Portsschaltung durch externe Wetterdaten

Begonnen von chriiiiiz, 22 April 2021, 11:05:56

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chriiiiiz

Guten Tag,
ich Zuge meiner Diplomarbeit, habe ich eine übergroße Solar-Powerbank gebaut.
Um diese aber nicht zu einfach zu halten, hat mein Lehrer gewünscht mittels Wetterdaten,
die Port-Schaltung zu übernehmen.
d.h. Wenn es ein sonniger Tag ist sollen die Ports alle frei sein
wenn es weniger Sonne gibt soll es gewisse Ports sperren.

Ich habe mich für die Raspberry entschieden, weil es in meinem Augen die einfachste Lösung ist
aber ich komme ich nicht wirklich voran weil mir der Ansatz fehlt

ich wäre über jede Hilfe dankbar

ch.eick

#1
Zitat von: chriiiiiz am 22 April 2021, 11:05:56
Guten Tag,
ich Zuge meiner Diplomarbeit, habe ich eine übergroße Solar-Powerbank gebaut.
Um diese aber nicht zu einfach zu halten, hat mein Lehrer gewünscht mittels Wetterdaten,
die Port-Schaltung zu übernehmen.
d.h. Wenn es ein sonniger Tag ist sollen die Ports alle frei sein
wenn es weniger Sonne gibt soll es gewisse Ports sperren.

Ich habe mich für die Raspberry entschieden, weil es in meinem Augen die einfachste Lösung ist
aber ich komme ich nicht wirklich voran weil mir der Ansatz fehlt
Da fehlt zumindest noch die Information zur Solar-Powerbank ;-)
Was bietet diese zur Anschaltung? Kommunikation?

Leistungs-Prognose für Solar-Anlage, das muss aber in der Diplomarbeit als Quelle mit rein und ich möchte eine Kopie als PDF haben :-) :-)

Für die GPIO gibt es glaube ich auch ein Modul.

Im Prinzip machst Du eine Eigenverbrauchssteuerung, also Zuschaltung von zusätzlichen Verbrauchern, je nach erwartetem Leistungsüberschuss.

VG
   Christian
RPI4; Docker; CUNX; Eltako FSB61NP; SamsungTV H-Serie; Sonos; Vallox; Luxtronik; 3x FB7490; Stromzähler mit DvLIR; wunderground; Plenticore 10 mit BYD; EM410; SMAEM; Modbus TCP
Contrib: https://svn.fhem.de/trac/browser/trunk/fhem/contrib/ch.eick

chriiiiiz

Die Powerbank ist an sich nix besonders
Ein Solarpanel
ein Akku
ein Laderegler
Eine kleine Schaltung die dafür sorgt das die Ports gleichmässig Spannungsversorgt bleibt.
würde mittels 2 Relais einfach die Ports ansteuern
diese sollen eine oder beide Relais abschalten
Würde zwar gerne den Raspberry auch als Laderegler verwenden
aber ich glaube das würde den Rahmen etwas sprengen

ch.eick

Zitat von: chriiiiiz am 22 April 2021, 11:21:39
Die Powerbank ist an sich nix besonders
Ein Solarpanel
ein Akku
ein Laderegler
Eine kleine Schaltung die dafür sorgt das die Ports gleichmässig Spannungsversorgt bleibt.
würde mittels 2 Relais einfach die Ports ansteuern
diese sollen eine oder beide Relais abschalten
Würde zwar gerne den Raspberry auch als Laderegler verwenden
aber ich glaube das würde den Rahmen etwas sprengen
Zum RPI gibt es Relais Platinen mit z.B. 8 Ports.
Es wäre schön, wenn man die Powerbank per LAN abfragen kann, um die aktuellen Werte zu bekommen.
Ansonsten am RPI Messmöglichkeiten anschließen, das gibt es sicher auch bereits fertig.

Wenn alle Messwerte vorliegen kann alles in FHEM in eine MySQL Datenbank laufen, die bei meiner Leistungsprognose auch verwendet wird.
Schau Dir das Wiki an, dann sollte das schon klappen.
Ob das eine Diplomarbeit werden kann, oder nur ein Nachbau ist, stelle ich mal in Frage.

VG
  Christian
RPI4; Docker; CUNX; Eltako FSB61NP; SamsungTV H-Serie; Sonos; Vallox; Luxtronik; 3x FB7490; Stromzähler mit DvLIR; wunderground; Plenticore 10 mit BYD; EM410; SMAEM; Modbus TCP
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ch.eick

Falls Du ohne FHEM selber programmieren möchtest, kannst Du z.B. hier die Python Quelle finden, die ich nach Perl und FHEM umgesetzt habe.
Kilian ist auch hier zu finden.
Auf dem RPI findest Du sicher auch Python Bibliotheken, die dann die GPIO Ports mit den Realais ansprechen können.
Von meiner Wiki Seite kannst Du dann die Programmstrukturen verwenden und die Logik portieren.
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chriiiiiz

würde es gerne selber programmieren
nur fehlt mir das Wissen und die Zeit es zu lernen
ich möchte es so einfach wie möglich halten
Da ich die DA alleine mache ist es nicht wichtig alles neu zu erfinden
es soll nur in Kombination funktionieren.
bin über jeden Lösungsansatz froh.
Wenn du noch Tipps hast oder Vorschläge, bzw Erfahrungen wäre ich sehr dankbar
möchte mich nach der DA mehr mit dem Thema befassen

JoWiemann

Zitat von: chriiiiiz am 22 April 2021, 11:05:56
Guten Tag,
ich Zuge meiner Diplomarbeit, habe ich eine übergroße Solar-Powerbank gebaut.
Um diese aber nicht zu einfach zu halten, hat mein Lehrer gewünscht mittels Wetterdaten,
die Port-Schaltung zu übernehmen.
d.h. Wenn es ein sonniger Tag ist sollen die Ports alle frei sein
wenn es weniger Sonne gibt soll es gewisse Ports sperren.

Ich habe mich für die Raspberry entschieden, weil es in meinem Augen die einfachste Lösung ist
aber ich komme ich nicht wirklich voran weil mir der Ansatz fehlt

ich wäre über jede Hilfe dankbar

Hallo,

im Schaufenster Designetz (ja, wird genauso geschrieben) haben wir erhebliche Klimmzüge machen müssen, um Wetterdaten für lokale Bereiche zu bekommen. Wenn ich aktuell vergleiche, wie oft Wetterdatum und reale Situation abweicht, dann würde ich mal behaupten, dass Du sehr oft daneben liegen wirst. Ich würde die Information direkt vom Photovoltaik-Panel, basierend auf der Spannung, abgreifen und in Abhängigkeit vom Ladezustand und der aktuellen Last am Akku, verbunden mit einer Lastprognose - es gibt hier ganz gute Ansätze für "kleine" KI's im Python Bereich - dann die Verbraucher abschalten, oder zuschalten. Die Wetterdaten könnten dann in die Lastprognose einfließen, um zu entscheiden, wie stark bei prognostizierter Sonneneinstrahlung der Akku belastet wird.

PS: Bei Solar ist üblicherweise die Energiegewinnung im Allgemeine durch Solarstrahlung gemeint. Von daher gehe ich, auf Grund Deiner Beschreibung von Photovoltaik aus. Könnte aber auch ein Wärmeakku sein und Ports könnten Ventile für Wärmeentnahme sein.
Jörg Wiemann

Slave: RPi B+ mit 512 MB, COC (868 MHz), CUL V3 (433.92MHz SlowRF); FHEMduino, Aktuelles FHEM

Master: CubieTruck; Debian; Aktuelles FHEM

chriiiiiz

Hast du genaue Vorschläge wie ich das finden könnte.
Ja ich meine die Photovoltaik und möchte USB und Beleuchtung-Ports versorgen
ich möchte natürlich auch die Restladung Der Batterie berücksichtigen
aber ich hatte Angst das alles auf einmal zu viel für mich als Anfänger wird
würde gerne so viel wie möglich über den Raspberry machen
doch mit meinem minimalen Wissen ist momentan keine Hoffnung in Sicht

JoWiemann

Zitat von: chriiiiiz am 22 April 2021, 13:22:35
Hast du genaue Vorschläge wie ich das finden könnte.
Ja ich meine die Photovoltaik und möchte USB und Beleuchtung-Ports versorgen
ich möchte natürlich auch die Restladung Der Batterie berücksichtigen
aber ich hatte Angst das alles auf einmal zu viel für mich als Anfänger wird
würde gerne so viel wie möglich über den Raspberry machen
doch mit meinem minimalen Wissen ist momentan keine Hoffnung in Sicht

Nur zur Einordnung für mich. Welches Thema hast Du für die Diplomarbeit gewählt? Vielleicht ist es für uns ja dann einfacher zu helfen.

Grüße Jörg
Jörg Wiemann

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ch.eick

Zitat von: JoWiemann am 22 April 2021, 14:14:19
Nur zur Einordnung für mich. Welches Thema hast Du für die Diplomarbeit gewählt? Vielleicht ist es für uns ja dann einfacher zu helfen.
Und welche Kenntnisse hast Du, bzw welches Studium?

EDIT: Hach, das ist so herrlich, man fühlt sich direkt wieder jung :-) :-)
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chriiiiiz

so jung bin ich gar nicht ich mach die Abendschule für Elektrotechnik
Also hole die Matura nach. Studium erst am September

Eine übergroße Solar-Powerbank
sie soll aber Ports für eine Ledbeleuchtung und USB Ports schalten können
ebenfalls anhand Wetterdaten

und im Idealfall eine Entladungstaste, damit auf 60 Prozent entladen werden kann

danke für eure Mithilfe ;)

JoWiemann

Hm, muss die Port-Schaltung autark funktionieren? Als auch, wenn keine Netzwerkverbindung vorhanden ist?

Grundsätzlich würde ein ESP32 mit SD Karte ausreichen. Sofern WLAN Verbindung vorhanden holt er sich die Wetterprognose von z.B. OpenWeatherMap und speichert diese auf der SD Karte. Über den Analogen Eingang kann die Spannung des Photovoltaik-Elements überwacht werden. Zusätzlich kann ein Lichtsensor angeschlossen werden, der spontane Verdunkelung mit berücksichtigt. Leider wirst Du dies nicht ohne Programmierung umsetzen können. Ob es etwas fertiges gibt, müsste man suchen. ESP32 musst Du nicht mit C++ programmieren. Hier gibt es auch Micro Python und LUA. Für LUA gibt es auch schöne Generatoren. Der ESP32 kann dann auch gut über die Powerbank versorgt werden.

Grundsätzlich kann die Aufgabe, ohne Wetterdaten, auch diskret gelöst werden:
- fertiger Lade-/Entladeregler, teilweise auch parametrierbar
- Schaltung mit Op-Amp, die auf Basis der Spannung des Photovoltaik-Elements und vielleicht eines Phototransistors die Ports ab-/zuschaltet

Ist aber seeehr lange her, dass ich diskret etwas entworfen/gebaut habe.

Grüße Jörg
Jörg Wiemann

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ch.eick

#12
Also, auf meiner Wiki Seite findest Du

- Abfrage des Astro Device wegen der Sonnen Position
- Abfrage des DWD für Temperatur, Radiation, Woken, Regen
- Solar_plain() korrigiert die Einfall Winkel auf das Solar Panel
- Solar_forcast() Berechnet eine Leistungsprognose des Solar Moduls ; Wolken, Temperatur und Regen werden berücksichtigt
- MySQL Datenbank für FHEM (DbLog)
- SVG Diagramme oder auf Anfrage Grafana
- Eigenverbrauchssteuerung, was Deine Ports werden würde
- Speicher Ladung nach Leistungsprognose

Dein Wechselrichter wäre der Laderegler und Du müsstest die Messwerte entsprechend in ein Fhem Device bringen. Der Rest lässt sich dann anpassen.
Deine Verbraucher kannst Du als Relais Board über die GPIO Ports anschließen. Beim Ali Express ca. 5€.
Der Ladezustand der Batterie wäre etwas spannender, da bin ich aber nicht der Richtige.

So sieht das dann in groß aus...
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chriiiiiz

wo finde ich denn diese Wiki Seite
ich weiß noch immer nicht wo ich am besten starte
und wie ich am Besten den Beginn ansetze
Tut mir leid wenn ich etwas auf der Leitung stehe

ch.eick

Zitat von: chriiiiiz am 23 April 2021, 10:57:52
wo finde ich denn diese Wiki Seite
ich weiß noch immer nicht wo ich am besten starte
und wie ich am Besten den Beginn ansetze
Tut mir leid wenn ich etwas auf der Leitung stehe
Schau mal im Post #2

Struktur:
- Ein Solar Mudul
- Ein Laderegler
- Ein Speicher
- Verbraucher am Speicher, die mit Relais Ein/Aus geschaltet werden können.
   Wenn Du USB Geräte hast, schau mal ob es etwas gibt, dass USB Ein/Aus schalten kann und mit einem Signal angesteuert werden kann.

- Mit Relais kannst Du die Ladeleistung regulieren ??? <<< Dazu fehlen noch alle Informationen der von Dir geplanten Komponenten

- mindestens RPI 3, besser einen 4er, da kannst Du länger was mit anfangen
- Kopplung zum Solar Modul, Laderegler, Speicher
    Hier brauchst Du alle wichtigen Werte, die man auslesen, oder aber messen kann.
- solltest Du messen müssen, brauchst Du entsprechende Hardware am RPI für Strom, Spannung, Temperatur oder was man sonst so braucht
- Wenn die Komponenten bereits eine LAN Schnittstelle, oder USB haben, über die sie Dir die Werte liefern können wäre es einfacher.

Wenn Du weitere Fragen hast, dann frage bitte direkt zu einem Thema oder einer Komponente.

VG
   Christian
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