openWB

Die Software steht zur nicht kommerziellen Nutzung frei für jeden zur Verfügung. Spenden gerne an [email protected] Kommerzielle Anfragen ebenso an [email protected] Weitere Infos unter http://openwb.de

Haftungsausschluss

Es wird mit Kleinspannung aber auch 220V beim Anschluss der EVSE gearbeitet. Dies darf nur geschultes Personal. Die Anleitung ist ohne Gewähr und jegliches Handeln basiert auf eigene Gefahr. Eine Fehlkonfiguration der Software kann höchstens ein nicht geladenes Auto bedeuten. Falsch zusammengebaute Hardware kann lebensgefährlich sein. Im Zweifel diesen Part von einem Elektriker durchführen lassen. Keine Gewährleistung für die Software - use at your own RISK!

Wofür?

Steuerung einer EVSEwb für sofortiges laden, überwachung der Ladung, PV Überschussladung, Lastmanagement mehrerer WB und einiges mehr in Zukunft.

Was wird benötigt?

Hardware:

• "EVSE WB" (! wichtig: Es wird die WB (WallBox)-Variante benötigt - nicht die "simple EVSE" !)
• Raspberry Pi 3 + Gehäuse (ev. gleich Hutschienengehäuse zur Installation in der WB)
• 0-5V DA-Konverter MCP4725 (0-5V zur Steuerung der Ladestromstärke an der EVSE) https://www.ebay.de/itm/Digital-Analog-Wandler-MCP4725-D-A-Wandler-12-Bit-Arduino-Raspberry-Pi/152972920605?hash=item239de5871d:g:DwkAAOSwW3VaxqNE
• Stromzähler mit Modbus zur Ladeleistungsmessung (z.B. SDM220/230 für 1-phasig, SDM630 für 3-phasig) https://www.ebay.de/itm/B-G-e-tech-LCD-Multifunktions-Dreh-Stromzahler-S0-RS485-10-100A-SDM630-Modbus/122226084121?hash=item1c753e0919:g:zToAAOSwcUBYKci1
• USB-RS485 Converter (z.B. https://www.ebay.de/itm/252784174363 )
• Bezugsstromzähler für +Bezug (positiv) bzw. -Überschuss (z.B. vorh. Smartmeter mit IR Lesekopf und VZLogger, separater SDM630v2, -> weitere auf Anfrage)
• Auslesen der PV-Leistung (entsprechendes Softwaremodul fuer den Wechselrichter (Fronius derzeit unterstuetzt) oder separater SDM220/230 f. 1p bzw. SDM630 f. 3p)
• Schuetz entsprechend der max. Leistung
• Ladekabel mit CP-Steuerleitung (CP => Control Pilot)
• 2x PP- Abschlusswiderstände je Ladekabelende für max. Ladestromstärke des Ladekabels/Stecker/Buchse
• Typ1/2 Stecker

Installation

Hardware:

MCP4725 an Raspberry verkabeln

Vdd an +5V Pin 2

GND an GnD Pin 6

SCL an GPIO3 SCL Pin 5

SDA an GPIO2 SDA Pin 3

MCP4725 an SimpleEVSE

A0 an GND EVSE

Vout an AN EVSE

Schaltbild EVSE mit SDM für die Ladeleistung und EVU / PV per Http Modulen (vzlogger, etc...)

Alternativ wenn EVU und PV per SDM Zähler abgefragt werden soll:

Für die Zusammenarbeit mit openWB müssen in der "EVSE WB" bestimmte Register gesetzt werden. Dies kann mit dem BT-Modul (HC-06) und der Android App (*.apk vorab installieren) realisiert werden:

APP-install: http://evracing.cz/evse/evse-wallbox/

Hinweise zur BT-Modulnutzung:

Um das BT-Modul nutzen zu können, muss sich die "EVSE WB" im "Modbus"-mode befinden. Dies ist häufig im Auslieferungszustand noch nicht der Fall.

Zur Aktivierung ist am besten ein Taster an AN + GND anzuschließen. Sofort wenn die "EVSE WB" mit 230V verbunden wird, ist innerhalb von 3s mind. 5x der Taster zu betätigen. Danach befindet sich die EVSE WB in einem temporären "Modbus"-mode.

Nun BT am Smartphone aktivieren und in den BT-Einstellungen das gefundene BT-Modul mit PW "1234" verbinden.

Danach die App starten und unter configure => launch settings die MAC-Adresse des BT-Moduls auswählen sowie die "Modbus slave address" = 1 setzen.

Nun in der App zurück gehen und mit "Connect" zum BT-Modul verbinden. Die LED des BT-Moduls muss von schnellem Dauerblinken auf sporadisches Blinken oder AUS umschalten (=> erfolgreicher Connect). Die APP-Anzeige springt auf "Disconnect".

notwendige Registereinstellungen für EVSE WB mit DAC-Modul (0-5V analog), um mit openWB zu arbeiten

("EVSE WB" mit Firmware 8, Bootloader 3, Stand 04.05.2018)

Register 2001 = 1 (Modbus slave-ID) -> durch 5x Taster/3s bereits eingestellt

Register 2002 = 0 (erlaubt Ladestrom bis auf 0 = Ladungsstop), default=5 -> write value=0 -> "WRITE"

Register 2003 = 0 (Aktivierung AN-Eingang für 0-5V Analogsignalsteuerung) default=1 -> write value=0 -> "WRITE"

Register 2005 = 0 (Taster für Stromeinstellung sperren ) default=1 -> write value=0 -> "WRITE"

Der Rest kann bleiben.

Bereits mit 1x "WRITE" auf ein Register >=2000 wird Modbus dauerhaft aktiviert. Dies wäre hier schon mit Reg. 2002 geschehen.

SDM Einstellung:

Baud 9600
Stopbit 1
Parität keine

Modbus Adapter anschließen:

A an A und B an B verkabeln. Es kann je nach Adapter erforderlich sein einen Abschlusswiderstand zu montieren.

150 Ohm haben sich als brauchbar erwiesen

Raspbian installieren

https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/

Den i2c Bus aktivieren.

Hierfür in der Konsole

    sudo raspi-config

ausführen.

Punk 5 Interfacing Options auswählen

P5 I2C auswählen und aktivieren.

In der Shell folgendes eingeben:

curl -s https://raw.githubusercontent.com/snaptec/openWB/master/openwb-install.sh | sudo sh

Crontab anpassen: crontab -e hier einfügen:

* * * * /var/www/html/openWB/regel.sh >> /var/www/html/openWB/web/lade.log 2>&1 
* * * * * sleep 10 && /var/www/html/openWB/regel.sh >> /var/log/openWB.log 2>&1 
* * * * * sleep 20 && /var/www/html/openWB/regel.sh >> /var/log/openWB.log 2>&1 
* * * * * sleep 30 && /var/www/html/openWB/regel.sh >> /var/log/openWB.log 2>&1 
* * * * * sleep 40 && /var/www/html/openWB/regel.sh >> /var/log/openWB.log 2>&1 
* * * * * sleep 50 && /var/www/html/openWB/regel.sh >> /var/log/openWB.log 2>&1 

Für das Logging Feature:

Auf den Raspberry per ssh einloggen

curl -s https://openwb.de/openwbm.sh | sudo sh

ausführen. Zusätzlich crontab -e ausführen und

@reboot sleep 10 && /usr/bin/curl http://localhost/metern/scripts/bootmn.php

mit eintragen. Hierdurch wird der Logging Daemon nach dem Reboot gestartet.

Das Logging ist erreichbar unter http://IPdesRPI/metern/

Zum Updaten:

http://XXipXX/openWB/web/tools/update.php

aufrufen.

Extras

Bei Nutzung von einem USR-TCP232-410 Lan to Modbus Converter folgende Konfiguration verwenden:

Baud Rate: 9600
Data Size: 8 Bit
Parity: None
Stop Bits: 1
Flow COntrol and RS485: RS485
Local Port Number: 26
Remote Port Number: 26
Worke Mode: TCP Server None
TCP Server detail: default Type
Timeout: 0
UART packet Time: 10 ms
UART packet length: 512 chars

Der Raspberry funktioniert zuverlässig mit -gutes vorrausgesetzt- WLAN. Sprich er kann direkt mit EVSE WB und DAC in die Wallbox in der Garage.

Nutzung von SMA Energy Metern:

Zunächst mit dem Raspberry per SSH verbinden.

Die Datei /var/www/html/openWB/web/files/smaemdconfig bearbeiten.

vim /var/www/html/openWB/web/files/smaemdconfig

In Zeile 4 und Zeile 25 die Seriennummer(n) der Meter angeben. Bei mehreren Metern mit Leerzeichen trennen.

Nun das installscript ausführen:

/var/www/html/openWB/web/tools/smaemd-install.sh

Anschließen im Webinterface in den Einstellungen die SMA Module auswählen und die Seriennummer entsprechend eintragen.

Taster am Raspberry zur Einstellung des Lademodi

Der Lademodi kann nicht nur über die Weboberfläche sondern auch an der Wallbox direkt eingestellt werden. Hierzu müssen schließer Taster von GND (Pin 34) nach Gpio X angeschlossen werden.

SofortLaden GPIO 12, PIN 32

Min+PV GPIO 16, PIN 36

NurPV GPIO 6, Pin 31

Aus Gpio 13, Pin 33

Danke geht an:

Frank für das Bereitstellen von Hardware und sein Modbus Wissen!
Das Metern.org Projekt für die Loggingfunktionalität

API für Remotesteuerung, Einbindung in Hausautomation, etc..

Die openWB lässt sich per GET Requests fernsteuern. Derzeit implementiert:

• Lademodus
• Sofort Laden Stromstärke

Beispiel:

curl -X GET 'http://ipdesraspi/openWB/web/api.php?jetztll=16'

stellt die Ladeleistung auf 16A

curl -X GET 'http://ipdesraspi/openWB/web/api.php?lademodus=jetzt'

stellt den Lademodus auf Sofort Laden.

Gültige Werte:

jetztll

10-32

lademodus

jetzt
minundpv
pvuberschuss
stop

Module erstellen

Ist ein Modul für den gewünscht Einsatszweck noch nicht verfügbar kann man dies selbst erstellen. Wenn es läuft bitte reporten und ich füge es (einstellbar) dem Projekt hinzu.

Ein Modul ist immer ein Ordner mit dem Modulnamen im Ordner openWB/modules. Es besteht aus einem Shell script mit dem Namen main.sh. Sollten weitere Dateien benötigt werden liegen diese mit im Ordner. Bitte immer einen Timeout mit definieren um im Fehlerfall nicht hängen zu bleiben.

Exemplarisch der Aufbau erklärt am bezug_http Modul:

#!/bin/bash
#Laden der openwb.conf Einstellung
. /var/www/html/openWB/openwb.conf
#Die eigentliche (in dem Fall http) Abfrage. Die Variable sollte den Modulnamen und im Anschluss den Wert enthalten um sie eindeutig zu identifizieren
wattbezug=$(curl --connect-timeout 10 -s $bezug_http_w_url)
#Prüfung auf Richtigkeit der Variable. Sie darf bei bezug modulen ein - enthalten sowie die Zahlen 0-9
re='^-?[0-9]+$'
# Entspricht der abgefragte Wert nicht der Anforderung wird sie auf 0 gesetzt um ein Fehlverhalten der Regelung zu verhindern
if ! [[ $wattbezug =~ $re ]] ; then
	wattbezug="0"
fi
#Der Hauptwert (Watt) wird als echo an die Regellogik zurückgegeben
echo $wattbezug
#Zusätzlich wird der Wert in die Ramdisk geschrieben, dies ist für das Webinterface sowie das Logging und ggf. externe Abfragen
echo $wattbezug > /var/www/html/openWB/ramdisk/wattbezug
#Wird Logging von metern genutzt wird der absolute Zählerstand in Wh benötigt. Ist dieser nicht vorhanden sollte die Variable auf none gesetzt werden
if [[ $bezug_http_ikwh_url != "none" ]]; then
	ikwh=$(curl --connect-timeout 5 -s $bezug_http_ikwh_url)
	echo $ikwh > /var/www/html/openWB/ramdisk/bezugkwh
fi
#Analog zum bezug dasselbe Verfahren für die Einspeisung
if [[ $bezug_http_ekwh_url != "none" ]]; then
	ekwh=$(curl --connect-timeout 5 -s $bezug_http_ekwh_url)
	echo $ekwh > /var/www/html/openWB/ramdisk/einspeisungkwh
fi

Bei PV Modulen muss geschrieben werden:

#Rückgabewert in Watt
echo $pvwatt
echo $pvwatt > /var/www/html/openWB/ramdisk/pvwatt
#ggf wenn verfügbar für logging den Zählerstand in Wh
echo $pvwh > /var/www/html/openWB/ramdisk/pvkwh

Beispielhaft das wr_fronius modul für deren Wechselrichter mit Webinterface: Fronius bietet eine Json API an. Diese wird hier auf die Werte die gebraucht werden reduziert.

#!/bin/bash
#Auslesen eine Fronius Symo WR über die integrierte API des WR. Rückgabewert ist die aktuelle Wattleistung
. /var/www/html/openWB/openwb.conf
#Abfrage der kompletten Json Rückgabe
pvwatttmp=$(curl --connect-timeout 5 -s $wrfroniusip/solar_api/v1/GetInverterRealtimeData.cgi?Scope=System)
# Das Tool jq verarbeitet die Rückgabe und reduziert sie auf die gewünschte Zeile. sed & tr entfernen ungewollte Klammern, Punkte und \n newline Zeichen um die reine Zahl zu erhalten
pvwatt=$(echo $pvwatttmp | jq '.Body.Data.PAC.Values' | sed 's/.*://' | tr -d '\n' | sed 's/^.\{2\}//' | sed 's/.$//' )
#wenn WR aus bzw. im standby (keine Antwort) ersetze leeren Wert durch eine 0
#Fronius Wechselrichter gehen nachts in den Standby und antworten dann nicht. Um einen Fehler abzufangen bei leerer Rückgabe wird eine 0 gesetzt
re='^[0-9]+$'
if ! [[ $pvwatt =~ $re ]] ; then
   pvwatt="0"
fi
#Rückgabe des Watt Wertes an die Regellogik
echo $pvwatt
#zur weiteren verwendung im webinterface, zum Logging & zur externen Abfrage
echo $pvwatt > /var/www/html/openWB/ramdisk/pvwatt
#Aus dem selben String erhält man ebenso den totalen Zählerstand für das Logging
#Hier sieht man das statt .Body.Data.PAC der Wert .Body.Data:TOTAL_Energy "ausgeschnitten" wird
pvkwh=$(echo $pvwatttmp | jq '.Body.Data.TOTAL_ENERGY.Values' | sed '2!d' |sed 's/.*: //' )
#Dieser Wert wird nun in die ramdisk gespeichert
echo $pvkwh > /var/www/html/openWB/ramdisk/pvkwh