की आवश्यकता है जो सॉकेट का उपयोग करेंगे। उपयोगकर्ता क्यूआर कोड को पढ़कर या एनएफसी टैग का उपयोग करके अधिकृत करता है। वेब यूजर इंटरफेस उपयोगकर्ताओं को साइन अप करने, लॉग इन करने और नियंत्रण बॉक्स का उपयोग करने की अनुमति देता है या एनएफसी टैग बॉक्स को सीधे चालू / बंद करता है। व्यवस्थापक उपयोगकर्ताओं को स्वीकृत, अस्वीकृत कर सकता है।

4. बिलिंग

व्यवस्थापक के सॉकेट कॉन्फ़िगरेशन और मूल्य प्रति 1kWh बिल के आधार पर अलग-अलग उपयोगकर्ताओं के लिए उनके ऊर्जा उपयोग के आधार पर बनाए जाते हैं। प्रशासन की सुविधा के लिए मासिक बिल बाद में बनाए जाएंगे।

चरण 2: एचडब्ल्यू और एसडब्ल्यू स्टैक

एचडब्ल्यू स्टैक:

• रास्पबेरी पाई ज़ीरो, 1 पीसी, €11.32,
• हीट सिंक, 1 पीसी, € 1.2,
• एनएफसी सेंसर, 1 पीसी, €3.93
• माइक्रो एसडी कार्ड 16GB, 1 पीसी, €9.4,
• Arduino नैनो, 1 पीसी, € 1.74,
• सीटी सेंसर - YHDC 30A SCT013, 1pcs, €4.28, https://www.aliexpress.com/item/KSOL-YHDC-30A-SCT013-0-100A-Non-invasive-AC-New-Sensor-Split-Core- करंट-ट्रांसफॉर्मर-नया/32768354127.html
• मोबाइल फोन चार्जर, 1 पीसी, €5, कीमत अनुमानित है, मेरे पुराने चार्जर में से एक का उपयोग किया गया जो फोन के साथ आया था
• घरेलू एसी संपर्ककर्ता 25A NO, 1pcs, €4.79,
• मेन्स रिले, 1 पीसी, €0.84,
• प्लास्टिक जंक्शन बॉक्स (एस-बॉक्स), 1 पीसी, €5,
• कम वोल्टेज के लिए ड्यूपॉन्ट जंक्शन तार, 1 पीसी, € 2.29,
• IP54 230V यूरो सॉकेट, 1 पीसी, €2 एक स्थानीय हार्डवेयर स्टोर पर खरीदा गया
• छोटे हिस्से: 3.5 मिमी जैक महिला, 10uF संधारित्र, 2x 10kOhm प्रतिरोधक, एलईडी डायोड, केबल, 1 पीसी, €3, एक स्थानीय इलेक्ट्रॉनिक्स स्टोर पर खरीदा गया
• वैगो 2-कंडक्टर टर्मिनल ब्लॉक, 3 पीसी, €2, स्थानीय इलेक्ट्रॉनिक्स स्टोर पर खरीदा गया
• वागो 5-कंडक्टर टर्मिनल ब्लॉक, 2 पीसी, € 2, एक स्थानीय इलेक्ट्रॉनिक्स स्टोर पर खरीदा गया
• USB मिनी-टू-माइक्रो केबल (Arduino->RPi), 1 पीसी, €1.8, स्थानीय कंप्यूटर के स्टोर पर खरीदा गया

कुल एचडब्ल्यू लागत: €60.59 ($70.40)

दप स्टैक:

• नियंत्रण बॉक्स स्टैक:

  • रास्पियन लिनक्स (उबंटू आधारित), खुला स्रोत, $0 (लिनस टोरवाल्ड्स के लिए सभी महिमा + 20k लोग जिन्होंने लिनक्स कर्नेल पर काम किया + रास्पबेरी पाई और रास्पियन लिनक्स छवि के पीछे दयालु लोग)
  • नोड-रेड, ओपन सोर्स, $0 (आईबीएम के दयालु लोग जो नोड-रेड के विकास के पीछे हैं)

• वेब ऐप स्टैक:

  • नबीटो-सर्वर ऐप:
  • रेल पर रूबी (आरवीएम, रूबी, रत्न), खुला स्रोत, $0
  • पोस्टग्रेज डीबी, ओपन सोर्स, $0
  • गिट, खुला स्रोत (लिनस के लिए अधिक महिमा), $0
  • एमक्यूटीटी प्रोटोकॉल

कुल SW स्टैक लागत: €0 (*THUMBS_UP*)

चरण 3: नियंत्रण बॉक्स: SW सेटअप

1. रास्पबेरी पाई ज़ीरो Whttps://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/ पर रास्पबेरी स्ट्रेच लाइट (हमें डेस्कटॉप संस्करण की आवश्यकता नहीं है) स्थापित करें
2. अपने स्थानीय घर वाईफाई का उपयोग करने के लिए रास्पियन को कॉन्फ़िगर करें
3. रास्पियन पर नोड-रेड स्थापित करेंhttps://nodered.org/docs/hardware/raspberrypi
4. Nabito Node-RED प्रवाह की प्रतिलिपि बनाएँ और इसे परिनियोजित करेंhttps://github.com/sysdist/nabito-client-node-red

5. डिफ़ॉल्ट नोड-रेड सेटिंग्स संपादित करें। जेएस और इसे फ़ंक्शन में जोड़ें ग्लोबल कॉन्टेक्स्ट: रिले: "ऑफ",

   box_status: "ऑफ़लाइन"

6. अपने Node-RED MQTT ब्रोकर्स को अपने पसंदीदा Nabito-सर्वर इंस्टॉलेशन (या https://nabito.org की ओर) के लिए कॉन्फ़िगर करें।
7. नोड-लाल पुनरारंभ करें
8. Node-RED में MQTT कनेक्टिविटी की जाँच करें

अरुडिनो भाग:

1. डाउनलोड करें, संकलित करें और इस स्केच को Arduino Nano पर अपलोड करेंhttps://github.com/sysdist/nabito-arduino-nano.git
2. किया हुआ!;-)

चरण 4: वायरिंग: मेन्स केबल्स

एसी मेन केबल्स बिजली की आपूर्ति करते हैं:

• एसी संपर्ककर्ता
• मेन्स रिले
• मोबाइल चार्जर जो रास्पबेरी पाई और अरुडिनो को शक्ति प्रदान करता है

एसी कॉन्टैक्टर से आउटपुट आउटलेट सॉकेट में जाता है। प्रोटेक्टिव अर्थ सोर्स मेन लाइन से आउटलेट सॉकेट से जुड़ा हुआ है।

रास्पबेरी पाई मुख्य रिले को नियंत्रित करता है और रिले बदले में संपर्ककर्ता को चालू / बंद करता है।

चरण 5: वायरिंग: Arduino, CT सेंसर, NFC सेंसर

निम्नलिखित मैनुअल के अनुसार Arduino को CT सेंसर से वायर करें:

learn.openenergymonitor.org/electricity-mo…

आप की जरूरत है:

• Arduino (आप किसी भी Arduino का उपयोग कर सकते हैं: Uno, Nano, Mega, जो भी आपको पसंद हो, जब तक कि उसके पास ADC हो)
• 10uF संधारित्र2x 10kOhm प्रतिरोधक
• 3.5 मिमी महिला जैक सॉकेट
• सीटी सेंसर 30A/1V
• PN532 सेंसर (RFID/NFC)
• छोटा पीसीबी
• कनेक्शन के लिए छोटे तार

मैंने openenergymonitor.org साइट से उपरोक्त मैनुअल के अनुसार Arduino नैनो, कैपेसिटर, रेसिस्टर्स और फीमेल जैक को PCB में मिलाया।

NFC सेंसर SPI (Arduino Nano पर पिन: 10, 11, 12 और 13) के माध्यम से Arduino नैनो से जुड़ा है।

Arduino माइक्रो USB के माध्यम से रास्पबेरी पाई से जुड़ा है।

चरण 6: तारों: रास्पबेरी पाई

USB पोर्ट के माध्यम से Arduino को रास्पबेरी पाई से कनेक्ट करें, इस तरह यह एक सीरियल पोर्ट और Arduino के लिए बिजली की आपूर्ति के रूप में कार्य करता है, इसे /dev/ttyUSB0 पर मैप करना चाहिए।

मुख्य रिले पिन 2 (5V), 6 (GND), 12 (GPIO) के माध्यम से जुड़ा हुआ है।

फ्रंट-पैनल एलईडी पिन 14 (जीएनडी), 16 (जीपीआईओ), 18 (जीपीआईओ) के माध्यम से जुड़े हुए हैं।

चरण 7: सब कुछ एक साथ तार करना

1. मुख्य रिले से बाहर जाने वाली मुख्य लाइन पर सीटी सेंसर को जकड़ें
2. रास्पबेरी पाई के लिए पावर स्रोत कनेक्ट करें
3. जंक्शन बॉक्स के ढक्कन में पेंच
4. और आपने वायरिंग/असेंबलिंग कर ली है!

चरण 8: वेब ऐप सेटअप

वेब ऐप चलाने के लिए आपको एक लिनक्स सर्वर की आवश्यकता है। आप या तो यह कर सकते हैं:

• सर्वर को अपने पीसी/नोटबुक या अपने स्थानीय लिनक्स सर्वर पर स्थानीय रूप से चलाएं और नियंत्रण बॉक्स [एस] को अपने स्थानीय इंस्टॉलेशन की ओर इंगित करें
• अपना खुद का डोमेन बनाएं और वेब ऐप को वेबसाइट के रूप में चलाएं
• अपने नियंत्रण बॉक्स को प्रबंधित करने के लिए https://Nabito.org (यह मुफ़्त है) का उपयोग करें

नबीटो-सर्वर ऐप रूबी ऑन रेल्स पर चलता है और ओपन सोर्स है:https://github.com/sysdist/nabito-server

वेब ऐप इंस्टॉलेशन और सेटअप के लिए जीथब पर प्रोजेक्ट के README.md को देखें।

चरण 9: चल रहा है और परीक्षण

स्थानीय सेटअप के लिए:

1. अपने स्थानीय पीसी/नोटबुक पर नबीटो-सर्वर ऐप को तैनात करें
2. अपने पीसी पर मच्छर एमक्यूटीटी ब्रोकर को कॉन्फ़िगर करें (या अपनी पसंद का कोई अन्य एमक्यूटीटी ब्रोकर)
3. Nabito नियंत्रण बॉक्स को अपने स्थानीय वाई-फ़ाई से कनेक्ट करें
4. SSH को बॉक्स में डालें और इसे अपने पीसी के MQTT ब्रोकर का उपयोग करने के लिए निर्देशित करें
5. रेल शुरू करें नबीटो-सर्वर ऐप
6. आउटलेट सॉकेट में एक छोटा विद्युत भार (जैसे एक टेबल लैंप) कनेक्ट करें
7. वास्तविक और कुल ऊर्जा खपत की जांच करने के लिए सॉकेट आईडी 1 को शुरू/बंद करने के लिए वेब ऐप का उपयोग करें
8. सॉकेट को चालू करने के लिए NFC टैग (यदि आपके पास है) का उपयोग करें
9. पिछले सॉकेट उपयोग के लिए बिलिंग की जाँच करें
10. सफल परीक्षण के बाद, अपना खुद का EV चार्जिंग नेटवर्क बनाना शुरू करें
11. फायदा;-)

चरण 10: निष्कर्ष, मुद्दे और उत्पाद रोडमैप

नाबिटो कंट्रोल बॉक्स के इस संस्करण में मैं नियंत्रण बॉक्स और वेब ऐप को अनिवार्य रूप से एक IoT (इंटरनेट ऑफ थिंग्स) प्रोजेक्ट बनाने में सक्षम था, जो भौतिक चीज़ों के साथ कुछ उपयोगी और बैक-एंड ऐप और सेवा का प्रबंधन करता है। भौतिक वस्तु।

पिछले संस्करण से बॉक्स की कीमत थोड़ी बढ़ गई (v1 पहले: €50, v2 अब: €60), क्योंकि मैंने उच्च amps की सेवा के लिए सुरक्षा उद्देश्यों के लिए एक संपर्ककर्ता जोड़ा और साथ ही आरपीआई ऑरेंजपी बोर्ड की तुलना में थोड़ा अधिक महंगा है.

MQTT का उपयोग डेटा लॉगिंग और बॉक्स को नियंत्रित करने के लिए मुख्य प्रोटोकॉल के रूप में किया जाता है।

नाबिटो के अंतिम संस्करण के बाद से, मैं अधिकांश मुद्दों (वाईफाई, संपर्ककर्ता, प्रोसेसर ओवरहीटिंग, एकीकृत आउटलेट सॉकेट, आदि) को हल करने में सक्षम था। हालांकि मौजूदा मुद्दों और अवसरों की सूची आगे बढ़ती है:

मुद्दे:

• रास्पबेरी पाई ज़ीरो डब्ल्यू वाईफाई और ब्लूटूथ और 2 जीपीआईओ पिन के साथ एक बहुत अच्छा बोर्ड है, लेकिन फिर भी प्रोसेसर 34C तक गर्म हो जाता है जब निष्क्रिय होता है जो गर्म मौसम और गर्मी के महीनों में सीधे धूप के साथ समस्याग्रस्त हो सकता है
• नियंत्रण बॉक्स में लिनक्स चलाना प्रोटोटाइप के लिए अच्छा है, लेकिन इस उत्पाद का उत्पादन मॉडल शायद एक दुबला बोर्ड पर चलना चाहिए जो टीएलएस/एसएसएल (चिप ईएसपी 32 बहुत आशाजनक दिखता है) में सक्षम है।

अवसर:

• उच्च धाराओं के लिए संस्करण बनाएं (कार्यक्षमता समान है, लेकिन उच्च एएमपीएस और विभिन्न सीटी सेंसर/ऊर्जा मॉनिटर मॉड्यूल वाले संपर्ककर्ताओं का उपयोग करें)
• 2 और 3 चरणों के लिए संस्करण बनाएं
• एकीकृत ऊर्जा मॉनिटर मॉड्यूल (जैसे पीसफेयर PZEM-004T एनर्जी मॉनिटर)
• बढ़ी हुई शक्ति और गर्मी दक्षता के लिए ESP32 में माइग्रेट करें
• AWS IOT क्लाउड में एकीकृत करें और सर्वोत्तम सुरक्षा सेटअप के लिए क्लाइंट प्रमाणपत्रों का उपयोग करें (अभी केवल MQTT उपयोगकर्ता/पासवर्ड का उपयोग किया जाता है)
• वेब ऐप से प्रमाणपत्र और MQTT क्रेडेंशियल प्रबंधित करें (वर्तमान में इसे बैक-एंड के माध्यम से मैन्युअल रूप से कॉन्फ़िगर किया गया है)
• सीधे Nabito नियंत्रण बॉक्स पर जानकारी प्रस्तुत करने के लिए छोटा LCD पैनल जोड़ें
• बॉक्स के साथ बटन इंटरेक्शन प्रदान करने के लिए numpad जोड़ें (बढ़ी हुई सुरक्षा के लिए पिन संभावना)
• बॉक्स के परिवेश के तापमान की निगरानी के लिए अतिरिक्त थर्मामीटर शामिल करें

अगर आपको यह परियोजना पसंद है या कोई प्रश्न/टिप्पणी है तो कृपया मुझसे [email protected] पर संपर्क करने में संकोच न करें

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आपका दिन शुभ हो और खुशियाँ मना रहे हों!--Stefan