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OpenScience

2025-03-21T14:42:38Z

RobinV: /* Wissenschaftliche Publikationen im OSEG-Umfeld */ Adds a new publication and a DOI for Timms Masterarbeit

== OpenScience innerhalb von OSEG ==

OSEG-Projekte beschäftigen sich nicht nur mit der Konstruktion und dem Bau von Geräten, sondern, als notwendige Voraussetzungen dafür, oftmals auch mit der wissenschaftlichen Forschung sowie der Entwicklung von Grundlagen und Methoden. Außerdem finden sich unter den OSEG-Mitgliedern auch viele Wissenschaftler und Ingenieure mit einer akademischen Ausbildung.

Wissenschaftliche Ergebnisse basieren auf den Entdeckungen vorangehender Generationen von Wissenschaftlern. Sie stellen somit Allgemeingüter dar und sollten als solche Open Source publiziert und zugänglich gemacht werden. Nur so kann durch Weiterentwicklung bereits vorhandener Erkenntnisse eine stete Effizienzsteigerung erreicht werden.



Im akademischen Praxisalltag findet sich Jedoch mitunter eine andere Handhabung. Forschung wird neben öffentlichen Geldern auch durch Drittmittel aus Wirtschaft und Industrie finanziert. Daraus ergibt sich eine Abhängigkeit, die zur Folge hat, dass es eine „freie Forschung“ im eigentlichen Sinne nicht mehr gibt.

Insbesondere folgende Punkte sind zu kritisieren:
<div class="endash-list">
* Konzerne geben mit ihren Partikularinteressen oftmals die Auswahl der Themen vor, zu denen geforscht wird. Der Anteil an reiner Grundlagenforschung ist somit stark eingeschränkt.
* Mit der Praxis von Verlagen wie Elsevier u. a. hohe Nutzungsgebühren von interessierten Lesern sowie Gebühren von Forschern für die Publikation bei einem bestimmten Verlag zu verlangen, wird der Zugang zu Forschungsergebnissen deutlich erschwert oder gar verhindert.<ref>[http://wp.ub.hsu-hh.de/17323/fall-elsevier-keine-andere-erklaerung-als-gier/], vgl. Tannhof (o. J.), http://wp.ub.hsu-hh.de/17323/fall-elsevier-keine-andere-erklaerung-als-gier/, Abruf am 09.11.2016.</ref><ref>[https://www.coar-repositories.org/news-media/new-policy-from-elsevier-impedes-open-access-and-sharing/], vgl. o. V. (2015), https://www.coar-repositories.org/news-media/new-policy-from-elsevier-impedes-open-access-and-sharing/, Abruf am 09.11.2016.</ref><ref>[https://blogs.ub.tu-berlin.de/openaccess/2015/07/kritik-an-den-open-access-richtlinien-von-elsevier/], vgl. Schobert (2015), https://blogs.ub.tu-berlin.de/openaccess/2015/07/kritik-an-den-open-access-richtlinien-von-elsevier/, Abruf am 09.11.2016.</ref><ref>[https://wisspub.net/tag/elsevier/], vgl. Pampel (2016), https://wisspub.net/tag/elsevier/, Abruf am 09.11.2016.</ref>
* Obwohl durch „Peer-Review“-Verfahren ein gewisses Maß an Objektivität erzeugt werden soll, kommt es in der Praxis zunehmend vor, dass tendenziöse und in die Geschäftspolitik von Konzernen oder staatlichen Institutionen besser passende, aber verfälschte Ergebnisse als Stand der Forschung präsentiert werden. Ein klischeehaftes Beispiel dafür ist ein Tabakkonzern, der eine von ihm finanzierte Studie zur „Unschädlichkeit des Rauchens“ gegen entsprechende Zahlungen bei einem renommierten Verlag so platzieren kann, dass die Ergebnisse wirken als wären sie dem üblichen „Peer-Review“-Verfahren unterzogen worden und somit objektiv.<ref>[https://de.wikipedia.org/wiki/Elsevier#Kritik_an_Elsevier], vgl. o. V. (o. J.) https://de.wikipedia.org/wiki/Elsevier#Kritik_an_Elsevier, Abruf am 08.11.2016.</ref>
In Konsequenz ergibt sich daraus, dass die „Wahrheit“, welche mitunter als Gesetzesgrundlage dient, möglicherweise von dem bestimmt wird, der im Vorwege am meisten investiert.
<div>

Allmählich dringt diese Problematik in die öffentliche Wahrnehmung vor und erste Ansätze, die dem entgegenwirken sollen, lassen sich unter dem Oberbegriff „OpenScience“ <ref>[http://openscienceasap.org/open-science/], vgl. o. V. (o. J.), http://openscienceasap.org/open-science/, Abruf am 08.11.2016.</ref> subsummieren. Weitere Stichworte sind in diesem Zusammenhang „OpenAccess“, „OpenData“ und „CitizenScience“. Bei Letzterem geht es u. a. um „[...] Konzepte(n) wissenschaftlicher Bürgerschaft, welche die Notwendigkeit hervorheben, die Wissenschaften und Wissenschaftspolitik für die Gesellschaft zu öffnen“.<ref>, H.Riesch, C. Potter: Citizen science as seen by scientists: Methodological, epistemological and ethical dimensions. In: Public Understanding of Science. Band 23, Nr. 1, 2014, S. 107–120.</ref> In Anlehnung an diese Konzepte agiert die OpenSource-Bewegung bereits seit langem.

Auch OSEG sieht sich in dieser Tradition und möchte daher den „OpenScience“-Aspekt in Bezug auf eigene Projekte, und dabei insbesondere solche mit Forschungs- und Entwicklungscharakter, stärker hervorheben und unterstützen.
Dabei sind frei zugängliche Publikationen ihrer wissenschaftlichen Ergebnisse („OpenAccess“) eine Selbstverständlichkeit und entsprechen ihrer üblichen Praxis, alle Konstruktionspläne von Bauprojekten unter OpenSource-Lizensierung zu veröffentlichen.

Mittels einer Nutzergemeinschaft sollen die Bauprojekte durch Nachbau und Beta-Testing erprobt und weiterentwickelt werden können. Analog soll diese Weiterentwicklung auch bei OSEG-Forschungsarbeiten praktiziert und dabei die besonderen Eigenschaften sowie die Mächtigkeit des OpenSource-Prinzips genutzt werden. Dies geschieht in einem ersten Schritt z. B. durch interne Peer-Reviews<ref>[https://www.nap.edu/read/5939/chapter/4], vgl. Herb Ward et. al. (1997), https://www.nap.edu/read/5939/chapter/4, Abruf am 09.11.2016.</ref><ref>[https://de.wikipedia.org/wiki/Offenes_Peer-Review], Vgl. o. V. (o. J.), https://de.wikipedia.org/wiki/Offenes_Peer-Review, Abruf am 09.11.2016.</ref>. Wie bereits erwähnt, weisen viele OSEG-Mitglieder aufgrund ihrer akademischen Ausbildung die dafür notwendige Qualifikation auf - ein Umstand, den es zu nutzen gilt. Im weiteren Verlauf könnte daraus ein OSEG-OpenScience-Journal entstehen.

Ein wichtiger zweiter Schritt, bei dem sich OpenSource bereits bewährt hat, ist die Verwendung einer gemeinsamen Basis an wissenschaftlichen Entwicklungswerkzeugen (sog. „Tool-Chains“) und Software. Diesbezüglich pflegt OSEG eine Liste von erprobten und leistungsfähigen OpenSource-Tools <ref>[https://wiki.opensourceecology.de/Software], Vgl. o. V. (o. J.), https://wiki.opensourceecology.de/Software, Abruf am 09.11.2016.</ref>, die laufend aktualisiert und ergänzt wird. Die Verwendung dieser Tools bietet mehrere Vorteile:
<div class="endash-list">
* Freie Verfügbarkeit (im Gegensatz zum Einsatz teurer Spezialsoftware)
* Intersubjektive Nachvollziehbarkeit von Forschungsergebnissen durch verschiedene Teams, die aber die gleiche Tool-Chain verwenden.
* Vermeidung von falschen Forschungsergebnissen, z. B. aufgrund fehlerhafter proprietärer Software <ref>[https://www.heise.de/tp/features/Wenn-Wissenschaftler-Schwierigkeiten-mit-Excel-haben-3306959.html], Vgl. Herb (2016), https://www.heise.de/tp/features/Wenn-Wissenschaftler-Schwierigkeiten-mit-Excel-haben-3306959.html, Abruf am 09.11.2016.</ref>. Fehler können auch in freier Software auftreten, jedoch ist hier durch Weitergabe der Quellen die Möglichkeit wesentlich größer, diese zu entdecken und zu beseitigen. Außerdem sind hierbei sehr kurze Zeiträume, manchmal schon wenige Stunden nach Bekanntwerden des Fehlers, innerhalb derer ein sog. „Patch“ zur Beseitigung des Fehler bereitgestellt wird, die Regel.
</div>

Ein dritter Schritt besteht darin, an den OSEG-Standorten nicht nur Werkstätten sondern auch gezielt Forschungslabore einzurichten, wodurch OSEG noch einen Schritt weiter geht als z. B. die Bewegung der „Offenen Werkstätten“. Auch deswegen werden solche Standorte von OSEG-Mitgliedern als „OpenEcoLabs“ bezeichnet.<ref>[http://openecolab.de/openecolab.html], Vgl. o.V. (o.J.), http://openecolab.de/openecolab.html, Abruf am 09.11.2016.</ref>

Um das OSEG-Profil hinsichtlich OpenScience zu verstärken und auszubauen, wurde als vierter Schritt auch die wissenschaftliche Forschung als einer der beiden Hauptzwecke bei der Gründung des OSEG e. V. in der Vereinssatzung verankert.

== Wissenschaftliche Publikationen im OSEG-Umfeld ==

{{Prozentstatus der Aufgabe|Artikel in Literatursystem einpflegen|2%|Siehe [[:Kategorie: Literatur]]}}
{| class="wikitable sortable"
|-
! Titel !! Autor !! Jahr !! Typ !! Lizenz !! Link !! DOI !! Institut/Verlag
|-
| KI und Robotik, Wirtschaft umschalten || Marcel Partap || 2025 || Offener Brief || CC BY-SA 4.0 || [https://wiki.opensourceecology.de/Datei:Offener_brief_ki_und_robotik_wirtschaft_umschalten_2025_02_10_1247h.pdf OSEG] || - || OSEG e.V.
|-
| Das Wesen der Bedienbarkeit von Werkzeugmaschinen || Luisa Lange || 2025 || PHD-Thesis || Open Access || [https://wiki.opensourceecology.de/Datei:OpenHSU_17376.pdf OSEG] || - || HSU Hamburg
|-
| Exploring Open-Source Software Ecosystems for Hardware Development || Pieter Hijma || 2024 || Paper || Open Access || [https://www.researchgate.net/publication/380205109_Exploring_Open-Source_Software_Ecosystems_for_Hardware_Development RG] || [https://doi.org/10.1007/978-3-658-44114-2_14 10.1007/978-3-658-44114-2_14] || HSU Hamburg
|-
| Open Source Hardware - Werkzeugkoffer und Lebensphilosophie || Roman Süsin, Josie (Lee) Stück, Lukas Schattenhofer, Martin Schott, Martin Häuer, Sigrid Peuker || 2023 || Book || CC BY-SA 4.0 || [https://wiki.opensourceecology.de/Datei:OSH-Heft-OSEGeV.pdf OSEG] || - || OSEG e.V.
|-
| Community-based replication of Open Source Machine Tools || Luisa Lange, Michel Langhammer et.al. || 2023 || Book Part || || [https://wiki.opensourceecology.de/Datei:OpenHSU_14533.pdf OSEG] || - || HSU Hamburg
|-
| Library of Open Source Hardware: Creating a Semantic Knowledge Base and Search Engine for Open Source Hardware || Andre Lehmann || 2022 || Master-Thesis || CC BY-SA 4.0 || [https://wiki.opensourceecology.de/Datei:Thesis_andre_lehmann.pdf OSEG] || - || TU Darmstadt
|-
| Mathematische Modellierung und Simulation der Reaktionskammer einer Zink-Luft-Brennstoffzelle || Isabel Restrepo || 2019 || Master-Thesis || CC BY-SA 4.0 || [http://wiki.opensourceecology.de/Datei:MA_Isabel_Restrepo.pdf OSEG] || - || REVONEER GmbH
|-
| Entwicklung und Bau eines solarbetriebenen Stirlingmotors für den Einsatz in Indonesien|| Michael Weh || 2019 || Bachelor-Thesis || || [https://wiki.opensourceecology.de/images/b/b6/Bachelorarbeit_michael_weh.pdf OSEG] || - || ||
|-
| Open Source Ökonomie || Florian Rabis || 2019 || Diplomarbeit || || [https://wiki.opensourceecology.de/images/d/d3/Diplomarbeit_Open_Source_%C3%96konomie.pdf OSEG] || - || TU-Dresden
|-
| Extruder Instandsetzung eines 3D-Druckers || Dennis Engel || 2018 || Hausarbeit || || [https://wiki.opensourceecology.de/images/5/57/Extruder_instandssetzung_1h.pdf OSEG] || - ||
|-
| Belt-Driven Open Source Circuit Mill UsingLow-Cost 3-D Printer Components || Shane Oberloier || 2018 || Publikation || || [https://www.academia.edu/37347133/Belt-Driven_Open_Source_Circuit_Mill_Using_Low-Cost_3-D_Printer_Components OSE] || [https://doi.org/10.3390/inventions3030064 10.3390/inventions3030064] || MPDI Inventions
|-
| Open source low-cost power monitoring system || Shane Oberloier || 2018 || Publikation || || [https://www.academia.edu/37563713/Open_source_low-cost_power_monitoring_system OSE] || [https://doi.org/10.1016/j.ohx.2018.e00044 10.1016/j.ohx.2018.e00044] || Elsevier HardwareX
|-
| Ereignisdiskreter Steuerungsentwurf für einen Nano-Grid Controller || Michel Langhammer || 2018 || Masterarbeit || || [https://wiki.opensourceecology.de/images/2/21/Masterthesis_Michel_Langhammer_2307802.pdf OSEG] || - || HAW Hamburg
|-
| Anforderungen an die Technischen Dokumentation bei Open Source Produktentwicklungsprozessen (OSPE) || Timm Wille || 2017 || Masterarbeit || || [https://wiki.opensourceecology.de/OSPE_-_Technische_Dokumentation OSEG] || [https://doi.org/10.13140/RG.2.2.30581.42724 10.13140/RG.2.2.30581.42724] ||

|-
| Live Software for RepRap Assembly Workshops || Torbjörn Ludvigsen || 2016 || Master-Thesis || || [http://opensourceecology.org/wiki/File:Thesis.pdf opensourceecology.org] || - ||

|-
| Entwicklung eines Auslegungswerkzeuges für Stirlingmotoren zur Umwandlung von Solarenergie in elektrische Energie für strukturschwache Regionen|| Martin Schott || 2015 || Bachelor-Thesis || || [https://wiki.opensourceecology.de/images/2/21/BA_martin_schott.pdf OSEG] || - ||

|-
| Entwicklung einer Berechnungs-Methode für die Auslegung von Pitch-Regelungen bei vertikal betriebenen Windkraftanlagen nach Open Source Kriterien || Timm Wille || 2015 || Bachelor-Thesis || || [https://wiki.opensourceecology.de/images/6/60/TW-BA_Pitchregelung-VAWT_2015-04-20.pdf OSEG] || - ||

|-
| Bits, Atoms and Information Sharing:New Opportunities for Participation || Catarina Mota || 2014 || PHD-Thesis || || [https://wiki.opensourceecology.org/wiki/File:Openhardwarephd_Mota.pdf OSE] || - ||

|-
| Open Source Ecology, Perspektiven einer neuen Wirtschaftsform || Timm Wille || 2013 || Seminararbeit || || [https://wiki.opensourceecology.de/Datei:OSE_-_wissenschaftliche_Seminararbeit_-_Timm_Wille_-_Version_2.pdf OSEG] || - ||
|-
| Ressourcenbasierte Wirtschaft: Darstellung und kritische Analyse || Eric Roder || 2013 || Bachelor-Thesis || || [https://wiki.opensourceecology.de/Datei:Bachelor_Thesis_Eric_Roder_Ressourcenbasierte_Wirtschaft.pdf OSEG] || - ||

|-
| Die Suche nach Gravitationswellen || Achmed Touni || 2002 || Seminararbeit || || [https://wiki.opensourceecology.de/Datei:Touni2.pdf OSEG] || - ||
|}

== Links zu OpenScience-Projekten ==

{| class="wikitable"
|-
| [http://www.appropedia.org/Welcome_to_Appropedia appropedia.org] || Appropedia
|-
| [https://energypedia.info/wiki/Main_Page energypedia.info] || Energypedia
|-
| [http://DIYbio.org DIYbio.org] || Biohacking
|-
| [https://wiki.opensourceecology.de/Biohacking wiki.opensourceecology.de] || OSEG Linkliste zum Thema Biohacking
|-
| [https://okfn.de/themen/offene-wissenschaft/index.html okfn.de] || Open Science AG - Open Knowledge Foundation Deutschland
|-
| [http://openlabtools.org openlabtools.org] || OpenSource-Laborgeräte
|-
| [http://www.thingiverse.com/jpearce/collections/open-source-scientific-tools/page:1 thingiverse.com] || Labor-Equipment zum selber drucken
|-
| [https://open-labware.net/ openlabware.net] || Labor-Equipment zum selber drucken
|-
| [https://openeuroscience.com/hardware-projects/microcontrollers/arduino/ openeuroscience.com] || Open Neurophysiologie, incl. Equipment
|-
| [https://www.sciencematters.io/ sciencematters.io] || „OpenAccess und peer-reviewed OpenScience Journal“
|-
| [https://curious.bio/ curious.bio] || Die Curious Community Labs sind offene Labore für Life-Science und Bioökonomie im Herzen Hamburgs, also quasi FabLabs für Biologie u. Umwelt
|}

(t. b. c.)

== Presseartikel, welche die Missstände in Bezug auf die Freiheit der Forschung belegen ==

{| class="wikitable"
|-
! Referenz !! Beschreibung
|-
| [http://www.zeit.de/2013/32/gekaufte-wissenschaft Zeit Online] || „Forschungsfinanzierung: Die gekaufte Wissenschaft“
|-
| [https://magazin.jobmensa.de/gekaufte-wissenschaft-wie-abhaengig-sind-universitaeten-von-unternehmen/ JobMensa Magazin] || „Wie abhängig sind Universitäten von Unternehmen?“
|-
| [http://www1.wdr.de/daserste/monitor/videos/video-gekaufte-forschung--wie-konzerne-an-deutschen-hochschulen-forschen-lassen-100.html WDR 1] || „Gekaufte Forschung – Wie Konzerne an deutschen Hochschulen forschen lassen - Monitor“
|-
| [http://www.heise.de/tp/artikel/45/45161/1.html Telepolis] || „Missbrauchte Wissenschaft“
|-
| [http://www.zeit.de/2016/20/betrug-universitaeten-daten-faelschung-wissenschaft Zeit Online] || „Betrug: Warum lügen und betrügen Wissenschaftler?“
|-
| [http://www.zeit.de/2014/31/betrug-wissenschaft-daten-manipulation Zeit Online] || „Betrug in der Wissenschaft: Bitte nur die ganze Wahrheit!“
|-
| [http://www.zeit.de/2014/01/wissenschaft-forschung-rettung Zeit Online] || „Unabhängige Forschung: Rettet die Wissenschaft!“
|-
| [http://www.sueddeutsche.de/wissen/kommentar-wie-weltfremd-darf-die-wissenschaft-sein-1.2800974 Süddeutsche Zeitung] || „Wie weltfremd darf die Wissenschaft sein?“
|-
| [http://www.nachdenkseiten.de/?p=32087 NachDenkSeiten] || „Der Bildungsputsch“
|-
| [http://www.heise.de/tp/artikel/49/49332/1.html Telepolis] || „Exzellente Entqualifizierung“
|-
| [http://www.heise.de/tp/artikel/49/49264/1.html Telepolis] || „Wenn Wissenschaftler Schwierigkeiten mit Excel haben“

|- [https://www.heise.de/tp/features/Google-und-die-kaeuflichen-Wissenschaftler-3771287.html Telepolis] || „Google und die käuflichen Wissenschaftler“
|-
| [https://www.slub-dresden.de/open-science/ SLUB Dresden] || „Gute Übersicht über einzelne Bereiche des Themas OpenScience“
|}

== Hochschulwatch ==


„1,4 Milliarden Euro fließen aus der gewerblichen Wirtschaft jedes Jahr an deutsche Hochschulen - das entspricht einem Fünftel aller Drittmittel. Versuchen Unternehmen damit, Einfluss auf die Wissenschaft zu nehmen? Ist die Freiheit von Forschung und Lehre in Gefahr?“
'''''[https://www.hochschulwatch.de/ Hochschulwatch]''''' ([https://web.archive.org/web/20200217142121/http://www.hochschulwatch.de:80/ Archivfassung 17.2.2020]) gibt einen Überblick über Verflechtungen zwischen Wirtschaft und Wissenschaft an allen deutschen Hochschulen.

== Literaturhinweise und Weblinks ==

{| class="wikitable vertical-align-top"
|-
! Referenz !! Beschreibung
|-
|
* [https://web.archive.org/web/20210107134235/https://www.slub-dresden.de/open-science/ SLUB Dresden (Archivfassung)]
* [https://www.slub-dresden.de/mitmachen/slub-open-science-lab SLUB Dresden (Nachfolgefassung)]
| Gute Übersicht über einzelne Bereiche des Themas OpenScience
|}

[[Kategorie:Open Source Economy Germany (OSGE)]]
[[Kategorie:Weiterführende Literatur]]

OpenScience

2025-03-21T10:35:45Z

RobinV: /* Wissenschaftliche Publikationen im OSEG-Umfeld */ Adding DOI column (with 2 entries)

== OpenScience innerhalb von OSEG ==

OSEG-Projekte beschäftigen sich nicht nur mit der Konstruktion und dem Bau von Geräten, sondern, als notwendige Voraussetzungen dafür, oftmals auch mit der wissenschaftlichen Forschung sowie der Entwicklung von Grundlagen und Methoden. Außerdem finden sich unter den OSEG-Mitgliedern auch viele Wissenschaftler und Ingenieure mit einer akademischen Ausbildung.

Wissenschaftliche Ergebnisse basieren auf den Entdeckungen vorangehender Generationen von Wissenschaftlern. Sie stellen somit Allgemeingüter dar und sollten als solche Open Source publiziert und zugänglich gemacht werden. Nur so kann durch Weiterentwicklung bereits vorhandener Erkenntnisse eine stete Effizienzsteigerung erreicht werden.



Im akademischen Praxisalltag findet sich Jedoch mitunter eine andere Handhabung. Forschung wird neben öffentlichen Geldern auch durch Drittmittel aus Wirtschaft und Industrie finanziert. Daraus ergibt sich eine Abhängigkeit, die zur Folge hat, dass es eine „freie Forschung“ im eigentlichen Sinne nicht mehr gibt.

Insbesondere folgende Punkte sind zu kritisieren:
<div class="endash-list">
* Konzerne geben mit ihren Partikularinteressen oftmals die Auswahl der Themen vor, zu denen geforscht wird. Der Anteil an reiner Grundlagenforschung ist somit stark eingeschränkt.
* Mit der Praxis von Verlagen wie Elsevier u. a. hohe Nutzungsgebühren von interessierten Lesern sowie Gebühren von Forschern für die Publikation bei einem bestimmten Verlag zu verlangen, wird der Zugang zu Forschungsergebnissen deutlich erschwert oder gar verhindert.<ref>[http://wp.ub.hsu-hh.de/17323/fall-elsevier-keine-andere-erklaerung-als-gier/], vgl. Tannhof (o. J.), http://wp.ub.hsu-hh.de/17323/fall-elsevier-keine-andere-erklaerung-als-gier/, Abruf am 09.11.2016.</ref><ref>[https://www.coar-repositories.org/news-media/new-policy-from-elsevier-impedes-open-access-and-sharing/], vgl. o. V. (2015), https://www.coar-repositories.org/news-media/new-policy-from-elsevier-impedes-open-access-and-sharing/, Abruf am 09.11.2016.</ref><ref>[https://blogs.ub.tu-berlin.de/openaccess/2015/07/kritik-an-den-open-access-richtlinien-von-elsevier/], vgl. Schobert (2015), https://blogs.ub.tu-berlin.de/openaccess/2015/07/kritik-an-den-open-access-richtlinien-von-elsevier/, Abruf am 09.11.2016.</ref><ref>[https://wisspub.net/tag/elsevier/], vgl. Pampel (2016), https://wisspub.net/tag/elsevier/, Abruf am 09.11.2016.</ref>
* Obwohl durch „Peer-Review“-Verfahren ein gewisses Maß an Objektivität erzeugt werden soll, kommt es in der Praxis zunehmend vor, dass tendenziöse und in die Geschäftspolitik von Konzernen oder staatlichen Institutionen besser passende, aber verfälschte Ergebnisse als Stand der Forschung präsentiert werden. Ein klischeehaftes Beispiel dafür ist ein Tabakkonzern, der eine von ihm finanzierte Studie zur „Unschädlichkeit des Rauchens“ gegen entsprechende Zahlungen bei einem renommierten Verlag so platzieren kann, dass die Ergebnisse wirken als wären sie dem üblichen „Peer-Review“-Verfahren unterzogen worden und somit objektiv.<ref>[https://de.wikipedia.org/wiki/Elsevier#Kritik_an_Elsevier], vgl. o. V. (o. J.) https://de.wikipedia.org/wiki/Elsevier#Kritik_an_Elsevier, Abruf am 08.11.2016.</ref>
In Konsequenz ergibt sich daraus, dass die „Wahrheit“, welche mitunter als Gesetzesgrundlage dient, möglicherweise von dem bestimmt wird, der im Vorwege am meisten investiert.
<div>

Allmählich dringt diese Problematik in die öffentliche Wahrnehmung vor und erste Ansätze, die dem entgegenwirken sollen, lassen sich unter dem Oberbegriff „OpenScience“ <ref>[http://openscienceasap.org/open-science/], vgl. o. V. (o. J.), http://openscienceasap.org/open-science/, Abruf am 08.11.2016.</ref> subsummieren. Weitere Stichworte sind in diesem Zusammenhang „OpenAccess“, „OpenData“ und „CitizenScience“. Bei Letzterem geht es u. a. um „[...] Konzepte(n) wissenschaftlicher Bürgerschaft, welche die Notwendigkeit hervorheben, die Wissenschaften und Wissenschaftspolitik für die Gesellschaft zu öffnen“.<ref>, H.Riesch, C. Potter: Citizen science as seen by scientists: Methodological, epistemological and ethical dimensions. In: Public Understanding of Science. Band 23, Nr. 1, 2014, S. 107–120.</ref> In Anlehnung an diese Konzepte agiert die OpenSource-Bewegung bereits seit langem.

Auch OSEG sieht sich in dieser Tradition und möchte daher den „OpenScience“-Aspekt in Bezug auf eigene Projekte, und dabei insbesondere solche mit Forschungs- und Entwicklungscharakter, stärker hervorheben und unterstützen.
Dabei sind frei zugängliche Publikationen ihrer wissenschaftlichen Ergebnisse („OpenAccess“) eine Selbstverständlichkeit und entsprechen ihrer üblichen Praxis, alle Konstruktionspläne von Bauprojekten unter OpenSource-Lizensierung zu veröffentlichen.

Mittels einer Nutzergemeinschaft sollen die Bauprojekte durch Nachbau und Beta-Testing erprobt und weiterentwickelt werden können. Analog soll diese Weiterentwicklung auch bei OSEG-Forschungsarbeiten praktiziert und dabei die besonderen Eigenschaften sowie die Mächtigkeit des OpenSource-Prinzips genutzt werden. Dies geschieht in einem ersten Schritt z. B. durch interne Peer-Reviews<ref>[https://www.nap.edu/read/5939/chapter/4], vgl. Herb Ward et. al. (1997), https://www.nap.edu/read/5939/chapter/4, Abruf am 09.11.2016.</ref><ref>[https://de.wikipedia.org/wiki/Offenes_Peer-Review], Vgl. o. V. (o. J.), https://de.wikipedia.org/wiki/Offenes_Peer-Review, Abruf am 09.11.2016.</ref>. Wie bereits erwähnt, weisen viele OSEG-Mitglieder aufgrund ihrer akademischen Ausbildung die dafür notwendige Qualifikation auf - ein Umstand, den es zu nutzen gilt. Im weiteren Verlauf könnte daraus ein OSEG-OpenScience-Journal entstehen.

Ein wichtiger zweiter Schritt, bei dem sich OpenSource bereits bewährt hat, ist die Verwendung einer gemeinsamen Basis an wissenschaftlichen Entwicklungswerkzeugen (sog. „Tool-Chains“) und Software. Diesbezüglich pflegt OSEG eine Liste von erprobten und leistungsfähigen OpenSource-Tools <ref>[https://wiki.opensourceecology.de/Software], Vgl. o. V. (o. J.), https://wiki.opensourceecology.de/Software, Abruf am 09.11.2016.</ref>, die laufend aktualisiert und ergänzt wird. Die Verwendung dieser Tools bietet mehrere Vorteile:
<div class="endash-list">
* Freie Verfügbarkeit (im Gegensatz zum Einsatz teurer Spezialsoftware)
* Intersubjektive Nachvollziehbarkeit von Forschungsergebnissen durch verschiedene Teams, die aber die gleiche Tool-Chain verwenden.
* Vermeidung von falschen Forschungsergebnissen, z. B. aufgrund fehlerhafter proprietärer Software <ref>[https://www.heise.de/tp/features/Wenn-Wissenschaftler-Schwierigkeiten-mit-Excel-haben-3306959.html], Vgl. Herb (2016), https://www.heise.de/tp/features/Wenn-Wissenschaftler-Schwierigkeiten-mit-Excel-haben-3306959.html, Abruf am 09.11.2016.</ref>. Fehler können auch in freier Software auftreten, jedoch ist hier durch Weitergabe der Quellen die Möglichkeit wesentlich größer, diese zu entdecken und zu beseitigen. Außerdem sind hierbei sehr kurze Zeiträume, manchmal schon wenige Stunden nach Bekanntwerden des Fehlers, innerhalb derer ein sog. „Patch“ zur Beseitigung des Fehler bereitgestellt wird, die Regel.
</div>

Ein dritter Schritt besteht darin, an den OSEG-Standorten nicht nur Werkstätten sondern auch gezielt Forschungslabore einzurichten, wodurch OSEG noch einen Schritt weiter geht als z. B. die Bewegung der „Offenen Werkstätten“. Auch deswegen werden solche Standorte von OSEG-Mitgliedern als „OpenEcoLabs“ bezeichnet.<ref>[http://openecolab.de/openecolab.html], Vgl. o.V. (o.J.), http://openecolab.de/openecolab.html, Abruf am 09.11.2016.</ref>

Um das OSEG-Profil hinsichtlich OpenScience zu verstärken und auszubauen, wurde als vierter Schritt auch die wissenschaftliche Forschung als einer der beiden Hauptzwecke bei der Gründung des OSEG e. V. in der Vereinssatzung verankert.

== Wissenschaftliche Publikationen im OSEG-Umfeld ==

{{Prozentstatus der Aufgabe|Artikel in Literatursystem einpflegen|2%|Siehe [[:Kategorie: Literatur]]}}
{| class="wikitable sortable"
|-
! Titel !! Autor !! Jahr !! Typ !! Lizenz !! Link !! DOI !! Institut/Verlag
|-
| KI und Robotik, Wirtschaft umschalten || Marcel Partap || 2025 || Offener Brief || CC BY-SA 4.0 || [https://wiki.opensourceecology.de/Datei:Offener_brief_ki_und_robotik_wirtschaft_umschalten_2025_02_10_1247h.pdf OSEG] || - || OSEG e.V.
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| Das Wesen der Bedienbarkeit von Werkzeugmaschinen || Luisa Lange || 2025 || PHD-Thesis || Open Access || [https://wiki.opensourceecology.de/Datei:OpenHSU_17376.pdf OSEG] || - || HSU Hamburg
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| Open Source Hardware - Werkzeugkoffer und Lebensphilosophie || Roman Süsin, Josie (Lee) Stück, Lukas Schattenhofer, Martin Schott, Martin Häuer, Sigrid Peuker || 2023 || Book || CC BY-SA 4.0 || [https://wiki.opensourceecology.de/Datei:OSH-Heft-OSEGeV.pdf OSEG] || - || OSEG e.V.
|-
| Community-based replication of Open Source Machine Tools || Luisa Lange, Michel Langhammer et.al. || 2023 || Book Part || || [https://wiki.opensourceecology.de/Datei:OpenHSU_14533.pdf OSEG] || - || HSU Hamburg
|-
| Library of Open Source Hardware: Creating a Semantic Knowledge Base and Search Engine for Open Source Hardware || Andre Lehmann || 2022 || Master-Thesis || CC BY-SA 4.0 || [https://wiki.opensourceecology.de/Datei:Thesis_andre_lehmann.pdf OSEG] || - || TU Darmstadt
|-
| Mathematische Modellierung und Simulation der Reaktionskammer einer Zink-Luft-Brennstoffzelle || Isabel Restrepo || 2019 || Master-Thesis || CC BY-SA 4.0 || [http://wiki.opensourceecology.de/Datei:MA_Isabel_Restrepo.pdf OSEG] || - || REVONEER GmbH
|-
| Entwicklung und Bau eines solarbetriebenen Stirlingmotors für den Einsatz in Indonesien|| Michael Weh || 2019 || Bachelor-Thesis || || [https://wiki.opensourceecology.de/images/b/b6/Bachelorarbeit_michael_weh.pdf OSEG] || - || ||
|-
| Open Source Ökonomie || Florian Rabis || 2019 || Diplomarbeit || || [https://wiki.opensourceecology.de/images/d/d3/Diplomarbeit_Open_Source_%C3%96konomie.pdf OSEG] || - || TU-Dresden
|-
| Extruder Instandsetzung eines 3D-Druckers || Dennis Engel || 2018 || Hausarbeit || || [https://wiki.opensourceecology.de/images/5/57/Extruder_instandssetzung_1h.pdf OSEG] || - ||
|-
| Belt-Driven Open Source Circuit Mill UsingLow-Cost 3-D Printer Components || Shane Oberloier || 2018 || Publikation || || [https://www.academia.edu/37347133/Belt-Driven_Open_Source_Circuit_Mill_Using_Low-Cost_3-D_Printer_Components OSE] || [https://doi.org/10.3390/inventions3030064 10.3390/inventions3030064] || MPDI Inventions
|-
| Open source low-cost power monitoring system || Shane Oberloier || 2018 || Publikation || || [https://www.academia.edu/37563713/Open_source_low-cost_power_monitoring_system OSE] || [https://doi.org/10.1016/j.ohx.2018.e00044 10.1016/j.ohx.2018.e00044] || Elsevier HardwareX
|-
| Ereignisdiskreter Steuerungsentwurf für einen Nano-Grid Controller || Michel Langhammer || 2018 || Masterarbeit || || [https://wiki.opensourceecology.de/images/2/21/Masterthesis_Michel_Langhammer_2307802.pdf OSEG] || - || HAW Hamburg
|-
| Anforderungen an die Technischen Dokumentation bei Open Source Produktentwicklungsprozessen (OSPE) || Timm Wille || 2017 || Masterarbeit || || [https://wiki.opensourceecology.de/OSPE_-_Technische_Dokumentation OSEG] || - ||

|-
| Live Software for RepRap Assembly Workshops || Torbjörn Ludvigsen || 2016 || Master-Thesis || || [http://opensourceecology.org/wiki/File:Thesis.pdf opensourceecology.org] || - ||

|-
| Entwicklung eines Auslegungswerkzeuges für Stirlingmotoren zur Umwandlung von Solarenergie in elektrische Energie für strukturschwache Regionen|| Martin Schott || 2015 || Bachelor-Thesis || || [https://wiki.opensourceecology.de/images/2/21/BA_martin_schott.pdf OSEG] || - ||

|-
| Entwicklung einer Berechnungs-Methode für die Auslegung von Pitch-Regelungen bei vertikal betriebenen Windkraftanlagen nach Open Source Kriterien || Timm Wille || 2015 || Bachelor-Thesis || || [https://wiki.opensourceecology.de/images/6/60/TW-BA_Pitchregelung-VAWT_2015-04-20.pdf OSEG] || - ||

|-
| Bits, Atoms and Information Sharing:New Opportunities for Participation || Catarina Mota || 2014 || PHD-Thesis || || [https://wiki.opensourceecology.org/wiki/File:Openhardwarephd_Mota.pdf OSE] || - ||

|-
| Open Source Ecology, Perspektiven einer neuen Wirtschaftsform || Timm Wille || 2013 || Seminararbeit || || [https://wiki.opensourceecology.de/Datei:OSE_-_wissenschaftliche_Seminararbeit_-_Timm_Wille_-_Version_2.pdf OSEG] || - ||
|-
| Ressourcenbasierte Wirtschaft: Darstellung und kritische Analyse || Eric Roder || 2013 || Bachelor-Thesis || || [https://wiki.opensourceecology.de/Datei:Bachelor_Thesis_Eric_Roder_Ressourcenbasierte_Wirtschaft.pdf OSEG] || - ||

|-
| Die Suche nach Gravitationswellen || Achmed Touni || 2002 || Seminararbeit || || [https://wiki.opensourceecology.de/Datei:Touni2.pdf OSEG] || - ||
|}

== Links zu OpenScience-Projekten ==

{| class="wikitable"
|-
| [http://www.appropedia.org/Welcome_to_Appropedia appropedia.org] || Appropedia
|-
| [https://energypedia.info/wiki/Main_Page energypedia.info] || Energypedia
|-
| [http://DIYbio.org DIYbio.org] || Biohacking
|-
| [https://wiki.opensourceecology.de/Biohacking wiki.opensourceecology.de] || OSEG Linkliste zum Thema Biohacking
|-
| [https://okfn.de/themen/offene-wissenschaft/index.html okfn.de] || Open Science AG - Open Knowledge Foundation Deutschland
|-
| [http://openlabtools.org openlabtools.org] || OpenSource-Laborgeräte
|-
| [http://www.thingiverse.com/jpearce/collections/open-source-scientific-tools/page:1 thingiverse.com] || Labor-Equipment zum selber drucken
|-
| [https://open-labware.net/ openlabware.net] || Labor-Equipment zum selber drucken
|-
| [https://openeuroscience.com/hardware-projects/microcontrollers/arduino/ openeuroscience.com] || Open Neurophysiologie, incl. Equipment
|-
| [https://www.sciencematters.io/ sciencematters.io] || „OpenAccess und peer-reviewed OpenScience Journal“
|-
| [https://curious.bio/ curious.bio] || Die Curious Community Labs sind offene Labore für Life-Science und Bioökonomie im Herzen Hamburgs, also quasi FabLabs für Biologie u. Umwelt
|}

(t. b. c.)

== Presseartikel, welche die Missstände in Bezug auf die Freiheit der Forschung belegen ==

{| class="wikitable"
|-
! Referenz !! Beschreibung
|-
| [http://www.zeit.de/2013/32/gekaufte-wissenschaft Zeit Online] || „Forschungsfinanzierung: Die gekaufte Wissenschaft“
|-
| [https://magazin.jobmensa.de/gekaufte-wissenschaft-wie-abhaengig-sind-universitaeten-von-unternehmen/ JobMensa Magazin] || „Wie abhängig sind Universitäten von Unternehmen?“
|-
| [http://www1.wdr.de/daserste/monitor/videos/video-gekaufte-forschung--wie-konzerne-an-deutschen-hochschulen-forschen-lassen-100.html WDR 1] || „Gekaufte Forschung – Wie Konzerne an deutschen Hochschulen forschen lassen - Monitor“
|-
| [http://www.heise.de/tp/artikel/45/45161/1.html Telepolis] || „Missbrauchte Wissenschaft“
|-
| [http://www.zeit.de/2016/20/betrug-universitaeten-daten-faelschung-wissenschaft Zeit Online] || „Betrug: Warum lügen und betrügen Wissenschaftler?“
|-
| [http://www.zeit.de/2014/31/betrug-wissenschaft-daten-manipulation Zeit Online] || „Betrug in der Wissenschaft: Bitte nur die ganze Wahrheit!“
|-
| [http://www.zeit.de/2014/01/wissenschaft-forschung-rettung Zeit Online] || „Unabhängige Forschung: Rettet die Wissenschaft!“
|-
| [http://www.sueddeutsche.de/wissen/kommentar-wie-weltfremd-darf-die-wissenschaft-sein-1.2800974 Süddeutsche Zeitung] || „Wie weltfremd darf die Wissenschaft sein?“
|-
| [http://www.nachdenkseiten.de/?p=32087 NachDenkSeiten] || „Der Bildungsputsch“
|-
| [http://www.heise.de/tp/artikel/49/49332/1.html Telepolis] || „Exzellente Entqualifizierung“
|-
| [http://www.heise.de/tp/artikel/49/49264/1.html Telepolis] || „Wenn Wissenschaftler Schwierigkeiten mit Excel haben“

|- [https://www.heise.de/tp/features/Google-und-die-kaeuflichen-Wissenschaftler-3771287.html Telepolis] || „Google und die käuflichen Wissenschaftler“
|-
| [https://www.slub-dresden.de/open-science/ SLUB Dresden] || „Gute Übersicht über einzelne Bereiche des Themas OpenScience“
|}

== Hochschulwatch ==


„1,4 Milliarden Euro fließen aus der gewerblichen Wirtschaft jedes Jahr an deutsche Hochschulen - das entspricht einem Fünftel aller Drittmittel. Versuchen Unternehmen damit, Einfluss auf die Wissenschaft zu nehmen? Ist die Freiheit von Forschung und Lehre in Gefahr?“
'''''[https://www.hochschulwatch.de/ Hochschulwatch]''''' ([https://web.archive.org/web/20200217142121/http://www.hochschulwatch.de:80/ Archivfassung 17.2.2020]) gibt einen Überblick über Verflechtungen zwischen Wirtschaft und Wissenschaft an allen deutschen Hochschulen.

== Literaturhinweise und Weblinks ==

{| class="wikitable vertical-align-top"
|-
! Referenz !! Beschreibung
|-
|
* [https://web.archive.org/web/20210107134235/https://www.slub-dresden.de/open-science/ SLUB Dresden (Archivfassung)]
* [https://www.slub-dresden.de/mitmachen/slub-open-science-lab SLUB Dresden (Nachfolgefassung)]
| Gute Übersicht über einzelne Bereiche des Themas OpenScience
|}

[[Kategorie:Open Source Economy Germany (OSGE)]]
[[Kategorie:Weiterführende Literatur]]

Open Hardware-Webstuhl – OHLOOM

2024-02-16T10:04:45Z

RobinV: Adds History section

__INHALTSVERZEICHNIS__

[[File:Ohloom_icon.png|430px|Projekt: Open Hardware-Webstuhl – OHLOOM]]

<gallery widths="640" heights="480" perrow="2>
File:Ohloom_ready.jpg
</gallery>
{{Projektdaten
|Projektname=Kammwebstul, Open Hardware-Webstuhl – OHLOOM
|Gesamtstatus=aktiv
|Kurzbeschreibung=Ein aus Holz gefertigter Kammwebstul zur erleichternden Herstellung von (groben) Stoffen und Textilien. Die Holz-Einzelteile können auch aus schon verwerktem Nutzholz (z. B. Holzpaletten) neu auferbaut werden.
|Stichwörter=Kammwebstul; Textilverarbeitung;
|Sortierbegriffe=mechanische Bauteile; Kammwebstul;
|Entwicklungsstufen=Prototyp gefertigt; Projekt veröffentlicht;
|Kontakt=* [[Oliver Schlüter]] [mailto:os@ose-germany.de <os@ose-germany.de>] – Hauptverantwortlicher
* Jens Meisner [mailto:jens.meisner@ose-germany.de <jens.meisner@ose-germany.de>] – 3D gedruckte Erweiterungen & Repositorium
|Diskussion=* [https://t.me/OSEGWelcome OSEG Willkommensgruppe] auf Telegram
|Repositorien=https://gitlab.com/OSEGermany/ohloom
|OKH Metadaten=https://gitlab.com/OSEGermany/ohloom/-/raw/master/okh.toml
|Vorschauklasse=release
|Vorschaubild=Datei:Iconobject only ohloom.png
|Vorschaukurztext=Kammwebstuhl
}}

= Downloads =

'''[{{DATEIPFAD:Ohloomparts.zip}} ohloomparts.zip herunterladen]'''

'''[{{DATEIPFAD:Ohloom-techdraw_v.01.pdf}} Ohloom-techdraw_v.01.pdf herunterladen]'''

'''[{{DATEIPFAD:OHLOOM_Montageanleitung.pdf}} OHLOOM_Montageanleitung.pdf herunterladen]'''

'''[{{DATEIPFAD:OHLOOM_Benutzerbuch.pdf}} OHLOOM_Benutzerbuch.pdf herunterladen]'''

= English =

'''[https://www.instructables.com/id/OHLOOM-an-Open-Hardware-Loom/ English Instructables.com page]'''

[https://pad2.opensourceecology.de/s/H1Jdpt8pr# Assembly-guide ]

[https://pad2.opensourceecology.de/s/rkgwq9LaH# User-guide ]

= Übersicht =

Ein wichtiger Bereich, der bislang im {{Abk.|GVCS}} noch unterrepräsentiert ist, ist … Kleidung und Textilien. Eigentlich etwas sehr elementares. Man stelle sich vor, in einer gut funktionierenden Öko-Community hat man Wolle von Schafen oder (für die Veganer) Leinen aus Flachsanbau.

Wie bekommt man daraus aber nun Stoffe und Tuche für Kleidung ? Die Antwort lautet: stricken oder weben.

Da dies eine recht zeitraubende Angelegenheit ist wäre es schön dies mit maschineller Unterstützung erledigen zu können. Z.B. mit einer selbstgebauten Webmaschine, wie in dem [https://www.kickstarter.com/projects/terryloom/pneumatic-plc-controlled-weaving-loom?ref=users Video bei www.kickstarter.com] dargestellt.

Um eine solche Maschine bauen zu können muss man allerdings überhaupt erstmal eine Vorstellung davon haben, wie Weben eigentlich genau funktioniert. Und dazu soll uns dieses kleine Projekt verhelfen: Ein einfacher, manueller Kammwebstuhl, mit einem Rahmen aus Holz sowie Kamm und Ratsche aus ABS-Plastik aus dem 3D-Drucker.

t.b.c. ...

<html>
<iframe width="640" height="360" src="https://www.youtube.com/embed/Qk2RlHFw1sQ" frameborder="0" allowfullscreen></iframe>
</html>

= Teile =

== Holz-Teile ==

=== UpCycling der Rahmenteile ===

Alle Rahmenteile können per UpCycling aus einer Euro-Palette (oder wie hier aus einer Einweg-Palette mit ähnlichen Abmessungen) gewonnen werden. Die Maße wurden bei der Konstruktion extra so ausgelegt, das dies problemlos möglich ist.

<gallery widths="320" heights="240" perrow="2>
File:Ohloom_epal1.jpg | Palette im Originalzustand
File:Ohloom_epal2.jpg | Palette in Einzelteile zerlegt
File:Ohloom_epal3.jpg | Die einzelnen Bretter werden zunächst glatt gehobelt ...
File:Ohloom_epal4.jpg | ... und auf passende Längen geschnitten.
</gallery>

=== Rahmen ===

<gallery widths="320" heights="240" perrow="2>
File:Seite_m1b.png | Seitenteil Maße
File:Seite_m2b.png | Seitenteil Maße
File:Seite_3d.png | Das Seitenteil vom Rahmen
File:Ohloom_parts1.jpg | Beide Seitenteile aus upgecyceltem Platten-Holz
Datei:Ohloom seite td.jpg|thumb|ohloompart
</gallery>

=== Kammhalter ===

<gallery widths="320" heights="240" perrow="2>
File:Kammhalter_3d.png | Der Kammhalter
File:Kammhalter_m1b.png | Kammhalter Maße
File:Ohloom_parts2.jpg | Kammhalter aus Holz
File:Ohloom_kammhalter_td.png | Kammhalter TechDraw
</gallery>

=== Kettbaum und Warenbaum ===

Kettbaum und Warenbaum können als Rundstäbe von 35mm Durchmesser fertig im örtlichen Baumarkt gekauft werden, meist in Kiefer oder Buche. Oder sie können, wie im vorliegenden Fall auch selbst angefertigt werden, aus upgecyceltem Palettenholz. Dazu werden zunächst jeweils zwei ca. 4cm breite Streifen miteinander verleimt und dann auf der Tischkreissäge auf ein Kantenmaß von 35 x 35mm gebracht.

Danach werden mit einem Elektrohobel (oder einem Handhobel) alle vier Eck-Kanten flachgehobelt, so dass im Querschnitt ein Achteck entsteht. Dieser Schritt wird manuell und nach Augenmaß durchgeführt, das heisst, es kommt hier nicht auf eine hohe Präzision an, das Achteck sollte halt optisch einigermaßen gleichmässig aussehen. Die achteckige Form ist für den Verwendungszweck als Kettbaum und Warenbaum optimal und sogar noch etwas besser, als wenn man einen gekauften Rundstab verwendet; und d.h. ausserdem, dass wirklich sämtliche Rahmenteile aus dem Palettenholz entstehen.

Zum Schluss werden die Teile auf ein Maß von von 71cm abgelängt (bei 5 Kamm-Modulen, d.h., Anzahl der Kammodule mal 10 cm, plus 21 cm) und dann nochmal manuell mit Handhobel und/oder Bandschleifer die Enden auf jeweils 8 cm abgerundet, so dass sie ein die 35mm-Bohrungen der Seitenteile passen und sich leicht drehen lassen.

<gallery widths="320" heights="240" perrow="2>
File:Ohloom_rawbaeum1.jpg | Jeweils zwei schmale Streifen werden miteinander verleimt ...
File:Ohloom_rawbaeum2.jpg | ... und anschliessend achteckig gehobelt.
</gallery>

Es besteht auch die Möglichkeit, sich octogonale Hülsen auf dem 3D-Drucker auszudrucken und diese auf das Rundholz zu schieben.

<gallery widths="320" heights="240" perrow="2>
Datei:Ohloom octagonpart td.jpg|octogonale Hülse
Datei:Ohloom hiddensurface td.jpg|So siehts dann mit den octogonalen Hülsen aus
</gallery>

== 3D-Druck-Teile ==

Alle für den Webstuhl benötigten Plastikteile, also Kamm, Stellring, das Ratschenrad, sowie eine gespiegelte Version des Ratschenrades können mit einem 3D-Drucker erstellt werden. Die dafür benötigten .stl-Dateien (sowie auch alle FreeCAD-Dateien) gibt es hier:

'''[{{DATEIPFAD:Ohloomparts.zip}} ohloomparts.zip herunterladen]'''

=== Kamm ===

<gallery widths="320" heights="240" perrow="2>
File:Kamm_40x10.png | Der Webkamm
File:Ohloom_kammhaufen.jpg | Die Einzelmodule des Kamms
File:Ohloom_kammlong.jpg | Kammmodule nebeneinandergelegt, 5 Stck. ergeben einen Kamm von 50cm Länge und mit 100 Fäden
Datei:Ohloom kamm td.jpg|ohloompart
</gallery>

=== Ratschenrad ===

<gallery widths="320" heights="240" perrow="2>
File:ohloom_ratschenrad.png | Das Zahnrad für die Ratsche, zum Weiterdrehen bzw. aufwickeln des gewebten Tuches
File:ohloom_Ring.png | Befestigungsring
File:Ohloom_rara.jpg | Zahnräder und Ringe frisch aus dem 3D-Drucker. Erstere müssen gespiegelt sein.
Datei:Ohloom ratschenrad td.jpg|ohloompart
</gallery>

= Assemblierung =

== Assemblierung des Rahmens ==

Die Querstreben werden zunächst an einem der beiden Seitenteile durch die entsprechenden Bohrlöcher mittels Spax-Schrauben fest verschraubt. Dann werden die runden Enden des Warenbaums und des Kettbaums lose hindurchgesteckt und dann auf der anderen Seite das zweite Seitenteil festgeschraubt.

Nun werden die Ratschenräder und die Stellringe aufgesetzt, durchbohrt und mittels M6x70er Sechskant-Maschinenschraube und je zwei M6er Muttern fixiert. Man könnte auch jeweils nur eine M6er-Sicherheitsmutter verwenden; in dem Fall würde auch eine M6x60er Schraube reichen.

(In der nachfolgenden Darstellung fehlen noch die Maschinenschrauben, stattdessen ist auf den Bildern derzeit noch eine provisorisch eingesetzte Spax-Schraube zu sehen, die später noch ausgetauscht wurde.)

<gallery widths="320" heights="240" perrow="2>
File:Ohloom_ass1.jpg | Zusammenbau des Rahmens, mit Kettbaum, Warenbaum und Ratschenrad
File:Ohloom_ass2.jpg | Rahmen von der anderen Seite, mit Stellringen
File:Ohloom_ploemmel.jpg | Verbindungsholz für die Kette und Sperrholz für die Ratsche
</gallery>

Ein dünnes Verbindungsholz dient zur Aufnahme der Kette.
Über dünne Bohrungen (2 bis 3mm) ist es durch Fäden mit dem Kett- bzw. Warenbaum verbunden, so dass es mit einigen Zentimetern Entfernung lose baumelt. Durch dieses Holz werden etwaige unterschiedliche Längen der einzelnen Kettfäden ausgeglichen beim aufspannen der Kette.

Für den Ratschenmechanismus benötigt man noch zwei schmale Stücke Holz mit einem 20° Winkel am einen Ende als Sperrhölzer. Die haben am anderen Ende mittig eine 4mm-Bohrung. Dadurch werden einfach sie einfach mittels 4x40er Spaxschraube etwas unterhalb und seitlich des Ratschenrads festgeschraubt, so dass sie die Ratsche bei entsprechender Einstellung blockieren können.

== Assemblierung des Kammes ==

Zwei Leisten mit einer Nut von 3mm Breite und 10mm Tiefe dienen als Profilschiene zur Aufnahme der einzelnen Kamm-Module und werden von zwei M8er-Gewindestangen von ca. 18 cm Länge mit je zwei M8 Muttern zusammengehalten. Dadurch ist der Kamm zerlegbar und die Module austauschbar.

<gallery widths="320" heights="240" perrow="2>
File:Ohloom_comb_closeup.jpg | Der Kamm ist zerlegbar, so dass man die einzelnen Kamm-Module mit anderen Größen austauschen kann.
File:Ohloom_comb.jpg | Kamm, ganze Länge
File:Ohloom_comb_assembly.jpg | Kamm und Webrahmen
</gallery>

= Benutzung =

== Aufspannen der Kette ==

<gallery widths="320" heights="240" perrow="2>
File:Ohloom_kette1.jpg | Die Kette kann bis zu 2m oder länger sein.
File:Ohloom_kette2.jpg | Die Kettfäden werden straff auf den Kettbaum aufgewickelt.
File:Ohloom_kette3.jpg | Die Enden der Kettfäden werden mit dem Verbindungsholz durch einen Faden verbunden. Damit lässt sich für jeden einzelnen Strang die Straffheit gut regulieren.
</gallery>

== Weben ==

<gallery widths="320" heights="240" perrow="2>
File:Ohloom_shuttle.jpg | Das Weberschiffchen oder auch "shuttle"
File:Ohloom_shuttle_closeup.jpg | Hier müssen insbesondere in der Gabel die Kanten gut abgerundet sein.
Datei:Ohloom shuttle td.jpg|thumb|ohloompart

</gallery>



= BOM =

[[BOM ohloom]]

= History =

Eine [https://wiki.opensourceecology.org/wiki/File:RadicalTechnology_-_microfiche.pdf Übersicht der Geschichte von Webstühlen] allgemein, aus einer "people empowering" Sichtweise:

= Links =

{| class="wikitable"
|-
! Referenz !! Beschreibung
|-
| [https://www.kickstarter.com/projects/terryloom/pneumatic-plc-controlled-weaving-loom?ref=users] || Anschauliches Video eines DIY-Webstuhls auf Kickstarter
|-
| [http://www.osloom.org/] || OpenSource-Webstuhl Projekt
|-
| [http://openknit.org/sample-page/] || Eine OpenSource-Strickmaschine mit 3D-gedruckten Komponenten
|-
| [http://opensourceecology.org/wiki/Clothes] || Kleiderherstellung bei OSE-US
|-
| [https://www.youtube.com/watch?v=pdjjx-sq_0w] || Mechanischer Webstuhl mit Handkurbel betrieben, aus Meccano-Bauteilen, voll funktionsfähig.
|-
| [https://www.youtube.com/watch?v=AV-DZBeGBuE] || Webstuhl mit Rund-Nadel, aus Meccano-Bauteilen
|-
| [https://www.youtube.com/watch?v=Q9j7WR0mviY] || Greiferwebstuhl, aus Meccano-Bauteilen
|-
| [http://www.electriceelwheel.com/wp/] || OpenSource-Spinnrad, "The Electric Eel Wheel"
|-
| [https://www.instructables.com/id/OHLOOM-an-Open-Hardware-Loom/] || English Build instructional für OHLOOM auf instructables.com
|-
| [https://www.heise.de/make/meldung/Mini-Maker-Faire-Minden-Luebbecke-Handwerk-trifft-Digitalisierung-4356266.html] || Bericht über die MiniMakerFaire2019 in Minden, wo u.a. auch der OHLOOM vom Publikum live ausprobiert wreden konnte.
|-
| [https://www.youtube.com/watch?v=iqlxO5RYyGU] || Youtube-Video über einen Jaquard-Loom aus Lego
|-
| [http://www.holzundleim.de/2018/12/3d-bauplan-kammwebstuhl] || Die Webseite holzundleim.de leifert ebenfalls einen sehr schönen und ausführlichen Bauplan und Bauanleitung zu einem Webstuhl dieses Typs bzw. in dieser Bauart. Sehr empfehlenswert!
|-
| [https://www.youtube.com/watch?v=Czun6yVpzp0] || Sehr schönes DIY-Loom-Projekt, weclhes es erlaubt, computergesteuert beliebige Pattern zu weben
|-
|
|}

[[Kategorie: Webstuhl]]
[[Kategorie: Upcycling]]
[[Kategorie:Bauanleitung]]
[[Kategorie:Wiederverwertung]]

Open Source Ecology Germany

2022-12-27T09:05:49Z

RobinV: comment typos

__KEIN_INHALTSVERZEICHNIS__


<div class="project-preview">{{#ask: [[Projektdaten auf Seite::+]]
|?Formatierte Projektanschau (Vorschaukasten)=
|format=list|propsep= |valuesep= |sep= |mainlabel=-
|default=Noch keine Projektbeschreibungen eingetragen.|limit=50
|sort=Sortierschlüssel
}}</div>

<div style="clear:both"></div>


<div style="clear: both;"> </div>
<div class="projects_legend">
<html><h2 style="border-bottom:1px solid grey;"> <legend>Legende:</legend></h2></html>

<div class="inactive">Projekt inaktiv!<br /><html><a href="Open_Source_Ecology_Germany/Profil">Entwickler gesucht!</a></html></div>
<div class="research">Forschung & Entwicklung<br/><small>(''R''esearch & ''D''evelopment)</small></div>
<div class="prototyping">Prototyp</div>
<div class="documentation">Dokumentation</div>
<div class="testing">Testphase</div>
<div class="release">Veröffentlicht<br/><small>(Released)</small></div>
</div>


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<html><h2 style="border-bottom:1px solid grey;"> Kontakt</h2></html>

<div>
<html><a href="/Open_Source_Ecology_Germany/OSEG_Kommunikation"><img src="/images/icons/megaphone.png"></a></html>[[Open_Source_Ecology_Germany/OSEG_Kommunikation|Kommunikation]]
</div>

<div>
<html><a href="/Open_Source_Ecology_Germany/Events"><img src="/images/icons/event.png"></a></html>[[Open_Source_Ecology_Germany/Events|Events]]
</div>

<div>
<html><a href="https://forum.opensourceecology.de"><img src="/images/icons/users_comments.png"></a></html>[http://forum.opensourceecology.de Forum]
</div>

<div>
<html><a href="//blog.opensourceecology.de"><img src="/images/icons/promotion.png"></a></html>[https://blog.opensourceecology.de Blog]<html>
</div>

<div>
<html><a href="//opensourceecology.de"><img 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width="64"></a>
</html>[https://opensourceecology.de Start]
</div>

<div>
<html><a href="/Open_Source_Ecology_Germany/Kontakt"><img src="/images/icons/mail.png"></a></html>[[Open_Source_Ecology_Germany/Kontakt|Kontakt]]
</div>
</div>


<div id="help_possibilities">
<html><h2 style="border-bottom:1px solid grey;"> Hilfe</h2></html>

<div>
<html><a href="/Software"><img src="/images/icons/tools.png"></a></html>[[Software]]
</div>

<div>
<html><a href="/Fragen_und_Antworten"><img src="/images/icons/help.png"></a></html>[[Fragen_und_Antworten|FAQ]]
</div>
</div>


<div style="font-size: 145%; line-height: 25px;margin-top:2ex;margin-bottom:3ex;">
Die Open Source Ecology (OSE) Germany ist eine offene Bewegung, die eine Open Source Ökonomie aufbaut, welche sowohl Produktion als auch Verteilung optimiert, und dabei Regeneration der Umwelt und soziale Gerechtigkeit fördert.
</div>

<div id="oseg_information" class="super-special-layout-see-below">
<html><h2 style="border-bottom:1px solid grey;"> Open Source Ecology Germany</h2></html>

<div><html><a href="/OSEG_Organisation"><img src="/images/icons/book.png"></a></html>
<span>[[OSEG_Organisation|OSEG Live]]</span>
</div>

<div><html><a href="/Open_Source_Ecology_Germany/Werte"><img src="/images/icons/green_button.png"></a></html>
<span>[[Open_Source_Ecology_Germany/Werte|Werte]]</span>
</div>

<div><html><a href="/Open_Source_Ecology_Germany/Open_Source_Economy"><img src="/images/icons/globe_process.png"></a></html>
<span>[[Open_Source_Ecology_Germany/Open_Source_Economy|Open Source Economy]]</span>
</div>

<div><html><a href="/Open_Source_Ecology_Germany/Netzwerk"><img width=60 height=60 src="/images/icons/network.png"></a></html>
<span>[[Open_Source_Ecology_Germany/Netzwerk|Netzwerk]]</span>
</div>
</div>

<div style="font-size: small; line-height: 150%;margin-top:2ex;margin-bottom:2ex;">Wir entwickeln die '''Technologien''' zum Aufbau einer lokalen Ökonomie, von Traktoren über Windkraftwerke bis hin zu Autos, verbessern diese kontinuierlich gemäß [[Open_Source_Ecology_Germany/Werte|'''nachhaltigen Grundwerten''']] wie Reproduzierbarkeit, Modularität, Eignung für den Eigenbau sowie ökologischem Design, und stellen die Ergebnisse jedem Open Source zur Verfügung. Siehe dazu auch unseren <html><a href="http://wiki.opensourceecology.de/images/0/08/Flyer_OSE-Germany_2017_web.pdf"><b>Flyer</b> zum Heruterladen</a></html>. Als wichtig im Bereich angewandte Wissenschaften und Forschung erachten wir auch das Schwerpunkt-Thema '''[[OpenScience]]'''. Nähere Infos zum <b>GVCS</b> – dem <b>G</b>lobal <b>V</b>illage <b>C</b>onstruction <b>S</b>et (frei übersetzt dem Globalen Dorf-Konstruktions-Set) – gibt’s im <html><a href="http://opensourceecology.org/wiki/Crash_course_on_OSE/de"><b>Crashkurs auf opensourceecology.org</b></a></html>.
</div>




<table style="width: 100%;">
<tr><td colspan="4" style="text-align:center; border:1em dotted white; border-left:0px; border-right:0px; background:lightgrey;">
<div id="osegtv" style="width:100%;">
{{Videoset}}
</div>
</td></tr>
<tr><td colspan="4" height="50px" style="border:1px solid lightgrey; border-left:0px; border-right:0px;"></td></tr>
</table>



<div id="more_links">
<div>
[[Datei:Facebook_logo.png|link=https://www.facebook.com/OSEGermany]]
[[Datei:Twitter_logo.png|link=https://twitter.com/OSEGermany]]
[[Datei:Youtube_logo.png|link=https://www.youtube.com/user/osegermany]]
<span>Externe Netzwerke</span>
</div>

<div>
<html><a href="/Open_Source_Ecology_Germany/Profil"><img src="/images/icons/add_user.png"></a></html>
<span>[[Open_Source_Ecology_Germany/Profil|Beitreten, Profil erstellen]]</span>
</div>

<div>
<html><a href="/Open_Source_Ecology_Germany/Spenden"><img src="/images/icons/euro_coin.png"></a></html>
<span>[[Open_Source_Ecology_Germany/Spenden|Spenden]]</span>
</div>

<div><html><a href="/Open_Source_Ecology_Germany/Freunde"><img src="/images/icons/users.png"></a></html>
<span>[[Open_Source_Ecology_Germany/Freunde|Freunde]]</span>
</div>

<div>
<html><a href="/Open_Source_Ecology_Germany/Unterstützen"><img src="/images/icons/add_to_favorites.png"></a></html>
<span>[[Open_Source_Ecology_Germany/Unterstützen|Unterstützen]]</span>
</div>
</div>

<html>

<style type="text/css">/*<![CDATA[*/


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,.projects_legend div {
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.inaktiv:hover,
.inactive:hover {
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filter: alpha(opacity=100);
background-image: -webkit-linear-gradient(center 51%, rgb(244, 244, 244) /*#EFF9E2*/, transparent);/*use 0deg instead of center for horizontal gradient*/
background-image: -moz-linear-gradient(center 51%, rgb(244, 244, 244), transparent);
background-image: -o-linear-gradient(center 51%, rgb(244, 244, 244), transparent);
background-image: linear-gradient(center 51%, rgb(234, 234, 234), transparent);

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.inaktiv:hover a,
.inactive:hover a {
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}

.aktiv,
.active {
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filter: alpha(opacity=100);
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/* R & D */
.rd, /* <-- If this class is used then the link colour should remain blue, whereas the others change the link colour. */
.research,
.development {
background-color: #F8F6D7; /*rgb(102, 204, 204)*/;
}
.rd,
.rd a,
.research,
.development,
.research a,
.development a {
color: rgb(80, 79, 48);
}

/* PROTOTYPING */
.prototyp,
.prototype,
.prototyping {
background-color: #F8F6CB; /*#F0E4B7;*//*interesting in combination tan: rgb(240, 183, 100)*/ /*violet*/ ;
}
.prototyp,
.prototyp a,
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.prototype a,
.prototyping,
.prototyping a {
color: rgb(80, 79, 48);
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/* DOCUMENTATION */
.dokumentation,
.documentation {
background-color: #F0EEB7;/*tan <-- OSE US*/;
}
.dokumentation,
.dokumentation a,
.documentation,
.documentation a {
color: rgb(80, 79, 48);
}
.dokumentation,
.documentation {
background-image: -webkit-linear-gradient(center 51%, #F8F6D7, transparent);/*use 0deg instead of center for horizontal gradient*/
background-image: -moz-linear-gradient(center 51%, #F8F6D7, transparent);
background-image: -o-linear-gradient(center 51%, #F8F6D7, transparent);
background-image: linear-gradient(center 51%, #F8F6D7, transparent);

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.testing {
background-color: #B4B394/*#DCE2A5*//*rgb(240, 238, 183)*//*yellowgreen*/; /*lightgreen;*/
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.testing a {
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.complete,
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.projects_legend ~ div {
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/*max-width: 78rem; #child nodes contained * width of one child node + count of child nodes */
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/*
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text-align: center;
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*/
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#more_links {
margin: auto;
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,#oseg_information ~ div div span
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/*]]>*/</style>
</html>

Open Source Ecology Germany/Spenden

2022-02-27T16:22:41Z

RobinV: formatting

{{SEITENTITEL übergeordnete Seite grau}}
<html><div style="float: right; padding-left: 15px;"><img src="/images/icons/euro_coin.png"></div></html>

Auf der '''[https://www.ose-germany.de/spenden/ Spendenseite des Vereins]'''
lässt sich per Überweisung (SEPA), BitCoin, FairCoin und Ethereum komfortabel Geld spenden.



== Unterstützer ==

Die folgenden Unternehmen und Personen haben die Projekte finanziell unterstützt:

* 05.06.2019 - ELLA Juwelen GmbH
* 04.01.2019 - ZeoBent GmbH
* 04.01.2019 - tischdecke.de (Volkan Haksal)
* 16.03.2014 - tischdecke.de
* 25.02.2014 - zeolith-bentonit-versand.de
* 19.01.2014 - easyname.at



[[Category:OSEG - Finanzen, Buchhaltung, Fundraising]]
[[Category: Sensitive Data]]
[[Kategorie:Spenden]]

Open Source Ecology Germany/Spenden

2022-02-27T16:22:11Z

RobinV: comment out most parts, and in turn reffer to the Verins-Spenden-Seite; also comment out Offene-Buchhaltung (as it ends in 2015)

{{SEITENTITEL übergeordnete Seite grau}}
<html><div style="float: right; padding-left: 15px;"><img src="/images/icons/euro_coin.png"></div></html>

Auf der [https://www.ose-germany.de/spenden/ Spendenseite des Vereins]
lässt sich per Überweisung (SEPA), BitCoin, FairCoin und Ethereum komfortabel Geld spenden.



== Unterstützer ==

Die folgenden Unternehmen und Personen haben die Projekte finanziell unterstützt:

* 05.06.2019 - ELLA Juwelen GmbH
* 04.01.2019 - ZeoBent GmbH
* 04.01.2019 - tischdecke.de (Volkan Haksal)
* 16.03.2014 - tischdecke.de
* 25.02.2014 - zeolith-bentonit-versand.de
* 19.01.2014 - easyname.at



[[Category:OSEG - Finanzen, Buchhaltung, Fundraising]]
[[Category: Sensitive Data]]
[[Kategorie:Spenden]]

Mitmachen

2022-02-27T16:13:46Z

RobinV: Adds Timm's text about Verein

Wir sind ein offenes Netzwerk wo jeder mitmachen kann.
Wenn Du magst, kannst du dich [[Kontakt|den Anderen vorstellen]].


==Open Source Technologieentwicklung==

Du kannst mit den [[Projekte|aktuellen Open Source Projekten]] zusammenarbeiten oder dein eigenes '''Open Source Projekt''' starten. Hilfreich wären Erfahrungen in:
* Maschinenbau, Produktdesign, 3D/2D-CAD Konstruktion, CNC-Maschinen, FEM Simulation, Schlosserarbeiten, Werkzeugmaschinen, Pneumatik, Elektronik und andere.
* Textilverarbeitung
* Bauwesen, Ökologisches Bauen, Ökologische Landwirtschaft, erneuerbare Energien.

==Netzwerkentwicklung==
Du kannst uns bei der [[Netzwerkentwicklung]] unterstützen. Das Ziel ist es, die offene und effiziente Entwicklung der Open Source Technologien durch den Aufbau des offenen Netzwerks zu fördern.

==Unternehmen==
Jedes Unternehmen kann sich an der Open Source Ökonomie beteiligen. Bitte bei [[Unternehmen]] weiterlesen.

==Organisationen==
Organisationen, Vereine, Werkstätten, FabLabs, Hackerspaces, Gemeinschaften und alle andere Organisationen können sich an der Open Source Ökonomie beteiligen. Konkrete Infos werden noch beschrieben.
* [[Gemeinschaften]]

==Fundraising==
Wir suchen [[Mitmachen/Fundraiser|eine/n Fundraiser/in]].

==IT und Web-Entwicklung==

Du kannst uns bei den [[IT Aufgaben]] unterstützen. Insbesondere suchen wir einen Administrator für die IT-Infrastruktur.

==Verein==
Seit 2016 haben wir einen gemeinnützigen Verein https://ose-germany.de,
er sich um die Verwaltung und Koordination der IT Systeme kümmert
und als Anlaufstelle und Entscheidungsgremium der aktivsten Mitglieder unserer Community dient.
Der Verein ist neben Verwaltungsorgan auch Projektkoordinationsschnittstelle für Forschungs- und Bildungsprojekte
und dient als Rechtsträger für Förderer und Partner auch im internationalen Kontext.

==Mediengestaltung==
Du kannst uns bei der [[Mediengestaltung]] unterstützen.

==Videoschnitt==
Wir brauchen Videoschnitt-Unterstützung für die Dokumentation unserer [[Projekte]]. Bitte [[Kontakt]] mit uns aufnehmen.

==Übersetzung und Korrekturlesen==
Du kannst uns hier mit [[Übersetzung und Korrekturlesen|Übersetzung zwischen Englisch und Deutsch und Korrekturlesen]] helfen.

==Steuerberater und Juristen==
Beratung im Rechtswesen kann unserer weiteren Entwicklung helfen. Bitte [[Kontakt|Kontakt]] mit uns aufnehmen.

==Mentor/innen==
Wir suchen Mentor/innen in den Bereichen Netzwerkaufbau, Gemeinschaftsbildung, effiziente Teamarbeit, Technologieentwicklung und Entrepreneurship. Bitte [[Kontakt|Kontakt]] mit uns aufnehmen.

==Vision unterstützen==
Du kannst die [[Unterstützen|Vision unterstützen]].

==Verbreiten==
Wenn Du über uns Informationen verbreiten möchtest: [[OSEG_Verbreitung|hier sind paar Tipps]].

==Spenden==
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[[Category:OSEG - Ressourcenverwaltung]]

Kontakt

2022-02-27T09:27:40Z

RobinV: really fix link(?)

<html><div style="float: right; padding-left: 15px;"><img src="/images/icons/mail.png"></div></html>

Am besten erreichst du uns in unserem OSEG Welcome Channel:

* per [https://telegram.org Telegram]:<br>'''[https://t.me/OSEGWelcome OSEG Welcome Group]'''
* per [https://matrix.org/docs/projects/client/element/ Matrix]/[https://element.io/ Element]:<br>'''[https://matrix.to/#/#oseg:fabcity.hamburg Open Source Ecology Germany | Welcome]'''

''Alternativ'' geht auch per E-Mail, allerdings musst du da evtl. mit (viel) längeren Antwortzeiten rechnen:<br>
{{e-Brief|mail|opensourceecology|de}} oder per [https://www.ose-germany.de/kontakt/ Kontaktformular].

Weitere Kommunikationsmöglichkeiten kannst du auf der Seite [[Open Source Ecology Germany/OSEG Kommunikation|OSEG Kommunikation]] finden.

Kontakt

2022-02-27T09:27:11Z

RobinV: fix link

<html><div style="float: right; padding-left: 15px;"><img src="/images/icons/mail.png"></div></html>

Am besten erreichst du uns in unserem OSEG Welcome Channel:

* per [https://telegram.org Telegram]:<br>'''[[https://t.me/OSEGWelcome|OSEG Welcome Group]]'''
* per [https://matrix.org/docs/projects/client/element/ Matrix]/[https://element.io/ Element]:<br>'''[https://matrix.to/#/#oseg:fabcity.hamburg Open Source Ecology Germany | Welcome]'''

''Alternativ'' geht auch per E-Mail, allerdings musst du da evtl. mit (viel) längeren Antwortzeiten rechnen:<br>
{{e-Brief|mail|opensourceecology|de}} oder per [https://www.ose-germany.de/kontakt/ Kontaktformular].

Weitere Kommunikationsmöglichkeiten kannst du auf der Seite [[Open Source Ecology Germany/OSEG Kommunikation|OSEG Kommunikation]] finden.

Kontakt

2022-02-27T09:26:37Z

RobinV: nicer looking telegram link

<html><div style="float: right; padding-left: 15px;"><img src="/images/icons/mail.png"></div></html>

Am besten erreichst du uns in unserem OSEG Welcome Channel:

* per [https://telegram.org Telegram]:<br>'''[[https://t.me/OSEGWelcome|[OSEG] Welcome Group]]'''
* per [https://matrix.org/docs/projects/client/element/ Matrix]/[https://element.io/ Element]:<br>'''[https://matrix.to/#/#oseg:fabcity.hamburg Open Source Ecology Germany | Welcome]'''

''Alternativ'' geht auch per E-Mail, allerdings musst du da evtl. mit (viel) längeren Antwortzeiten rechnen:<br>
{{e-Brief|mail|opensourceecology|de}} oder per [https://www.ose-germany.de/kontakt/ Kontaktformular].

Weitere Kommunikationsmöglichkeiten kannst du auf der Seite [[Open Source Ecology Germany/OSEG Kommunikation|OSEG Kommunikation]] finden.

Kontakt

2022-02-27T09:25:13Z

RobinV: formatting only

<html><div style="float: right; padding-left: 15px;"><img src="/images/icons/mail.png"></div></html>

Am besten erreichst du uns in unserem OSEG Welcome Channel:

* per [https://telegram.org Telegram]:<br>'''https://t.me/OSEGWelcome'''
* per [https://matrix.org/docs/projects/client/element/ Matrix]/[https://element.io/ Element]:<br>'''[https://matrix.to/#/#oseg:fabcity.hamburg Open Source Ecology Germany | Welcome]'''

''Alternativ'' geht auch per E-Mail, allerdings musst du da evtl. mit (viel) längeren Antwortzeiten rechnen:<br>
{{e-Brief|mail|opensourceecology|de}} oder per [https://www.ose-germany.de/kontakt/ Kontaktformular].

Weitere Kommunikationsmöglichkeiten kannst du auf der Seite [[Open Source Ecology Germany/OSEG Kommunikation|OSEG Kommunikation]] finden.

Open Source Ecology Germany/OSEG Kommunikation

2022-02-27T09:23:46Z

RobinV: remove duplicated info in strange location

{{SEITENTITEL übergeordnete Seite grau}}
<html><div style="float: right; padding-left: 15px;"><img src="../images/icons/megaphone.png"></div></html>

== Lande-Zone für Neuankömmlinge und OSEG-Einsteiger ==

<b>Du bist gerade frisch zu OSEG gestoßen und fragst Dich, wo und wie Du jetzt am besten und sinnvollsten mitmischen und die anderen OSEGler kennenlernen kannst?</b>

Der beste Weg bei uns einzusteigen und sich zu orientieren, ist zum einen,
sich in unserem '''[[#Telegram|Telegram Welcome Channel]]''' vorzustellen,
wo man zwanglos über alles plaudern kann.
Vielleicht magst du dort ein bisschen was schreiben:
Zu deiner Person und was Dich so bewegt,
oder auch welche OSEG-Bereiche oder -Projekte Dich besonders interessieren.

Zum anderen gibt es monatlich unser audio-virtuelles „[[Kalender:OThing|OThing]]“ (Online/OSEG-Thing<ref name="Erklaerung_OSEG_Thing">sprich „OSEG Ting“: übrigens ist das ''Thing'' eine Bezeichnung, die aus dem Germanischen stammt und sie bezeichnet eine Volks- und Gerichtsversammlung (Wörterbuch Wahrig 1990) oder auch eine Zusammenkunft, festgesetzte öffentliche Versammlung und die Verhandlung darin (Deutsches Wörterbuch von Jacob und Wilhelm Grimm. 16 Bde. in 32 Teilbänden. Leipzig 1854-1961, siehe auch http://www.woerterbuchnetz.de, https://www.dwds.de/wb/Thing).</ref>) – ein Plausch & Meinungstausch über Vereinsthemen, Projektthemen und allgemeine Themen (als Gruppen-Konferenzschaltung per Internet). Das ist eine gute Gelegenheit, sich sozusagen persönlich kennenzulernen, auch wenn’s nur Deine Stimme sein wird.

== Kommunikationskanäle ==
=== Telegram ===
Unsere aktivste Schnellkommunikation findet über verschiedene ''Telegram-Kanäle'' statt. (Nutzbar per App, Software oder Web-Oberfläche)

Unsere '''Willkommens-Gruppe''': https://telegram.me/OSEGWelcome (siehe auch [[Hilfe: Kommunizieren mittels Telegram]])

=== Matrix / Element ===
[https://matrix.to/#/#oseg:fabcity.hamburg Open Source Ecology Germany | Welcome]
(Nutzbar per App, Software oder Web-Oberfläche)

Einige unserer Telegram Gruppen sind auch per [https://matrix.org/docs/projects/client/element/ Matrix]/[https://element.io/ Element] erreichbar.
Längerfristig wollen wir darauf als Haupt-Kommunikations-Medium umsteigen.

=== Blog ===
Wir nutzen den [https://blog.opensourceecology.de/ Blog] um relevante Informationen mit der Öffentlichkeit zu teilen. Das können erreichte Milestones in den Projekten, Veranstaltungshinweise, Bekanntmachungen oder auch Infos über uns nahestehende (oder einfach nur interessante) Projekte sein. Jeder von uns, der an den [[Projekte|Projekten in Deutschland]] arbeitet, kann in diesem Blog schreiben. Um einen Account zu erhalten, sende eine Nachricht an info@opensourceecology.de.

=== Wiki ===
Im Wiki dokumentieren wir Arbeitsergebnisse und andere Infos.
Für die Gestaltung der Doku-Seiten von offiziellen OSEG-Projekten im Wiki bitte folgende Style-Guides beachten:
[[OSEG_Projektanforderungen]]
und
[[Projektdokumentation]]

Vorschläge und Ideen für neue Projekte sind am besten im Inkubator aufgehoben. Dort befinden sich auch angefangene oder kurz angerissene Projekte, die seit mehr als einem Jahr keinerlei Aktivität mehr aufweisen (und vielleicht darauf warten von jemand anderem weitergeführt zu werden ;)).
[[Projektinkubator]]

=== Online Besprechungen ===

Technische Infos dazu hier: [[Meetings]]

Jeden 1. Mittwoch im Monat findet ab 20:30 Uhr das [[Kalender:OThing|OSEG-Thing]]<ref name="Erklaerung_OSEG_Thing" /> statt, in dem es um unsere inhaltliche Ausrichtung und unsere aktuellen Projekte geht, sowie auch Organisatorisches. Jeder ist eingeladen, daran teilzunehmen.

Jeden 1. Donnerstag im Monat findet ab 19:00 das monatliche [[Kalender:ZAC+ Meeting|Online-Meeting der ZAC+ Projektgruppe]] statt. Dabei geht’s um Updates und Koordination der einzelnen Entwickler-Teams untereinander, aber Interessierte, die sich über das Projekt informieren möchten, sind auch willkommen.

Nach Absprache in der Telegram OSEG-Server-Gruppe gibt es auch eine Admin-Besprechung,
in der es um die Pflege und Wartung unserer Internet-Infrastruktur geht.

=== E-Mail ===

Siehe [[Kontakt]]

=== Soziale Netzwerke ===

TODO



=== Forum ===
Das Forum ist nur noch zum nachlesen vergangener Diskussionen da.
Es wird nicht mehr aktiv genutzt.<br>
zu den [[https://forum.opensourceecology.de/|archivierten Diskussionen]]

== Das OSEG-Admin-Team ==

=== Domain ===

* opensourceecology.de
* verwaltet durch Sebastian Gampe (admin-c)

=== Server ===

Hosting- und Docker-spezifische Dinge, Server-Troubleshooting

* Alexander

=== Plattform (Wiki, Forum, Blog) und Web-Anwendungen ===

* Oliver Schlüter
* Sebastian Gampe
* Andreas Plank

=== Direkter Kontakt und Presse-Anfragen ===

* Timm Wille +49 17661304615

telegram.me/TimmW

== Anmerkungen ==
<references/>

[[Category: Kommunikation]]
[[Kategorie:Kontakt]]
[[Kategorie:Hilfe]]

Open Source Ecology Germany/OSEG Kommunikation

2022-02-27T09:23:07Z

RobinV: /* Das OSEG-Admin-Team */ achmed und andre ersetzt durch alex (server admins)

{{SEITENTITEL übergeordnete Seite grau}}
<html><div style="float: right; padding-left: 15px;"><img src="../images/icons/megaphone.png"></div></html>

Wir kommunizieren öffentlich im Blog, Forum, Wiki, Mailingliste und durch Online Meetings.

== Lande-Zone für Neuankömmlinge und OSEG-Einsteiger ==

<b>Du bist gerade frisch zu OSEG gestoßen und fragst Dich, wo und wie Du jetzt am besten und sinnvollsten mitmischen und die anderen OSEGler kennenlernen kannst?</b>

Der beste Weg bei uns einzusteigen und sich zu orientieren, ist zum einen,
sich in unserem '''[[#Telegram|Telegram Welcome Channel]]''' vorzustellen,
wo man zwanglos über alles plaudern kann.
Vielleicht magst du dort ein bisschen was schreiben:
Zu deiner Person und was Dich so bewegt,
oder auch welche OSEG-Bereiche oder -Projekte Dich besonders interessieren.

Zum anderen gibt es monatlich unser audio-virtuelles „[[Kalender:OThing|OThing]]“ (Online/OSEG-Thing<ref name="Erklaerung_OSEG_Thing">sprich „OSEG Ting“: übrigens ist das ''Thing'' eine Bezeichnung, die aus dem Germanischen stammt und sie bezeichnet eine Volks- und Gerichtsversammlung (Wörterbuch Wahrig 1990) oder auch eine Zusammenkunft, festgesetzte öffentliche Versammlung und die Verhandlung darin (Deutsches Wörterbuch von Jacob und Wilhelm Grimm. 16 Bde. in 32 Teilbänden. Leipzig 1854-1961, siehe auch http://www.woerterbuchnetz.de, https://www.dwds.de/wb/Thing).</ref>) – ein Plausch & Meinungstausch über Vereinsthemen, Projektthemen und allgemeine Themen (als Gruppen-Konferenzschaltung per Internet). Das ist eine gute Gelegenheit, sich sozusagen persönlich kennenzulernen, auch wenn’s nur Deine Stimme sein wird.

== Kommunikationskanäle ==
=== Telegram ===
Unsere aktivste Schnellkommunikation findet über verschiedene ''Telegram-Kanäle'' statt. (Nutzbar per App, Software oder Web-Oberfläche)

Unsere '''Willkommens-Gruppe''': https://telegram.me/OSEGWelcome (siehe auch [[Hilfe: Kommunizieren mittels Telegram]])

=== Matrix / Element ===
[https://matrix.to/#/#oseg:fabcity.hamburg Open Source Ecology Germany | Welcome]
(Nutzbar per App, Software oder Web-Oberfläche)

Einige unserer Telegram Gruppen sind auch per [https://matrix.org/docs/projects/client/element/ Matrix]/[https://element.io/ Element] erreichbar.
Längerfristig wollen wir darauf als Haupt-Kommunikations-Medium umsteigen.

=== Blog ===
Wir nutzen den [https://blog.opensourceecology.de/ Blog] um relevante Informationen mit der Öffentlichkeit zu teilen. Das können erreichte Milestones in den Projekten, Veranstaltungshinweise, Bekanntmachungen oder auch Infos über uns nahestehende (oder einfach nur interessante) Projekte sein. Jeder von uns, der an den [[Projekte|Projekten in Deutschland]] arbeitet, kann in diesem Blog schreiben. Um einen Account zu erhalten, sende eine Nachricht an info@opensourceecology.de.

=== Wiki ===
Im Wiki dokumentieren wir Arbeitsergebnisse und andere Infos.
Für die Gestaltung der Doku-Seiten von offiziellen OSEG-Projekten im Wiki bitte folgende Style-Guides beachten:
[[OSEG_Projektanforderungen]]
und
[[Projektdokumentation]]

Vorschläge und Ideen für neue Projekte sind am besten im Inkubator aufgehoben. Dort befinden sich auch angefangene oder kurz angerissene Projekte, die seit mehr als einem Jahr keinerlei Aktivität mehr aufweisen (und vielleicht darauf warten von jemand anderem weitergeführt zu werden ;)).
[[Projektinkubator]]

=== Online Besprechungen ===

Technische Infos dazu hier: [[Meetings]]

Jeden 1. Mittwoch im Monat findet ab 20:30 Uhr das [[Kalender:OThing|OSEG-Thing]]<ref name="Erklaerung_OSEG_Thing" /> statt, in dem es um unsere inhaltliche Ausrichtung und unsere aktuellen Projekte geht, sowie auch Organisatorisches. Jeder ist eingeladen, daran teilzunehmen.

Jeden 1. Donnerstag im Monat findet ab 19:00 das monatliche [[Kalender:ZAC+ Meeting|Online-Meeting der ZAC+ Projektgruppe]] statt. Dabei geht’s um Updates und Koordination der einzelnen Entwickler-Teams untereinander, aber Interessierte, die sich über das Projekt informieren möchten, sind auch willkommen.

Nach Absprache in der Telegram OSEG-Server-Gruppe gibt es auch eine Admin-Besprechung,
in der es um die Pflege und Wartung unserer Internet-Infrastruktur geht.

=== E-Mail ===

Siehe [[Kontakt]]

=== Soziale Netzwerke ===

TODO



=== Forum ===
Das Forum ist nur noch zum nachlesen vergangener Diskussionen da.
Es wird nicht mehr aktiv genutzt.<br>
zu den [[https://forum.opensourceecology.de/|archivierten Diskussionen]]

== Das OSEG-Admin-Team ==

=== Domain ===

* opensourceecology.de
* verwaltet durch Sebastian Gampe (admin-c)

=== Server ===

Hosting- und Docker-spezifische Dinge, Server-Troubleshooting

* Alexander

=== Plattform (Wiki, Forum, Blog) und Web-Anwendungen ===

* Oliver Schlüter
* Sebastian Gampe
* Andreas Plank

=== Direkter Kontakt und Presse-Anfragen ===

* Timm Wille +49 17661304615

telegram.me/TimmW

== Anmerkungen ==
<references/>

[[Category: Kommunikation]]
[[Kategorie:Kontakt]]
[[Kategorie:Hilfe]]

Open Source Ecology Germany/OSEG Kommunikation

2022-02-27T09:19:02Z

RobinV: /* Lande-Zone für Neuankömmlinge und OSEG-Einsteiger */ make link fat

{{SEITENTITEL übergeordnete Seite grau}}
<html><div style="float: right; padding-left: 15px;"><img src="../images/icons/megaphone.png"></div></html>

Wir kommunizieren öffentlich im Blog, Forum, Wiki, Mailingliste und durch Online Meetings.

== Lande-Zone für Neuankömmlinge und OSEG-Einsteiger ==

<b>Du bist gerade frisch zu OSEG gestoßen und fragst Dich, wo und wie Du jetzt am besten und sinnvollsten mitmischen und die anderen OSEGler kennenlernen kannst?</b>

Der beste Weg bei uns einzusteigen und sich zu orientieren, ist zum einen,
sich in unserem '''[[#Telegram|Telegram Welcome Channel]]''' vorzustellen,
wo man zwanglos über alles plaudern kann.
Vielleicht magst du dort ein bisschen was schreiben:
Zu deiner Person und was Dich so bewegt,
oder auch welche OSEG-Bereiche oder -Projekte Dich besonders interessieren.

Zum anderen gibt es monatlich unser audio-virtuelles „[[Kalender:OThing|OThing]]“ (Online/OSEG-Thing<ref name="Erklaerung_OSEG_Thing">sprich „OSEG Ting“: übrigens ist das ''Thing'' eine Bezeichnung, die aus dem Germanischen stammt und sie bezeichnet eine Volks- und Gerichtsversammlung (Wörterbuch Wahrig 1990) oder auch eine Zusammenkunft, festgesetzte öffentliche Versammlung und die Verhandlung darin (Deutsches Wörterbuch von Jacob und Wilhelm Grimm. 16 Bde. in 32 Teilbänden. Leipzig 1854-1961, siehe auch http://www.woerterbuchnetz.de, https://www.dwds.de/wb/Thing).</ref>) – ein Plausch & Meinungstausch über Vereinsthemen, Projektthemen und allgemeine Themen (als Gruppen-Konferenzschaltung per Internet). Das ist eine gute Gelegenheit, sich sozusagen persönlich kennenzulernen, auch wenn’s nur Deine Stimme sein wird.

== Kommunikationskanäle ==
=== Telegram ===
Unsere aktivste Schnellkommunikation findet über verschiedene ''Telegram-Kanäle'' statt. (Nutzbar per App, Software oder Web-Oberfläche)

Unsere '''Willkommens-Gruppe''': https://telegram.me/OSEGWelcome (siehe auch [[Hilfe: Kommunizieren mittels Telegram]])

=== Matrix / Element ===
[https://matrix.to/#/#oseg:fabcity.hamburg Open Source Ecology Germany | Welcome]
(Nutzbar per App, Software oder Web-Oberfläche)

Einige unserer Telegram Gruppen sind auch per [https://matrix.org/docs/projects/client/element/ Matrix]/[https://element.io/ Element] erreichbar.
Längerfristig wollen wir darauf als Haupt-Kommunikations-Medium umsteigen.

=== Blog ===
Wir nutzen den [https://blog.opensourceecology.de/ Blog] um relevante Informationen mit der Öffentlichkeit zu teilen. Das können erreichte Milestones in den Projekten, Veranstaltungshinweise, Bekanntmachungen oder auch Infos über uns nahestehende (oder einfach nur interessante) Projekte sein. Jeder von uns, der an den [[Projekte|Projekten in Deutschland]] arbeitet, kann in diesem Blog schreiben. Um einen Account zu erhalten, sende eine Nachricht an info@opensourceecology.de.

=== Wiki ===
Im Wiki dokumentieren wir Arbeitsergebnisse und andere Infos.
Für die Gestaltung der Doku-Seiten von offiziellen OSEG-Projekten im Wiki bitte folgende Style-Guides beachten:
[[OSEG_Projektanforderungen]]
und
[[Projektdokumentation]]

Vorschläge und Ideen für neue Projekte sind am besten im Inkubator aufgehoben. Dort befinden sich auch angefangene oder kurz angerissene Projekte, die seit mehr als einem Jahr keinerlei Aktivität mehr aufweisen (und vielleicht darauf warten von jemand anderem weitergeführt zu werden ;)).
[[Projektinkubator]]

=== Online Besprechungen ===

Technische Infos dazu hier: [[Meetings]]

Jeden 1. Mittwoch im Monat findet ab 20:30 Uhr das [[Kalender:OThing|OSEG-Thing]]<ref name="Erklaerung_OSEG_Thing" /> statt, in dem es um unsere inhaltliche Ausrichtung und unsere aktuellen Projekte geht, sowie auch Organisatorisches. Jeder ist eingeladen, daran teilzunehmen.

Jeden 1. Donnerstag im Monat findet ab 19:00 das monatliche [[Kalender:ZAC+ Meeting|Online-Meeting der ZAC+ Projektgruppe]] statt. Dabei geht’s um Updates und Koordination der einzelnen Entwickler-Teams untereinander, aber Interessierte, die sich über das Projekt informieren möchten, sind auch willkommen.

Nach Absprache in der Telegram OSEG-Server-Gruppe gibt es auch eine Admin-Besprechung,
in der es um die Pflege und Wartung unserer Internet-Infrastruktur geht.

=== E-Mail ===

Siehe [[Kontakt]]

=== Soziale Netzwerke ===

TODO



=== Forum ===
Das Forum ist nur noch zum nachlesen vergangener Diskussionen da.
Es wird nicht mehr aktiv genutzt.<br>
zu den [[https://forum.opensourceecology.de/|archivierten Diskussionen]]

== Das OSEG-Admin-Team ==

=== Domain ===

* opensourceecology.de
* verwaltet durch Sebastian Gampe (admin-c)

=== Server ===

Hosting- und Docker-spezifische Dinge, Server-Troubleshooting

* Achmed Touni
* Andre Aisberg

=== Plattform (Wiki, Forum, Blog) und Web-Anwendungen ===

* Oliver Schlüter
* Sebastian Gampe
* Andreas Plank

=== Direkter Kontakt und Presse-Anfragen ===

* Timm Wille +49 17661304615

telegram.me/TimmW

== Anmerkungen ==
<references/>

[[Category: Kommunikation]]
[[Kategorie:Kontakt]]
[[Kategorie:Hilfe]]

Open Source Ecology Germany/OSEG Kommunikation

2022-02-27T09:18:28Z

RobinV: /* Lande-Zone für Neuankömmlinge und OSEG-Einsteiger */ fix link

{{SEITENTITEL übergeordnete Seite grau}}
<html><div style="float: right; padding-left: 15px;"><img src="../images/icons/megaphone.png"></div></html>

Wir kommunizieren öffentlich im Blog, Forum, Wiki, Mailingliste und durch Online Meetings.

== Lande-Zone für Neuankömmlinge und OSEG-Einsteiger ==

<b>Du bist gerade frisch zu OSEG gestoßen und fragst Dich, wo und wie Du jetzt am besten und sinnvollsten mitmischen und die anderen OSEGler kennenlernen kannst?</b>

Der beste Weg bei uns einzusteigen und sich zu orientieren, ist zum einen,
sich in unserem [[#Telegram|Telegram Welcome Channel]] vorzustellen,
wo man zwanglos über alles plaudern kann.
Vielleicht magst du dort ein bisschen was schreiben:
Zu deiner Person und was Dich so bewegt,
oder auch welche OSEG-Bereiche oder -Projekte Dich besonders interessieren.

Zum anderen gibt es monatlich unser audio-virtuelles „[[Kalender:OThing|OThing]]“ (Online/OSEG-Thing<ref name="Erklaerung_OSEG_Thing">sprich „OSEG Ting“: übrigens ist das ''Thing'' eine Bezeichnung, die aus dem Germanischen stammt und sie bezeichnet eine Volks- und Gerichtsversammlung (Wörterbuch Wahrig 1990) oder auch eine Zusammenkunft, festgesetzte öffentliche Versammlung und die Verhandlung darin (Deutsches Wörterbuch von Jacob und Wilhelm Grimm. 16 Bde. in 32 Teilbänden. Leipzig 1854-1961, siehe auch http://www.woerterbuchnetz.de, https://www.dwds.de/wb/Thing).</ref>) – ein Plausch & Meinungstausch über Vereinsthemen, Projektthemen und allgemeine Themen (als Gruppen-Konferenzschaltung per Internet). Das ist eine gute Gelegenheit, sich sozusagen persönlich kennenzulernen, auch wenn’s nur Deine Stimme sein wird.

== Kommunikationskanäle ==
=== Telegram ===
Unsere aktivste Schnellkommunikation findet über verschiedene ''Telegram-Kanäle'' statt. (Nutzbar per App, Software oder Web-Oberfläche)

Unsere '''Willkommens-Gruppe''': https://telegram.me/OSEGWelcome (siehe auch [[Hilfe: Kommunizieren mittels Telegram]])

=== Matrix / Element ===
[https://matrix.to/#/#oseg:fabcity.hamburg Open Source Ecology Germany | Welcome]
(Nutzbar per App, Software oder Web-Oberfläche)

Einige unserer Telegram Gruppen sind auch per [https://matrix.org/docs/projects/client/element/ Matrix]/[https://element.io/ Element] erreichbar.
Längerfristig wollen wir darauf als Haupt-Kommunikations-Medium umsteigen.

=== Blog ===
Wir nutzen den [https://blog.opensourceecology.de/ Blog] um relevante Informationen mit der Öffentlichkeit zu teilen. Das können erreichte Milestones in den Projekten, Veranstaltungshinweise, Bekanntmachungen oder auch Infos über uns nahestehende (oder einfach nur interessante) Projekte sein. Jeder von uns, der an den [[Projekte|Projekten in Deutschland]] arbeitet, kann in diesem Blog schreiben. Um einen Account zu erhalten, sende eine Nachricht an info@opensourceecology.de.

=== Wiki ===
Im Wiki dokumentieren wir Arbeitsergebnisse und andere Infos.
Für die Gestaltung der Doku-Seiten von offiziellen OSEG-Projekten im Wiki bitte folgende Style-Guides beachten:
[[OSEG_Projektanforderungen]]
und
[[Projektdokumentation]]

Vorschläge und Ideen für neue Projekte sind am besten im Inkubator aufgehoben. Dort befinden sich auch angefangene oder kurz angerissene Projekte, die seit mehr als einem Jahr keinerlei Aktivität mehr aufweisen (und vielleicht darauf warten von jemand anderem weitergeführt zu werden ;)).
[[Projektinkubator]]

=== Online Besprechungen ===

Technische Infos dazu hier: [[Meetings]]

Jeden 1. Mittwoch im Monat findet ab 20:30 Uhr das [[Kalender:OThing|OSEG-Thing]]<ref name="Erklaerung_OSEG_Thing" /> statt, in dem es um unsere inhaltliche Ausrichtung und unsere aktuellen Projekte geht, sowie auch Organisatorisches. Jeder ist eingeladen, daran teilzunehmen.

Jeden 1. Donnerstag im Monat findet ab 19:00 das monatliche [[Kalender:ZAC+ Meeting|Online-Meeting der ZAC+ Projektgruppe]] statt. Dabei geht’s um Updates und Koordination der einzelnen Entwickler-Teams untereinander, aber Interessierte, die sich über das Projekt informieren möchten, sind auch willkommen.

Nach Absprache in der Telegram OSEG-Server-Gruppe gibt es auch eine Admin-Besprechung,
in der es um die Pflege und Wartung unserer Internet-Infrastruktur geht.

=== E-Mail ===

Siehe [[Kontakt]]

=== Soziale Netzwerke ===

TODO



=== Forum ===
Das Forum ist nur noch zum nachlesen vergangener Diskussionen da.
Es wird nicht mehr aktiv genutzt.<br>
zu den [[https://forum.opensourceecology.de/|archivierten Diskussionen]]

== Das OSEG-Admin-Team ==

=== Domain ===

* opensourceecology.de
* verwaltet durch Sebastian Gampe (admin-c)

=== Server ===

Hosting- und Docker-spezifische Dinge, Server-Troubleshooting

* Achmed Touni
* Andre Aisberg

=== Plattform (Wiki, Forum, Blog) und Web-Anwendungen ===

* Oliver Schlüter
* Sebastian Gampe
* Andreas Plank

=== Direkter Kontakt und Presse-Anfragen ===

* Timm Wille +49 17661304615

telegram.me/TimmW

== Anmerkungen ==
<references/>

[[Category: Kommunikation]]
[[Kategorie:Kontakt]]
[[Kategorie:Hilfe]]

Open Source Ecology Germany/OSEG Kommunikation

2022-02-27T09:18:03Z

RobinV: /* Lande-Zone für Neuankömmlinge und OSEG-Einsteiger */ replace forum with telegram

{{SEITENTITEL übergeordnete Seite grau}}
<html><div style="float: right; padding-left: 15px;"><img src="../images/icons/megaphone.png"></div></html>

Wir kommunizieren öffentlich im Blog, Forum, Wiki, Mailingliste und durch Online Meetings.

== Lande-Zone für Neuankömmlinge und OSEG-Einsteiger ==

<b>Du bist gerade frisch zu OSEG gestoßen und fragst Dich, wo und wie Du jetzt am besten und sinnvollsten mitmischen und die anderen OSEGler kennenlernen kannst?</b>

Der beste Weg bei uns einzusteigen und sich zu orientieren, ist zum einen,
sich in unserem [[#Telegram Telegram Welcome Channel]] vorzustellen,
wo man zwanglos über alles plaudern kann.
Vielleicht magst du dort ein bisschen was schreiben:
Zu deiner Person und was Dich so bewegt,
oder auch welche OSEG-Bereiche oder -Projekte Dich besonders interessieren.

Zum anderen gibt es monatlich unser audio-virtuelles „[[Kalender:OThing|OThing]]“ (Online/OSEG-Thing<ref name="Erklaerung_OSEG_Thing">sprich „OSEG Ting“: übrigens ist das ''Thing'' eine Bezeichnung, die aus dem Germanischen stammt und sie bezeichnet eine Volks- und Gerichtsversammlung (Wörterbuch Wahrig 1990) oder auch eine Zusammenkunft, festgesetzte öffentliche Versammlung und die Verhandlung darin (Deutsches Wörterbuch von Jacob und Wilhelm Grimm. 16 Bde. in 32 Teilbänden. Leipzig 1854-1961, siehe auch http://www.woerterbuchnetz.de, https://www.dwds.de/wb/Thing).</ref>) – ein Plausch & Meinungstausch über Vereinsthemen, Projektthemen und allgemeine Themen (als Gruppen-Konferenzschaltung per Internet). Das ist eine gute Gelegenheit, sich sozusagen persönlich kennenzulernen, auch wenn’s nur Deine Stimme sein wird.

== Kommunikationskanäle ==
=== Telegram ===
Unsere aktivste Schnellkommunikation findet über verschiedene ''Telegram-Kanäle'' statt. (Nutzbar per App, Software oder Web-Oberfläche)

Unsere '''Willkommens-Gruppe''': https://telegram.me/OSEGWelcome (siehe auch [[Hilfe: Kommunizieren mittels Telegram]])

=== Matrix / Element ===
[https://matrix.to/#/#oseg:fabcity.hamburg Open Source Ecology Germany | Welcome]
(Nutzbar per App, Software oder Web-Oberfläche)

Einige unserer Telegram Gruppen sind auch per [https://matrix.org/docs/projects/client/element/ Matrix]/[https://element.io/ Element] erreichbar.
Längerfristig wollen wir darauf als Haupt-Kommunikations-Medium umsteigen.

=== Blog ===
Wir nutzen den [https://blog.opensourceecology.de/ Blog] um relevante Informationen mit der Öffentlichkeit zu teilen. Das können erreichte Milestones in den Projekten, Veranstaltungshinweise, Bekanntmachungen oder auch Infos über uns nahestehende (oder einfach nur interessante) Projekte sein. Jeder von uns, der an den [[Projekte|Projekten in Deutschland]] arbeitet, kann in diesem Blog schreiben. Um einen Account zu erhalten, sende eine Nachricht an info@opensourceecology.de.

=== Wiki ===
Im Wiki dokumentieren wir Arbeitsergebnisse und andere Infos.
Für die Gestaltung der Doku-Seiten von offiziellen OSEG-Projekten im Wiki bitte folgende Style-Guides beachten:
[[OSEG_Projektanforderungen]]
und
[[Projektdokumentation]]

Vorschläge und Ideen für neue Projekte sind am besten im Inkubator aufgehoben. Dort befinden sich auch angefangene oder kurz angerissene Projekte, die seit mehr als einem Jahr keinerlei Aktivität mehr aufweisen (und vielleicht darauf warten von jemand anderem weitergeführt zu werden ;)).
[[Projektinkubator]]

=== Online Besprechungen ===

Technische Infos dazu hier: [[Meetings]]

Jeden 1. Mittwoch im Monat findet ab 20:30 Uhr das [[Kalender:OThing|OSEG-Thing]]<ref name="Erklaerung_OSEG_Thing" /> statt, in dem es um unsere inhaltliche Ausrichtung und unsere aktuellen Projekte geht, sowie auch Organisatorisches. Jeder ist eingeladen, daran teilzunehmen.

Jeden 1. Donnerstag im Monat findet ab 19:00 das monatliche [[Kalender:ZAC+ Meeting|Online-Meeting der ZAC+ Projektgruppe]] statt. Dabei geht’s um Updates und Koordination der einzelnen Entwickler-Teams untereinander, aber Interessierte, die sich über das Projekt informieren möchten, sind auch willkommen.

Nach Absprache in der Telegram OSEG-Server-Gruppe gibt es auch eine Admin-Besprechung,
in der es um die Pflege und Wartung unserer Internet-Infrastruktur geht.

=== E-Mail ===

Siehe [[Kontakt]]

=== Soziale Netzwerke ===

TODO



=== Forum ===
Das Forum ist nur noch zum nachlesen vergangener Diskussionen da.
Es wird nicht mehr aktiv genutzt.<br>
zu den [[https://forum.opensourceecology.de/|archivierten Diskussionen]]

== Das OSEG-Admin-Team ==

=== Domain ===

* opensourceecology.de
* verwaltet durch Sebastian Gampe (admin-c)

=== Server ===

Hosting- und Docker-spezifische Dinge, Server-Troubleshooting

* Achmed Touni
* Andre Aisberg

=== Plattform (Wiki, Forum, Blog) und Web-Anwendungen ===

* Oliver Schlüter
* Sebastian Gampe
* Andreas Plank

=== Direkter Kontakt und Presse-Anfragen ===

* Timm Wille +49 17661304615

telegram.me/TimmW

== Anmerkungen ==
<references/>

[[Category: Kommunikation]]
[[Kategorie:Kontakt]]
[[Kategorie:Hilfe]]

Open Source Ecology Germany/OSEG Kommunikation

2022-02-27T09:12:51Z

RobinV: /* Kommunikationskanäle */ Viel aufgeraeumt, forum nahc unten, telegram nahc oben, matrix hinzugefuegt, facebook und mailingliste auskommentiert, ...

{{SEITENTITEL übergeordnete Seite grau}}
<html><div style="float: right; padding-left: 15px;"><img src="../images/icons/megaphone.png"></div></html>

Wir kommunizieren öffentlich im Blog, Forum, Wiki, Mailingliste und durch Online Meetings.

== Lande-Zone für Neuankömmlinge und OSEG-Einsteiger ==

<b>Du bist gerade frisch zu OSEG gestoßen und fragst Dich, wo und wie Du jetzt am besten und sinnvollsten mitmischen und die anderen OSEGler kennenlernen kannst?</b>

Der beste Weg bei uns einzusteigen und sich zu orientieren, ist zum einen, sich in unserem Forum anzumelden, unter …
: http://forum.opensourceecology.de/
…, wo man zwanglos über alles plaudern kann, zB. über eigene Ideen im Inkubator-Board oder auch projektbezogen in den Projekt-Boards.

Wir haben dort auch ein Board für Uservorstellungen, vielleicht magst Du dort ein bisschen was posten, zu Deiner Person und was Dich so bewegt, oder auch welche OSE-Bereiche oder -Projekte Dich ggflls. besonders interessieren.

Zum anderen gibt’s monatlich unser audio-virtuelles „[[Kalender:OThing|OThing]]“ (Online/OSEG-Thing<ref name="Erklaerung_OSEG_Thing">sprich „OSEG Ting“: übrigens ist das ''Thing'' eine Bezeichnung, die aus dem Germanischen stammt und sie bezeichnet eine Volks- und Gerichtsversammlung (Wörterbuch Wahrig 1990) oder auch eine Zusammenkunft, festgesetzte öffentliche Versammlung und die Verhandlung darin (Deutsches Wörterbuch von Jacob und Wilhelm Grimm. 16 Bde. in 32 Teilbänden. Leipzig 1854-1961, siehe auch http://www.woerterbuchnetz.de, https://www.dwds.de/wb/Thing).</ref>) – ein Plausch & Meinungstausch über Vereinsthemen, Projektthemen und allgemeine Themen (als Gruppen-Konferenzschaltung per Internet). Das ist eine gute Gelegenheit, sich sozusagen persönlich kennenzulernen, auch wenn’s nur Deine Stimme sein wird.

== Kommunikationskanäle ==
=== Telegram ===
Unsere aktivste Schnellkommunikation findet über verschiedene ''Telegram-Kanäle'' statt. (Nutzbar per App, Software oder Web-Oberfläche)

Unsere '''Willkommens-Gruppe''': https://telegram.me/OSEGWelcome (siehe auch [[Hilfe: Kommunizieren mittels Telegram]])

=== Matrix / Element ===
[https://matrix.to/#/#oseg:fabcity.hamburg Open Source Ecology Germany | Welcome]
(Nutzbar per App, Software oder Web-Oberfläche)

Einige unserer Telegram Gruppen sind auch per [https://matrix.org/docs/projects/client/element/ Matrix]/[https://element.io/ Element] erreichbar.
Längerfristig wollen wir darauf als Haupt-Kommunikations-Medium umsteigen.

=== Blog ===
Wir nutzen den [https://blog.opensourceecology.de/ Blog] um relevante Informationen mit der Öffentlichkeit zu teilen. Das können erreichte Milestones in den Projekten, Veranstaltungshinweise, Bekanntmachungen oder auch Infos über uns nahestehende (oder einfach nur interessante) Projekte sein. Jeder von uns, der an den [[Projekte|Projekten in Deutschland]] arbeitet, kann in diesem Blog schreiben. Um einen Account zu erhalten, sende eine Nachricht an info@opensourceecology.de.

=== Wiki ===
Im Wiki dokumentieren wir Arbeitsergebnisse und andere Infos.
Für die Gestaltung der Doku-Seiten von offiziellen OSEG-Projekten im Wiki bitte folgende Style-Guides beachten:
[[OSEG_Projektanforderungen]]
und
[[Projektdokumentation]]

Vorschläge und Ideen für neue Projekte sind am besten im Inkubator aufgehoben. Dort befinden sich auch angefangene oder kurz angerissene Projekte, die seit mehr als einem Jahr keinerlei Aktivität mehr aufweisen (und vielleicht darauf warten von jemand anderem weitergeführt zu werden ;)).
[[Projektinkubator]]

=== Online Besprechungen ===

Technische Infos dazu hier: [[Meetings]]

Jeden 1. Mittwoch im Monat findet ab 20:30 Uhr das [[Kalender:OThing|OSEG-Thing]]<ref name="Erklaerung_OSEG_Thing" /> statt, in dem es um unsere inhaltliche Ausrichtung und unsere aktuellen Projekte geht, sowie auch Organisatorisches. Jeder ist eingeladen, daran teilzunehmen.

Jeden 1. Donnerstag im Monat findet ab 19:00 das monatliche [[Kalender:ZAC+ Meeting|Online-Meeting der ZAC+ Projektgruppe]] statt. Dabei geht’s um Updates und Koordination der einzelnen Entwickler-Teams untereinander, aber Interessierte, die sich über das Projekt informieren möchten, sind auch willkommen.

Nach Absprache in der Telegram OSEG-Server-Gruppe gibt es auch eine Admin-Besprechung,
in der es um die Pflege und Wartung unserer Internet-Infrastruktur geht.

=== E-Mail ===

Siehe [[Kontakt]]

=== Soziale Netzwerke ===

TODO



=== Forum ===
Das Forum ist nur noch zum nachlesen vergangener Diskussionen da.
Es wird nicht mehr aktiv genutzt.<br>
zu den [[https://forum.opensourceecology.de/|archivierten Diskussionen]]

== Das OSEG-Admin-Team ==

=== Domain ===

* opensourceecology.de
* verwaltet durch Sebastian Gampe (admin-c)

=== Server ===

Hosting- und Docker-spezifische Dinge, Server-Troubleshooting

* Achmed Touni
* Andre Aisberg

=== Plattform (Wiki, Forum, Blog) und Web-Anwendungen ===

* Oliver Schlüter
* Sebastian Gampe
* Andreas Plank

=== Direkter Kontakt und Presse-Anfragen ===

* Timm Wille +49 17661304615

telegram.me/TimmW

== Anmerkungen ==
<references/>

[[Category: Kommunikation]]
[[Kategorie:Kontakt]]
[[Kategorie:Hilfe]]

Mitmachen

2022-02-27T09:02:00Z

RobinV: link to Kontakt instead of copying info from there

Wir sind ein offenes Netzwerk wo jeder mitmachen kann.
Wenn Du magst, kannst du dich [[Kontakt|den Anderen in vorstellen]].


==Open Source Technologieentwicklung==

Du kannst mit den [[Projekte|aktuellen Open Source Projekten]] zusammenarbeiten oder dein eigenes '''Open Source Projekt''' starten. Hilfreich wären Erfahrungen in:
* Maschinenbau, Produktdesign, 3D/2D-CAD Konstruktion, CNC-Maschinen, FEM Simulation, Schlosserarbeiten, Werkzeugmaschinen, Pneumatik, Elektronik und andere.
* Textilverarbeitung
* Bauwesen, Ökologisches Bauen, Ökologische Landwirtschaft, erneuerbare Energien.

==Netzwerkentwicklung==
Du kannst uns bei der [[Netzwerkentwicklung]] unterstützen. Das Ziel ist es, die offene und effiziente Entwicklung der Open Source Technologien durch den Aufbau des offenen Netzwerks zu fördern.

==Unternehmen==
Jedes Unternehmen kann sich an der Open Source Ökonomie beteiligen. Bitte bei [[Unternehmen]] weiterlesen.

==Organisationen==
Organisationen, Vereine, Werkstätten, FabLabs, Hackerspaces, Gemeinschaften und alle andere Organisationen können sich an der Open Source Ökonomie beteiligen. Konkrete Infos werden noch beschrieben.
* [[Gemeinschaften]]

==Fundraising==
Wir suchen [[Mitmachen/Fundraiser|eine/n Fundraiser/in]].

==IT und Web-Entwicklung==

Du kannst uns bei den [[IT Aufgaben]] unterstützen. Insbesondere suchen wir einen Administrator für die IT-Infrastruktur.

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==Übersetzung und Korrekturlesen==
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Beratung im Rechtswesen kann unserer weiteren Entwicklung helfen. Bitte [[Kontakt|Kontakt]] mit uns aufnehmen.

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Wir suchen Mentor/innen in den Bereichen Netzwerkaufbau, Gemeinschaftsbildung, effiziente Teamarbeit, Technologieentwicklung und Entrepreneurship. Bitte [[Kontakt|Kontakt]] mit uns aufnehmen.

==Vision unterstützen==
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==Verbreiten==
Wenn Du über uns Informationen verbreiten möchtest: [[OSEG_Verbreitung|hier sind paar Tipps]].

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[[Category:OSEG - Ressourcenverwaltung]]

Kontakt

2022-02-27T08:59:16Z

RobinV: minor formatting and other fixes

<html><div style="float: right; padding-left: 15px;"><img src="/images/icons/mail.png"></div></html>

Am besten erreichst du uns in unserem OSEG Welcome Channel:

* per [https://telegram.org Telegram]: https://t.me/OSEGWelcome
* per [https://matrix.org/docs/projects/client/element/ Matrix]/[https://element.io/ Element]: [https://matrix.to/#/#oseg:fabcity.hamburg Open Source Ecology Germany | Welcome]

''Alternativ'' geht auch per E-Mail, allerdings musst du da evtl. mit (viel) längeren Antwortzeiten rechnen:<br>
{{e-Brief|mail|opensourceecology|de}} oder per [https://www.ose-germany.de/kontakt/ Kontaktformular].

Weitere Kommunikationsmöglichkeiten kannst du auf der Seite [[Open Source Ecology Germany/OSEG Kommunikation|OSEG Kommunikation]] finden.

Kontakt

2022-02-27T08:57:50Z

RobinV: prio: telegram/matrix & remove forum (is still on the detaield communications page)

<html><div style="float: right; padding-left: 15px;"><img src="/images/icons/mail.png"></div></html>

Am besten erreichst du uns in unserem OSEG's Welcome Channel:

* per [https://telegram.org Telegram]: https://t.me/OSEGWelcome
* per [https://matrix.org/docs/projects/client/element/ Matrix]/[https://element.io/ Element]: [https://matrix.to/#/#oseg:fabcity.hamburg Open Source Ecology Germany | Welcome]

''Alternativ'' geht auch per E-Mail, allerdings musst du da evtl. mit (viel) längeren Antwortzeiten rechnen:
{{e-Brief|mail|opensourceecology|de}}<br>
oder per [https://www.ose-germany.de/kontakt/ Kontaktformular].

Weitere Kommunikationsmöglichkeiten kannst du auf der Seite [[Open Source Ecology Germany/OSEG Kommunikation|OSEG Kommunikation]] finden.

Mitmachen

2022-02-27T08:20:51Z

RobinV: replacing forum with telegram welcome group & various small fixes

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* Textilverarbeitung
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[[Category:OSEG - Ressourcenverwaltung]]

UniPro-Kit Terrarium

2020-06-29T04:39:48Z

RobinV: add meta-data table template

[[File:Trrrm_1flach_b.jpg|555px]]

{| class="wikitable"
|-
| ''Status'' || <font color=green>aktiv</font>
|-
| ''Phase'' || beta
|-
| ''Kontakt'' ||
* Roman BrückenEsel [mailto:TODO@ose-germany.de <TODO@ose-germany.de>], [https://t.me/TODO per Telegram]
|-
| ''Diskussion'' ||
* [https://t.me/OSEGWelcome OSEG Welcome Group] auf Telegram
|-
| ''Lizenz'' || [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de CC-BY-SA 4.0]
|-
| ''Repository'' || <font color=red>N/A</font>
|-
| ''OKH Meta-Data'' || <font color=red>N/A</font>
|}

== <big>Beschreibung</big> ==

Dieses Terrarium ist ein Anwendungsbeispiel für den [[Universal Prototyping Kit]] (UniPro-Kit). <br>
Das Ziel ist es ein Gefäß zu bauen, welches selbst kleine Insekten, wie Fruchtfliegen (Drosophila melanogaster) aufbewahren kann. Dabei ist es wichtig, das es Luft und Licht durchlässig ist und die Möglichkeit bietet, einen Eingriff in das Innere zu wagen, mit geringster Wahrscheinlichkeit, das etwas entflieht.<br>

Durch den Corona bedingten Lockdown im Frühling 2020, musste die Vervollständigung des Terrariums pausiert werden. Der Stand ist an den realen Bildern abzulesen, die finale Idee soll mit 3D Konstruktionen näher gebracht werden. Folgend gibt es auch keine Erfahrungsberichte aus der Praxis.

== <big>Maße</big> ==

{| class="wikitable"
|-
! [mm] !! Höhe!! Breite!! Tiefe
|-
| Außen|| 454|| 664 || 454
|-
| Innen|| 415|| 640|| 415
|}

Die Außenmaße beschreiben die äußersten Punkte des Aufbaus.<br>
Die Innenmaße sind hier die Abstände zwischen den Wänden. Nicht berücksichtigt wurden die Kanten der Schienen, die auch nach innen ragen.

== <big>Bestandteile</big> ==

'''<big>Das Gerüst</big>'''

Folgende Teile werden benötigt um das Gerüst/den Ramen des Terrariums zusammenzusetzen. Sie gehören alle zum Sortiment vom UniPro-Kit, wobei die Terrarium Ecke 3D gedruckt wird.<br>

{| style="float:right;
|-
| [[Datei:Tslot maße.png|mini|150px|T-Slot]] || [[Datei:L-verbinder.png|mini|150px|L-Verbinderplatte]]
|-
| [[Datei:M6x8.png|mini|150px|M6x8 Schraube]] || [[Datei:M6nutplate.png|mini|150px|Nutplate]]
|-
| || [[Datei:Terrecke_foto.jpg|mini|150px|Terrarium Ecke]]
|}

* T-Slot-Profil, Nut 6, 20x20mm

{| class="wikitable"
! Stückzahl
! Länge [mm]
! Artikel
|-
| 8 || 400 || Tslot40
|-
| 4 || 640 || Tslot64
|-
|}

* L-Verbinderplatte, 60x60x3mm

{| class="wikitable"
! Stückzahl
! Länge [mm]
! Artikel
|-
| 16 || 60 || Lcon Verbinder
|-
|}

* Terrarium Ecke

{| class="wikitable"
! Stückzahl
! Länge [mm]
! Artikel
|-
| 8 || 48 || Terrecke
|-
|}

* Schrauben

{| class="wikitable"
! Stückzahl
! Länge [mm]
! Artikel
|-
| 80 || 8 || M6x8
|-
| 16 || 20 || M6x20
|-
|}

* Nutplate

{| class="wikitable"
! Stückzahl
! Länge [mm]
! Artikel
|-
| 80 || 10 || M6nutplate
|-
|}

Es besteht die Möglichkeit die L-Verbinderplatten an 2, statt an 4 Stellen anzuschrauben. Der Aufbau verliert an Stabilität, jedoch werden dann nur noch 48 statt 80 Nutenplaten und M6x8 Schrauben benötigt.

----

<big>'''Die Flügel'''</big>

Die Flügel/Wände bilden den Mantel des Terrariums und werden in der inneren Nut der T-Slots eingespannt. Das Material entscheidet dabei welches Medium (Erde, Luft, Wasser) das Gefäß beinhalten kann und ob es im Endeffekt als ein Terrarium, Aerarium oder Aquarium bezeichnet wird. Einfachheitshalber wird in diesem Artikel "Terrarium" als Terminus verwendet.

'''Gaze'''

[[ Datei:Gaze.jpg|mini|150px|Gazestoffe]]

Gazestoff bzw. Gittergewebe oder Insektennetz ist die Lunge des Terrariums und sorgt im Idealfall für Luftzirkulation. Der Stoff wird in die Schiene der T-Slots eingequetscht, die Nut-Öffnung ist 6 mm breit, die Tasche dahinter ca. 12mm. Hierfür eignet sich ein Aquariumschlauch ausgezeichnet, durch seinen Hohlraum bietet er die nötige Flexibilität um die Gaze zu spannen.

Es gibt unterschiedliche Netztdichten/Maschenweiten, hierbei muss die Größe der Tiere berücksichtigt werden.<br>
Ausserdem gibt es auch verschiedene Materialien, aus denen die Fäden bestehen. Für Heuschrecken sollte z. B. ein Alu-Gitter genommen werden, da sie sich durch viele Kunststoffe durchbeißen können.

'''Holz'''

[[ Datei:sperrholz.jpg|mini|150px|Sperrholz 6mm]]

Holz ist eine günstige Möglichkeit ein Terrarium zu schließen. Z. B. Sperrholz ist in richtiger Dicke leicht aufzutreiben.

Es ist zweifellos lichtundurchlässig und anfällig für Feuchtigkeit, wodurch der Reinigungsaufwand sich enorm erhöht. Nicht zu unterschätzen sind die Ausscheidungen der Tiere.
Eine Lasur (z. B. Leinölfirnis) kann die Nutzungsdauer erhöhen, dabei sind mögliche Dämpfe zu beachten.
Eine Klebefolie kann die Handhabung ebenfalls erleichtern, jedoch geht dadurch eins der größten Vorteile verloren: die raue Fassade. Die Fasern des Holzes bieten den Tieren eine natürliche Oberfläche und auch die Möglichkeit vertikal zu haften.

== Ansprechpartner ==

Roman Süsin<br>
Schreibt mich bei Fragen und Anregungen gerne an. - roman.suesin at ose-germany.de

Boxfarm

2020-05-10T07:32:23Z

RobinV: add repo and OKH links

== Mobile Hydroponikfarm ==

[[File:Project-icon_boxfarm_rgb_wikithumb.png|372px|left]]

<gallery widths="300" heights="240" perrow="2>
File:Boxfarm_prototype_1.1_thumb.jpg|thumb|300px|right|Ein einzelnes, gering dimensioniertes Modul der Version 1.1, voll ausgestattet und beliebig in der Größe skalierbar
</gallery>

{| class="wikitable"
|-
| ''Status'' || <font color=green>active</font>
|-
| ''Phase'' || prototyp
|-
| ''Kontakt'' ||
* Timo Nendel [mailto:timo.nendel@ose-germany.de <timo.nendel@ose-germany.de>], [https://t.me/timonizer per Telegram]
|-
| ''Diskussion'' ||
* [https://t.me/OSEGWelcome OSEG Welcome Group] auf Telegram
|-
| ''Lizenz'' ||
* [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de CC-BY-SA 4.0] - Inhalte (z.B. hier im Wiki)
* [http://ohwr.org/cernohl CERN OHL] - Technischen Zeichnungen, Schaltpläne für die Elektronik und sonstiges welches direkt die Hardware betrifft
|-
| ''Stichwörter'' || {{Stichwörter|Agriculture, Gardening, Planting}}
|-
| ''Repositories'' || https://github.com/osegermany/BoxFarm
|-
| ''OKH Meta-Data'' || https://raw.githubusercontent.com/osegermany/BoxFarm/master/okh.yml
|}

=== Übersicht ===

Die '''Boxfarm''' ist ein kleiner experimenteller Prototyp einer transportablen Hydroponikfarm, basierend auf dem [https://de.wikipedia.org/wiki/Hydrokultur#Nutrient_Film_Technique_.28NFT.29 NFT-Verfahren (Nutrient Film Technique)]. Ein anpassungsfähiges Design, beliebig in der Größe skalierbar, teilautomatisiert mit geplanter Off-Grid-Erweiterung (energieautark). Eine Erweiterung auf [https://de.wikipedia.org/wiki/Aquaponik Aquaponik] mit einem Fischbecken scheint das derzeitige Design ebenfalls zuzulassen. Das Modul entstand ursprünglich für eine [http://www.stuttgartopenfair.de/27/transform-stuttgart-karawane-des-wandels Demo lösungsorienteriter Konzepte] der Selbstorganisation und Deglobalisierung in Stuttgart als Aufsatz für den Frachtbereich eines Lastenrads. Es steckte dort drin und schien mit diesem verschmolzen - war aber natürlich abnehmbar. Das Gerüst in dieser Variante ist mechanisch kompatibel mit dem [http://www.n55.dk/MANUALS/XYZNODES/xyznodes.html XYZ-Nodes]-Design der Hamburger Entwickler der [http://www.xyzcargo.com/ XYZ-Cargo Lastenräder]. Nun dient es als Prototyp einer beliebig vergrößerbaren NFT-Anlage, die nun weiter verbessert wird.

<gallery widths="600" heights="468" perrow="1">
File:BoxfarmMindmap.png| <small>Als kompletter Überblick über Eigenschaften, Bestandteile und Entwicklungs-Timeline dient ein Projektplan der Boxfarm 1.1 als Mindmap. Wird regelmäßig aktualisiert (Stand: 22. Feb. 2016). ([https://cloud.tzm-deutschland.de/index.php/s/ZRevcTYTYJMgmZh *.xmind Quelldatei])</small>
</gallery>

=== Wichtigste Eigenschaften ===

[[Datei:Boxfarm 1.1 komplett progress 02.jpg|200px|mini|rechts|Seitenansicht des Rahmens mit den montierten Pflanzenkanälen]]

[[Datei:Boxfarm 1.1 canals 01.jpg|200px|mini|Die schräg angeordneten Pflanzenkanäle mit Netztöpfen. Montiert sind sie durch 'Schlingen' aus einem Lochband aus Metall, das am L-Profil oben verschraubt ist]]

[[Datei:Boxfarm 1.1 xyz node system verschraubt 1.jpg|200px|mini|rechts|Die XYZ Verbindungstechnik - hier das Heck der Boxfarm 1.1 mit dem Querprofil, das den Wassertank festhällt]]

[[Datei:Boxfarm 1.1 schlauchadapter improvisiert.jpg|200px|mini|rechts|Kupferhülsen als improvisierte Adapter, um den Schlauch dicker zu machen für eine dichte Steckverbindung an das 15 mm PE-Rohr]]

[[Datei:Boxfarm 1.1 schlauchadapter improvisiert 02.jpg|200px|mini|rechts|Der Schlauch steckt dank der Hülse fest im PE-Rohr]]
==== Grundgedanken ====
* '''Upcyclinggedanke:''' Einige Teile flossen in die flexible Konstruktion ein, weil sie zufällig verfügbar waren und leicht angepasst wurden
** Aluprofile im Keller
** Schläuche für die Pumpe passend, mit als Adapter zweckentfremdeten Gegenständen verbunden
** Ein Eimer mit Verschlussdeckel ('Obi-Eimer') als Wassertank
* '''maximum adaptability'''
** sehr hohe upgradefreudigkeit (Upcycling vs. Industrielevel) und in großen Dimensionen möglich, ohne von den Bauplänen abzuweichen
** Leichte Ab- und Anmontierbarkeit der Energiequelle/Elektronik/Pumpen/Nährstofftanks
* trotzdem '''hohes Produktniveu:''' Es gibt simplere Konstruktionen im Internet, die einfacher zu bauen sind, allerdings meist nur für ihre momentane Größe konzipiert, sowie schlechter erweiterbar, wenn nicht von vorn herein an Upgrades gedacht wird
* '''stufenlose Skalierbarkeit'''
** '''Vertikal:''' längere vertikale Profile hinten = steilerer Hang = längere schräge Profile, auf denen die Kanäle montiert = mehr Kanäle auf kleiner Fläche
** '''Horizontal:''' einfach längere Rohre auf geklonte Alurahmen montieren, sodass ein vollausgestatteter Rahmen eine größere Beetgröße verwalten kann. Die Klone müssen das selbe Format haben, können mit größerem Abstand aufgestellt werden (spart Material) und nur einer muss mit Betriebstechnik und Tank versehen werden. Die Rahmen können auch tiefer sein, d.h. ebenfalls mehr Kanäle.

'''Ein Kompromisslastiges Design, erhöht m.E. aber die Anpassbarkeit...'''

==== offener stabiler Rahmen ====

Die Alukonstruktion aus eloxierten Quadrahtrohrprofilen ist recyclebar, wetterfest und durch das o.g. XYZ Node System sehr stabil, gut für Transport. Die HT Rohre bekommt man überall und die Tankdurchführungen mit Schlauchtüllen (ursprüngliche Idee in der Brainstorming Phase und für 1.2 geplant) bekommt man aus dem Bootsbau, die Schläuche dafür in jedem Baumarkt oder Zoohandlung. Die PE-Rohre mit den Klemmverbindern sind professionell, allerdings etwas 'over-engineered'. Man kann für v1.2+ statt Winkel auch gerade Klemmverbinder oder Borddurchlässe mit Tüllen aus einem Guss verwenden und mit flexiblen Schläuchen direkt in Löcher in die Oberseite der unteren Kanäle rein - spart im Vergleich zu v1.1 eine Menge Ressourcen.

<small>* Nachteil beim XYZ Node System: Es muss abgewandelt werden, wenn die Boxfarm 'vollwertig' Open Source werden soll. Der Entwicker [http://n55.dk/NEWS/omninews.html n55] hat dieses Design [http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/ eingeschränkt lizensiert]. Kommerzielle Nutzung (Verkauf von Bausätzen u.a.) ist den Verwendern nicht erlaubt. Also in dieser Variante keine 'vollwertige' Freie Hardware.</small>

==== Semi-Modularität ====

Modular im eigentlichen Sinne ist es nur bedingt, denn für eine Skalierung durch die Kombination gleicher Module entstünde beim derzeitigen Design ein 'Cluster' aus unnötig viel verbautem Material. Output und Materialverbrauch würden fast linear zunehmen. Effizient wäre nur eine '''super-lineare Skalierung''', also wenn sich die Materialmenge der Gesamtkonstruktion bei einer Vergößerung geringer erhöht.
Bsp: +300% Rohre, +40% Aluminium, +0% Verbindungsleitungen -> 300% mehr Pflanzen

Jedes Modul (hier der Alurahmen) könnte, wenn es so gebaut ist, getrennt dann voll ausgestattet und unabhängig werden. Im Zusammenschluss können aber kleine und große Module oder mehrere 'Klone' mit sehr langen Rohrkanälen mit nur einer Pumpe, einem 5 l Wassertank, einem Controller, einem Satz Sensoren und einer Dantenschnittstelle in einem Hauptmodul funktionsfähig gemacht werden.
Wie die Größe des Kreislaufs (im Prototyp v1.1 ca. 12 l) sich allerdings auf die erforderliche Leistung der Pumpe auswirkt, wird sich zeigen. Hauptsache von der Konstruktion muss so wenig wie möglich ''mitmultipliziert'' werden. Ein 5 l Eimer eines 1m Moduls könnte z.B. prinzipiell auch für größere Kreisläufe (2-10m) eingesetzt werden, solange in diesem kleinen Tank immer genug Wasser steht. Regulation der Pumpe ist dabei sehr wichtig! '''Problem mit v1.1:''' Schaltet man die Pumpe ab, läuft der Eimer über. '''Dafür muss noch eine Lösung gefunden werden.''' Scheinbar kommt man nicht herum, das Fassungsvermögen des Tanks gleichgroß oder größer, als das der gesamten Kanäle zu halten.

==== Autonomie ====

[[Datei:Boxfarm 1.1 brainbox parts 01.jpg|200px|mini|Die Sonden und der Controller. Das SD-Kartenmodul gehört nicht dazu]]

[[Datei:Boxfarm 1.1 brainbox parts 02.jpg|200px|mini|Das PH Detection Interface Modul. Es gibt eine [https://www.sparkyswidgets.com/portfolio-item/miniph-i2c-ph-interface/ Open Source Variante] davon]]

Die Kultivierung soll teilautomatisiert werden, durch permanente elektronische Werteüberwachung und Steuerung der Dosierung von Dünger und PH-Regulatorflüssigkeit. Alles in einem wettergeschützten Kasten, gefüllt mit der nötigen Elektrik und Elektronik für Eingabe und Ausgabe – der sogenannten '''„Brainbox“'''

* Arduinobasiert
* TEMP-, PH- und EC-Sonden mit Schnittstellen
* Dosierungsautomatik durch Ventile
** 'Guerillavariante' mit Servos, die Schläuche knicken und lösen: Servos sind billig, häufiger verfügbar und können bei Demontage komplett andere Zwecke erfüllen
** professioneller & teurer: Magnetventile (Solenoids), auch kleine müssen mit 12V angesteuert werden
* eine Platine mit Schraubklemmen und Pins für Stecker, damit muss das meiste nicht direkt an den Arduino angeschlossen werden

'''Fernwartung:'''
Personelle Ressourcen ermöglichen den Gedanken an eine Fernüberwachung mittels Ethernet/WLAN-Modul und einer App als Front End.
Bspw. eine Android-App, welche die Oberfläche bereitstellt, damit spart man sich auch ein Display am Device selbst, die App könnte dann auch Statistiken aufbereiten: wie oft wurde gedüngt, wie entwickelt sich der PH-Wert, wieviel von den Regulatoren wurde verwendet (Pump- bzw. Ventilöffnungszeiten und -dauer).

==== Autarker Betrieb ====

Der Rahmen lässt Raum für ordentliche Integration einer 12V-Batterie und eines Photovoltaikpanels (ca. 20W). Daher war angedacht, nur Geräte mit nicht mehr als 12V Eingangsspannung zu verwenden. WLAN für die Steuertechnik erleichtert das Überwachen.

==== Mögliche Pflanzen ====

* Erdbeeren
* Salate
* Buschbohnen
* ...?

== Konstruktion ==

=== Rahmen ===

[[Datei:Xyz node system by n55.dk.jpg|200px|mini|rechts|2 Ecken einer fremden XYZ Nodes Konstruktion von Außen und von Innen gesehen]]

[[Datei:Boxfarm 1.1 wassertank 01.jpg|200px|mini|rechts|Der 5 l Eimer als Wassertank, ohne Befestigung vom Rahmen gehalten]]

* Aluprofile: 20 mm Quadratrohre, 1,5mm Stärke
* konstruiert nach dem Prinzip des [http://www.n55.dk/MANUALS/XYZNODES/xyznodes.html XYZ-Node-Systems] von [http://n55.dk/ N55] (CC-BY-NC-SA)
* Prinzipiell ist eine Neukonstruktion des Rahmens basierend auf dem [[Universal Prototyping Kit|UniPro-kit]] möglich
* verstellbare Stempel an den Füßen, um bei Unebenheiten stabil zu stehen
* Eine Querstrebe ermöglicht das befestigungslose Einhängen eines 5 l [http://www.eimerzentrale.de/epages/62877003.sf/de_DE/?ObjectID=40584665&ViewAction=ViewFaceted&FacetValue_CategoryID=40584665 Kunststoffeimers] als Wassertank
* Zwischen den Beinen kann prinzipell ein Fischtank platziert werden, bzw. muss der Rahmen dann passend groß sein, um platzsparend über einem fischfreundlichen Tank stehen zu können

===Pflanzreihenkanäle===
* graue HT-Rohre (trinkwassergeeignet)
* erhältliche Durchmesser: 90, 110, 125 oder 160 mm
* HT-Rohrstopfen präpariert mit Tankdurchführungen
* runde Löcher sägen für Töpfe
* '''v1.2+ Verbesserung:''' eckige Löcher vorzeichnen und mit einem Heißschneidegerät herausschmelzen

===Leitungen und Verbindungen===
[[Datei:Boxfarm 1.1 canals 02.jpg|200px|mini|rechts|Die Kanäle mit PE Rohr Klemmverbindern. Zuviel Material. Man könnte sich viel material und Geld aparen: Ein Winkel (wenn nicht beide) und ein Tankdurchlass)]]
* HT-Rohrstopfen präparieren mit Tankdurchführungen
* PE-Rohr-Klemmverbinder (Übergangswinkel, 1/2" Innengewinde) - professionell, aber teuer und klobig)
* diverse Adapterimprovisationen für den Anschluss der Pumpe und um verfügbare Schlauchabfälle zu verwenden (Upcycling)
* '''v1.2+ Verbesserung:''' Borddurchlässe, 1/2" Außengewinde & 15mm mit Schlauchtüllen und entsprechenden Aquaristikschläuchen

===Pflanzenbereich===
* Gitternetztöpfe rund
* Durchmesser 55, 80 oder 100 mm?
* '''v1.2+ Verbesserung:''' wenn eckige Löcher entsprechend groß, keine Töpfe sondern Rohre mit Blähton füllen

===Versorgung===
* Luft- (Air Stone) und Wasserpumpen
* 12V-Netzteil (v1.1)
* kleiner Tank, gefüllt mit konzentrierterer Düngerlösung zur Dosierung/Anreicherung, sobald in der Lösung Nährstoffmangel entsteht
* kleiner Tank, gefüllt mit PH-Regulator-Flüssigkeit zur Dosierung/Anreicherung, sobald die Sensormessung ergibt, dass Bedarf besteht
* '''v1.2+ optional:''' 12V-Akku mit PV-Panel möglicherweise eine kleine Version der [[SolarBox]]

===Betriebstechnik - (Brainbox v1.0)===

[[Datei:Boxfarm 1.1 brainbox 02.jpg|300px|mini|rechts|die geöffnete Box mit der Betriebstechnik: Das EC Modul fehlt, genauso wie die Steckerplatine und die Verkabelung der Breakout Boards. 2 Schläuche führen durch die Box, zu den im Innern geschützen Servoventilen und hinaus zum Wassertank.]]

* Version 1.0 ist in einer Tupperdose untergebracht, die mit 6 Kabelverschraubungen versehen ist
* integrierte DC-DC Wandler für entsprechende Geräte (Arduino 5V, Sauerstoffpumpe 9V, ...)
* [https://www.arduino.cc/ Arduino] Mikrocontroller (v1.1: [https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno Arduino Uno])
* [http://www.uctronics.com/liquid-ph0-14-value-detect-test-sensor-module-with-at-for-arduino.html Interface Modul] für die [http://www.ebay.de/itm/PH-Electrode-Probe-BNC-Connector-for-Aquarium-PH-Control-Meter-Sensor-/371461468037?hash=item567cd42f85:g:gKYAAOSwqYBWn56E PH Sonde] (alternativ, ein [https://www.sparkyswidgets.com/portfolio-item/miniph-i2c-ph-interface/ Open Source Modul] kopieren)
* [http://www.sparkyswidgets.com/portfolio-item/minieC-i2c-eC-interface/ Interface Modul] für die [http://www.ebay.de/itm/EC-ELEKTRODE-SONDE-LEITWERT-LEITFAHIGKEIT-ERSATZELEKTRODE-WASSERDICHT-S10-/361490745576?hash=item542a8708e8:g:7HoAAOSw3ydVpkGz EC Sonde]
* elektronisch ansteuerbare Ventile (s.o. [[Boxfarm#Autonomie|Autonomie]])
* Potentiometer für die Regelung der Pumpe
* Optional: Relais für die Pumpe
* Optional: WLAN Modul für Arduino

== Links ==

{| class="wikitable"
|-
! Referenz !! Beschreibung
|-
| [http://opensourceecology.org/wiki/Water_Elf_IoT] || Bewässerungs-Steuerung von OSE US
|-
| [https://www.instructables.com/id/Arduino-Controlled-Smart-Hydroponic-Modular-System/?utm_source=newsletter&utm_medium=email] || Hydroponic-System auf Instructables
|-
|}

AgroCircle

2020-05-06T17:46:29Z

RobinV: /* Materialsammlung */ add links-page from OSE US about this topic

{| class="wikitable"
|-
| ''Status'' || <font color=red>inactive</font>
|-
| ''Phase'' || prototyp
|-
| ''Kontakt'' ||
* Thomas Kalka [mailto:thomas.kalka@googlemail.com <thomas.kalka@googlemail.com>], ''AgroCircle''
* [[Benutzer:Jan_R.B.-Wein|Jan R.B.-Wein]] [mailto:radagast@ciry.at <radagast@ciry.at>], ''Fruit, Nut-, Vegetable-Robot''
* [http://agrokruh.sk/ AgroKruh], Ideological parent project
|-
| ''Diskussion'' ||
* [https://t.me/OSEGWelcome OSEG Welcome Group] auf Telegram
|-
| ''Lizenz'' || [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de CC-BY-SA 4.0]
|-
| ''Stichwörter'' || {{Stichwörter|Agronomie, Pflanzen}}
|-
| ''Repositories'' ||
* https://github.com/thoka/AgroCircle - original, contains OpenSCAD files
* https://github.com/faerietree/fruit_nut_vegetable_robot - further development, contains KiCAD files
* https://github.com/osegermany/AgroCircle - official OSEG version, combines the above two (in separate branches)
|-
| ''OKH Meta-Data'' ||
* https://raw.githubusercontent.com/osegermany/AgroCircle/master/okh.yml (AgroCircle)
* https://raw.githubusercontent.com/osegermany/AgroCircle/veg-carer/okh.yml (Fruit, Nut & Vegetable Carer)
|}

==Übersicht==
Universeller Agrar-Roboter für den Gemüseanbau, aufbauend auf dem Rundfeldprinzip. <br>
Vom slovakischen Erfinder auch "[http://agrokruh.sk/ AgroKruh]" genannt.

===Lizenz===
Das Konzept kommt vom [http://agrokruh.sk/ AgroKruh] Projekt, welches wir als proprietär einschätzen.
Da wir aber dieses Projekt von Grund-auf selbst entwickeln und designen,
können wir die Lizenz wählen,
und haben uns für [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de '''CC-BY-SA 4.0'''] entschieden.

===Arbeitsweise===
Ein um einen festen Mittelpunkt rotierender Arm, am anderen Ende abgestützt und angetrieben, beschreibt eine Kreisfläche.<br>
Ein auf dem Arm beweglicher Wagen trägt auswechselbare Werkzeuge/Vorrichtungen oder eine Liegefläche für Menschen.<br>
Durch Rotation des Armes und gleichzeitiger Querbewegung des Werkzeugträgers können exakt reproduzierbare Spiralen für die Gemüsereihen gefahren werden.

==Technische Daten==
Gefunden im Netz ([http://www.agrokruh.sk/technicka-realizacia], [http://www.farmlandia.sk/en/agrokruh/strojna-technologia/]):
*Kann 80% der notwendigen Arbeiten übernehmen
*Ausleger 18m = ca 1000m² bearbeitbare Fläche
*elektr. Antriebsleistung 0,75kW
*Jahresenergiebedarf 4000kWh für 15 Felder = 267kWh pro Feld
*2t Gemüse pro Feld
*Eine Einheit für 3 Rundfelder (lt. [http://www.google.de/maps/@48.1699222,17.3968533,339m/data=!3m1!1e3 Satellitenbild] eine Einheit für 5 Felder)

==Materialsammlung==

'''Erfinder: Ján Šlinský'''
* Talk TEDx Bratislava (mit englischen Untertiteln) http://www.youtube.com/watch?v=ZwP3A6z4sFc
* Doku aus der Slovakei: http://www.youtube.com/watch?v=mYrJ0BJ4Qak

'''Linksammlung'''
* https://wiki.opensourceecology.org/wiki/Agrokruh
* Ján Šlinský's CSA AgroKruh http://www.google.de/maps/@48.1699222,17.3968533,339m/data=!3m1!1e3
* http://ec.europa.eu/environment/ecoap/about-eco-innovation/good-practices/slovakia/20140127-organic-farming-goes-in-circles_de.htm
* http://www.farmlandia.sk/en/agrokruh/
* http://www.agrokruh.sk/
* http://www.fairtrade.cz/files/texty/spolupracujeme/cepta-introducing-agrokruh.pdf
* http://www.osrliving.org/forum/forum_posts.asp?TID=44]
* http://ekumakad.cz/download/IVF/CEPTA%20-%20Introducing%20AGROKRUH.pdf
* https://ec.europa.eu/eip/agriculture/en/find-connect/projects/agrokruh
* http://www.farmlandia.sk/#agrokruh
* https://www.youtube.com/watch?v=fiE4rruSDCY

==Diskussion/Kommunikation/Dokumentation==
*Auf [http://www.brabbl.com/discussions/solidarische-oekologische-landwirtschaft-wird-attraktiver-wenn-sie-automatisierte-anbaupflegeerntemethoden-verwendet/ Brabbl] übers grundsätzliche Prinzip/Kreisfelder; Schreiben nur nach Anmeldung
*[https://groups.google.com/forum/#!forum/agrocircle Mailingliste]
*https://github.com/thoka/AgroCircle/wiki/Roadmap

==Komponenten==

===Port===
http://www.youtube.com/watch?v=IMbGA-nOW64#t=53

'''Funktion:'''
Befestigte Installation für Lageraufnahme, 400V, Wasser, (optional Netzwerk)
*unverrückbar durch Eigengewicht oder Verankerung

===Drehlager===
'''Funktion:''' Auflager für Traverse, Drehverteiler für Strom und Wasser, (optional Netzwerkanschluß (Wlan)), Synchronisation der Verschiebung

'''Realisation:'''
http://www.youtube.com/watch?v=IMbGA-nOW64#t=5m35

* Inkremental-Drehgeber (nich benötigt)
* Schleifkontakte
**5-polig für L1-3,N,PE
**fertig kaufen oder Eigenbau
**Eigenbau aus Ringen aus CU-Rohr, Motorkohlen, Kunststoffträgern (ggf. 3D-Druck)
**16A Belastbarkeit
* Zahnrad für umlaufende Kette des Radialantriebs

===Traverse===
'''Funktion:'''
Lager für Geräteträger, Personenträger, nimmt Drehmomente und Kräfte auf

'''Realisation:'''
*3seitig
*ggf. mit Stützrad
*aus Veranstaltungsbau (Al oder St)
*Kranmast, Gitterrohrmast
*einfacher Eigenbau

===Tangentialantrieb (Hauptantrieb)===
'''Funktion:''' Kreisbewegung, Antrieb für Geräte

'''Realisation:'''

*http://www.youtube.com/watch?v=Von3EgRGutw#t=1m35
*http://www.youtube.com/watch?v=Von3EgRGutw#t=2m01
*Pedalantrieb: http://www.agrokruh.sk/node/33
*Drehstrom-Getriebemotor mit FU (Prototyp hat einen 750W-Motor verbaut)
*ggf. ohne Getriebe nur mit FU? - Ich glaube das ist nicht möglich. --[[User:Shure|Shure]] ([[User talk:Shure|talk]]) 21:35, 2 March 2014 (CET)
*Ein Rad mit Stützrädern oder 2 Räder

===Radialantrieb (steuert Spirale)===
Ján Šlinský hat dafür ein einfache Lösung gefunden, die komplett ohne Elektronik auskommt: Es gibt eine Umlaufende Kette, die sich um ein Zahnrad am Zentralmast wickelt.
Der Umfang dieses Zahnrades bestimmt die Spurweite der Spirale.

===Geräteträger===
*http://www.youtube.com/watch?v=IMbGA-nOW64#t=4m30
*http://www.youtube.com/watch?v=IMbGA-nOW64#t=6m55

*selbsthemmende Übersetzung + Schrittmotor
*Ketten- oder Seilantrieb mit Rückkopplung vom Drehgeber, um Schlupf vom Hauptantrieb zu kompensieren
*Positionserkennung via Markern auf Traverse (induktiv, rfid, optisch) oder Entfernungsmessung
*Eilgang zum zurückfahren
*Steckdose für angetriebene Geräte, oder angetriebene Zapfwelle/Riemenscheibe
*Schleppkette für Strom, Wasser, Daten
*Gleitlagerung oder Formrollen
*Standardisierte WZ-Schnittstelle (z.B. von Einachstraktoren)
*Magnetventil für Wasser

===Werkzeuge===
*modifizierte Handwerkzeuge
*Geräte von Einachstraktoren
*Eigenbauten
Eine Übersicht der benutzten Geräte in der Slovakei: https://www.youtube.com/watch?v=nStEuHWJE-o

====Spatenschreiter ;-)====
*https://www.youtube.com/watch?v=2Rb5o1D7laI
*http://www.agrokruh.sk/node/954

====Bodenfräse====
*Bodenbearbeitung: https://www.youtube.com/watch?v=FOb1tvbV8-w
*Beikrautregulierung: https://www.youtube.com/watch?v=Qy5D3NGZPzk

====Saatvorbereiter ====
*http://www.youtube.com/watch?v=Von3EgRGutw#t=1m35
*http://www.youtube.com/watch?v=Von3EgRGutw#t=3m55

===Elektronik (optional)===
Elektronik wird in der einfachsten Realisationsstufe nicht benötigt.

Für vermehrter Automatisierung (automatische Bewässerung, etc) jedoch wünschenswert

*Arduino o. Raspberry Pi
*Frequenzumrichter (FU)
*ggf, Wlan

==ToDos==
*Gruppe von Interessierten aufbauen
*Kontaktaufnahme zum Erfinder, Pläne nachfragen, Besuch abstatten
*Günstige Bezugsquellen recherchieren
*Geld besorgen
*Komponenten/Material beschaffen
*Eigenbauteile konstruieren
*Bauen, Programmieren und Testen
*Erfahrungen und Pläne teilen

==Interessierte==
*[http://wiki.opensourceecology.de/user:ganafets82 Stefan Raabe]
*[http://www.coforum.de/?121 Thomas Kalka]
*[http://wiki.opensourceecology.de/User:FranzN Franz Nahrada]

Potentiell (Übersetzung):
* Lukas Simko und Elim Srnka haben angeboten, mit Übersetzung/Kommunikation zu helfen: https://www.facebook.com/OpenSourceEcologyEurope/posts/685109474859848 . [https://www.facebook.com/OpenSourceEcologyEurope?sk=messages_inbox&action=read&tid=mid.1394612762612%3A02b3a9a5db48fcad26&notif_t=fbpage_new_message Sirie] auch.

==Sammlung==

===Ján Šlinský===
An ecological farmer. He has a diploma from the Mendel University in Brno, Faculty of Gardening. Jan Šlinský is the author of the agricultural system Agrokruh, whose main idea is to produce vegetables sustainably and ecologically. He has also built a net of local buyers, thus supporting local trade in his area.
Jan Šlinský is a practical and witty person with a well-developed common sense.

"”Enough talk, it's time to act. It is not in the power of an individual to save the entire planet. However, each of us can help a particular place on Earth. But he must be sufficiently educated and skilled, and he has to love the place he is aiding. “

http://www.agrokruh.sk/kontakt
tel.: 0918 655 564

Dozent am Sokratov-Institut

http://www.sokratovinstitut.sk/index.php/en/lektori/lektori#slinsky

Talk an TEDx Bratislava mit englischen Untertiteln: http://www.youtube.com/watch?v=ZwP3A6z4sFc

HD-Video: http://www.youtube.com/watch?v=2P7MGNLz5xE

[[Category:Landwirtschaft]]
[[Category:Bodenfruchtbarkeit]]
[[Category:Boden]]
[[Category:OSEG_Projekte]]

AgroCircle

2020-05-06T17:44:10Z

RobinV: add links to OKH meta-data files

{| class="wikitable"
|-
| ''Status'' || <font color=red>inactive</font>
|-
| ''Phase'' || prototyp
|-
| ''Kontakt'' ||
* Thomas Kalka [mailto:thomas.kalka@googlemail.com <thomas.kalka@googlemail.com>], ''AgroCircle''
* [[Benutzer:Jan_R.B.-Wein|Jan R.B.-Wein]] [mailto:radagast@ciry.at <radagast@ciry.at>], ''Fruit, Nut-, Vegetable-Robot''
* [http://agrokruh.sk/ AgroKruh], Ideological parent project
|-
| ''Diskussion'' ||
* [https://t.me/OSEGWelcome OSEG Welcome Group] auf Telegram
|-
| ''Lizenz'' || [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de CC-BY-SA 4.0]
|-
| ''Stichwörter'' || {{Stichwörter|Agronomie, Pflanzen}}
|-
| ''Repositories'' ||
* https://github.com/thoka/AgroCircle - original, contains OpenSCAD files
* https://github.com/faerietree/fruit_nut_vegetable_robot - further development, contains KiCAD files
* https://github.com/osegermany/AgroCircle - official OSEG version, combines the above two (in separate branches)
|-
| ''OKH Meta-Data'' ||
* https://raw.githubusercontent.com/osegermany/AgroCircle/master/okh.yml (AgroCircle)
* https://raw.githubusercontent.com/osegermany/AgroCircle/veg-carer/okh.yml (Fruit, Nut & Vegetable Carer)
|}

==Übersicht==
Universeller Agrar-Roboter für den Gemüseanbau, aufbauend auf dem Rundfeldprinzip. <br>
Vom slovakischen Erfinder auch "[http://agrokruh.sk/ AgroKruh]" genannt.

===Lizenz===
Das Konzept kommt vom [http://agrokruh.sk/ AgroKruh] Projekt, welches wir als proprietär einschätzen.
Da wir aber dieses Projekt von Grund-auf selbst entwickeln und designen,
können wir die Lizenz wählen,
und haben uns für [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de '''CC-BY-SA 4.0'''] entschieden.

===Arbeitsweise===
Ein um einen festen Mittelpunkt rotierender Arm, am anderen Ende abgestützt und angetrieben, beschreibt eine Kreisfläche.<br>
Ein auf dem Arm beweglicher Wagen trägt auswechselbare Werkzeuge/Vorrichtungen oder eine Liegefläche für Menschen.<br>
Durch Rotation des Armes und gleichzeitiger Querbewegung des Werkzeugträgers können exakt reproduzierbare Spiralen für die Gemüsereihen gefahren werden.

==Technische Daten==
Gefunden im Netz ([http://www.agrokruh.sk/technicka-realizacia], [http://www.farmlandia.sk/en/agrokruh/strojna-technologia/]):
*Kann 80% der notwendigen Arbeiten übernehmen
*Ausleger 18m = ca 1000m² bearbeitbare Fläche
*elektr. Antriebsleistung 0,75kW
*Jahresenergiebedarf 4000kWh für 15 Felder = 267kWh pro Feld
*2t Gemüse pro Feld
*Eine Einheit für 3 Rundfelder (lt. [http://www.google.de/maps/@48.1699222,17.3968533,339m/data=!3m1!1e3 Satellitenbild] eine Einheit für 5 Felder)

==Materialsammlung==

'''Erfinder: Ján Šlinský'''
* Talk TEDx Bratislava (mit englischen Untertiteln) http://www.youtube.com/watch?v=ZwP3A6z4sFc
*Doku aus der Slovakei: http://www.youtube.com/watch?v=mYrJ0BJ4Qak
'''Linksammlung'''
* Ján Šlinský's CSA AgroKruh http://www.google.de/maps/@48.1699222,17.3968533,339m/data=!3m1!1e3
* http://ec.europa.eu/environment/ecoap/about-eco-innovation/good-practices/slovakia/20140127-organic-farming-goes-in-circles_de.htm
* http://www.farmlandia.sk/en/agrokruh/
* http://www.agrokruh.sk/
* http://www.fairtrade.cz/files/texty/spolupracujeme/cepta-introducing-agrokruh.pdf
* http://www.osrliving.org/forum/forum_posts.asp?TID=44]
* http://ekumakad.cz/download/IVF/CEPTA%20-%20Introducing%20AGROKRUH.pdf
* https://ec.europa.eu/eip/agriculture/en/find-connect/projects/agrokruh
* http://www.farmlandia.sk/#agrokruh
* https://www.youtube.com/watch?v=fiE4rruSDCY

==Diskussion/Kommunikation/Dokumentation==
*Auf [http://www.brabbl.com/discussions/solidarische-oekologische-landwirtschaft-wird-attraktiver-wenn-sie-automatisierte-anbaupflegeerntemethoden-verwendet/ Brabbl] übers grundsätzliche Prinzip/Kreisfelder; Schreiben nur nach Anmeldung
*[https://groups.google.com/forum/#!forum/agrocircle Mailingliste]
*https://github.com/thoka/AgroCircle/wiki/Roadmap

==Komponenten==

===Port===
http://www.youtube.com/watch?v=IMbGA-nOW64#t=53

'''Funktion:'''
Befestigte Installation für Lageraufnahme, 400V, Wasser, (optional Netzwerk)
*unverrückbar durch Eigengewicht oder Verankerung

===Drehlager===
'''Funktion:''' Auflager für Traverse, Drehverteiler für Strom und Wasser, (optional Netzwerkanschluß (Wlan)), Synchronisation der Verschiebung

'''Realisation:'''
http://www.youtube.com/watch?v=IMbGA-nOW64#t=5m35

* Inkremental-Drehgeber (nich benötigt)
* Schleifkontakte
**5-polig für L1-3,N,PE
**fertig kaufen oder Eigenbau
**Eigenbau aus Ringen aus CU-Rohr, Motorkohlen, Kunststoffträgern (ggf. 3D-Druck)
**16A Belastbarkeit
* Zahnrad für umlaufende Kette des Radialantriebs

===Traverse===
'''Funktion:'''
Lager für Geräteträger, Personenträger, nimmt Drehmomente und Kräfte auf

'''Realisation:'''
*3seitig
*ggf. mit Stützrad
*aus Veranstaltungsbau (Al oder St)
*Kranmast, Gitterrohrmast
*einfacher Eigenbau

===Tangentialantrieb (Hauptantrieb)===
'''Funktion:''' Kreisbewegung, Antrieb für Geräte

'''Realisation:'''

*http://www.youtube.com/watch?v=Von3EgRGutw#t=1m35
*http://www.youtube.com/watch?v=Von3EgRGutw#t=2m01
*Pedalantrieb: http://www.agrokruh.sk/node/33
*Drehstrom-Getriebemotor mit FU (Prototyp hat einen 750W-Motor verbaut)
*ggf. ohne Getriebe nur mit FU? - Ich glaube das ist nicht möglich. --[[User:Shure|Shure]] ([[User talk:Shure|talk]]) 21:35, 2 March 2014 (CET)
*Ein Rad mit Stützrädern oder 2 Räder

===Radialantrieb (steuert Spirale)===
Ján Šlinský hat dafür ein einfache Lösung gefunden, die komplett ohne Elektronik auskommt: Es gibt eine Umlaufende Kette, die sich um ein Zahnrad am Zentralmast wickelt.
Der Umfang dieses Zahnrades bestimmt die Spurweite der Spirale.

===Geräteträger===
*http://www.youtube.com/watch?v=IMbGA-nOW64#t=4m30
*http://www.youtube.com/watch?v=IMbGA-nOW64#t=6m55

*selbsthemmende Übersetzung + Schrittmotor
*Ketten- oder Seilantrieb mit Rückkopplung vom Drehgeber, um Schlupf vom Hauptantrieb zu kompensieren
*Positionserkennung via Markern auf Traverse (induktiv, rfid, optisch) oder Entfernungsmessung
*Eilgang zum zurückfahren
*Steckdose für angetriebene Geräte, oder angetriebene Zapfwelle/Riemenscheibe
*Schleppkette für Strom, Wasser, Daten
*Gleitlagerung oder Formrollen
*Standardisierte WZ-Schnittstelle (z.B. von Einachstraktoren)
*Magnetventil für Wasser

===Werkzeuge===
*modifizierte Handwerkzeuge
*Geräte von Einachstraktoren
*Eigenbauten
Eine Übersicht der benutzten Geräte in der Slovakei: https://www.youtube.com/watch?v=nStEuHWJE-o

====Spatenschreiter ;-)====
*https://www.youtube.com/watch?v=2Rb5o1D7laI
*http://www.agrokruh.sk/node/954

====Bodenfräse====
*Bodenbearbeitung: https://www.youtube.com/watch?v=FOb1tvbV8-w
*Beikrautregulierung: https://www.youtube.com/watch?v=Qy5D3NGZPzk

====Saatvorbereiter ====
*http://www.youtube.com/watch?v=Von3EgRGutw#t=1m35
*http://www.youtube.com/watch?v=Von3EgRGutw#t=3m55

===Elektronik (optional)===
Elektronik wird in der einfachsten Realisationsstufe nicht benötigt.

Für vermehrter Automatisierung (automatische Bewässerung, etc) jedoch wünschenswert

*Arduino o. Raspberry Pi
*Frequenzumrichter (FU)
*ggf, Wlan

==ToDos==
*Gruppe von Interessierten aufbauen
*Kontaktaufnahme zum Erfinder, Pläne nachfragen, Besuch abstatten
*Günstige Bezugsquellen recherchieren
*Geld besorgen
*Komponenten/Material beschaffen
*Eigenbauteile konstruieren
*Bauen, Programmieren und Testen
*Erfahrungen und Pläne teilen

==Interessierte==
*[http://wiki.opensourceecology.de/user:ganafets82 Stefan Raabe]
*[http://www.coforum.de/?121 Thomas Kalka]
*[http://wiki.opensourceecology.de/User:FranzN Franz Nahrada]

Potentiell (Übersetzung):
* Lukas Simko und Elim Srnka haben angeboten, mit Übersetzung/Kommunikation zu helfen: https://www.facebook.com/OpenSourceEcologyEurope/posts/685109474859848 . [https://www.facebook.com/OpenSourceEcologyEurope?sk=messages_inbox&action=read&tid=mid.1394612762612%3A02b3a9a5db48fcad26&notif_t=fbpage_new_message Sirie] auch.

==Sammlung==

===Ján Šlinský===
An ecological farmer. He has a diploma from the Mendel University in Brno, Faculty of Gardening. Jan Šlinský is the author of the agricultural system Agrokruh, whose main idea is to produce vegetables sustainably and ecologically. He has also built a net of local buyers, thus supporting local trade in his area.
Jan Šlinský is a practical and witty person with a well-developed common sense.

"”Enough talk, it's time to act. It is not in the power of an individual to save the entire planet. However, each of us can help a particular place on Earth. But he must be sufficiently educated and skilled, and he has to love the place he is aiding. “

http://www.agrokruh.sk/kontakt
tel.: 0918 655 564

Dozent am Sokratov-Institut

http://www.sokratovinstitut.sk/index.php/en/lektori/lektori#slinsky

Talk an TEDx Bratislava mit englischen Untertiteln: http://www.youtube.com/watch?v=ZwP3A6z4sFc

HD-Video: http://www.youtube.com/watch?v=2P7MGNLz5xE

[[Category:Landwirtschaft]]
[[Category:Bodenfruchtbarkeit]]
[[Category:Boden]]
[[Category:OSEG_Projekte]]

PET-Flaschen zu Schnur verarbeiten

2020-04-18T18:47:22Z

RobinV: added meta-data table

__INHALTSVERZEICHNIS__

{| class="wikitable"
|-
| ''Status'' || <font color=green>fertig</font>
|-
| ''Phase'' || <font color=green>released</font>
|-
| ''Kontakt'' ||
* [[Oliver Schlüter]] [mailto:case06@ose-germany.de <case06@ose-germany.de>]
|-
| ''Diskussion'' ||
* [https://t.me/OSEGWelcome OSEG Welcome Group] auf Telegram
|-
| ''Lizenz'' || [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de CC-BY-SA 4.0]
|-
| ''Stichwörter'' || {{Stichwörter|PET-Flasche, PET, Upcycling, Aufwerten, Schnur, Plastik, schneiden}}
|-
| ''Repository'' || <font color=red>N/A</font>
|-
| ''OKH Meta-Data'' || <font color=red>N/A</font>
|}

== Einführung ==

Ein nettes Upcycling-Projekt ist dieser PET-Flaschen-Schneider, mit dessen Hilfe man PET-Flaschen (insbesondere die, auf denen kein Pfand ist) in lange Plastik-Schnüre verwandeln kann, die sehr stabil sind. Je nach Dicke der Schnur bekommt man auch erstaunlich viele laufende Meter aus einer Flasche. Ich hab’s noch nicht genau nachgemessen, aber würde schätzen so 20 bis 30{{nnbsp}}m sollten schon möglich sein.

{{clear}}
<gallery widths="460" heights="320" mode="nolines">
File:Petbottle2string.jpg|Der PET-Flaschen-cutter wird aufrecht in einen Schraubstock eingespannt
File:Petstring.jpg|Das Resultat: Eine stabile Plastik-Schnur, ähnlich wie eine Angelschnur, aber etwas dicker.
</gallery>

[[Datei:Petbottle2stringvideo.jpg|rechts|Gerät in Betrieb siehe https://youtu.be/ronAXj8Rf-k]] Auf Youtube kann man auch das Gerät in Betrieb anschauen, siehe [https://youtu.be/ronAXj8Rf-k video Making strings from PET bottles]

{{clear}}

== Bauanleitung ==

=== Material-Liste ===

[[File:bocu1.jpg|460px|miniatur|links|Die benötigten Teile]]
{| class="wikitable"
|-
! Stückzahl !! Beschreibung !! Quelle
|-
| 1 || Aluminium Winkelprofil, 24{{nnbsp}}cm lang, 30x30x3{{nnbsp}}mm || [http://mt-handel.eu/epages/49d3ea39-ed5b-4fc3-b986-c582b01b7547.sf/de_DE/?ObjectPath=/Shops/49d3ea39-ed5b-4fc3-b986-c582b01b7547/Products/3900196]
|-
| 1 || Cuttermesser-Ersatzklinge, 18{{nnbsp}}mm Breite || [https://www.conrad.de/de/ersatzklingen-18-mm-10-streifen-70-klingenelemente-803405.html]
|-
| 1 || M5 GewindeStange, 20{{nnbsp}}cm lang || [http://www.hornbach.de/shop/Gewindestange-1-m-DIN-976-M5-Edelstahl-A2/3831295/artikel.html]
|-
| 1 || M5 Linsenkopf-Schraube, 16{{nnbsp}}mm lang || [http://www.schrauben-expert.de/Linsenkopfschraube-ISO-7380-1-M5-x-16-Edelstahl-A2?gclid=CJjWr4LNussCFeUy0wodSZ0Nng]
|-
| 3 || M5 Mutter || [http://www.hornbach.de/shop/Sechskantmutter-DIN-934-M5-galv-verzinkt-100-Stueck/3830634/artikel.html]
|-
|}

Wir haben hier ein paar Webshops angegeben, aber normalerweise müsste man die Teile auch in jedem örtlichen Baumarkt bekommen und kann sich somit die Versandkosten sparen.

{{clear}}

=== Bearbeitung des Winkelprofils ===

Der Aluminiumwinkel muss mit einer Metallsäge auf 24{{nnbsp}}cm Länge geschnitten und mit Einschnitten versehen werden. Die hier angegebenen Maße sind nur ein Beispiel, wenn man andere Streifenbreiten haben will kann man auch eigene Maße nach Wunsch verwenden und/oder noch weitere Einschnitte hinzufügen.

Anschliessend sollten die Einschnitte noch etwas entgratet werden, was am besten mit Hilfe einer Dreikant-Feile geschieht.

<gallery widths="800" heights="600" perrow="2>
File:saegungen3.png | Abmessungen der Einschnitte und Bohrungen
</gallery>

Ausserdem werden noch zwei Löcher mit einem 5mm-Bohrer gebohrt. In der Skizze steht was von 2,5{{nnbsp}}mm, aber damit ist der Radius gemeint, der 5{{nnbsp}}mm Durchmesser entspricht. Beim Anzeichnen der Löcher hat es sich bewährt, dazu die Cutterklinge in den Winkel zu legen und die Löcher einfach mit einem Edding o.ä. zu markieren. Dabei kommt die eine Markierung in das Loch der Klinge; die zweite muss ans Ende der Klinge gesetzt werden bzw. 2,5{{nnbsp}}mm davon entfernt so dass die Linseknkopfschraube später mit ihrem Rand die Klinge kraftschlüssig festhalten kann. Vor dem Bohren sollten die Markierungen noch mittig angekörnt werden, d.h., man setzt einen Körner, Reiss-Spitze oder sonstigen spitzen Gegenstand wie etwa einen Nagel mittig auf die Markierung und verpasst ihm mit dem Hammer einen leichten Schlag.

Die M5-Gewindestange muss ggflls. noch auf ca. 20{{nnbsp}}cm gekürzt werden. Danach die Enden mit einer File etwas entgraten, damit das Gewinde gängig ist. Ein hilfreicher Trick: vorher eine Mutter auf das Gewinde schrauben.

Hier die Bearbeitung des Winkelprofils Schritt für Schritt:
[[File:bocu2.jpg|460px|links|Einschnitte anzeichnen]] Einschnitte anzeichnen
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[[File:bocu3.jpg|460px|links| Bohrlöcher anzeichnen und ankörnen]] Bohrlöcher anzeichnen und ankörnen
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[[File:bocu4.jpg|460px|links| Löcher bohren]] Löcher bohren
{{clear}}
[[File:bocu5.jpg|460px|links| in Schraubstock spannen]] in Schraubstock spannen
{{clear}}
[[File:bocu6.jpg|460px|links| Einschnitte mit Metallsäge ansägen]] Einschnitte mit Metallsäge ansägen
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=== Montage ===

Zunächst wird das Cuttermesser mit der scharfen Kante zur Wandseite positioniert und die M5-gewindestange durch das Loch in der Klinge und durch die mittlere Bohrung im Aluwinkel geführt so dass sie ca. 15{{nnbsp}}mm nach innen vorsteht. Befestigt wird sie beidseitig mit je einer 5{{nnbsp}}mm Mutter (oder man kann auch jeweils 2 Muttern nehmen, von denen eine dann als Kontermutter fungiert).

[[File:bocu7.jpg|460px|links| Cutterklinge einlegen und die Gewindestange durch die Bohrung im Winkelprofil und das Loch in der Klinge führen und beidseitig mit zwei Muttern festschrauben]]
Cutterklinge einlegen und die Gewindestange durch die Bohrung im Winkelprofil und das Loch in der Klinge führen und beidseitig mit zwei Muttern festschrauben
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[[File:bocu8.jpg|460px|links| Das lose Ende des Klinge mit der Linsenkopf-Schraube und einer Mutter festschrauben, so dass der Rand des Schraubenkopfes die Klinge klemmschlüssig andrückt.]]
Das lose Ende des Klinge mit der Linsenkopf-Schraube und einer Mutter festschrauben, so dass der Rand des Schraubenkopfes die Klinge klemmschlüssig andrückt.
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[[File:bocu9.jpg|460px|links| Das fertige Werkzeug aufrecht in den Schraubstock einspannen]]
Das fertige Werkzeug aufrecht in den Schraubstock einspannen
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Man kann dann noch die Gewindestange ganz leicht nach oben und nach hinten biegen, das erleichtert das einfädeln des Rands der PET-Flasche und begünstigt den Schneidevorgang:

[[File:bocu10.jpg|460px|links| Aufsicht: Gewindestange noch gerade]]
Aufsicht: Gewindestange noch gerade
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[[File:bocu11.jpg|460px|links| Aufsicht: Gewindestange leicht nach hinten gebogen]]
Aufsicht: Gewindestange leicht nach hinten gebogen (für einen besseren Schneidevorgang)
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== Benutzung ==

Vorbereitung der PET-Flasche: Sofern die Flasche keine glatte Wand hat, sondern, wie meist üblich, irgendwelche Riffelungen oder Verschlankungen aufweist, sollte man die Flasche mit geschlossenem Deckel ein paar Zentimeter oberhalb einer heissen Herdplatte langsam und kontinuierlich drehen. Dadruch wird einerseits das Plastik weich, andererseits dehnt sich die Luft im Inneren der Flasche aus, so dass diese aufgebläht wird und die Riffelungen ausgebeult werden, d.h., sie wird glattwandig.

Nun sollte von der PET-Flasche mit einer Schere oder einem Cuttermesser der Boden abgeschnitten werden.

Man kann den Cutter freihändig bedienen (für unterwegs) aber ideal ist es, wenn er etwa in einem Schraubstock eingespannt wird, und zwar in aufrechter Position, so dass die scharfe Kante der Klinge vom benutzer weg nach hinten zeigt.

Dann „fädelt“ man die Flasche ein, d.h. man drückt den Rand in einen der Sägeschlitze und gegen die Klinge, so dass sich ein erster Span abhebt und durch den Schlitz schiebt. Diesen erfasst man mit einer Zange und zieht ihn weiter bis auf etwa 15{{nnbsp}}cm Länge. Danach kann man auch mit der Hand weiter ziehen.

Es empfiehlt sich, den Faden nicht genau parallel, sondern in einem leichten Winkel zur Ebene des Aluprofil-Schenkels zu ziehen, weil er dann nicht so leicht abreist. Auch sollte man zunächst langsam und gleichmässig ziehen bis man den richtigen Dreh raushat. Dazu kann es beim allerersten mal schon drei oder vier Anläufe benötigen bis man ein Gefühl für das richtige Ziehen bekommen hat.

[[File:bocu12.jpg|460px|links| PET-Flasche ansetzen (man sollte allerdings vorher das Etikett entfernen und die Flasche glattwandig machen)]]
PET-Flasche ansetzen (man sollte allerdings vorher das Etikett entfernen und die Flasche glattwandig machen)
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[[File:bocu13.jpg|460px|links| Rand der Flasche in einen der Schneid-Schlitze (mit gewünschter Breite) „einfädeln“ und mit der Zange die ersten Zentimeter rausziehen.]]
Rand der Flasche in einen der Schlitze (mit gewünschter Breite) „einfädeln“ und mit der Zange die ersten Zentimeter rausziehen.
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[[File:bocu14.jpg|460px|links| Sobald der Faden lang genug ist kann man auch von Hand ziehen.]]
Sobald der Faden lang genug ist kann man auch von Hand ziehen.
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Man kann den PET-Schneider auch freihändig in der Hand haltend bedienen, allerdings erleichtert das Einspannen in den Schraubstock den Einfädelungs-Vorgang und man kann somit beim Ziehen des Fadens rückwärts gehen, und dadurch den Faden besser aufwickeln.

=== Und was macht man mit den ganzen Schnüren ? ===

Siehe dazu einen ganz speziellen Vorschlag in unserem Projekt-Inkubator [https://forum.opensourceecology.de/viewtopic.php?f=28&t=734 im forum.opensourceecology.de]

Eine Vielzahl von Vorschlägen und Anwendungen findet sich in diesem Video [https://www.youtube.com/watch?v=GSBh77bjz_Q]
von Advokat Egorov.

== Links ==

{| class="wikitable"
|-
! Referenz !! Beschreibung
|-
| [https://www.youtube.com/watch?v=hQeeJEpBYsg] || Aus diesem Youtube-Video von Адвокат Егоров stammte die Idee und es enthält auch eine Bauanleitung.
|-
| [http://www.instructables.com/id/Emergency-fishing-line/] || Bauanleitung von Andrea Biffi auf instructables.com
|-
| [https://www.kickstarter.com/projects/910418035/plastic-bottle-cutter] || Ein Kickstarter-Projekt welches ein ähnliches Gerät vorstellt, allerdings mit etwas schickerem Design.
|-
| [https://www.indiegogo.com/projects/infinity-mini-pro-world-s-first-motorized-recycler#/] || Ein Indiegogo-Projekt welches einen motorisierten und vollautomatisierten Cutter vorstellt.
|-
| [https://reset.org/blog/schnuere-aus-plastikflaschen-einfachem-schneidegeraet-03172016] || Unser Cutter-Projekt wurde erwähnt auf reset.org
|-
| [http://green.wiwo.de/plastikflaschenschneider-so-entstehen-schnuere-aus-muell/] || Unser Cutter-Projekt wurde erwähnt auf green.wiwo.de
|-
| [http://www.bento.de/nachhaltigkeit/recycling-was-du-tun-kannst-um-flaschen-aus-plastik-wieder-zu-verwerten-514333/] || Unser Cutter-Projekt wurde erwähnt auf bento.de
|-
| [http://www.thingiverse.com/thing:1592540] || CAD-Dateien für 3D-gedruckten BottleCutter auf thingiverse.com
|-
| [http://www.thingiverse.com/thing:24564] || CAD-Dateien für 3D-gedruckten BottleCutter auf thingiverse.com
|-
| [http://www.utsumi.com.br/pet/English/filetador/index.html] || Webseite für „Crafts with Plastic“
|-
| [https://www.youtube.com/watch?v=y6h1l43BAQI] || Youtube video zeigt einfache Version aus Holz
|-
|}

[[Kategorie:Upcycling]]
[[Kategorie:Bauanleitung]]

Super 8 Filmreiniger

2020-04-18T12:21:08Z

RobinV: /* Filmreiniger für Super–8 Filme Selber bauen – Do it yourself Bauanleitung „InlineCleaner“ */

== Filmreiniger für Super–8 Filme Selber bauen –<br> Do it yourself Bauanleitung „InlineCleaner“ ==

{| class="wikitable"
|-
| ''Status'' || <font color=green>active</font>
|-
| ''Phase'' || prototyp
|-
| ''Kontakt'' ||
* Martin Schneider von [https://www.film-retter.de/ film-retter.de], Hauptverantwortlicher
* Peter Elsen von [https://www.film-retter.de/ film-retter.de]
* [mailto:info@film-retter.de <info@film-retter.de>]
|-
| ''Diskussion'' ||
* [https://t.me/OSEGWelcome OSEG Welcome Group] auf Telegram
|-
| ''Lizenz'' || [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de CC-BY-SA 4.0]
|-
| ''Stichwörter'' || {{Stichwörter|Film, Preservation, Cleaning}}
|-
| ''Repositories'' || <font color=red>N/A</font>
|-
| ''OKH Meta-Data'' || <font color=red>N/A</font>
|}

=== Einführung ===

[[Datei:Filmreiniger "InlineCleaner".jpg|500px|miniatur|links|Fertig gebauter Fimlreiniger InlineCleaner für Super-8 Filme]]
Wenn man alte Filme, bspw. Super–8 digitalisieren möchte, müssen diese vor der Digitalisierung gereinigt werden.

Die [https://www.film-retter.de Film-Retter] haben dafür den Filmreiniger „InlineCleaner“ entwickelt und gebaut, der den Film trocken reinigt und der dann direkt in einen Projektor läuft und digitalisiert werden kann.

Die Bauanleitung für diesen Filmreiniger haben die Film-Retter als Open Source Hardware veröffentlicht, sodass jeder die Möglichkeit hat, sich für kleines Geld diesen Filmreiniger nachzubauen und seine Super–8 Filme so ganz einfach vom Schmutz befreien kann.
{{clear}}

{{Seitenumbruch davor}}
=== Was man benötigt: ===
{| class="wikitable"
|-
! Stückzahl !! Beschreibung !! Quelle
|-
| 1 || Eitech C107 Platten abgewinkelt || [http://www.herfast.de/Eitech-Metallbaukasten/Zubehoer-38/Eitech-C107-Platten-abgewinkelt.html]
|-
| 1 || Eitech C108 Schrauben, Muttern || [http://www.herfast.de/Eitech-Metallbaukasten/Zubehoer-38/Eitech-C108-Schrauben--Muttern.html]
|-
| 1 || Eitech C101 Flachstäbe 11-25 Loch, Winkel || [http://www.herfast.de/Eitech-Metallbaukasten/Zubehoer-38/Eitech-C101-Flachstaebe-11-25-Loch--Winkel.html]
|-
| 1 || Ein Päckchen Greenstar Ersatzwalzen || [https://www.hagebau.de/p/renovo-ersatzwalzen-greenstar-6-cm-3-stueck-anHG_PROD_4046806013680/]
|-
| 3 || Abstandhülsen || [http://www.rapidobject.com]
|-
| 2 || Seitenteile || [http://www.rapidobject.com]
|-
| 10 || IGUS EFOM-06 Flanschlager || [http://www.igus.de/wpck/2488/igubal_Flanschlager_EFOM?ArtNr=EFOM-06&WT.mc_id=gadplDE029&gclid=CISQ9NvUssgCFQsGwwod1-wOBw]
|-
| 1 || 220V-Lüfter || [http://www.amazon.de/dp/B00MNJDQXY]
|-
| 2 || Walzenträger || [http://www.rapidobject.com]
|-
| 2 || Umlenkrollen || [http://www.rapidobject.com]
|-
| 1 || Antriebsrolle || [http://www.rapidobject.com]
|-
| 1 || Schuko-Netzkabel (“Kaltgerätekabel”) || [http://www.amazon.de/dp/B000XPSD0Q]
|-
| 2 || Antistatikbürsten || [https://www.amazon.de/DynaVox-203922-Dynavox-Carbon-Antistatik-B%C3%BCrste-Schallplatten/dp/B0012B1YKG/ref=sr_1_sc_1?s=ce-de&ie=UTF8&qid=1512997645&sr=1-1-spell&keywords=dynavox+antistatikb%C3%BCrste]
|-
|}

==Schritt für Schritt Bauanleitung==

'''Schritt 1: Flanschlager montieren'''
[[Datei:Schritt 1.jpg|300px|links]]
Zunächst müssen die Lager an der Außenseite der Seitenteile angeschraubt werden. Wichtig ist hier, dass die Öffnungen der Lager nach innen zeigen.

Tipp: Wenn man hier spitze Schrauben verwendet, schneiden sich die Schrauben selbst in den Kunststoff, ohne dass man ein Loch vorbohren muss.
{{clear}}

'''Schritt 2: Lüfter montieren'''
[[Datei:Schritt 2.jpg|300px|links]]
Danach wird der Lüfter mit dem rechten Seitenteil verschraubt.

Man sollte darauf achten, dass das Etikett, somit die Blasrichtung des Lüfters nach links zeigt und dass man ebenfalls das dazugehörige Gitter anbringen.
{{clear}}

'''Schritt 3: Seitenteile verbinden'''
[[Datei:Schritt 3.jpg|300px|links]]
Nun können die Seitenteile mithilfe der Abstandshülsen verbunden werden, indem man diese von beiden Seiten anschraubt.
{{clear}}

'''Schritt 4: Montage der Antistatikbürsten'''
[[Datei:Schritt 4.jpg|300px|links]]
Die Kunststoffbügel an den Antistatikbürsten müssen entfernt werden. Diese sind durch kleine Kunststoffnippel an der Bürste befestigt, welche man abfeilen oder mit einem Cuttermesser entfernen kann. Nur so ist eine glatte Verbindung zwischen Bürste und Seitenteil gewährleistet.

In die Bürsten müssen seitlich je 2 Löcher mit 2{{nnbsp}}Millimeter Durchmesser bohrt werden, um die Seitenteile mit den Bürsten zu verschrauben.
{{clear}}

'''Schritt 5: Reinigungswalzen montieren'''
[[Datei:Schritt 5-1.jpg|300px|left]]
Jetzt werden die Reinigungswalzen montiert, indem man die Innenseite der Reinigungswalze mit Klebstoff bestreicht und die Walze auf der Rolle montiert.
{{clear}}

[[Datei:Schritt 5-2.jpg|300px|left]]
Dann werden die Distanzscheiben mit einem Abstand von 5{{nnbsp}}mm an dem Rollenende verklebt.
{{clear}}

'''Schritt 6: Walzenrollen montieren'''
[[Datei:Schritt 6-1.jpg|300px|links]]
Nun werden die zuvor zusammengebauten Walzrollen mit den Reinigungsbürsten in die bisher entstandene Konstruktion eingebaut. Dazu kann man diese in die bereits montierten Flanschlager einstecken. Wenn man nun die Seitenteile leicht nach außen biegt, kann man auch die andere Seite befestigen.
{{clear}}

[[Datei:Schritt 6-2.jpg|300px|links]]
Diesen Schritt wiederholt man genau so auch bei der zweiten Walzrolle. Beim Auseinanderbiegen vorsichtig vorgehen, damit die Seitenteile nicht brechen.

'''Wichtig:''' Die Walzrollen müssen sich auf der rechten Seite befinden, also dort, wo bereits der Lüfter montiert wurde.
{{clear}}

'''Schritt 7: Antriebsrolle montieren'''
[[Datei:Schritt 7.jpg|300px|links]]
Die Antriebsrolle befestigt man genauso wie die zuvor montierten Walzenrollen, indem man die Seitenteile leicht auseinander biegt und die Antriebsrolle dann in die Flanschlager steckt.

Antriebsrolle heißt es deswegen, weil dieses Teil die benötigten Perforationslöscher besitzt, wodurch der Film geführt wird.

'''Info''': Da die Perforationslöscher sich von Film zu Film unterscheiden, kann man dies je nach Film anpassen, wozu man jedoch ein neues 3D-Dokument für den Drucker benötigt.
{{clear}}

'''Schritt 8: Umlenkrollen montieren'''
[[Datei:Schritt 8-1.jpg|300px|links]]
Im nächsten Schritt kann man nun die beiden Umlenkrollen montieren. Eine kommt links neben den Lüfter…
{{clear}}
[[Datei:Schritt 8-2.jpg|300px|links]]
… und die andere kommt rechts neben den Lüfter.
{{clear}}

'''Schritt 9: Netzanschluss'''
[[Datei:Schritt 9.png|300px|links]]
Der Lüfter wird mit 220{{nnbsp}}V Netzspannung betrieben. Aus diesem Grund sollte man diesen Schritt von einem Fachmann durchführen lassen!
<blockquote>
'''Netzpassung bedeutet Lebensgefahr!'''
</blockquote>
Man verwendet einen Schuko-Stecker mit Erdung, bspw. von einem Kaltgerätekabel und verbindet so den Lüfter mit der Netzspannung. Zudem bohrt man kleine Löcher in die Antistatikbürsten und verbindet diese ebenfalls mit einer netzseitigen Erdung, um vor Stromschlägen geschützt zu sein.
{{clear}}

'''Schritt 10: Metallfuß'''
Den Metallfuß kann man nun einfach aus den Ersatzteilen zusammenbauen. Zu beachten ist hier die Bauweise auf den Bildern. Mit den Muttern werden die Schrauben fixiert.

<gallery widths="300" heights="240" mode="nolines">
File:Schritt 10-1.jpg|1. Ansicht des Metallfußes von unten
File:Schritt 10-2.jpg|2. Diagonal-Verstrebung
File:Schritt 10-4.jpg|3. Metallfuß auf der Seite der Diagonal-Verstrebung
File:Schritt 10-3.jpg|4. Fertige Gesamtansicht des Metallfußes
</gallery>

'''Schritt 11: Spacer/Abstandshalter'''
[[Datei:Schritt 11.jpg|300px|links]]
Dieser Abstandshalter oder Spacer ist dafür da, dass der Abstand zwischen Projektor und InlineCleaner bestehen bleibt. Es kann sein, dass aufgrund des Zugmoments ansonsten der InlineCleaner zum Projektor hingezogen wird.

Und da nicht jeder den Filmreiniger auf einer Arbeitsplatte montieren möchte, nutzt man diesen Spacer, welcher ebenfalls aus den Metallteilen zusammengebaut werden kann.
{{clear}}

'''Schritt 12: Fertigstellung'''
Nun kann der Filmreiniger zusammengebaut werden! Dazu verschraubt man die Metallkonstruktion, also den Fuß mit dem Schmalfilm-Reiniger. Hier bitte auch die Querstabilisatoren befestigen, damit der Filmreiniger einen stabileren Stand hat.

<gallery widths="300" heights="240" mode="nolines" >
File:Schritt 12-1.jpg|1. Verschrauben mit den L-Senkrecht-Profilen
File:Schritt 12-2.jpg|2. Verschrauben mit den normalen Senkrecht-Streben
File:Schritt 12-3.jpg|3. Aufsicht der Verschraubung an der Seite der Reinigungswalzen
</gallery>

'''Und los geht´s!'''

== '''Organisatorisches''' ==

=== Aktueller Entwicklungsstand ===

<div class="definition-inline">
; 09.10.2015 : Der Filmreiniger InlineCleaner ist fertig gebaut und funktionsbereit
; 2017 : Weiterentwicklung und Optimierung
</div>

=== ToDo next ===

* Elektromotor einbauen, damit der Film nicht durch die Perforationsrolle angetrieben wird (dies macht den Filmreiniger kompakter) → wichtig ist hier eine langsame Geschwindigkeit, max. 30 bis 60 Umdrehungen pro Minute
* Die Reinigungswalzen schräg anbringen, dass diese den Dreck direkt nach außen aus dem Kreislauf entfernen
* Ebenfalls eine Antistatikbürste hinter den Reinigungswalzen anbringen, damit der Film auch auf dem Weg zum Projektor keinen neuen Schmutz anzieht

=== Links ===
https://www.super-8.com/film-reiniger.html

https://www.film-retter.de/

http://makeable.de/blog/?p=509

[[Kategorie:Bauanleitung]]
[[Kategorie:Film]]
[[Kategorie:Super 8 Film]]

Zukunftsgeräte

2020-04-18T12:20:37Z

RobinV: added meta-data table

== Zukunftsgeräte für Zugpferde ==
[[File:Zukunftsgeraete_logo3.png]]

{| class="wikitable"
|-
| ''Status'' || <font color=green>finnished</font>
|-
| ''Phase'' || <font color=green>released</font>
|-
| ''Kontakt'' ||
* [[Klaus Strüber]] [mailto:info@hof-hollergraben.de <info@hof-hollergraben.de>] - Hauptverantwortlicher
* [[Oliver Schlüter]] [mailto:case06@ose-germany.de <case06@ose-germany.de>] - Wiki Dokumentation
|-
| ''Diskussion'' ||
* [http://forum.opensourceecology.de/viewtopic.php?f=32&t=659&hilit=zukunftsger%C3%A4te Forum]
* [https://t.me/OSEGWelcome OSEG Welcome Group] auf Telegram
|-
| ''Lizenz'' || [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de CC-BY-SA 4.0]
|-
| ''Stichwörter'' || {{Stichwörter|Agriculture}}
|-
| ''Repository'' || <font color=red>N/A</font>
|-
| ''OKH Meta-Data'' || <font color=red>N/A</font>
|}

=== Einführung ===

Gemüseanbau mit Zugpferden und Handarbeit ist energieeffizient und bodenschonend. Auf Hof Hollergraben in Norddeutschland wird so seit 2007 Gemüse produziert. Begleitend dazu lief bis 2012 ein Forschungsprojekt. Für die weitere Entwicklung wurden zwei neue Geräte benötigt: Der Grubber "Eco Flow" und der Zwiebelleger. Beide Geräte wurden von Klaus Strüber als Prototyp konstruiert und gebaut.

Die Entwicklung wurde im Sommer 2014 durch eine Crowdfunding-Campagne auf Startnext erfolgreich gefundet und u.a. durch OSE unterstützt. siehe
[https://www.startnext.com/hollergraben2014 Zukunftsgeräte für Zugpferde auf StarNext]

Dabei bringt die Bezeichnung "Zukunftsgeräte" zum Ausdruck, das der Einsatz von Zugpferden keinesfalls antquiert ist, sondern einer zukunftsorientierten Erzeugung von Lebensmitteln in vollem Umfanggerecht wird. Pferde können hoch effizient Energie aus regionaler Pflanzenmasse erzeugen. Außerdem verbessern sich schnell wichtige Grundfunktionen von Böden unter Pferdebewirtschaftung und dadurch steigen auch die Erträge. Das Arbeiten mit Zugpferden in einer Gärtnerei ist von einer wundervollen Atmosphäre geprägt. Sogar das Gemüse reagiert darauf in seiner chemischen Zusammensetzung.

Der globale „Weltagrarbericht“ hat 2008 Ziele für die Landwirtschaft der Zukunft gesteckt, z.B. der Energiesituation der Landwirtschaft oder zu optimalen Flächengrößen.
Zugpferde bieten für viele dieser Ziele ein riesiges Potenzial – überall auf der Welt, auch bei uns. Heute und noch viel mehr Morgen.

Kurz: Mit Zugpferden Gemüse zu produzieren, ist sympathisch, umweltfreundlich und zukunftsweisend zugleich.

Die Praxis: In Norddeutschland auf dem Demeterhof Hollergraben wird seit 2008 eine Gemüsegärtnerei mit Zugpferden betrieben. Es geht! Die Böden verbessern sich, der Dieselzapfhahn verstaubt. Vermarktet wird das „pferdische“ Gemüse über eine regionale Wirtschaftsgemeinschaft (auch CSA oder SoLaWi genannt), die den Bewirtschaftern eine feste Einnahmequelle ermöglicht. Begleitend zum Gemüseanbau findet im Hollergraben ein langjähriges Forschungsprojekt („Humussphäre“) statt. Gemeinsam mit Universitäten, freien Wissenschaftlern, Stiftungen und Privatpersonen werden von 2005 bis 2012 in über 10 Teilprojekten handfesten Ergebnissen erreicht.

Fazit: Zugpferdeeinsatz ist praxistauglich im Gemüseanbau, braucht aber weitere Entwicklung, die mit diesem Doppel-Projekt vorangetrieben wird.
Die Baupläne werden durch das OpenSourceEcology-Netzwerk bereit gestellt und als OpenSource allgemein verfügbar gemacht. Somit wird ein substanzieller Beitrag dazu geleistet, das sinnvolle Geräte zur nachhaltig ökologischen und ölonomischen Erzeugung von Lebensmitteln preiswert selbst gebaut werden können ("OpenEco") und somit der Einsatz von Zugpferden für Gärtnereien unterstützt wird.

[[File:pic1.png]]

=== Anwendungen: Zwei neue Geräteprototypen ===

Forschung hört nie auf. In der Werkstatt von Hof Hollergraben wurden, basierend auf der langjährigen Praxiserfahrung beim Zugpferdeeinsatz, in 2014 zwei neue Geräte entwickelt und gebaut, die es bisher in dieser Form noch nicht gab und denen selbst gestandene Zugpferde-Experten wie die Amish Anerkennung und Respekt entgegenbringen würden.

==== Der Pferdegrubber Eco Flow ====
Um Gemüse anzubauen, braucht man schöne, feine Erde. Auf lehmigen und tonigen Böden ist das nicht immer ganz einfach zu erreichen mit den klassischen Zugpferdegeräten wie z.B. der Egge. Der Boden bleibt oft grobschollig.

Deshalb wollten wir ein neues Gerät bauen, den Eco Flow. Dabei wurde eine bisher noch nicht erprobte Kombination einer modernen Walze mit bewährten Bauteilen geplant und konstruiert. Somit kann nun der Eco Flow ein so feines Saatbett schaffen, wie es die klassischen Geräte nicht erreichen können.

[[File:Pferdegrubber.jpg]]

==== Der Zwiebelleger ====
Für den Anbau von Speisezwiebeln werden kleine Steckzwiebeln in die Erde gelegt. Kleine Gemüsegärtnereien wie der Hollergraben machen das in Handarbeit mit entsprechenden hohen Lohnkosten. Für den großflächigen Zwiebelanbau gibt es Maschinen, deren Anschaffungskosten aber für kleine Betriebe zu hoch sind.

Was fehlt, ist ein kleines Gerät, das preiswert ist und trotzdem Lohnkosten spart.

Die Lösung: Der Zwiebelleger. Er soll bequem von einem Mensch geschoben werden können und dabei schonend und schnell Zwiebeln stecken.
Das Konzept beinhaltet Referenzimplementierungen auf drei unterschiedlichen Komplexitätsstufen, für jeweils drei verschiedene Anwendungsbereiche und Leistungsanforderungen:

[[File:zwiebelleger.jpg]]

== Die Bauanleitungen ==

=== Download Grubber "EcoFlow"===

[[Image:Bauanleitung_grubber.png|200px|link=http://wiki.opensourceecology.de/images/d/dc/Bauanleitung_f%C3%BCr_einen_Grubber.pdf]]
[http://wiki.opensourceecology.de/images/d/dc/Bauanleitung_f%C3%BCr_einen_Grubber.pdf Bauanleitung für Pferdegrubber EcoFlow ]

=== Download Zwiebelleger===

[[Image:Bauanleitung_zwiebelleger.png|200px|link=http://wiki.opensourceecology.de/images/b/bf/Bauanleitung_f%C3%BCr_einen_Zwiebelleger.pdf]]
[http://wiki.opensourceecology.de/images/b/bf/Bauanleitung_f%C3%BCr_einen_Zwiebelleger.pdf Bauanleitung für Zwiebelleger]

== Workshops ==

Hof Hollergraben bietet auch Workshops an, einer davon befasst sich mit Metallverarbeitung und Schweissen, also handwerkliche Fähigkeiten, die zum Nachbau dieses Projekts sicher nicht von Nachteil sind. [http://www.hof-hollergraben.de/index.php/weitere-kursangebote/werkstattkurs]

Ein anderer Workshop befasst sich mit Zugpferden. Klaus Strüber ist lizensierter APRI-Trainer und bietet Grundkurse sowie einige speziellere Kurse zu Acker - und Gemüsebau mit Zugpferden an. [http://www.hof-hollergraben.de/index.php/pferdekurse]

== Organisatorisches ==

===Roadmap and Log===

* 13.06.2014 Projektstart
* 06.08.2014 Crowdfunding-Kampagne auf Startnext.de, erfolgreich
* 27.03.2015 Projekt-Seite mit Bauanleitungen im Wiki erstellt

===Aktueller Entwicklungs-Status===
27.03.2015 Die Projektentwicklung ist soweit abgeschlossen und die Geräte werden im Arbeitsalltag bzw. in der Gemüseproduktion erfolgreich eingesetzt. Das Projekt wurde umfassend dokumentiert so das ein Nachbau anhand der Bauanleitungen möglich ist.

===ToDo next===
* Nachbau durch interessierte Anwender
* Community-Support

===Open Tasks===

* Verbreitung und Nachbau durch andere
* User-Gallerie

=== Spenden ===

<html>
<table><tr><td style="text-align:left; vertical-align: top; min-width: 300px; padding-left: 10px; ">

<div id="moneycontainer" class="round" style="padding: 10px 15px 10px 15px; font-size: 16px; text-align: center; background-color: #EEEEEE;">
<div id="spendencontainer" style="padding-top: 0px;">
<a href="http://wiki.opensourceecology.de/Zukunftsgeräte/Spenden" class="roundtable spendenbutton-small" style="display: block; text-align: center;">Spenden</a><br/>
oder mit Bitcoins:<br/>
</html>[[File:Bitcoin_accept_round_button_168x64.png|link=Zukunftsgeräte/Bitcoins]]<html>
</div>
</div>
<div style="padding: 10px 0px;"></div>
</td>
</table>
</html>

== Literatur und Links ==

{| class="wikitable"
|-
! Referenz !! Beschreibung
|-
| [https://www.startnext.com/hollergraben2014 startnext.com] || Crowdfunding Kampagne Zukunftsgeräte für Zugpferde und Gemüseanbau
|-
| [http://www.hof-hollergraben.de/ hof-hollergraben.de] || Biobauernhof Hollergraben, Homepage
|}

== Presse ==



[[Category:OSEG - Bereich Landwirtschaft]]
[[Category:OSEG - Zukunftsgeräte]]

Milker

2020-04-18T12:13:00Z

RobinV: added meta-data table

{| class="wikitable"
|-
| ''Status'' || <font color=green>active</font>
|-
| ''Phase'' || prototype
|-
| ''Kontakt'' ||
* [[Benutzer:Jan_R.B.-Wein|Jan R.B.-Wein]] [mailto:radagast@ciry.at <radagast@ciry.at>]
|-
| ''Diskussion'' ||
* [https://forum.opensourceecology.de/viewtopic.php?f=28&t=566&p=2807#p2807 Forum] - Announcements, News, ...
* [https://t.me/OSEGWelcome OSEG Welcome Group] auf Telegram
|-
| ''Lizenz'' || [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de CC-BY-SA 4.0]
|-
| ''Stichwörter'' || {{Stichwörter|Wind, Energie, Electricity, Power}}
|-
| ''Repositories'' || https://github.com/faerietree/autonomous_milking_ongoing_robot
|-
| ''OKH Meta-Data'' || <font color=red>N/A</font>
|}

==Current focus==
* Adhere to full modularity following complex [[0install | conventions]]. (To establish this system is a long process but increases open source consistency, reusability drastically to the benefit of the entire eco system and targetting long time critics.)
* Shift resources towards the important module [http://github.com/faerietree/manipulator universal robotic manipulator] which replaces several custom machine designs with one standard construction whose functionality changes depending on the program. Tribute to Jef Murray, a skilled artist that has left our case too early.

'''Reasons:'''
* Saving a lot of hardware + software development, documentation, testing, ...
* Open source projects are like milk readily available at a low price compared to drinking water and closed source products. Farms and ecological projects alike require an increase in efficiency to become independent from subsidies and donations respectively to the benefit of the entire community.
* The [https://www.youtube.com/watch?v=GawGF-8rVSY previous milking robotic manipulator design] is not certain to work with a real animal due to the limited workspace and the difficult base construction which requires reattachment (thus remachining) if there are more sizes or kinds of animals to be milked, e.g. goat or sheep teats pointing sidewards previously were hard to dock to.

==Motivation for an autonomous milking ongoing robot (AMOR)==
<u>An autonomous system results in the following dis-/advantages:</u>
* + Indepence (no more need to be there to milk morning and evening, 7days/week)
* - Machine service increases.
* - Electricity and likely water bill increases.
* + Technical knowledge increases, hence perhaps some other good robot ideas may evolve.
* + Animals can decide themselves when to get milked.
* + Free decision of how often a day they are milked. (falsely labelled "interval" in DeLaval commercial milking system, milking frequency per day is the correct term though, because an interval is a time span).
* + => Increased milk yield
* + Concentrated feed can be delivered automatically and according to milk delivered (in realtime).
* + => Easier and more adapted feeding ... a cow that produces more milk, requires more food if the rest state (e.g. influenced by activity) is equal.
* - Animals' possible illness not realized early enough. => Action taken too late. => Animal could die.
* - Gathering at Milking robot leaves behind a lot of unusable muddy terrain at entrance (doors, feeding, water pits in general).
* - Higher complexity in separation of milk for calves, though of course possible if valves and cleaning system are integrated.
* + Driving out and in of cattle no longer necessary as animals can get milked outside.
* + Tough animals can be tied to the robot frame automatically (and freed just in time).
* + Less material required (much shorter vacuum and milk tubes as compared to conventional non-automated distributed [at cow/goat..] milking)
* ... and likely others.

<u>An ongoing (uninterrupted, self-sustained) system results in the following (dis-)advantages:</u>
* - Higher complexity (more modules and systems that interact).
* - Software more complicated because of the difficult interaction and the many modules that depend on each other and have to be monitored (e.g. if new food arrives, then the robot must realize it to open the gates (because the container needs weather protection) or be notified by the harvest robot).
* + Independence of any external supplies.
** Water (heavily dependent on environment)
** Power (Solar/Heat/Water/Microbial fuel cell replaces Grid)
** Food (requires the worlddevelopment eco harvest robot, high level inter-machine communication).
* - Redundancy of susceptible subsystems (Electronics, in general: The more complex the system the higher the vulnerability).
* + Less cabling (length), water pipe laying.
* + Less maintenance (if redundant and watchdog or error correction exists, one can wait for enough minor errors to accumulate before taking the system apart).
* ... and likely others.

== High Level Overview ==

[[File:AMOR - Autonomous milking et other robot (High level overview, 20171106).jpg|1000px]]

==Separation in Subproblems & Technological Difficulties ==
<u>AMOR of several submodules:</u>
* MECHANICAL CONSTRUCTION
** - Difficult to achieve a robust, lightweight (for truck to lift) & cheap system at the same time.
** + Rain serves as a water supply and natural (ecologic) and self-sustained washing. -> So AMOR '''must be waterproof'''!
* VACUUM SYSTEM
** - Difficult to be flexible in frequency (provide user settings) and keep it simple at the same time.
** + Could be used for several other functionality than milking (<strike>doors</strike>, ...). => No hydraulics needed. Update: We have settled on keeping it all electric as it's much cheaper and we need electricity anyway.
** Note: As the robotic manipulator should be flexible anyway as it could be hit by the cow, compressible air/vacuum could serve this purpose, too - but price of vacuum cylinders and the vulnerability to leakage remains a problem.
** Vacuum pump: Any pump should do, as the required vacuum levels are low and we don't have a lot of volume to keep free of gases in a mobile system because there is not much piping.
* STORAGE CONSTRUCTION
** Milk
** Food
** Water
** Energy
** Database for animals milk (amount, properties, ...)
** Database for organization of the cow's fertile cycle, ...
* SENSORICS
** Milk properties (flow rate, derivations of that, TODO)
** Robotic manipulator (3D camera, washing mechanism)
** Animal within milking construction => Door states.
* ELECTRONICS
** Control of Doors.
** Control of Feeding (derived from amount of milk), but also accept some user constraints (lower / upper bounds for each type of food respectively).
** Control of Robotic manipulator (joints, gripper).
** Collection & storage of the stored animal & product data.
* SOFTWARE
** Microcontroller programs capable of controlling at least two AMOR system blocks (stacked next to each other).
** compare ELECTRONICS.

===Mechanic structure===
The mechanic structure is free to choose. Builders might have their own preference of how to assemble a milking robot structure. Some may choose to bolt sqaure beams together, the others might prefer welding (Schweissen) steel or if they have a TIG (Tungsten) welder even aluminium.

For convenience I design and post my structure as a base and hope you give back your improvements to it by mentioning it in the forum, uploading to our repository or any other possibiity you see as appropriate..
http://www.youtube.com/watch?v=GawGF-8rVSY

====Video of Prototyp 3 CAD====
<u>This video demonstrates how the robotic manipulator is about to work as well as the door mechanism:</u>
{{#evt:service=youtube
|id=https://www.youtube.com/watch?v=GawGF-8rVSY
|dimensions=400
|alignment=center
|description=Simulation of Milking robot
|container=frame
}}

===Vacuum System===
<html><img src="https://raw.githubusercontent.com/faerietree/milker/master/Vacuum_System.jpg" alt="Vacuum, Piping, Valves and near by infrastructure like a milk tank. All interconnected." style="width:100%"/></html>

==Power system==
Several ideas for autonomous power can be found in the forum. The easiest solution for now will be to attach a truck or emergency generator (UPS) or simply an extension cord. So we need a possibility to plug it into the grid (1-phase might be too low, but let's go for that first as the vacuum system needs by far less energy in a mobile robot than in a conventional one).

[[Category: Landwirtschaft]] [[Category: Automatisierung]] [[Category: Robotik]] [[Category: Hardware]]

[[Category:agriculture]]
[[Category:automaton]]
[[Category:food]]
[[Category:production]]
[[Category:project]]
[[Category:worlddevelopment]]
[[Kategorie:English pages]]

Hydro power plant

2020-04-18T12:09:01Z

RobinV: added meta-data table

{| class="wikitable"
|-
| ''Status'' || <font color=red>inactive</font>
|-
| ''Phase'' || documentation
|-
| ''Kontakt'' ||
* [[Benutzer:Jan_R.B.-Wein|Jan R.B.-Wein]] [mailto:radagast@ciry.at <radagast@ciry.at>]
|-
| ''Diskussion'' ||
* [https://t.me/OSEGWelcome OSEG Welcome Group] auf Telegram
|-
| ''Lizenz'' || [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de CC-BY-SA 4.0]
|-
| ''Stichwörter'' || {{Stichwörter|Wind, Energie, Electricity, Power}}
|-
| ''Repositories'' || https://github.com/faerietree/waterwheel
|-
| ''OKH Meta-Data'' || <font color=red>N/A</font>
|}

==Components==

* [https://github.com/faerietree/hydro_power_plant/search?q=electronics Electronics] (because it may add or override some schematics of used modules to tailor for generating power from water)
* [https://github.com/faerietree/hydro_power_plant/search?q=mechanics Mechanics]
<html></html>

==Modules==
See [[0install]].

* [https://github.com/faerietree/hydro_power_plant hydro_power_plant] (generic turbine)
* hydro_power_plant__speed (high head/pressure is the most significant factor)
* hydro_power_plant__mass (high volume/mass is the most significant factor)

For using a vortex see the corresponding for hydro power tailored modules of vortex_power_plant:
* hydro_power_plant__speed__vortex (extension for circular rotation)
* hydro_power_plant__mass__vortex (extension for circular rotation)

==Links==
* Manual  (html)
* [https://github.com/worlddevelopment/base_living_standard Corresponding Repository Collection]
* [https://forum.opensourceecology.de/viewtopic.php?f=30&t=615#p3106 Forum topic (Updates, News, Announcements)]

[[Category: Energie]]
[[Category:energy]]
[[Category:electricity]]
[[Category:power]]
[[Category:production]]
[[Category:project]]
[[Category:worlddevelopment]]

AgroCircle

2020-04-18T12:08:16Z

RobinV:

{| class="wikitable"
|-
| ''Status'' || <font color=red>inactive</font>
|-
| ''Phase'' || prototyp
|-
| ''Kontakt'' ||
* Thomas Kalka [mailto:thomas.kalka@googlemail.com <thomas.kalka@googlemail.com>], ''AgroCircle''
* [[Benutzer:Jan_R.B.-Wein|Jan R.B.-Wein]] [mailto:radagast@ciry.at <radagast@ciry.at>], ''Fruit, Nut-, Vegetable-Robot''
* [http://agrokruh.sk/ AgroKruh], Ideological parent project
|-
| ''Diskussion'' ||
* [https://t.me/OSEGWelcome OSEG Welcome Group] auf Telegram
|-
| ''Lizenz'' || [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de CC-BY-SA 4.0]
|-
| ''Stichwörter'' || {{Stichwörter|Agronomie, Pflanzen}}
|-
| ''Repositories'' ||
* https://github.com/thoka/AgroCircle - original, contains OpenSCAD files
* https://github.com/faerietree/fruit_nut_vegetable_robot - further development, contains KiCAD files
* https://github.com/osegermany/AgroCircle - official OSEG version, combines the above two (in separate branches)
|-
| ''OKH Meta-Data'' || <font color=red>N/A</font>
|}

==Übersicht==
Universeller Agrar-Roboter für den Gemüseanbau, aufbauend auf dem Rundfeldprinzip. <br>
Vom slovakischen Erfinder auch "[http://agrokruh.sk/ AgroKruh]" genannt.

===Lizenz===
Das Konzept kommt vom [http://agrokruh.sk/ AgroKruh] Projekt, welches wir als proprietär einschätzen.
Da wir aber dieses Projekt von Grund-auf selbst entwickeln und designen,
können wir die Lizenz wählen,
und haben uns für [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de '''CC-BY-SA 4.0'''] entschieden.

===Arbeitsweise===
Ein um einen festen Mittelpunkt rotierender Arm, am anderen Ende abgestützt und angetrieben, beschreibt eine Kreisfläche.<br>
Ein auf dem Arm beweglicher Wagen trägt auswechselbare Werkzeuge/Vorrichtungen oder eine Liegefläche für Menschen.<br>
Durch Rotation des Armes und gleichzeitiger Querbewegung des Werkzeugträgers können exakt reproduzierbare Spiralen für die Gemüsereihen gefahren werden.

==Technische Daten==
Gefunden im Netz ([http://www.agrokruh.sk/technicka-realizacia], [http://www.farmlandia.sk/en/agrokruh/strojna-technologia/]):
*Kann 80% der notwendigen Arbeiten übernehmen
*Ausleger 18m = ca 1000m² bearbeitbare Fläche
*elektr. Antriebsleistung 0,75kW
*Jahresenergiebedarf 4000kWh für 15 Felder = 267kWh pro Feld
*2t Gemüse pro Feld
*Eine Einheit für 3 Rundfelder (lt. [http://www.google.de/maps/@48.1699222,17.3968533,339m/data=!3m1!1e3 Satellitenbild] eine Einheit für 5 Felder)

==Materialsammlung==

'''Erfinder: Ján Šlinský'''
* Talk TEDx Bratislava (mit englischen Untertiteln) http://www.youtube.com/watch?v=ZwP3A6z4sFc
*Doku aus der Slovakei: http://www.youtube.com/watch?v=mYrJ0BJ4Qak
'''Linksammlung'''
* Ján Šlinský's CSA AgroKruh http://www.google.de/maps/@48.1699222,17.3968533,339m/data=!3m1!1e3
* http://ec.europa.eu/environment/ecoap/about-eco-innovation/good-practices/slovakia/20140127-organic-farming-goes-in-circles_de.htm
* http://www.farmlandia.sk/en/agrokruh/
* http://www.agrokruh.sk/
* http://www.fairtrade.cz/files/texty/spolupracujeme/cepta-introducing-agrokruh.pdf
* http://www.osrliving.org/forum/forum_posts.asp?TID=44]
* http://ekumakad.cz/download/IVF/CEPTA%20-%20Introducing%20AGROKRUH.pdf
* https://ec.europa.eu/eip/agriculture/en/find-connect/projects/agrokruh
* http://www.farmlandia.sk/#agrokruh
* https://www.youtube.com/watch?v=fiE4rruSDCY

==Diskussion/Kommunikation/Dokumentation==
*Auf [http://www.brabbl.com/discussions/solidarische-oekologische-landwirtschaft-wird-attraktiver-wenn-sie-automatisierte-anbaupflegeerntemethoden-verwendet/ Brabbl] übers grundsätzliche Prinzip/Kreisfelder; Schreiben nur nach Anmeldung
*[https://groups.google.com/forum/#!forum/agrocircle Mailingliste]
*https://github.com/thoka/AgroCircle/wiki/Roadmap

==Komponenten==

===Port===
http://www.youtube.com/watch?v=IMbGA-nOW64#t=53

'''Funktion:'''
Befestigte Installation für Lageraufnahme, 400V, Wasser, (optional Netzwerk)
*unverrückbar durch Eigengewicht oder Verankerung

===Drehlager===
'''Funktion:''' Auflager für Traverse, Drehverteiler für Strom und Wasser, (optional Netzwerkanschluß (Wlan)), Synchronisation der Verschiebung

'''Realisation:'''
http://www.youtube.com/watch?v=IMbGA-nOW64#t=5m35

* Inkremental-Drehgeber (nich benötigt)
* Schleifkontakte
**5-polig für L1-3,N,PE
**fertig kaufen oder Eigenbau
**Eigenbau aus Ringen aus CU-Rohr, Motorkohlen, Kunststoffträgern (ggf. 3D-Druck)
**16A Belastbarkeit
* Zahnrad für umlaufende Kette des Radialantriebs

===Traverse===
'''Funktion:'''
Lager für Geräteträger, Personenträger, nimmt Drehmomente und Kräfte auf

'''Realisation:'''
*3seitig
*ggf. mit Stützrad
*aus Veranstaltungsbau (Al oder St)
*Kranmast, Gitterrohrmast
*einfacher Eigenbau

===Tangentialantrieb (Hauptantrieb)===
'''Funktion:''' Kreisbewegung, Antrieb für Geräte

'''Realisation:'''

*http://www.youtube.com/watch?v=Von3EgRGutw#t=1m35
*http://www.youtube.com/watch?v=Von3EgRGutw#t=2m01
*Pedalantrieb: http://www.agrokruh.sk/node/33
*Drehstrom-Getriebemotor mit FU (Prototyp hat einen 750W-Motor verbaut)
*ggf. ohne Getriebe nur mit FU? - Ich glaube das ist nicht möglich. --[[User:Shure|Shure]] ([[User talk:Shure|talk]]) 21:35, 2 March 2014 (CET)
*Ein Rad mit Stützrädern oder 2 Räder

===Radialantrieb (steuert Spirale)===
Ján Šlinský hat dafür ein einfache Lösung gefunden, die komplett ohne Elektronik auskommt: Es gibt eine Umlaufende Kette, die sich um ein Zahnrad am Zentralmast wickelt.
Der Umfang dieses Zahnrades bestimmt die Spurweite der Spirale.

===Geräteträger===
*http://www.youtube.com/watch?v=IMbGA-nOW64#t=4m30
*http://www.youtube.com/watch?v=IMbGA-nOW64#t=6m55

*selbsthemmende Übersetzung + Schrittmotor
*Ketten- oder Seilantrieb mit Rückkopplung vom Drehgeber, um Schlupf vom Hauptantrieb zu kompensieren
*Positionserkennung via Markern auf Traverse (induktiv, rfid, optisch) oder Entfernungsmessung
*Eilgang zum zurückfahren
*Steckdose für angetriebene Geräte, oder angetriebene Zapfwelle/Riemenscheibe
*Schleppkette für Strom, Wasser, Daten
*Gleitlagerung oder Formrollen
*Standardisierte WZ-Schnittstelle (z.B. von Einachstraktoren)
*Magnetventil für Wasser

===Werkzeuge===
*modifizierte Handwerkzeuge
*Geräte von Einachstraktoren
*Eigenbauten
Eine Übersicht der benutzten Geräte in der Slovakei: https://www.youtube.com/watch?v=nStEuHWJE-o

====Spatenschreiter ;-)====
*https://www.youtube.com/watch?v=2Rb5o1D7laI
*http://www.agrokruh.sk/node/954

====Bodenfräse====
*Bodenbearbeitung: https://www.youtube.com/watch?v=FOb1tvbV8-w
*Beikrautregulierung: https://www.youtube.com/watch?v=Qy5D3NGZPzk

====Saatvorbereiter ====
*http://www.youtube.com/watch?v=Von3EgRGutw#t=1m35
*http://www.youtube.com/watch?v=Von3EgRGutw#t=3m55

===Elektronik (optional)===
Elektronik wird in der einfachsten Realisationsstufe nicht benötigt.

Für vermehrter Automatisierung (automatische Bewässerung, etc) jedoch wünschenswert

*Arduino o. Raspberry Pi
*Frequenzumrichter (FU)
*ggf, Wlan

==ToDos==
*Gruppe von Interessierten aufbauen
*Kontaktaufnahme zum Erfinder, Pläne nachfragen, Besuch abstatten
*Günstige Bezugsquellen recherchieren
*Geld besorgen
*Komponenten/Material beschaffen
*Eigenbauteile konstruieren
*Bauen, Programmieren und Testen
*Erfahrungen und Pläne teilen

==Interessierte==
*[http://wiki.opensourceecology.de/user:ganafets82 Stefan Raabe]
*[http://www.coforum.de/?121 Thomas Kalka]
*[http://wiki.opensourceecology.de/User:FranzN Franz Nahrada]

Potentiell (Übersetzung):
* Lukas Simko und Elim Srnka haben angeboten, mit Übersetzung/Kommunikation zu helfen: https://www.facebook.com/OpenSourceEcologyEurope/posts/685109474859848 . [https://www.facebook.com/OpenSourceEcologyEurope?sk=messages_inbox&action=read&tid=mid.1394612762612%3A02b3a9a5db48fcad26&notif_t=fbpage_new_message Sirie] auch.

==Sammlung==

===Ján Šlinský===
An ecological farmer. He has a diploma from the Mendel University in Brno, Faculty of Gardening. Jan Šlinský is the author of the agricultural system Agrokruh, whose main idea is to produce vegetables sustainably and ecologically. He has also built a net of local buyers, thus supporting local trade in his area.
Jan Šlinský is a practical and witty person with a well-developed common sense.

"”Enough talk, it's time to act. It is not in the power of an individual to save the entire planet. However, each of us can help a particular place on Earth. But he must be sufficiently educated and skilled, and he has to love the place he is aiding. “

http://www.agrokruh.sk/kontakt
tel.: 0918 655 564

Dozent am Sokratov-Institut

http://www.sokratovinstitut.sk/index.php/en/lektori/lektori#slinsky

Talk an TEDx Bratislava mit englischen Untertiteln: http://www.youtube.com/watch?v=ZwP3A6z4sFc

HD-Video: http://www.youtube.com/watch?v=2P7MGNLz5xE

[[Category:Landwirtschaft]]
[[Category:Bodenfruchtbarkeit]]
[[Category:Boden]]
[[Category:OSEG_Projekte]]

AgroCircle

2020-04-18T12:08:00Z

RobinV: adde ddiscussion meta-data

{| class="wikitable"
|-
| ''Status'' || <font color=red>not in active development</font>
|-
| ''Phase'' || prototyp
|-
| ''Kontakt'' ||
* Thomas Kalka [mailto:thomas.kalka@googlemail.com <thomas.kalka@googlemail.com>], ''AgroCircle''
* [[Benutzer:Jan_R.B.-Wein|Jan R.B.-Wein]] [mailto:radagast@ciry.at <radagast@ciry.at>], ''Fruit, Nut-, Vegetable-Robot''
* [http://agrokruh.sk/ AgroKruh], Ideological parent project
|-
| ''Diskussion'' ||
* [https://t.me/OSEGWelcome OSEG Welcome Group] auf Telegram
|-
| ''Lizenz'' || [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de CC-BY-SA 4.0]
|-
| ''Stichwörter'' || {{Stichwörter|Agronomie, Pflanzen}}
|-
| ''Repositories'' ||
* https://github.com/thoka/AgroCircle - original, contains OpenSCAD files
* https://github.com/faerietree/fruit_nut_vegetable_robot - further development, contains KiCAD files
* https://github.com/osegermany/AgroCircle - official OSEG version, combines the above two (in separate branches)
|-
| ''OKH Meta-Data'' || <font color=red>N/A</font>
|}

==Übersicht==
Universeller Agrar-Roboter für den Gemüseanbau, aufbauend auf dem Rundfeldprinzip. <br>
Vom slovakischen Erfinder auch "[http://agrokruh.sk/ AgroKruh]" genannt.

===Lizenz===
Das Konzept kommt vom [http://agrokruh.sk/ AgroKruh] Projekt, welches wir als proprietär einschätzen.
Da wir aber dieses Projekt von Grund-auf selbst entwickeln und designen,
können wir die Lizenz wählen,
und haben uns für [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de '''CC-BY-SA 4.0'''] entschieden.

===Arbeitsweise===
Ein um einen festen Mittelpunkt rotierender Arm, am anderen Ende abgestützt und angetrieben, beschreibt eine Kreisfläche.<br>
Ein auf dem Arm beweglicher Wagen trägt auswechselbare Werkzeuge/Vorrichtungen oder eine Liegefläche für Menschen.<br>
Durch Rotation des Armes und gleichzeitiger Querbewegung des Werkzeugträgers können exakt reproduzierbare Spiralen für die Gemüsereihen gefahren werden.

==Technische Daten==
Gefunden im Netz ([http://www.agrokruh.sk/technicka-realizacia], [http://www.farmlandia.sk/en/agrokruh/strojna-technologia/]):
*Kann 80% der notwendigen Arbeiten übernehmen
*Ausleger 18m = ca 1000m² bearbeitbare Fläche
*elektr. Antriebsleistung 0,75kW
*Jahresenergiebedarf 4000kWh für 15 Felder = 267kWh pro Feld
*2t Gemüse pro Feld
*Eine Einheit für 3 Rundfelder (lt. [http://www.google.de/maps/@48.1699222,17.3968533,339m/data=!3m1!1e3 Satellitenbild] eine Einheit für 5 Felder)

==Materialsammlung==

'''Erfinder: Ján Šlinský'''
* Talk TEDx Bratislava (mit englischen Untertiteln) http://www.youtube.com/watch?v=ZwP3A6z4sFc
*Doku aus der Slovakei: http://www.youtube.com/watch?v=mYrJ0BJ4Qak
'''Linksammlung'''
* Ján Šlinský's CSA AgroKruh http://www.google.de/maps/@48.1699222,17.3968533,339m/data=!3m1!1e3
* http://ec.europa.eu/environment/ecoap/about-eco-innovation/good-practices/slovakia/20140127-organic-farming-goes-in-circles_de.htm
* http://www.farmlandia.sk/en/agrokruh/
* http://www.agrokruh.sk/
* http://www.fairtrade.cz/files/texty/spolupracujeme/cepta-introducing-agrokruh.pdf
* http://www.osrliving.org/forum/forum_posts.asp?TID=44]
* http://ekumakad.cz/download/IVF/CEPTA%20-%20Introducing%20AGROKRUH.pdf
* https://ec.europa.eu/eip/agriculture/en/find-connect/projects/agrokruh
* http://www.farmlandia.sk/#agrokruh
* https://www.youtube.com/watch?v=fiE4rruSDCY

==Diskussion/Kommunikation/Dokumentation==
*Auf [http://www.brabbl.com/discussions/solidarische-oekologische-landwirtschaft-wird-attraktiver-wenn-sie-automatisierte-anbaupflegeerntemethoden-verwendet/ Brabbl] übers grundsätzliche Prinzip/Kreisfelder; Schreiben nur nach Anmeldung
*[https://groups.google.com/forum/#!forum/agrocircle Mailingliste]
*https://github.com/thoka/AgroCircle/wiki/Roadmap

==Komponenten==

===Port===
http://www.youtube.com/watch?v=IMbGA-nOW64#t=53

'''Funktion:'''
Befestigte Installation für Lageraufnahme, 400V, Wasser, (optional Netzwerk)
*unverrückbar durch Eigengewicht oder Verankerung

===Drehlager===
'''Funktion:''' Auflager für Traverse, Drehverteiler für Strom und Wasser, (optional Netzwerkanschluß (Wlan)), Synchronisation der Verschiebung

'''Realisation:'''
http://www.youtube.com/watch?v=IMbGA-nOW64#t=5m35

* Inkremental-Drehgeber (nich benötigt)
* Schleifkontakte
**5-polig für L1-3,N,PE
**fertig kaufen oder Eigenbau
**Eigenbau aus Ringen aus CU-Rohr, Motorkohlen, Kunststoffträgern (ggf. 3D-Druck)
**16A Belastbarkeit
* Zahnrad für umlaufende Kette des Radialantriebs

===Traverse===
'''Funktion:'''
Lager für Geräteträger, Personenträger, nimmt Drehmomente und Kräfte auf

'''Realisation:'''
*3seitig
*ggf. mit Stützrad
*aus Veranstaltungsbau (Al oder St)
*Kranmast, Gitterrohrmast
*einfacher Eigenbau

===Tangentialantrieb (Hauptantrieb)===
'''Funktion:''' Kreisbewegung, Antrieb für Geräte

'''Realisation:'''

*http://www.youtube.com/watch?v=Von3EgRGutw#t=1m35
*http://www.youtube.com/watch?v=Von3EgRGutw#t=2m01
*Pedalantrieb: http://www.agrokruh.sk/node/33
*Drehstrom-Getriebemotor mit FU (Prototyp hat einen 750W-Motor verbaut)
*ggf. ohne Getriebe nur mit FU? - Ich glaube das ist nicht möglich. --[[User:Shure|Shure]] ([[User talk:Shure|talk]]) 21:35, 2 March 2014 (CET)
*Ein Rad mit Stützrädern oder 2 Räder

===Radialantrieb (steuert Spirale)===
Ján Šlinský hat dafür ein einfache Lösung gefunden, die komplett ohne Elektronik auskommt: Es gibt eine Umlaufende Kette, die sich um ein Zahnrad am Zentralmast wickelt.
Der Umfang dieses Zahnrades bestimmt die Spurweite der Spirale.

===Geräteträger===
*http://www.youtube.com/watch?v=IMbGA-nOW64#t=4m30
*http://www.youtube.com/watch?v=IMbGA-nOW64#t=6m55

*selbsthemmende Übersetzung + Schrittmotor
*Ketten- oder Seilantrieb mit Rückkopplung vom Drehgeber, um Schlupf vom Hauptantrieb zu kompensieren
*Positionserkennung via Markern auf Traverse (induktiv, rfid, optisch) oder Entfernungsmessung
*Eilgang zum zurückfahren
*Steckdose für angetriebene Geräte, oder angetriebene Zapfwelle/Riemenscheibe
*Schleppkette für Strom, Wasser, Daten
*Gleitlagerung oder Formrollen
*Standardisierte WZ-Schnittstelle (z.B. von Einachstraktoren)
*Magnetventil für Wasser

===Werkzeuge===
*modifizierte Handwerkzeuge
*Geräte von Einachstraktoren
*Eigenbauten
Eine Übersicht der benutzten Geräte in der Slovakei: https://www.youtube.com/watch?v=nStEuHWJE-o

====Spatenschreiter ;-)====
*https://www.youtube.com/watch?v=2Rb5o1D7laI
*http://www.agrokruh.sk/node/954

====Bodenfräse====
*Bodenbearbeitung: https://www.youtube.com/watch?v=FOb1tvbV8-w
*Beikrautregulierung: https://www.youtube.com/watch?v=Qy5D3NGZPzk

====Saatvorbereiter ====
*http://www.youtube.com/watch?v=Von3EgRGutw#t=1m35
*http://www.youtube.com/watch?v=Von3EgRGutw#t=3m55

===Elektronik (optional)===
Elektronik wird in der einfachsten Realisationsstufe nicht benötigt.

Für vermehrter Automatisierung (automatische Bewässerung, etc) jedoch wünschenswert

*Arduino o. Raspberry Pi
*Frequenzumrichter (FU)
*ggf, Wlan

==ToDos==
*Gruppe von Interessierten aufbauen
*Kontaktaufnahme zum Erfinder, Pläne nachfragen, Besuch abstatten
*Günstige Bezugsquellen recherchieren
*Geld besorgen
*Komponenten/Material beschaffen
*Eigenbauteile konstruieren
*Bauen, Programmieren und Testen
*Erfahrungen und Pläne teilen

==Interessierte==
*[http://wiki.opensourceecology.de/user:ganafets82 Stefan Raabe]
*[http://www.coforum.de/?121 Thomas Kalka]
*[http://wiki.opensourceecology.de/User:FranzN Franz Nahrada]

Potentiell (Übersetzung):
* Lukas Simko und Elim Srnka haben angeboten, mit Übersetzung/Kommunikation zu helfen: https://www.facebook.com/OpenSourceEcologyEurope/posts/685109474859848 . [https://www.facebook.com/OpenSourceEcologyEurope?sk=messages_inbox&action=read&tid=mid.1394612762612%3A02b3a9a5db48fcad26&notif_t=fbpage_new_message Sirie] auch.

==Sammlung==

===Ján Šlinský===
An ecological farmer. He has a diploma from the Mendel University in Brno, Faculty of Gardening. Jan Šlinský is the author of the agricultural system Agrokruh, whose main idea is to produce vegetables sustainably and ecologically. He has also built a net of local buyers, thus supporting local trade in his area.
Jan Šlinský is a practical and witty person with a well-developed common sense.

"”Enough talk, it's time to act. It is not in the power of an individual to save the entire planet. However, each of us can help a particular place on Earth. But he must be sufficiently educated and skilled, and he has to love the place he is aiding. “

http://www.agrokruh.sk/kontakt
tel.: 0918 655 564

Dozent am Sokratov-Institut

http://www.sokratovinstitut.sk/index.php/en/lektori/lektori#slinsky

Talk an TEDx Bratislava mit englischen Untertiteln: http://www.youtube.com/watch?v=ZwP3A6z4sFc

HD-Video: http://www.youtube.com/watch?v=2P7MGNLz5xE

[[Category:Landwirtschaft]]
[[Category:Bodenfruchtbarkeit]]
[[Category:Boden]]
[[Category:OSEG_Projekte]]

Wind Turbine/en

2020-04-18T12:06:08Z

RobinV:

{{DISPLAYTITLE:Wind Turbine}}
[[File:Project-icon_vawt_wikithumb_h400px.png|388px]]

''VAWT'' ('''V'''ertical '''A'''xis '''W'''ind '''T'''urbine)

aka ''TiVA'' ('''Ti'''ny '''V'''ertical '''A'''xis wind turbine))

{| class="wikitable"
|-
| ''Status'' || <font color=red>inactive</font>
|-
| ''Phase'' || <font color=green>testing</font>
|-
| ''Kontakt'' ||
* [[Alex Shure]] - lead designer, research and development, modeling, prototyping
* Mario Grunau - 3D modelling (Autodesk Inventor, Maxon Cinema 4D)
* [[Achmed Touni]] - 3D modelling (FreeCAD, Blender3D), simulation (OpenFOAM, Ansys)
* [[Nikolay Georgiev]] [mailto:nikolay@georgiev.cc <nikolay@georgiev.cc>] - communication and organization
* [[Benjamin Rudtsch]] - [[Wilssen]], software development
* [[Leon Rische]] - [[Wilssen]], software development
* [[Timm Wille]] [mailto:timm.wille@ose-germany.de <timm.wille@ose-germany.de>], [https://t.me/TimmW auf Telegram]
|-
| ''Diskussion'' ||
* [https://forum.opensourceecology.de/viewforum.php?f=5 Forum]
* [https://t.me/OSEGWelcome OSEG Welcome Group] auf Telegram
|-
| ''Lizenz'' || [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de CC-BY-SA 4.0]
|-
| ''Stichwörter'' || {{Stichwörter|Wind, Energie}}
|-
| ''Repositories'' || <font color=red>N/A</font>
|-
| ''OKH Meta-Data'' || <font color=red>N/A</font>
|}

==Introduction==

All information is released open source and for free, for a better world and for the fun of open collaboration. (CC BY-SA-NC)

[[File:Etemu.com_TiVA_l2_front_wip.jpg|320px|thumb|left|3D Model of a [[TiVA]] rotor, work in progress. Note the hollow wings, this is a hybrid lift/drag wing profile with a full load TSR<ref>Tip Speed Ratio</ref> of 0.85.]]

==[[TiVA]]—Tiny Vertical Axis Wind Turbine==
Research and development is currently concentrated onto [[TiVA]], a tiny wind turbine prototyping platform. With this very small turbine, we can easily change parts, try out new ideas and increase the performance on a small scale in a fast and inexpensive way. Please have a look at the [[TiVA]] page for further information.

[[File:Wilssen_core_v0.203a.brd_detail.png|512px|thumb|right|Detail of the PCB layout of the [[Wilssen]] core module. You can see the constant current sources on the left for the high brightness RGB LED. v203a (WIP)]]
===Development of ''[[Wilssen]]''===
The '''''Wi'''reless'' / '''''Wi'''nd '''L'''ogging '''S'''ystem'' for '''''S'''ourcing '''EN'''ergy'' - Controller is monitoring and controlling all parameters. ''Wilssen'' is the brain of the wind turbines (+[[TiVA]]s!) and checks all the voltages at any time the wind turbine is generating power.

===Others===

* Design a mold for casting the alternator's stator
* 3D Models and Simulation
* Calculations for the forces at the bearing points and the mounting point
* LED drivers, controllable constant current sources for the high power LEDs

==Roadmap / Log==

[[File:TiVA_2_1_lenz2_sim_safety_extreme.png|512px|thumb|right|Safety factor at an extreme gust of wind for a Lenz2 wing coupled to a rotor base with an aluminum arm. WIP<ref>work in progress</ref>]]

==General design outlines==

The wind turbine should be loosely designed according to the [[OSE Core Values]] except points 8 and 9, which demand high performance and equal to or higher than industrial efficiency <ref>[[OSE Core Values]] points 8 and 9 demand a high performance and equal to or higher than industrial efficiency but the efficiency of a highly sophisticated industrial, FEA designed and airflow-simulated, wind tunnel tested model can't be matched by a diy design.</ref>

In addition to the [[OSE Core Values]], the wind turbine should be safe to operate, e.g. have a suitable safety factor in all structural calculations, proper isolation to prevent an electric shock.

=====Assembly height=====

The complete assembly of rotor and mast should not be higher than 10{{nnbsp}}m. If regional communities permit higher masts, the maximum height must not exceed 20{{nnbsp}}m, to avoid national and ICAO air traffic security issues and legal obligations to carry warning lights and report about their functionality.
There are various restrictions in Germany present which depend on the size and location of a wind turbine:
<blockquote>Verfahrensfrei sind Windenergieanlagen bis zu einer Höhe von 10{{nnbsp}}m<ref>Nummer 22 des Anhangs zu Paragraph 50 Abs. 1 LBO</ref>. In Mischgebieten<ref>Mischgebiet bedeutet gleichwertige Wohn- und Gewerbenutzung</ref> darf nachts ein Lärmrichtwert von 45{{nnbsp}}dB(A) nicht überschritten werden<ref>Auszug Windfibel Baden-Württemberg</ref>. Zu den Genehmigungsverfahren sei gesagt, dass die Landesbauordnung der jeweiligen Bundesländer / Kommunen unterschiedlich ist, also sollte man beim Bauamt nachfragen.</blockquote>

=====Size=====

We won’t start with a turbine greater than 4{{nnbsp}}m² due to restrictions in Europe pointed out by Detlef Schmitz. A wind surface of 4{{nnbsp}}m² equals a 2{{nnbsp}}m diameter rotor with a height of 2{{nnbsp}}m.
Hint: In every wind condition, a 1{{nnbsp}}m diameter VAWT with a height of 4{{nnbsp}}m (4{{nnbsp}}m²) is more efficient than a 2{{nnbsp}}m × 2{{nnbsp}}m (4{{nnbsp}}m²) VAWT due to the higher rpm and better aerodynamic figures. Industrial VAWTs aim for a large height, not for a large diameter.

----

We want to design a rather small VAWT with [[TiVA]], resulting in the following advantages:

{| class="booktable sortable"
! +{{nnbsp}}/{{nnbsp}}–
! Comment
|-
| + || DIY! People should be able to build them! → [[wikipedia:KISS_principle|KISS principle]]
|-
| + || less moving parts
|-
| + || does not necessarily have to be elevated, can stand on the ground
|-
| + || collects wind from every direction: no need for a directional control (+less mechanics, electronics)
|-
| + || has a smaller footprint
|-
| + || easier to design
|-
| + || way more easy to build
|-
| + || does not need a variable pitch control for high wind speed/ high power designs
|-
| + || uses cheaper materials, less bearings and axles, less machining operations
|-
| + || maintenance is easier, as the generator is on the ground, no need for a lift or a breakdown of the turbine head
|-
| + || a modular design is possible in a certain range (e.g. building it higher/longer in any direction)
|-
| + || does not necessarily need moldings or 3D shapes like sophisticated VAWT turbine blades
|-
| – || lower rpm at the same rotor diameter, at the same wind surface area due to the partly reversed draft of the wings but:
|-
| + || can have a small diameter but a rather large height, thus more torque ''and'' more rpm
|}

Main disadvantage against a horizontal axis wind turbine:
<div class="definition-inline">
; – : less power output compared to a sophisticated HAWT design if wind direction does not change often and turbulence is low
</div>

The small form factor alone yields the following advantages next to being diy-friendly:
{| class="booktable sortable"
! +{{nnbsp}}/{{nnbsp}}–
! Comment
|-
| + || easier maintenance
|-
| + || mobility, less weight
|-
| + || smaller impact on the environment/nature
|-
| + || lower system voltage and lower currents, less risky to operate
|-
| + || a smaller power rating results in a less complicated generator and inverter design
|-
| + || batteries can be charged quick & dirty with a simple charging circuit from a small wind turbine, which would not be possible with a high power wind turbine
|}

Specialties about distributed energy sourcing with small wind turbines:
{| class="booktable sortable"
! +{{nnbsp}}/{{nnbsp}}–
! Comment
|-
| || (tbd) Multiple smaller wind turbines may have more physical weight per sourced energy (kg/kW) versus one large one.
|-
| – || requires an additional electrical infrastructure between multiple smaller wind turbines versus one large one → more cables and balancing (electronics)
|-
| + || the grid can be laid out in such a way, that the turbines can be placed where the energy is needed the most, resulting in smaller run lengths of power cables and less power losses.
|-
| + || the small turbines can easily be moved to an area with a higher wind speed. This is interesting when it comes to structural or seasonal changes of the wind, e.g. when the trees grow leaves and form a barrier which decreases the ground wind speed or they form an alley/a tunnel which increases the wind speed, one may move the wind turbine to gain from the new environment.
|}

Simply said, it is more flexible to use many small turbines versus one large one. If a larger energy source is required, we connect multiple wind turbines in a local grid → distributed energy sourcing, a 'wind farm' consisting of VAWTs:

[[File:flowe.jpg|thumb|alt=A VAWT testing space|The ''Caltech Field Laboratory for Optimized Wind Energy'' where arrays of closely spaced ''vertical axis wind turbines'' were tested.]]
<blockquote>Dabiri carried out field tests in the summer of 2010 at an experimental farm known as the Field Laboratory for Optimized Wind Energy (FLOWE), which houses 24 10-meter-tall, 1.2-meter-wide VAWTs. In the field tests, which used six VAWTs, Dabiri and his colleagues measured the rotational speed and power generated by each of the turbines when placed in a number of different configurations. One turbine was kept in a fixed position for every configuration, while the others were on portable footings that allowed them to be shifted around.
They found that the aerodynamic interference between neighboring turbines was completely eliminated when all the turbines in an array were spaced four turbine diameters (roughly five meters or 16 feet) apart. In comparison, propeller-style HAWTs would need to be spaced 20 rotor diameters apart - which equates to a distance of more than one mile for the largest wind turbines currently in use - for the aerodynamic interference to be eliminated.
The six VAWTs generated from 21 to 47 watts of power per square meter of land area, while a comparably sized HAWT farm generates just two to three watts per square meter. See [https://www.youtube.com/watch?v=XthnaliaS88&t=1m2s video] and reference. <ref>http://www.gizmag.com/optimizing-wind-turbine-placement/19217/</ref></blockquote>

==How does the wind turbine generate energy?==

The energy is in the wind due to it's speed/local pressure differences. A wind turbine ''converts'' kinetic energy from the wind into mechanical energy. The VAWT yields energy as kinetic energy from the wind is absorbed by rotating wings. Wind is made up of moving air molecules which have mass - though not a lot. Any moving object with mass carries kinetic energy in an amount which is given by the equation<ref>http://www.reuk.co.uk/Calculation-of-Wind-Power.htm</ref>:

:Kinetic Energy = 0.5 × Mass × Velocity²

where the mass is measured in kg, the velocity in m/s, and the energy is given in joules.

Air has a known density (around 1.23{{nnbsp}}kg/m³ at sea level), so the mass of air hitting our wind turbine (which sweeps a known area) each second is given by the following equation:

:Mass/sec (kg/s) = Velocity (m/s) × Area (m²) × Density (kg/m³)

And therefore, the power (i.e. energy per second) in the wind hitting a wind turbine with a certain swept area is given by simply inserting the mass per second calculation into the standard kinetic energy equation given above resulting in the following vital equation:

:Power = 0.5 × Swept Area × Air Density × Velocity³

where Power is given in Watts (i.e. joules/second), the swept area in square meters, the Air density in kilograms per cubic meter, and the Velocity in meters per second.

{{Wide image-noborder|ETEMUcom_EVAwt6_iso.jpg|1280px|3=A sketched 3D ISO view of a simplified VAWT wind energy diagram. Full size view recommended. Note: Pictured is a drag-only rotor, but our intention is to design a lift-rotor, as it has a higher tip speed ratio and revolves faster.|4=99%|alt=A sketched 3D ISO view of a simplified VAWT wind energy diagram. Full size view recommended. Note: Pictured is a drag-only rotor, but our intention is to design a lift-rotor, as it has a higher tip speed ratio and revolves faster.}}

A lift-type VAWT generates lift at almost the full 360 degree rotation, as long as you have a TSR<ref>https://en.wikipedia.org/wiki/Tip-speed_ratio</ref> >> 1 (TSR=Tip Speed Ratio), i.e when the blades are moving faster than the wind is moving. This lift principle is why airplanes fly.
Depending on the operating speed and wind speed, the blades will actually be in stall for differing segments of the rotation, and hence not much lift, or at least a minimal amount compared to the drag, which slows the turbine down to a TSR < 1. This occurs when the angle of attack (for a static blade!) is at a certain point, let's say about 15 degrees. The following video shows aerodynamic stall, investigated on a 2D wing profile through air velocity, pressure, and turbulence intensity.

http://youtu.be/Ti5zUD08w5s

However, the dynamic stall characteristics are significantly different though, and since the angle of attack for a Darrieus turbine with lift airfoils is constantly changing, dynamic stall is much more important. For us, this is still ''rocket science'' and can't be measured. It has to be simulated with CFD/FEA and we hope to have some results about various wing types soon as Achmed from OSE Germany is working on a simulation with OpenFoam, an Open Source CFD program for Linux.

A drag type VAWT has always a TSR <1, and the blades capture energy for more or less 180 degrees, the blades fight the wind the other 180 degrees.

==EVA wind turbine==

[[File:ETEMUcom_EVAwt8_intake_top_iso.jpg|thumb|Example of an '''''EVA''' wind turbine'' design, ISO view of the top end. Note the wing at the front and the tail rudder.<ref>http://etemu.com/p/evawt/ETEMUcom_EVAwt6_iso.jpg</ref>]]
The '''''E'''nhanced '''V'''ertical '''A'''xis Wind Turbine'' idea incorporates an intake manifold at the front which is always facing the direction where the strongest wind is coming from. The main disadvantage of the VAWT against a HAWT is reduced: There is no attacking wind which will work against the natural, clockwise rotation of the VAWT. This may result in an increased overall efficiency.

{| class="booktable sortable"
! +{{nnbsp}}/{{nnbsp}}–
! Comment
|-
| + || No wind is working 'against' the turbine, contrary to a standard VAWT, where half of the turbine is exposed to wind which flows into the 'wrong' direction
|-
| + || The wind speed right at the turbine intake is increased <ref>The deflection at the front adds up two "surfaces" of wind. However, the resulting wind speed won't change drastically.</ref>
|-
| + || (tbd) less oscillating forces, the wind flow is about unidirectional at the turbine: less vibrations and less wear at the rotating parts, more static and less dynamic thrust at the bearings, less torque ripple and cyclical stress.
|-
| – || More material is used for the construction of an '''''EVA''' wt'': two bearings, arms and static wings. However, these additional parts are not difficult to manufacture, as the surfaces are all plane.
|}

<gallery mode="packed" widths="200" heights="200" >
File:ETEMUcom_EVAwt7_top_detailed_diagramm.jpg|Normal airflow in a VAWT at the maximum torque moment. Note the non-uniform airflow with varying surfaces as the turbine blades advance.
File:ETEMUcom_EVAwt8_intake.jpg|Airflow in the '''''EVA''' wt'' design. View from the top.
File:ETEMUcom_EVAwt8_intake_top_iso.jpg|Example of a simple constructional integration of the '''''EVA''' wt'' design with sheet material. ISO-View from the top.
</gallery>

=Calculations and Simulations=
[[File:Better_metric.gif|thumb|All calculations are made in the metric system. This is the logo for the Jamaica Metrication Board, which completed its work in 1996.]]
All calculations are made in the ''metric'' system.

Let's start with the base mount.
As the design outlines state we won't start with a turbine greater than 4{{nnbsp}}m² due to restrictions in Europe pointed out by Detlef Schmitz. A wind surface of 4{{nnbsp}}m² equals a 2{{nnbsp}}m diameter rotor with a height of 2{{nnbsp}}m.

:<math>F_{pole} = \frac{1}{2} \times \rho \times C_d \times A_{wind} \times v_{wind}^2</math>

<math>\rho</math> = Density of air = about 1.2{{nnbsp}}Kg/m³ <br />
<math>C_d</math> = Coefficient of drag = 1.0 (cylinder Re > 100) <br />
<math>A_{wind}</math> = Area of turbine = max 4{{nnbsp}}m² <br />
<math>v_{wind}</math> = Wind speed in m/s

<math>
\begin{align}
F(50\frac{m}{s}) &= \frac{1}{2} \times 1.2\frac{kg}{m^3} \times 1.0 \times 4m^2 \times 50\frac{m}{s}^2 = 6000 N \\
F(30\frac{m}{s}) &= 2160N\\
F(20\frac{m}{s}) &= 960N \\
F(10\frac{m}{s}) &= 240N\\
F(5\frac{m}{s}) &= 60N
\end{align}
</math>

TODO: Leverage should be taken into account here. How to calculate the load at the bearing points?

TODO: Consider serious safety factor for robustness and against oscillations.

Maximum wind speed the turbine has to withstand:
{|
|IEC wind class
|I
|II
|III
|IV
|----
|50-year-maximum
|50{{nnbsp}}m/s
|42.5{{nnbsp}}m/s
|37.5{{nnbsp}}m/s
|30{{nnbsp}}m/s
|----
|average wind speed
|10{{nnbsp}}m/s
|8.5{{nnbsp}}m/s
|7.5{{nnbsp}}m/s
|6{{nnbsp}}m/s
|----
|}

Example for a classification in Germany, Berlin: The mean wind speed is classified above IEC class IV with an average value of 2.3–3.6{{nnbsp}}m/s at ground level <ref>equals a mast height of 10{{nnbsp}}m or below</ref> without any obstacles.

IEC classes are realistic for higher wind zones, industrial wind turbines are usually mounted at >{{nnbsp}}50 m. We are safe with an IEC class IV design. The design should be build for a maximum load of <math>F(30\frac{m}{s})=2160N</math>.

==Estimating the power output of the VAWT==

=====Power available in the wind:=====

:<math>P_{wind} = \frac{1}{2} \times \rho \times A_{wind} \times v_{wind}^3</math>

<math>P_{wind}</math> is the power, which is available in the wind. It is available as kinetic energy due to the moving mass of the air.<br />
<math>\rho</math> = Density of air = about 1.2{{nnbsp}}Kg/m³ <br />
<math>A_{wind}</math> = Area of turbine = max 4{{nnbsp}}m² at a small scale turbine <br />
<math>v_{wind}</math> = Wind speed in m/s <br />

=====Power available from the turbine:=====

This is the estimated ''mechanical'' wind power conversion.

:<math>P_{mech}=P_{wind} \times \rho_{turbine} </math>
while <br />
<math>
\begin{align}
\rho_{simple} &= 20\% \\
\rho_{decent} &= 30\% \\
\rho_{good} &= 35\% \\
\rho_{superbVAWT} &= 40\% \\
\rho_{superbHAWT} &= 50\% \\
\rho_{limit} &= 59\%
\end{align}
</math><br />

A tuned VAWT may have a best-case efficiency of 40%<ref>Can the EVAwt design yield more? Tbd!</ref>, while a simple drag-based turbine with no optimization nor special aerodynamics may have an efficiency of about 20%.

==Other links==
* [http://www.rhein-zeitung.de/regionales/neuwied_artikel,-Energiemarkt-Frischer-Wind-weht-aus-Asbach-_arid,247585.html non OS example 1]
* http://www.fundamentalform.com/html/involute_wind_turbine.html
* http://www.daswindrad.de/forum/viewtopic.php?f=2&t=21
* http://www.tinytechindia.com/windenergy.htm
* http://www.macarthurmusic.com/johnkwilson/MakingasimpleSavoniuswindturbine.htm A bit more efficient than a standard Savonius
* https://www.youtube.com/playlist?list=PL212B7C0D6057AC28 youtube playlist
* https://systemausfall.org/wikis/howto/Eddy-2-Power Nice low-scale/DIY project, 1Kw H-Darrieus Rotor

====Daniel====
* http://www.youtube.com/user/danielturbin/videos?sort=dd&view=0 Wind is only one of many nice things he did
* http://www.maskinisten.net/viewtopic.php?t=8655 Forum with pictures and tests explained in Swedish

==Sources==
<references />

[[Category: OSEG - Bereich Technologie]]
[[Category: OSEG - Windenergie]]
[[Category: Energie]]
[[Category: Wind]]
[[Category: Turbine]]

Open Source Ecology Germany

2020-04-18T12:03:05Z

RobinV: fix milker & hydrp-power-plant links (icon and/or text)

<html>

<div class="projects">



<div class="release"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:Logo Soldorado auf OSE Homepage.svg|80px|link=Solarspeicher (stationär)|Stationärer Solarspeicher]]<html><br></html>[[Solarspeicher (stationär)|Solarspeicher (stationär)]]<html></span></div>

<div class="release"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:Solarbox_logo4_50x37.png|50px|link=SolarBox]]<html><br></html>[[SolarBox|Solarspeicher (mobil)]]<html></span></div>


<div class="release"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:Libresolar_iconobject_only.png|50px|link=LibreSolar_BMS]]<html><br/></html>[[LibreSolar_BMS|Batterie Management System]]<html></span></div>

<div class="prototype"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:Icon5c.png|50px|link=Zn/O-Brennstoffzelle]]<html><br></html>[[Zn/O-Brennstoffzelle]]<html></span></div>

<div class="release"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:Unipro_icon2.png|50px|link=Universal Prototyping Kit]]<html><br></html>[[Universal Prototyping Kit|Baukasten]]<html></span></div>

<div class="prototype"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:thumb_boxfarm_big_frei_akzent.png|50px|link=Boxfarm]]<html><br></html>[[Boxfarm|Hydroponikmodul]]<html></span></div>





<div class="release"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:Tempctrl_icon_only.png|50px|link=TempCTRL]]<html><br/></html>[[TempCTRL|Temperatur-Steuerung]]<html></span></div>

<div class="testing"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:Thumb_tiva_big_frei_akzent.png|50px|link=Wind_Turbine]]<html><br></html>[[Wind_Turbine|Windturbine]]<html></span></div>



<div class="testing"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:Wilssen_icon.png|50px|link=Wilssen]]<html><br /></html>[[Wilssen| Wireless Wind Logging System]]<html></span></div>

<div class="documentation"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:DiVER.png|50px|link=DiVER]]<html><br /></html>[[DiVER]]<html></span></div>



<div class="prototype"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:HOG3D PlaDruMas.png|50px|link=HOG3D_PlaDruMas_-_Platinen-_und_Druck-Maschine]]<html><br></html>[[HOG3D_PlaDruMas_-_Platinen-_und_Druck-Maschine|Platinen- 3D-Drucker Kombi]]<html></span></div>



<div class="rd"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:Agrokruh_placeholder.png|50px|link=AgroCircle]]<html><br /></html>[[AgroCircle| AgroCircle (AgroKruh)]]<html></span></div>

<div class="prototype"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:Milking_robot.png|50px|link=Milker]]<html><br /></html>[[Milker| Mobiler Melkroboter]]<html></span></div>

<div class="documentation"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"><span style="display:inline-block; text-align:center;"></html> [[File:Archimedes_screw_credit_Britannica.png|17px| link=EDUWAMA_Energie_DUrch_WAsserMAssen]] <html></span>  |  </html> [[File:EDUWAFA.png|12px| link=EDUWAFA_Energie_DUrch_WAsserFAll]]<html>→</html>[[File:Electricity.png|17px| link=https://github.com/worlddevelopment/electricity_from_stream]] <html><br/></html>
[[File:Waterwheel.png|50px| link=hydro_power_plant]]
<html><br /></html>[[hydro_power_plant | Hydro power plant]]<html></span></div>

<div class="release"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:Grubber3_50px.png|50px|link=Zukunftsgeräte]]<html><br></html>[[Zukunftsgeräte|Zukunftsgeräte für Zugpferde]]<html></span></div>



<div class="release"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:Iconobject only ohloom.png|50px|link=Ohloom]]<html><br/></html>[[Ohloom|Kammwebstuhl]]<html></span></div>

<div class="release"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:bottle_to_wire.png|50px|link=Petbottle2string]]<html><br/></html>[[Petbottle2string|Plastikflaschen-Konverter]]<html></span></div>

<div class="release"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[ShowCase|OSEG Showcase]]<html></span></div>







<div class="prototype"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:Filmreiniger.png||50px|link=Super 8 Filmreiniger]]<html><br /></html>[[Super 8 Filmreiniger |Super 8 Filmreiniger]]<html></span></div>

</div>



<div style="clear: both;"> </div>
<div class="projects_legend">
<h2 style="border-bottom:1px solid grey;"> <legend>Legende:</legend></h2>

<div class="inactive">Projekt inaktiv!<br /><a href="Open_Source_Ecology_Germany/Profil">Entwickler gesucht!</a></div>
<div class="research">R & D<br />Forschung & Entwicklung</div>
<div class="prototyping">Prototyp</div>
<div class="documentation">Dokumentation</div>
<div class="testing">Testphase</div>
<div class="release">Released</div>

</div>



<div id="contact_possibilities">
<h2 style="border-bottom:1px solid grey;"> Kontakt</h2>

<div>
<a href="/Open_Source_Ecology_Germany/OSEG_Kommunikation"><img src="/images/icons/megaphone.png"></a>
</html>[[Open_Source_Ecology_Germany/OSEG_Kommunikation|Kommunikation]]<html>
</div>

<div>
<a href="/Open_Source_Ecology_Germany/Events"><img src="/images/icons/event.png"></a>
</html>[[Open_Source_Ecology_Germany/Events|Events]]<html>
</div>

<div>
<a href="https://forum.opensourceecology.de"><img src="/images/icons/users_comments.png"></a>
</html>[http://forum.opensourceecology.de Forum]<html>
</div>

<div>
<a href="//blog.opensourceecology.de"><img src="/images/icons/promotion.png"></a>
</html>[https://blog.opensourceecology.de Blog]<html>
</div>

<div>
<a href="//opensourceecology.de"><img src="data:image/png;base64,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</html>[https://opensourceecology.de Start]<html>
</div>

<div>
<a href="/Open_Source_Ecology_Germany/Kontakt"><img src="/images/icons/mail.png"></a>
</html>[[Open_Source_Ecology_Germany/Kontakt|Kontakt]]<html>
</div>

</div>



<div id="help_possibilities">
<h2 style="border-bottom:1px solid grey;"> Hilfe</h2>

<div>
<a href="/Software"><img src="/images/icons/tools.png"></a>
</html>
[[Software]]
<html>
</div>

<div>
<a href="/Fragen_und_Antworten"><img src="/images/icons/help.png"></a>
</html>
[[Fragen_und_Antworten|FAQ]]
<html>
</div>

</div>



<div style="font-size: 145%; line-height: 25px;">
<br/>Die Open Source Ecology (OSE) Germany ist eine offene Bewegung, die eine Open Source Ökonomie aufbaut, welche sowohl Produktion als auch Verteilung optimiert, und dabei Regeneration der Umwelt und soziale Gerechtigkeit fördert.<br/><br/>
</div>

<div id="oseg_information">
<h2 style="border-bottom:1px solid grey;"> Open Source Ecology Germany</h2>

<div><a href="/OSEG_Organisation"><img src="/images/icons/book.png"></a>
<span></html>[[OSEG_Organisation|OSEG Live]]<html></span>
</div>

<div><a href="/Open_Source_Ecology_Germany/Werte"><img src="/images/icons/green_button.png"></a>
<span></html>[[Open_Source_Ecology_Germany/Werte|Werte]]<html></span>
</div>

<div><a href="/Open_Source_Ecology_Germany/Open_Source_Economy"><img src="/images/icons/globe_process.png"></a>
<span></html>[[Open_Source_Ecology_Germany/Open_Source_Economy|Open Source Economy]]<html></span>
</div>

<div><a href="/Open_Source_Ecology_Germany/Netzwerk"><img width=60 height=60 src="/images/icons/network.png"></a>
<span></html>[[Open_Source_Ecology_Germany/Netzwerk|Netzwerk]]<html></span>
</div>

</div>

<div style="font-size: small; line-height: 150%;"><br>Wir entwickeln die '''Technologien''' zum Aufbau einer lokalen Ökonomie, von Traktoren über Windkraftwerke bis hin zu Autos, verbessern diese kontinuierlich gemäß </html>[[Open_Source_Ecology_Germany/Werte|'''nachhaltigen Grundwerten''']]<html> wie Reproduzierbarkeit, Modularität, Eignung für den Eigenbau sowie ökologischem Design, und stellen die Ergebnisse jedem Open Source zur Verfügung. Siehe dazu auch unseren <a href="http://wiki.opensourceecology.de/images/0/08/Flyer_OSE-Germany_2017_web.pdf"><b>Flyer</b> zum Heruterladen</a>.</html> Als wichtig im Bereich angewandte Wissenschaften und Forschung erachten wir auch das Schwerpunkt-Thema '''[[OpenScience]]'''. <html>Nähere Infos zum <b>GVCS</b> – dem <b>G</b>lobal <b>V</b>illage <b>C</b>onstruction <b>S</b>et (frei übersetzt dem Globalen Dorf-Konstruktions-Set) – gibt’s im <a href="http://opensourceecology.org/wiki/Crash_course_on_OSE/de"><b>Crashkurs auf opensourceecology.org</b></a>.
<br/><br/>
</div>






<table style="width: 100%;">
<tr><td colspan="4" style="text-align:center; border:1em dotted white; border-left:0px; border-right:0px; background:lightgrey;">
<div id="osegtv" style="width:100%;">
</html>{{Videoset}}<html>
</div>
</td></tr>

<tr><td colspan="4" height="50px" style="border:1px solid lightgrey; border-left:0px; border-right:0px;"></td></tr>
</table>



<div id="more_links">

<div>
</html>[[File:Facebook_logo.png|link=https://www.facebook.com/OSEGermany]]
[[File:Twitter_logo.png|link=https://twitter.com/OSEGermany]]
[[File:Youtube_logo.png|link=https://www.youtube.com/user/osegermany]]
<html>
<span>Externe Netzwerke</span>
</div>

<div>
<a href="/Open_Source_Ecology_Germany/Profil"><img src="/images/icons/add_user.png"></a>
<span></html>[[Open_Source_Ecology_Germany/Profil|Beitreten, Profil erstellen]]<html></span>
</div>

<div>
<a href="/Open_Source_Ecology_Germany/Spenden"><img src="/images/icons/euro_coin.png"></a>
<span></html>[[Open_Source_Ecology_Germany/Spenden|Spenden]]<html></span>
</div>

<div><a href="/Open_Source_Ecology_Germany/Freunde"><img src="/images/icons/users.png"></a>
<span></html>[[Open_Source_Ecology_Germany/Freunde|Freunde]]<html></span>
</div>

<div>
<a href="/Open_Source_Ecology_Germany/Unterstützen"><img src="/images/icons/add_to_favorites.png"></a>
<span></html>[[Open_Source_Ecology_Germany/Unterstützen|Unterstützen]]<html></span>
</div>

</div>



<style type="text/css">/*<![CDATA[*/


.projects
,.projects_legend {
background: #F0EEB7;
font-size: 0.7rem;
}

.projects div
,.projects_legend div {
border: .1rem solid white;
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display: inline-block;
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,.projects_legend div:hover {
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.inaktiv,
.inactive {
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filter: alpha(opacity=20);
transition: all 1s /*.75s*/ ease-in-out 0s;
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.inaktiv:hover,
.inactive:hover {
opacity: 1;/*.95;*/
filter: alpha(opacity=100);
background-image: -webkit-linear-gradient(center 51%, rgb(244, 244, 244) /*#EFF9E2*/, transparent);/*use 0deg instead of center for horizontal gradient*/
background-image: -moz-linear-gradient(center 51%, rgb(244, 244, 244), transparent);
background-image: -o-linear-gradient(center 51%, rgb(244, 244, 244), transparent);
background-image: linear-gradient(center 51%, rgb(234, 234, 234), transparent);

}

.inaktiv:hover a,
.inactive:hover a {
color: #111/*rgb(180, 179, 148)*/; /*same as testing*/
}

.aktiv,
.active {
opacity: 1;
filter: alpha(opacity=100);
}

/* R & D */
.rd, /* <-- If this class is used then the link colour should remain blue, whereas the others change the link colour. */
.research,
.development {
background-color: #F8F6D7; /*rgb(102, 204, 204)*/;
}
.rd,
.rd a,
.research,
.development,
.research a,
.development a {
color: rgb(80, 79, 48);
}

/* PROTOTYPING */
.prototyp,
.prototype,
.prototyping {
background-color: #F8F6CB; /*#F0E4B7;*//*interesting in combination tan: rgb(240, 183, 100)*/ /*violet*/ ;
}
.prototyp,
.prototyp a,
.prototype,
.prototype a,
.prototyping,
.prototyping a {
color: rgb(80, 79, 48);
}

/* DOCUMENTATION */
.dokumentation,
.documentation {
background-color: #F0EEB7;/*tan <-- OSE US*/;
}
.dokumentation,
.dokumentation a,
.documentation,
.documentation a {
color: rgb(80, 79, 48);
}
.dokumentation,
.documentation {
background-image: -webkit-linear-gradient(center 51%, #F8F6D7, transparent);/*use 0deg instead of center for horizontal gradient*/
background-image: -moz-linear-gradient(center 51%, #F8F6D7, transparent);
background-image: -o-linear-gradient(center 51%, #F8F6D7, transparent);
background-image: linear-gradient(center 51%, #F8F6D7, transparent);

}

.testing {
background-color: #B4B394/*#DCE2A5*//*rgb(240, 238, 183)*//*yellowgreen*/; /*lightgreen;*/
}
.testing,
.testing a {
color: rgb(255, 254, 223);/*#F8F6D7;*/
}

.complete,
.release,
.released {
background-color: #D5E3AD;/*#EFF9E2*//*#E8E8E8*/; /*#C5B7D0*/ /*lightgrey*/ /*none*/;
}
.complete,
.release,
.released,
.complete a,
.release a,
.released a {
color: rgb(43, 57, 3); /* #F8F6D7;*/
}

.projects_legend ~ div {
width: 100%;
/*max-width: 78rem; #child nodes contained * width of one child node + count of child nodes */
display: inline-block;
}
.projects_legend ~ div > div {
width: 12rem;
display: inline-block;
}

/*
#content {
text-align: center;
}
*/
#oseg_information,
#more_links {
margin: auto;
}

#oseg_information div {
width: 24.5%;
display: inline-block;
text-align: center;
min-width: 10rem;
}

#oseg_information div span
,#oseg_information ~ div div span
{
background: #EFF9E2;
height: 2rem;
display: block;
padding-top: 1rem;
}

#oseg_information ~ div div {
width: 19.5%;
display: inline-block;
text-align: center;
min-width: 10rem;
}

/*]]>*/</style>
</html>

Wind Logging System for Sourcing ENergy – WiLSSEN

2020-04-18T12:00:26Z

RobinV: added meta-data table

{{DISPLAYTITLE:'''''Wi'''nd '''L'''ogging '''S'''ystem'' for '''''S'''ourcing '''EN'''ergy'' – '''WiLSSEN'''}}

{| class="wikitable"
|-
| ''Status'' || <font color=red>inactive</font>
|-
| ''Phase'' || testing
|-
| ''Kontakt'' ||
* [[Alex Shure]] - lead designer, research and development, modeling, prototyping
|-
| ''Diskussion'' ||
* [https://forum.opensourceecology.de/viewforum.php?f=38 Forum]
* [https://t.me/OSEGWelcome OSEG Welcome Group] auf Telegram
|-
| ''Stichwörter'' || {{Stichwörter|Wind, Energie}}
|-
| ''Stichwörter'' || {{Stichwörter|Wind, Energy, Logging}}
|-
| ''Repositories'' || <font color=red>N/A</font>
|-
| ''OKH Meta-Data'' || <font color=red>N/A</font>
|}

== Introduction ==

The '''''Wi'''reless'' / '''''Wi'''nd '''L'''ogging '''S'''ystem'' for '''''S'''ourcing '''EN'''ergy'' - Controller is a multi-purpose prototyping platform for (but not limited to) renewable energies. E.g. It can be used for monitoring all electrical parameters of a wind turbine generator or to sense the temperature in a room/machine/garden/aquaponic system wirelessly for over one year on a set of two AA-batteries.<ref>With one temperature read and transmitted every two minutes</ref>

''Wilssen'' is the brain of [[TiVA]] and checks all the voltages at any time the wind turbine is generating power.

==Hardware==
[[File:Wilssen_core_v0.201a.brd.png|512px|thumb|right|Unfinished top side of the PCB<ref>Printed Circuit Board</ref> layout of the [[Wilssen]] core module. v201a (WIP)]]
[[File:Wilssen_core_v0.203a.brd_detail.png|512px|thumb|right|Detail of the PCB layout of the [[Wilssen]] core module. You can see the constant current sources on the left for the high brightness RGB LED. v203a (WIP)]]
[[File:Wilssen_core_v0.216a.brd.png|512px|thumb|right|[[WiLSSEN]] mainboard consisting of [[WiLSSEN]] core module in the middle plus peripherals: high power RGB LED driver (left), MicroSD card (upper left), LiPo charging (mid top), voltage + current sensing (right, not yet implemented) (WIP)]]
[[File:Wilssen_core_v0.215a.brd.png|512px|thumb|right|PCB dimensions: The WiLSSEN core module is one inch wide, while the physical dimensions of the full featured mainboard will be 75mm (a bit less than 3 inches) wide and 60mm high (about 2 1/3 inches). There will be an unpopulated, isolated 2mm strip at the top and the bottom for mounting purposes and tabbing, thus the 56mm dimension specified for the height. Note that the [[WiLSSEN]] PCB including tabs is half the size of a standard Eurocard.<ref>100x160mm - Eurocard is a European standard format for PCB cards, see http://en.wikipedia.org/wiki/Eurocard_(printed_circuit_board)]</ref>]]
[[File:Wilssen_core_v0.201a.brd.png|512px|thumb|right|Unfinished top side of the PCB<ref>Printed Circuit Board</ref> layout of the [[Wilssen]] core module. v201a (WIP)]]
[[File:SATAR_TimeTravel_draft_IMG_20130214_225536.jpg|512px|thumb|right|Time synchronization algorithm with dynamic hop time compensation and redundant allocation draft on a whiteboard. (WIP)]]

*NRF24L01+ 2.4Ghz wireless communication. Mesh networking would be awesome :) - cluster networking should be possible with this Arduino library: http://maniacbug.wordpress.com/2012/03/30/rf24network/
*RGB LED PWM output (3 channels, R+G+B)

Current sensing:
*Passive on-board shunt resistor (only for low currents) via OpAmp -> 10bit ADC
*Allegro ACS712 integrated hall sensor with drift compensation, 1.2 mOhms (5A, 20A, 50A versions available) -> 10bit ADC

Voltage sensing:
*Passive resistor divider with high impedance coupling -> 10bit< ADC
*optional: decoupled voltage sensing via IC / galvanic isolation.

*(tbd) Option for waveform sampling, ''softscope'' (e.g. output the waveform at a specified sample interval in 10bit via serial over the wireless link)
*(tbd) Logging on MicroSD
*(tbd) Charging circuit for 4 NiMH cells / 1 lead acid gel battery.

===Main Controller: ''Wilssen core''===
[[File:Desktop_LED_driver_prototyping_LXD_7422.jpg|512px|thumb|right|LED driver testing: Prototyping the constant current sources with PWM input. Successful!]]
[[File:201211270426_Wilssen_core_schematic4.png|512px|thumb|right|Schematic of the [[Wilssen]] core module. (WIP)]]
*Optiboot bootloader compatible, thus Arduino compatible
*Main MCU: Atmel Atmega168, Atmega328

==Software==

===Microcontroller===
* RGB LED library
* Logic power supply battery voltage monitoring / watchdog
* Variable voltage protection routine
* Variable current protection routine
* Wireless communication protocol
* RPM calculation from alternator frequency
* MicroSD logging
* Sleep mode
* (tbd)

===Computer===
* GUI for real time analysis

===Communications===

This is a draft for the communications.

We need a transparent protocol for seperate layers of communication;

If there is only one WiLSSEN controller (a single leaf node) and you wire it to a PC/Mac:
* (serial) WiLSSEN leaf node <-> host

For a stationary installation, for example in your garden or on the roof without a wired connection:
* (wireless) WiLSSEN leaf node <-> WiLSSEN gateway [exit node] <-> host|LAN|WAN

When combining WiLSSEN controllers in a peer to peer network:
* (wireless) WiLSSEN node <-> WiLSSEN node <-> WiLSSEN node ( <-> host)

The gateway node needs to forward any traffic from the nodes to a connected host via serial or to the LAN/WAN via ethernet:
* (serial/eth) WiLSSEN gateway <-> host|LAN|WAN

A gateway always listens for traffic and handles it accordingly. A leaf node may sleep for extended periods, only waking up for the occasional keep-alive packet and status report. If it is not busy with a task, it should sleep and power off the communication electronics. Except when it is in debug mode, of course.

===Network with multiple [[WiLSSEN]] nodes===

Nodes are automatically configured in a tree topology, according to their node address. Nodes can only directly communicate with their parent and their children. The network will automatically send messages to the right place:<br>
Node 00 is the ‘base’ node. Nodes 01-05 directly communicate with Node 00, but not with each other. So for Node 01 to send a message to Node 02, it will travel through Node 00. Nodes 011, 021, 031 and so on are children of Node 01. For Node 011 to send to 02, it will send to 01, then to 00, then to 02. Therefore, if you put a Node 011 on your network, be sure that there is a Node 01 on the network, and it’s powered up, and it’s in range! <ref>http://maniacbug.wordpress.com/2012/03/30/rf24network/</ref>

If there is a missing branch in the tree aka. a node is down, then the communication which is piped through that very node won't be handled. A fix for this would be to implement a self-organizing mesh network. However, a single NRF24 chip has only a few communication pipes and the the implementation of a true mesh network is a lot more sophisticated than a hard coded tree or star topology.

===The [[WiLSSEN]] protocol===

Nodes can communicate over the wireless network with the [[WiLSSEN]] protocol. ManiacBug's RF24Network library<ref>http://maniacbug.wordpress.com/2012/03/30/rf24network/</ref> is used for the Nordic NRF24L01+ wireless module interfacing.

The RF24Network sends two pieces of information out on the wire in each frame, a header and a message. The header is defined by the library, and used to route frames to the correct place, and provide standard information. This is defined in RF24Network.h:

<syntaxhighlight lang="c">
/**
* Header which is sent with each message
*
* The frame put over the air consists of this header and a message
*/
struct RF24NetworkHeader
{
uint16_t from_node; /**< Logical address where the message was generated */
uint16_t to_node; /**< Logical address where the message is going */
uint16_t id; /**< Sequential message ID, incremented every message */
unsigned char type; /**< Type of the packet. 0-127 are user-defined types, 128-255 are reserved for system */
unsigned char reserved; /**< Reserved for future use */
... </syntaxhighlight>

The message is application-defined, and the header keeps track of the TYPE of message using a single character:

<source lang="bascomavr">unsigned char type; /**< Type of the packet. 0-127 are user-defined types, 128-255 are reserved for system */ </source>

For [[WiLSSEN]], we have these predefined message types:

*A: ACK
*B: Battery voltage

*L: Light protocol message, e.g. DMX/OSC

*P: Ping
*R: Reset/Reboot, After a successfull bootup
*S: Sensor value, e.g. a temperature sensor reading
*T: Time synchronization paket

This message is defined in the example, in S_message.h of the RF24Network library:<ref>http://maniacbug.wordpress.com/2012/03/30/rf24network/</ref>

<syntaxhighlight lang="c">
/**
* Sensor message (type 'S')
*/

struct S_message
{
uint16_t temp_reading;
uint16_t voltage_reading;
S_message(void): temp_reading(0), voltage_reading(0), counter(next_counter++) {}
char* toString(void);
};</syntaxhighlight>

This simply contains a temperature and voltage reading. These values are 8.8-bit “fixed point” values, the high byte is the decimal part and the low byte is the fractional part. For example, 3.5V is represented as 0×380. Also included is a method to convert it to a string for easy printing.

==Draft for usage as a multi-phase alternator controller==
Controlled parallel-serial generator switching system:
A turbine could be actively regulated by Wilssen's load-balancing features, such as increasing or decreasing the load, up to the freewheeling no-load open-circuit state, or reconfiguring the alternator windings on the fly. As the coils are wound at least quadfilar, there are various possibilities to connect the windings.
==Brainstorming (deprecated)==
What micro controller platform should we choose for ''Wilssen''?
*AVR: Atmel ATmega328 (AU, PU) (pico power series) (8bit)
*MSP430: Value line, e.g. MSP430G2231IPN14 (16bit)

One MSP430G2231IPN14 16bit micro controller could work for ''ages'', at as low as 2V, it may consume 1 mW = 1/1000 W. Typical no-load best-case values from the MSP430 datasheet:
<blockquote>
0.1 µA RAM retention <br />
0.4 µA Standby mode (VLO) <br />
0.7 µA real-time clock mode <br />
220 µA / MIPS active <br />
</blockquote>

Excellent values! An 8-bit Arduino looks pretty old school against these numbers. ;-)

pro MSP430, con AVR/Arduino:

* the price! can be bought with a programmer for USD 4.30 vs Arduino USD 25.00 or a third-party Arduino for maybe USD 18.00 - This is a serious difference.
* even the single MCUs are cheaper, also, the AtMegas for an Arduino bootloader are hard to get.
* less external parts for operation at high speeds, Arduino/atmega168 and 328 need an external oscillator to operate at full speed (16 Mhz)
* runs stable over a wide range of input voltage down to 1.8V
* an excellent sleep mode with RAM retention at only 0.1µA and great power efficiency. 220µA in full operation mode is an excellent figure for off-grid low energy applications. Almost no load to the turbine. Can also be powered by a "Joule Thief" and a single old AA battery, or just two old AA cells in series (3V). That should last for ages, at a constant current of 0.25 mA and an old battery of 1000 mAh, the unit will still run for 180 days, and the MSP430 can be operated with a supply voltage as low as 1.8V.

con MSP430:
* less memory, but this depends on the package, (there are top-end msp430 processors which cost less than $1 vs an ever-expensive-avr)
* less libraries available, smaller community

A nice solution:
=> Write clean C-code and let it be compatible with MSP430 and AVR compilers. Some Arduino projects were easily ported to the MSP430.

===Draft for a closed control loop:===

example values:
V_out = 16V
V_sys = variable, depending on load
V_gen = variable, depending on wind input and switching and system voltage

#monitor V_out. if V_sys less than Vout, then
#serialize the windings,
##still to little voltage? -> if generator-coil-form-1 and many points are broken out of the coil, then serialize them in a pattern to gain more voltage
##too much voltage? never mind, either wait for a small period of time because the rotor has a mass and stores kinetic energy, which first has to be converted by the "new serial-wound-generator". the speed will drop eventually and the voltage will stabilize itself, OR
##rapidly switch between parallel and serial modes (if the load, e.g. the synchronous rectifier, can cope with the spikes (inductive..) and has appropriate switching abilities) and thus form an sort of automatic pulse width modulated, regulated, operation mode.
#if V_sys + Vdelta,hysteresis >Vout, then
#switch to parallel mode

other cases:

*any of the voltages exceed e.g. 56V: emergency mode:
* either make the generator windings float or short them.
: '''!! shorting may not be an option. only with temperature control of the generator and the semiconductors due to the heat generated at a shortcut.!!'''

*If all batteries are loaded and the current user power consumption level is minimal, the power surplus of the turbine should be fed into high power LEDs, pointing upwards from the base, lighting the turbine. This adds to protect the system of an unbalanced situation, when more power is generated than reasonably consume- or storable and at the same time to signal, that we still have more energy to share, inviting people to join, in a friendly and beautiful manner.

*In general, LEDs should also be incorporated at the controller: the controller should have a mosfet-switched control output, one 3W RGB led should display the wind speed or the battery voltage.. (on a scale from red to green and strobe patterns)

* 'high-tech' electronic idea: dual rotor on single pole design, counter rotating, brush-less royer converter, doubled rpm, less poles, switching power supply is already build in due to the royer converter, coil-in-coil, core coupling, voltage output may be quite high from the start. lower electrical efficiency? downside: needs IP67 protected circuits on both the rotor and the stator of the royer converter. upside: output voltage could be regulated on-board. also, input voltage may be very low depending on the setup.
* variation: a rotor with lift-type wings on top and a rotor with drag-type wings at the bottom. thus the lower rotor gains speed at lower wind speeds but has a top end speed of approx. lift-type/2, while the lift-type wing still accelerates in high wind speed conditions.
<references/>

[[Category:OSEG - Bereich Technologie]]
[[Category:OSEG - Windenergie]]
[[Kategorie:English pages]]

Open Source Ecology Germany

2020-04-18T11:56:48Z

RobinV: fix wireless wind logging systme icon link

<html>

<div class="projects">



<div class="release"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:Logo Soldorado auf OSE Homepage.svg|80px|link=Solarspeicher (stationär)|Stationärer Solarspeicher]]<html><br></html>[[Solarspeicher (stationär)|Solarspeicher (stationär)]]<html></span></div>

<div class="release"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:Solarbox_logo4_50x37.png|50px|link=SolarBox]]<html><br></html>[[SolarBox|Solarspeicher (mobil)]]<html></span></div>


<div class="release"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:Libresolar_iconobject_only.png|50px|link=LibreSolar_BMS]]<html><br/></html>[[LibreSolar_BMS|Batterie Management System]]<html></span></div>

<div class="prototype"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:Icon5c.png|50px|link=Zn/O-Brennstoffzelle]]<html><br></html>[[Zn/O-Brennstoffzelle]]<html></span></div>

<div class="release"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:Unipro_icon2.png|50px|link=Universal Prototyping Kit]]<html><br></html>[[Universal Prototyping Kit|Baukasten]]<html></span></div>

<div class="prototype"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:thumb_boxfarm_big_frei_akzent.png|50px|link=Boxfarm]]<html><br></html>[[Boxfarm|Hydroponikmodul]]<html></span></div>





<div class="release"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:Tempctrl_icon_only.png|50px|link=TempCTRL]]<html><br/></html>[[TempCTRL|Temperatur-Steuerung]]<html></span></div>

<div class="testing"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:Thumb_tiva_big_frei_akzent.png|50px|link=Wind_Turbine]]<html><br></html>[[Wind_Turbine|Windturbine]]<html></span></div>



<div class="testing"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:Wilssen_icon.png|50px|link=Wilssen]]<html><br /></html>[[Wilssen| Wireless Wind Logging System]]<html></span></div>

<div class="documentation"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:DiVER.png|50px|link=DiVER]]<html><br /></html>[[DiVER]]<html></span></div>



<div class="prototype"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:HOG3D PlaDruMas.png|50px|link=HOG3D_PlaDruMas_-_Platinen-_und_Druck-Maschine]]<html><br></html>[[HOG3D_PlaDruMas_-_Platinen-_und_Druck-Maschine|Platinen- 3D-Drucker Kombi]]<html></span></div>



<div class="rd"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:Agrokruh_placeholder.png|50px|link=AgroCircle]]<html><br /></html>[[AgroCircle| AgroCircle (AgroKruh)]]<html></span></div>

<div class="prototype"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:Milking_robot.png|50px|link=milker]]<html><br /></html>[[Milking_automaton| Mobiler Melkroboter]]<html></span></div>

<div class="documentation"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"><span style="display:inline-block; text-align:center;"></html> [[File:Archimedes_screw_credit_Britannica.png|17px| link=EDUWAMA_Energie_DUrch_WAsserMAssen]] <html></span>  |  </html> [[File:EDUWAFA.png|12px| link=EDUWAFA_Energie_DUrch_WAsserFAll]]<html>→</html>[[File:Electricity.png|17px| link=https://github.com/worlddevelopment/electricity_from_stream]] <html><br/></html>
[[File:Waterwheel.png|50px| link=https://github.com/faerietree/waterwheel]]
<html><br /></html>[[hydro_power_plant | Hydro power plant]]<html></span></div>

<div class="release"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:Grubber3_50px.png|50px|link=Zukunftsgeräte]]<html><br></html>[[Zukunftsgeräte|Zukunftsgeräte für Zugpferde]]<html></span></div>



<div class="release"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:Iconobject only ohloom.png|50px|link=Ohloom]]<html><br/></html>[[Ohloom|Kammwebstuhl]]<html></span></div>

<div class="release"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:bottle_to_wire.png|50px|link=Petbottle2string]]<html><br/></html>[[Petbottle2string|Plastikflaschen-Konverter]]<html></span></div>

<div class="release"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[ShowCase|OSEG Showcase]]<html></span></div>







<div class="prototype"><span rel="tooltip" title="Projekt aktiv!"></html>[[File:Filmreiniger.png||50px|link=Super 8 Filmreiniger]]<html><br /></html>[[Super 8 Filmreiniger |Super 8 Filmreiniger]]<html></span></div>

</div>



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</html>[https://opensourceecology.de Start]<html>
</div>

<div>
<a href="/Open_Source_Ecology_Germany/Kontakt"><img src="/images/icons/mail.png"></a>
</html>[[Open_Source_Ecology_Germany/Kontakt|Kontakt]]<html>
</div>

</div>



<div id="help_possibilities">
<h2 style="border-bottom:1px solid grey;"> Hilfe</h2>

<div>
<a href="/Software"><img src="/images/icons/tools.png"></a>
</html>
[[Software]]
<html>
</div>

<div>
<a href="/Fragen_und_Antworten"><img src="/images/icons/help.png"></a>
</html>
[[Fragen_und_Antworten|FAQ]]
<html>
</div>

</div>



<div style="font-size: 145%; line-height: 25px;">
<br/>Die Open Source Ecology (OSE) Germany ist eine offene Bewegung, die eine Open Source Ökonomie aufbaut, welche sowohl Produktion als auch Verteilung optimiert, und dabei Regeneration der Umwelt und soziale Gerechtigkeit fördert.<br/><br/>
</div>

<div id="oseg_information">
<h2 style="border-bottom:1px solid grey;"> Open Source Ecology Germany</h2>

<div><a href="/OSEG_Organisation"><img src="/images/icons/book.png"></a>
<span></html>[[OSEG_Organisation|OSEG Live]]<html></span>
</div>

<div><a href="/Open_Source_Ecology_Germany/Werte"><img src="/images/icons/green_button.png"></a>
<span></html>[[Open_Source_Ecology_Germany/Werte|Werte]]<html></span>
</div>

<div><a href="/Open_Source_Ecology_Germany/Open_Source_Economy"><img src="/images/icons/globe_process.png"></a>
<span></html>[[Open_Source_Ecology_Germany/Open_Source_Economy|Open Source Economy]]<html></span>
</div>

<div><a href="/Open_Source_Ecology_Germany/Netzwerk"><img width=60 height=60 src="/images/icons/network.png"></a>
<span></html>[[Open_Source_Ecology_Germany/Netzwerk|Netzwerk]]<html></span>
</div>

</div>

<div style="font-size: small; line-height: 150%;"><br>Wir entwickeln die '''Technologien''' zum Aufbau einer lokalen Ökonomie, von Traktoren über Windkraftwerke bis hin zu Autos, verbessern diese kontinuierlich gemäß </html>[[Open_Source_Ecology_Germany/Werte|'''nachhaltigen Grundwerten''']]<html> wie Reproduzierbarkeit, Modularität, Eignung für den Eigenbau sowie ökologischem Design, und stellen die Ergebnisse jedem Open Source zur Verfügung. Siehe dazu auch unseren <a href="http://wiki.opensourceecology.de/images/0/08/Flyer_OSE-Germany_2017_web.pdf"><b>Flyer</b> zum Heruterladen</a>.</html> Als wichtig im Bereich angewandte Wissenschaften und Forschung erachten wir auch das Schwerpunkt-Thema '''[[OpenScience]]'''. <html>Nähere Infos zum <b>GVCS</b> – dem <b>G</b>lobal <b>V</b>illage <b>C</b>onstruction <b>S</b>et (frei übersetzt dem Globalen Dorf-Konstruktions-Set) – gibt’s im <a href="http://opensourceecology.org/wiki/Crash_course_on_OSE/de"><b>Crashkurs auf opensourceecology.org</b></a>.
<br/><br/>
</div>






<table style="width: 100%;">
<tr><td colspan="4" style="text-align:center; border:1em dotted white; border-left:0px; border-right:0px; background:lightgrey;">
<div id="osegtv" style="width:100%;">
</html>{{Videoset}}<html>
</div>
</td></tr>

<tr><td colspan="4" height="50px" style="border:1px solid lightgrey; border-left:0px; border-right:0px;"></td></tr>
</table>



<div id="more_links">

<div>
</html>[[File:Facebook_logo.png|link=https://www.facebook.com/OSEGermany]]
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<span>Externe Netzwerke</span>
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<span></html>[[Open_Source_Ecology_Germany/Spenden|Spenden]]<html></span>
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<span></html>[[Open_Source_Ecology_Germany/Freunde|Freunde]]<html></span>
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<span></html>[[Open_Source_Ecology_Germany/Unterstützen|Unterstützen]]<html></span>
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</div>



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.projects div
,.projects_legend div {
border: .1rem solid white;
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display: inline-block;
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.inaktiv:hover,
.inactive:hover {
opacity: 1;/*.95;*/
filter: alpha(opacity=100);
background-image: -webkit-linear-gradient(center 51%, rgb(244, 244, 244) /*#EFF9E2*/, transparent);/*use 0deg instead of center for horizontal gradient*/
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}

.inaktiv:hover a,
.inactive:hover a {
color: #111/*rgb(180, 179, 148)*/; /*same as testing*/
}

.aktiv,
.active {
opacity: 1;
filter: alpha(opacity=100);
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/* R & D */
.rd, /* <-- If this class is used then the link colour should remain blue, whereas the others change the link colour. */
.research,
.development {
background-color: #F8F6D7; /*rgb(102, 204, 204)*/;
}
.rd,
.rd a,
.research,
.development,
.research a,
.development a {
color: rgb(80, 79, 48);
}

/* PROTOTYPING */
.prototyp,
.prototype,
.prototyping {
background-color: #F8F6CB; /*#F0E4B7;*//*interesting in combination tan: rgb(240, 183, 100)*/ /*violet*/ ;
}
.prototyp,
.prototyp a,
.prototype,
.prototype a,
.prototyping,
.prototyping a {
color: rgb(80, 79, 48);
}

/* DOCUMENTATION */
.dokumentation,
.documentation {
background-color: #F0EEB7;/*tan <-- OSE US*/;
}
.dokumentation,
.dokumentation a,
.documentation,
.documentation a {
color: rgb(80, 79, 48);
}
.dokumentation,
.documentation {
background-image: -webkit-linear-gradient(center 51%, #F8F6D7, transparent);/*use 0deg instead of center for horizontal gradient*/
background-image: -moz-linear-gradient(center 51%, #F8F6D7, transparent);
background-image: -o-linear-gradient(center 51%, #F8F6D7, transparent);
background-image: linear-gradient(center 51%, #F8F6D7, transparent);

}

.testing {
background-color: #B4B394/*#DCE2A5*//*rgb(240, 238, 183)*//*yellowgreen*/; /*lightgreen;*/
}
.testing,
.testing a {
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.complete,
.release,
.released {
background-color: #D5E3AD;/*#EFF9E2*//*#E8E8E8*/; /*#C5B7D0*/ /*lightgrey*/ /*none*/;
}
.complete,
.release,
.released,
.complete a,
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.released a {
color: rgb(43, 57, 3); /* #F8F6D7;*/
}

.projects_legend ~ div {
width: 100%;
/*max-width: 78rem; #child nodes contained * width of one child node + count of child nodes */
display: inline-block;
}
.projects_legend ~ div > div {
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/*
#content {
text-align: center;
}
*/
#oseg_information,
#more_links {
margin: auto;
}

#oseg_information div {
width: 24.5%;
display: inline-block;
text-align: center;
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#oseg_information div span
,#oseg_information ~ div div span
{
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#oseg_information ~ div div {
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display: inline-block;
text-align: center;
min-width: 10rem;
}

/*]]>*/</style>
</html>

Multimachine lightspeed precise

2020-04-18T11:52:52Z

RobinV:

{| class="wikitable"
|-
| ''Status'' || <font color=green>aktiv</font>
|-
| ''Phase'' || prototyp
|-
| ''Kontakt'' ||
* [[Oliver Schlüter]] [mailto:case06@ose-germany.de <case06@ose-germany.de>]
|-
| ''Diskussion'' ||
* [https://t.me/OSEGWelcome OSEG Welcome Group] auf Telegram
|-
| ''Lizenz'' || [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de CC-BY-SA 4.0]
|-
| ''Stichwörter'' || {{Stichwörter|3D-Drucken, Fräsen, UniPro-Kit}}
|-
| ''Repositories'' || <font color=red>N/A</font>
|-
| ''OKH Meta-Data'' || <font color=red>N/A</font>
|}

==[https://github.com/faerietree/multimachine_lightspeed_precise Repository]==
Eine Kombimaschine aus 3D-Drucker und Platinenfräse vorwiegend bestehend aus [[Universal_Prototyping_Kit |UniProKit-Bauteilen]].

==Übersicht:==

[https://github.com/worlddevelopment/manufacturing/multimachine.md | Types of multimachines]

[[File:HOG3D_PlaDruMas-Front-2014_01_17-10_23_46.png‎ | HOG 3D PlaDruMas - Frontalansicht]]
==[http://wiki.opensourceecology.de/Erg%C3%A4nzungs-Set_Elektronik#Konstruktionsbeispiele Elektronik]==
Zuerst greifen wir auf erprobte Elektronik zurück. Später entwickeln wir im Zuge unseres Elektronik-Baukastens ein flexibles Gesamtsystem mit stärkeren Schrittmotorsteuerungen, um einerseits bei Niedrig-Leistung auf Kühlkörper verzichten zu können und gleichzeitig mit Kühlkörper genug Leistung für stärkere, beispielsweise 4A, Schrittmotoren zur Verfügung zu haben.

==Prototyp Beta==
===3D Modell===
[[File:HOG3D PlaDruMas.tar.gz | Download Model .STL and .OBJ]]

===Bilder===
Neueste zuerst.

[[File:HOG 3D PlaDruMas-Frame L-Connectors.jpg]]
Mit L-Verbindern.

[[File:HOG3D PlaDruMas-Mechanics-2014 01 17-10 51 29.png]]

[[File:HOG3D PlaDruMas-Orthogonalansicht-2014 01 17-10 24 07.png | Orthogonalansicht]]

[[File:HOG3D PlaDruMas- Interconnect-2014-01-17.png]]

[[File:HOG3D PlaDruMas-Gesamt X Achse Slider-2014 01 17-10 49 39.png | ]]

[[File:HOG3D PlaDruMas-Flachprofil Verbindung Fix-2014 01 17-10 25 53.png | Flachprofil Verbindung - Typ: Fix/Fest unter Verwendung von Hammermuttern aus dem [UniProKit]]]

[[File:HOG3D PlaDruMas-Detail Y Z-2014 01 17-10 29 40.png | Detail Y Vorderseite (man sieht auch die Y-Z-Kombination - gebaut aus [http://wiki.opensourceecology.de/Universal_Prototyping_Kit#Basis-Set_Strukturelemente UniProKit-Teilen])]]

[[File:HOG3D PlaDruMas-Detail Y-2014 01 17-10 24 52.png | Detail Y Rückseite]]

==Literatur und Links==

{| class="wikitable"
|-
! Referenz !! Beschreibung
|-
| [http://www.phenom-networks.co.uk/wades-3d-extruder-assembly-guide/] || Greg's Wade Extruder, Zusammenbauanleitung
|-
|}

[[Category:project]]
[[Category:manufacturing]]
[[Category:printer]]
[[Category:worlddevelopment]]

Open Hardware-Webstuhl – OHLOOM

2020-04-18T11:52:14Z

RobinV: cleaned up & added more meta-data

__INHALTSVERZEICHNIS__

[[File:Ohloom_icon.png|430px|Projekt: Open Hardware-Webstuhl – OHLOOM]]

<gallery widths="640" heights="480" perrow="2>
File:Ohloom_ready.jpg
</gallery>

{| class="wikitable"
|-
| ''Status'' || <font color=red>active</font>
|-
| ''Phase'' || <font color=green>released</font>
|-
| ''Kontakt'' ||
* [[Oliver Schlüter]] [mailto:case06@ose-germany.de <case06@ose-germany.de>] - Hauptverantwortlicher
* Jens Meisner [mailto:jens.meisner@ose-germany.de <jens.meisner@ose-germany.de>] - 3D gedruckte Erweiterungen & Repository
|-
| ''Diskussion'' ||
* [https://t.me/OSEGWelcome OSEG Welcome Group] auf Telegram
|-
| ''Lizenz'' || [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de CC-BY-SA 4.0]
|-
| ''Stichwörter'' || {{Stichwörter|Textile, Post-Apocalyptic}}
|-
| ''Repositories'' || https://gitlab.com/OSEGermany/ohloom
|-
| ''OKH Meta-Data'' || https://gitlab.com/OSEGermany/ohloom/-/raw/master/okh.yml
|}

= Downloads =

'''[{{DATEIPFAD:Ohloomparts.zip}} ohloomparts.zip herunterladen]'''

'''[{{DATEIPFAD:Ohloom-techdraw_v.01.pdf}} Ohloom-techdraw_v.01.pdf herunterladen]'''

'''[{{DATEIPFAD:OHLOOM_Montageanleitung.pdf}} OHLOOM_Montageanleitung.pdf herunterladen]'''

'''[{{DATEIPFAD:OHLOOM_Benutzerbuch.pdf}} OHLOOM_Benutzerbuch.pdf herunterladen]'''

= English =

'''[https://www.instructables.com/id/OHLOOM-an-Open-Hardware-Loom/ English Instructables.com page]'''

[https://pad2.opensourceecology.de/s/H1Jdpt8pr# Assembly-guide ]

[https://pad2.opensourceecology.de/s/rkgwq9LaH# User-guide ]

= Übersicht =

Ein wichtiger Bereich, der bislang im GVCS noch unterrepräsentiert ist, ist … Kleidung und Textilien. Eigentlich etwas sehr elementares. Man stelle sich vor, in einer gut funktionierenden Öko-Community hat man Wolle von Schafen oder (für die Veganer) Leinen aus Flachsanbau.

Wie bekommt man daraus aber nun Stoffe und Tuche für Kleidung ? Die Antwort lautet: stricken oder weben.

Da dies eine recht zeitraubende Angelegenheit ist wäre es schön dies mit maschineller Unterstützung erledigen zu können. Z.B. mit einer selbstgebauten Webmaschine, wie in dem [https://www.kickstarter.com/projects/terryloom/pneumatic-plc-controlled-weaving-loom?ref=users Video bei www.kickstarter.com] dargestellt.

Um eine solche Maschine bauen zu können muss man allerdings überhaupt erstmal eine Vorstellung davon haben, wie Weben eigentlich genau funktioniert. Und dazu soll uns dieses kleine Projekt verhelfen: Ein einfacher, manueller Kammwebstuhl, mit einem Rahmen aus Holz sowie Kamm und Ratsche aus ABS-Plastik aus dem 3D-Drucker.

t.b.c. ...

<html>
<iframe width="640" height="360" src="https://www.youtube.com/embed/Qk2RlHFw1sQ" frameborder="0" allowfullscreen></iframe>
</html>

= Teile =

== Holz-Teile ==

=== UpCycling der Rahmenteile ===

Alle Rahmenteile können per UpCycling aus einer Euro-Palette (oder wie hier aus einer Einweg-Palette mit ähnlichen Abmessungen) gewonnen werden. Die Maße wurden bei der Konstruktion extra so ausgelegt, das dies problemlos möglich ist.

<gallery widths="320" heights="240" perrow="2>
File:Ohloom_epal1.jpg | Palette im Originalzustand
File:Ohloom_epal2.jpg | Palette in Einzelteile zerlegt
File:Ohloom_epal3.jpg | Die einzelnen Bretter werden zunächst glatt gehobelt ...
File:Ohloom_epal4.jpg | ... und auf passende Längen geschnitten.
</gallery>

=== Rahmen ===

<gallery widths="320" heights="240" perrow="2>
File:Seite_m1b.png | Seitenteil Maße
File:Seite_m2b.png | Seitenteil Maße
File:Seite_3d.png | Das Seitenteil vom Rahmen
File:Ohloom_parts1.jpg | Beide Seitenteile aus upgecyceltem Platten-Holz
Datei:Ohloom seite td.jpg|thumb|ohloompart
</gallery>

=== Kammhalter ===

<gallery widths="320" heights="240" perrow="2>
File:Kammhalter_3d.png | Der Kammhalter
File:Kammhalter_m1b.png | Kammhalter Maße
File:Ohloom_parts2.jpg | Kammhalter aus Holz
File:Ohloom_kammhalter_td.png | Kammhalter TechDraw
</gallery>

=== Kettbaum und Warenbaum ===

Kettbaum und Warenbaum können als Rundstäbe von 35mm Durchmesser fertig im örtlichen Baumarkt gekauft werden, meist in Kiefer oder Buche. Oder sie können, wie im vorliegenden Fall auch selbst angefertigt werden, aus upgecyceltem Palettenholz. Dazu werden zunächst jeweils zwei ca. 4cm breite Streifen miteinander verleimt und dann auf der Tischkreissäge auf ein Kantenmaß von 35 x 35mm gebracht.

Danach werden mit einem Elektrohobel (oder einem Handhobel) alle vier Eck-Kanten flachgehobelt, so dass im Querschnitt ein Achteck entsteht. Dieser Schritt wird manuell und nach Augenmaß durchgeführt, das heisst, es kommt hier nicht auf eine hohe Präzision an, das Achteck sollte halt optisch einigermaßen gleichmässig aussehen. Die achteckige Form ist für den Verwendungszweck als Kettbaum und Warenbaum optimal und sogar noch etwas besser, als wenn man einen gekauften Rundstab verwendet; und d.h. ausserdem, dass wirklich sämtliche Rahmenteile aus dem Palettenholz entstehen.

Zum Schluss werden die Teile auf ein Maß von von 71cm abgelängt (bei 5 Kamm-Modulen, d.h., Anzahl der Kammodule mal 10 cm, plus 21 cm) und dann nochmal manuell mit Handhobel und/oder Bandschleifer die Enden auf jeweils 8 cm abgerundet, so dass sie ein die 35mm-Bohrungen der Seitenteile passen und sich leicht drehen lassen.

<gallery widths="320" heights="240" perrow="2>
File:Ohloom_rawbaeum1.jpg | Jeweils zwei schmale Streifen werden miteinander verleimt ...
File:Ohloom_rawbaeum2.jpg | ... und anschliessend achteckig gehobelt.
</gallery>

Es besteht auch die Möglichkeit, sich octogonale Hülsen auf dem 3D-Drucker auszudrucken und diese auf das Rundholz zu schieben.

<gallery widths="320" heights="240" perrow="2>
Datei:Ohloom octagonpart td.jpg|octogonale Hülse
Datei:Ohloom hiddensurface td.jpg|So siehts dann mit den octogonalen Hülsen aus
</gallery>

== 3D-Druck-Teile ==

Alle für den Webstuhl benötigten Plastikteile, also Kamm, Stellring, das Ratschenrad, sowie eine gespiegelte Version des Ratschenrades können mit einem 3D-Drucker erstellt werden. Die dafür benötigten .stl-Dateien (sowie auch alle FreeCAD-Dateien) gibt es hier:

'''[{{DATEIPFAD:Ohloomparts.zip}} ohloomparts.zip herunterladen]'''

=== Kamm ===

<gallery widths="320" heights="240" perrow="2>
File:Kamm_40x10.png | Der Webkamm
File:Ohloom_kammhaufen.jpg | Die Einzelmodule des Kamms
File:Ohloom_kammlong.jpg | Kammmodule nebeneinandergelegt, 5 Stck. ergeben einen Kamm von 50cm Länge und mit 100 Fäden
Datei:Ohloom kamm td.jpg|ohloompart
</gallery>

=== Ratschenrad ===

<gallery widths="320" heights="240" perrow="2>
File:ohloom_ratschenrad.png | Das Zahnrad für die Ratsche, zum Weiterdrehen bzw. aufwickeln des gewebten Tuches
File:ohloom_Ring.png | Befestigungsring
File:Ohloom_rara.jpg | Zahnräder und Ringe frisch aus dem 3D-Drucker. Erstere müssen gespiegelt sein.
Datei:Ohloom ratschenrad td.jpg|ohloompart
</gallery>

= Assemblierung =

== Assemblierung des Rahmens ==

Die Querstreben werden zunächst an einem der beiden Seitenteile durch die entsprechenden Bohrlöcher mittels Spax-Schrauben fest verschraubt. Dann werden die runden Enden des Warenbaums und des Kettbaums lose hindurchgesteckt und dann auf der anderen Seite das zweite Seitenteil festgeschraubt.

Nun werden die Ratschenräder und die Stellringe aufgesetzt, durchgebohrt und mittels M6x70er Sechskant-Maschinenschraube und je zwei M6er Muttern fixiert. Man könnte auch jeweils nur eine M6er-Sicherheitsmutter verwenden; in dem Fall würde auch eine M6x60er Schraube reichen.

(In der nachfolgenden Darstellung fehlen noch die Maschinenschrauben, stattdessen ist auf den Bildern derzeit noch eine provisorisch eingesetzte Spax-Schraube zu sehen, die später noch ausgetauscht wurde.)

<gallery widths="320" heights="240" perrow="2>
File:Ohloom_ass1.jpg | Zusammenbau des Rahmens, mit Kettbaum, Warenbaum und Ratschenrad
File:Ohloom_ass2.jpg | Rahmen von der anderen Seite, mit Stellringen
File:Ohloom_ploemmel.jpg | Verbindungsholz für die Kette und Sperrholz für die Ratsche
</gallery>

Ein dünnes Verbindungsholz dient zur Aufnahme der Kette.
Über dünne Bohrungen (2 bis 3mm) ist es durch Fäden mit dem Kett- bzw. Warenbaum verbunden, so dass es mit einigen Zentimetern Entfernung lose baumelt. Durch dieses Holz werden etwaige unterschiedliche Längen der einzelnen Kettfäden ausgeglichen beim aufspannen der Kette.

Für den Ratschenmechanismus benötigt man noch zwei schmale Srücke Holz mit einem 20° Winkel am einen Ende als Sperrhözer. Die haben am anderen Ende mittig eine 4mm-Bohrung. Dadurch werden einfach sie einfach mittels 4x40er Spaxschraube etwas unterhalb und seitlich des Ratschenrads festgeschraubt, so dass sie die Ratsche bei entsprechender Einstellung blockieren können.

== Assemblierung des Kammes ==

Zwei Leisten mit einer Nut von 3mm Breite und 10mm Tiefe dienen als Profilschiene zur Aufnahme der einzelnen Kamm-Module und werden von zwei M8er-Gewindestangen von ca. 18 cm Länge mit je zwei M8 Muttern zusammengehalten. Dadurch ist der Kamm zerlegbar und die Module austauschbar.

<gallery widths="320" heights="240" perrow="2>
File:Ohloom_comb_closeup.jpg | Der Kamm ist zerlegbar, so dass man die einzelnen Kamm-Module mit anderen Größen austauschen kann.
File:Ohloom_comb.jpg | Kamm, ganze Länge
File:Ohloom_comb_assembly.jpg | Kamm und Webrahmen
</gallery>

= Benutzung =

== Aufspannen der Kette ==

<gallery widths="320" heights="240" perrow="2>
File:Ohloom_kette1.jpg | Die Kette kann bis zu 2m oder länger sein.
File:Ohloom_kette2.jpg | Die Kettfäden werden straff auf den Kettbaum aufgewickelt.
File:Ohloom_kette3.jpg | Die Enden der Kettfäden werden mit dem Verbindungsholz durch einen Faden verbunden. Damit lässt sich für jeden einzelnen Strang die Straffheit gut regulieren.
</gallery>

== Weben ==

<gallery widths="320" heights="240" perrow="2>
File:Ohloom_shuttle.jpg | Das Weberschiffchen oder auch "shuttle"
File:Ohloom_shuttle_closeup.jpg | Hier müssen insbesondere in der Gabel die Kanten gut abgerundet sein.
Datei:Ohloom shuttle td.jpg|thumb|ohloompart

</gallery>



= BOM =

[[BOM ohloom]]

= Links =

{| class="wikitable"
|-
! Referenz !! Beschreibung
|-
| [https://www.kickstarter.com/projects/terryloom/pneumatic-plc-controlled-weaving-loom?ref=users] || Anschauliches Video eines DIY-Webstuhls auf Kickstarter
|-
| [http://www.osloom.org/] || OpenSource-Webstuhl Projekt
|-
| [http://openknit.org/sample-page/] || Eine OpenSource-Strickmaschine mit 3D-gedruckten Komponenten
|-
| [http://opensourceecology.org/wiki/Clothes] || Kleiderherstellung bei OSE-US
|-
| [https://www.youtube.com/watch?v=pdjjx-sq_0w] || Mechanischer Webstuhl mit Handkurbel betrieben, aus Meccano-Bauteilen, voll funktionsfähig.
|-
| [https://www.youtube.com/watch?v=AV-DZBeGBuE] || Webstuhl mit Rund-Nadel, aus Meccano-Bauteilen
|-
| [https://www.youtube.com/watch?v=Q9j7WR0mviY] || Greiferwebstuhl, aus Meccano-Bauteilen
|-
| [http://www.electriceelwheel.com/wp/] || OpenSource-Spinnrad, "The Electric Eel Wheel"
|-
| [https://www.instructables.com/id/OHLOOM-an-Open-Hardware-Loom/] || English Build instructional für OHLOOM auf instructables.com
|-
| [https://www.heise.de/make/meldung/Mini-Maker-Faire-Minden-Luebbecke-Handwerk-trifft-Digitalisierung-4356266.html] || Bericht über die MiniMakerFaire2019 in Minden, wo u.a. auch der OHLOOM vom Publikum live ausprobiert wreden konnte.
|-
| [https://www.youtube.com/watch?v=iqlxO5RYyGU] || Youtube-Video über einen Jaquard-Loom aus Lego
|-
| [http://www.holzundleim.de/2018/12/3d-bauplan-kammwebstuhl] || Die Webseite holzundleim.de leifert ebenfalls einen sehr schönen und ausführlichen Bauplan und Bauanleitung zu einem Webstuhl dieses Typs bzw. in dieser Bauart. Sehr empfehlenswert!
|-
|
|}

[[Kategorie: Webstuhl]]
[[Kategorie: Upcycling]]
[[Kategorie:Bauanleitung]]

Super 8 Filmreiniger

2020-04-18T11:39:05Z

RobinV: /* Filmreiniger für Super–8 Filme Selber bauen – Do it yourself Bauanleitung „InlineCleaner“ */ added more meta-data

== Filmreiniger für Super–8 Filme Selber bauen –<br> Do it yourself Bauanleitung „InlineCleaner“ ==

{| class="wikitable"
|-
| ''Status'' || <font color=red>active</font>
|-
| ''Phase'' || prototyp
|-
| ''Kontakt'' ||
* Martin Schneider von [https://www.film-retter.de/ film-retter.de], Hauptverantwortlicher
* Peter Elsen von [https://www.film-retter.de/ film-retter.de]
* [mailto:info@film-retter.de <info@film-retter.de>]
|-
| ''Diskussion'' ||
* [https://t.me/OSEGWelcome OSEG Welcome Group] auf Telegram
|-
| ''Lizenz'' || [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de CC-BY-SA 4.0]
|-
| ''Stichwörter'' || {{Stichwörter|Film, Preservation, Cleaning}}
|-
| ''Repositories'' || <font color=red>N/A</font>
|-
| ''OKH Meta-Data'' || <font color=red>N/A</font>
|}

=== Einführung ===

[[Datei:Filmreiniger "InlineCleaner".jpg|500px|miniatur|links|Fertig gebauter Fimlreiniger InlineCleaner für Super-8 Filme]]
Wenn man alte Filme, bspw. Super–8 digitalisieren möchte, müssen diese vor der Digitalisierung gereinigt werden.

Die [https://www.film-retter.de Film-Retter] haben dafür den Filmreiniger „InlineCleaner“ entwickelt und gebaut, der den Film trocken reinigt und der dann direkt in einen Projektor läuft und digitalisiert werden kann.

Die Bauanleitung für diesen Filmreiniger haben die Film-Retter als Open Source Hardware veröffentlicht, sodass jeder die Möglichkeit hat, sich für kleines Geld diesen Filmreiniger nachzubauen und seine Super–8 Filme so ganz einfach vom Schmutz befreien kann.
{{clear}}

{{Seitenumbruch davor}}
=== Was man benötigt: ===
{| class="wikitable"
|-
! Stückzahl !! Beschreibung !! Quelle
|-
| 1 || Eitech C107 Platten abgewinkelt || [http://www.herfast.de/Eitech-Metallbaukasten/Zubehoer-38/Eitech-C107-Platten-abgewinkelt.html]
|-
| 1 || Eitech C108 Schrauben, Muttern || [http://www.herfast.de/Eitech-Metallbaukasten/Zubehoer-38/Eitech-C108-Schrauben--Muttern.html]
|-
| 1 || Eitech C101 Flachstäbe 11-25 Loch, Winkel || [http://www.herfast.de/Eitech-Metallbaukasten/Zubehoer-38/Eitech-C101-Flachstaebe-11-25-Loch--Winkel.html]
|-
| 1 || Ein Päckchen Greenstar Ersatzwalzen || [https://www.hagebau.de/p/renovo-ersatzwalzen-greenstar-6-cm-3-stueck-anHG_PROD_4046806013680/]
|-
| 3 || Abstandhülsen || [http://www.rapidobject.com]
|-
| 2 || Seitenteile || [http://www.rapidobject.com]
|-
| 10 || IGUS EFOM-06 Flanschlager || [http://www.igus.de/wpck/2488/igubal_Flanschlager_EFOM?ArtNr=EFOM-06&WT.mc_id=gadplDE029&gclid=CISQ9NvUssgCFQsGwwod1-wOBw]
|-
| 1 || 220V-Lüfter || [http://www.amazon.de/dp/B00MNJDQXY]
|-
| 2 || Walzenträger || [http://www.rapidobject.com]
|-
| 2 || Umlenkrollen || [http://www.rapidobject.com]
|-
| 1 || Antriebsrolle || [http://www.rapidobject.com]
|-
| 1 || Schuko-Netzkabel (“Kaltgerätekabel”) || [http://www.amazon.de/dp/B000XPSD0Q]
|-
| 2 || Antistatikbürsten || [https://www.amazon.de/DynaVox-203922-Dynavox-Carbon-Antistatik-B%C3%BCrste-Schallplatten/dp/B0012B1YKG/ref=sr_1_sc_1?s=ce-de&ie=UTF8&qid=1512997645&sr=1-1-spell&keywords=dynavox+antistatikb%C3%BCrste]
|-
|}

==Schritt für Schritt Bauanleitung==

'''Schritt 1: Flanschlager montieren'''
[[Datei:Schritt 1.jpg|300px|links]]
Zunächst müssen die Lager an der Außenseite der Seitenteile angeschraubt werden. Wichtig ist hier, dass die Öffnungen der Lager nach innen zeigen.

Tipp: Wenn man hier spitze Schrauben verwendet, schneiden sich die Schrauben selbst in den Kunststoff, ohne dass man ein Loch vorbohren muss.
{{clear}}

'''Schritt 2: Lüfter montieren'''
[[Datei:Schritt 2.jpg|300px|links]]
Danach wird der Lüfter mit dem rechten Seitenteil verschraubt.

Man sollte darauf achten, dass das Etikett, somit die Blasrichtung des Lüfters nach links zeigt und dass man ebenfalls das dazugehörige Gitter anbringen.
{{clear}}

'''Schritt 3: Seitenteile verbinden'''
[[Datei:Schritt 3.jpg|300px|links]]
Nun können die Seitenteile mithilfe der Abstandshülsen verbunden werden, indem man diese von beiden Seiten anschraubt.
{{clear}}

'''Schritt 4: Montage der Antistatikbürsten'''
[[Datei:Schritt 4.jpg|300px|links]]
Die Kunststoffbügel an den Antistatikbürsten müssen entfernt werden. Diese sind durch kleine Kunststoffnippel an der Bürste befestigt, welche man abfeilen oder mit einem Cuttermesser entfernen kann. Nur so ist eine glatte Verbindung zwischen Bürste und Seitenteil gewährleistet.

In die Bürsten müssen seitlich je 2 Löcher mit 2{{nnbsp}}Millimeter Durchmesser bohrt werden, um die Seitenteile mit den Bürsten zu verschrauben.
{{clear}}

'''Schritt 5: Reinigungswalzen montieren'''
[[Datei:Schritt 5-1.jpg|300px|left]]
Jetzt werden die Reinigungswalzen montiert, indem man die Innenseite der Reinigungswalze mit Klebstoff bestreicht und die Walze auf der Rolle montiert.
{{clear}}

[[Datei:Schritt 5-2.jpg|300px|left]]
Dann werden die Distanzscheiben mit einem Abstand von 5{{nnbsp}}mm an dem Rollenende verklebt.
{{clear}}

'''Schritt 6: Walzenrollen montieren'''
[[Datei:Schritt 6-1.jpg|300px|links]]
Nun werden die zuvor zusammengebauten Walzrollen mit den Reinigungsbürsten in die bisher entstandene Konstruktion eingebaut. Dazu kann man diese in die bereits montierten Flanschlager einstecken. Wenn man nun die Seitenteile leicht nach außen biegt, kann man auch die andere Seite befestigen.
{{clear}}

[[Datei:Schritt 6-2.jpg|300px|links]]
Diesen Schritt wiederholt man genau so auch bei der zweiten Walzrolle. Beim Auseinanderbiegen vorsichtig vorgehen, damit die Seitenteile nicht brechen.

'''Wichtig:''' Die Walzrollen müssen sich auf der rechten Seite befinden, also dort, wo bereits der Lüfter montiert wurde.
{{clear}}

'''Schritt 7: Antriebsrolle montieren'''
[[Datei:Schritt 7.jpg|300px|links]]
Die Antriebsrolle befestigt man genauso wie die zuvor montierten Walzenrollen, indem man die Seitenteile leicht auseinander biegt und die Antriebsrolle dann in die Flanschlager steckt.

Antriebsrolle heißt es deswegen, weil dieses Teil die benötigten Perforationslöscher besitzt, wodurch der Film geführt wird.

'''Info''': Da die Perforationslöscher sich von Film zu Film unterscheiden, kann man dies je nach Film anpassen, wozu man jedoch ein neues 3D-Dokument für den Drucker benötigt.
{{clear}}

'''Schritt 8: Umlenkrollen montieren'''
[[Datei:Schritt 8-1.jpg|300px|links]]
Im nächsten Schritt kann man nun die beiden Umlenkrollen montieren. Eine kommt links neben den Lüfter…
{{clear}}
[[Datei:Schritt 8-2.jpg|300px|links]]
… und die andere kommt rechts neben den Lüfter.
{{clear}}

'''Schritt 9: Netzanschluss'''
[[Datei:Schritt 9.png|300px|links]]
Der Lüfter wird mit 220{{nnbsp}}V Netzspannung betrieben. Aus diesem Grund sollte man diesen Schritt von einem Fachmann durchführen lassen!
<blockquote>
'''Netzpassung bedeutet Lebensgefahr!'''
</blockquote>
Man verwendet einen Schuko-Stecker mit Erdung, bspw. von einem Kaltgerätekabel und verbindet so den Lüfter mit der Netzspannung. Zudem bohrt man kleine Löcher in die Antistatikbürsten und verbindet diese ebenfalls mit einer netzseitigen Erdung, um vor Stromschlägen geschützt zu sein.
{{clear}}

'''Schritt 10: Metallfuß'''
Den Metallfuß kann man nun einfach aus den Ersatzteilen zusammenbauen. Zu beachten ist hier die Bauweise auf den Bildern. Mit den Muttern werden die Schrauben fixiert.

<gallery widths="300" heights="240" mode="nolines">
File:Schritt 10-1.jpg|1. Ansicht des Metallfußes von unten
File:Schritt 10-2.jpg|2. Diagonal-Verstrebung
File:Schritt 10-4.jpg|3. Metallfuß auf der Seite der Diagonal-Verstrebung
File:Schritt 10-3.jpg|4. Fertige Gesamtansicht des Metallfußes
</gallery>

'''Schritt 11: Spacer/Abstandshalter'''
[[Datei:Schritt 11.jpg|300px|links]]
Dieser Abstandshalter oder Spacer ist dafür da, dass der Abstand zwischen Projektor und InlineCleaner bestehen bleibt. Es kann sein, dass aufgrund des Zugmoments ansonsten der InlineCleaner zum Projektor hingezogen wird.

Und da nicht jeder den Filmreiniger auf einer Arbeitsplatte montieren möchte, nutzt man diesen Spacer, welcher ebenfalls aus den Metallteilen zusammengebaut werden kann.
{{clear}}

'''Schritt 12: Fertigstellung'''
Nun kann der Filmreiniger zusammengebaut werden! Dazu verschraubt man die Metallkonstruktion, also den Fuß mit dem Schmalfilm-Reiniger. Hier bitte auch die Querstabilisatoren befestigen, damit der Filmreiniger einen stabileren Stand hat.

<gallery widths="300" heights="240" mode="nolines" >
File:Schritt 12-1.jpg|1. Verschrauben mit den L-Senkrecht-Profilen
File:Schritt 12-2.jpg|2. Verschrauben mit den normalen Senkrecht-Streben
File:Schritt 12-3.jpg|3. Aufsicht der Verschraubung an der Seite der Reinigungswalzen
</gallery>

'''Und los geht´s!'''

== '''Organisatorisches''' ==

=== Aktueller Entwicklungsstand ===

<div class="definition-inline">
; 09.10.2015 : Der Filmreiniger InlineCleaner ist fertig gebaut und funktionsbereit
; 2017 : Weiterentwicklung und Optimierung
</div>

=== ToDo next ===

* Elektromotor einbauen, damit der Film nicht durch die Perforationsrolle angetrieben wird (dies macht den Filmreiniger kompakter) → wichtig ist hier eine langsame Geschwindigkeit, max. 30 bis 60 Umdrehungen pro Minute
* Die Reinigungswalzen schräg anbringen, dass diese den Dreck direkt nach außen aus dem Kreislauf entfernen
* Ebenfalls eine Antistatikbürste hinter den Reinigungswalzen anbringen, damit der Film auch auf dem Weg zum Projektor keinen neuen Schmutz anzieht

=== Links ===
https://www.super-8.com/film-reiniger.html

https://www.film-retter.de/

http://makeable.de/blog/?p=509

[[Kategorie:Bauanleitung]]
[[Kategorie:Film]]
[[Kategorie:Super 8 Film]]

DiVER/en

2020-04-18T11:36:27Z

RobinV:

{{DISPLAYTITLE:DiVER}}

{| class="wikitable"
|-
| ''Status'' || <font color=red>inactive</font>
|-
| ''Phase'' || prototype
|-
| ''Kontakt'' ||
* [[Alex Shure]]
|-
| ''Diskussion'' ||
* [https://forum.opensourceecology.de/viewforum.php?f=35 Forum]
* [https://t.me/OSEGWelcome OSEG Welcome Group] auf Telegram
|-
| ''Lizenz'' || [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de CC-BY-SA 4.0]
|-
| ''Stichwörter'' || {{Stichwörter|Energy, Electricity}}
|-
| ''Repositories'' || <font color=red>N/A</font>
|-
| ''OKH Meta-Data'' || <font color=red>N/A</font>
|}

==Introduction==

DiVER:
'''Di'''rect Current low '''V'''oltage '''E'''lectrical Grid for '''R'''enewable energies

*Any voltage over about 60VDC is not safe to the touch
*Any voltage over 60VDC needs a special license to operate in Germany, e.g. you may not build and connect a grid over 60V, unless a proper Electrician checks everything (VDE)
*Small permanent magnet alternators used in a generator at a wind turbine or a water turbine usually operate at below 100V
*It is very expensive to generate a true sine wave alternating current out of low voltage DC from the renewable energies
*Solar panels output low voltage DC
*TEG (thermo electric generators) output low voltage DC

Only a few systems really do need the high voltage AC of 230V or 110V.

*Desktop Computers (although terribly inefficient compared to laptops and smartphones) do need 12 VDC, 5 VDC and 3,3 VDC.
*Laptops need about 12-20 VDC
*TFT Flatscreens run on DC, especially if they have an LED backlight.
*Mobile phones, smartphones, tablet PCs etc are all charged and run with 5VDC

Difficulties and negative points about a low voltage DC grid:

*Grid size is smaller with a lower voltage or:
*available Power is lower at the same AWG / cable dimensions
*special connectors have to be chosen

A hybrid 230 VAC + DiVER infrastructure for OSEG/FeFG: 230VAC for high power appliances like some machines, DiVER for any consumer electronics (wherever possible) and efficient lighting.

Household circuit breakers may be re-used for a DiVER grid, e.g. anything from 8-63A per phase.

System voltage:

*N: 0V, GND
*L1: 12VDC, 10-15VDC (one lead acid battery)
*L2: 24VDC, or higher, to be determined. e.g. 24-48VDC (three lead acid batteries)

A cheap NYM-J 2x2.5mm² (1 Phase) or 4x2.5mm² (2 Phase) cabling may be used for low power branches of the grid.

E.g. for L2 with nominal voltage 3x12V = 36V: equals three lead acid batteries connected in series. If fully charged, grid voltage at the source would be 3*14V = 42V, at empty batteries about 32V.

The L2 grid voltage (only the voltage!) may be compatible with PoE, Power over Ethernet 802.3af (802.3at Type 1) and 802.3at Type 2, if the grid voltage is above 40 V.

At 36V and 63A, there are 2268W available in the grid, if we assume proper cables and connectors. It depends on the application, but I would have switched over to 230 VAC already at this power rating.

One could make the 12V phase on/off grid redundant with one efficient ATX power supply+two Schottky diodes or with active switching. It is much easier to switch DC synchronous vs AC synchronous, because one does not have to establish a phase lock to get the waveform in sync.

==Smart DiVER==

The start would be to equip an energy monitoring system, like DiVER.Wilssen. Communication could take place via
*Wireless connections (even to non-grid-tied appliances. NRF24L01+, RFM, xBee)
*Wired LAN connection (expensive and uses additional cabling)
*PLC (Powerline Communication) with an Open Source protocol and hardware design.

Research: What about RS485 between two phases, would that be possible? Is a choke / low-pass needed at the low impedance energy sources and appliances? What frequency is used best for transmitting data via a modulated power line? Coupling via passive RC-highpass?
There might be an integrated circuit for low voltage DC PLC communication?

==DiVER.Wilssen==
The Wireless Logging System for Sourcing ENergy - Controller is monitoring some or all grid parameters and is connected with the BMS (battery monitoring/managment system) or may even contain BMS functions. Wilssen is the brain of a DiVER grid, Wilssen is recommended but not necessary for operation.

*battery voltage of each battery (multiplexed) (2s1p, 3s1p, 3s2p, 3s4p etc)
*battery bank voltage
*l1 phase current (has got to be signed for bidirectional measurement)
*l2 phase current (has got to be signed for bidirectional measurement)

*battery bank temperature sensor (OneWire preferred)
*over current protection
*under voltage protection
*Uninterruptable Power Source function.
*SSR<ref>Solid State Relay</ref> usage, no conventional electromechanical Relays.

At a future revision, Wilssen may also:

*switch on chargers or grid-tied SMPS (switch mode power supplies) if source impedance gets to high/grid voltage too low.

optional: digital ZVD (zero voltage diode) function via comparator+ISR at ADC or interrupt attached to a plain digital port pin. SSR could then be used as OC protection, UV protection and ZVD.

SSR module may be replaced with a MOSFET at low power applications.

===Wilssen Hardware===

*Voltage sensing should be through passive voltage dividers with appropriate headroom and a high impedance connection to the ADC, we don't need the galvanic isolation at these low voltages.

*Current sensing should not be shunt based, but rather with a hall effect sensor or inductive. At DC, inductive sensing is not possible I guess, so we have to stick to hall sensors.
The integrated current sensor packages from Allegro are quite expensive. The following will be suitable for a <200A grid.
Bidirectional integrated hall effect current sensor:
ACS759 ±50A to 200A
ACS756 ±50A to 100A

*SSR example:
100V, 100A type:
http://www.mercateo.com/p/139A-1779776/SSR_100A_100V_SIP_Typ_D1D100.html?showSimplePage=NO&ViewName=live~showGrossColumn&utm_source=product-search&utm_medium=web&utm_campaign=Halbleiterrelais#crydom-ssr-100a-100v-sip-typ-d1d100-crydom

*2row LCD display for easy overview at the controller, showing the momentary power consumption and accumulated energy, grid voltage, ...

==Physical Layout: Cabling, Sockets, Fuses==

If the infrastructure is build from scratch and completely new, then it's best to start with a hybrid AC/DC<ref>Alternating Current / Direct Current, not the famous rockband</ref> DiVER grid:

cabling:
*open or closed ring topology with branches, e.g. 3p AC household EIS: 1 x NYM-J 5G2.5, laid in parallel with 1x NYM-J 4x2.5 (up to 4x10)

Important: How to determine the cables other than by their inner topology? DiVER cables should be marked differently.

===Connectors, sockets, plugs, terminals===

Suggestions for sockets and plugs for DiVER:

*large screw terminals (which is somewhat legal, because the DIVER grid is safe to the touch )
*PowerCon sockets (expensive, proprietary, e.g. by Neutrik. How many poles?)
*SpeakOn sockets (moderately expensive, well suited because they carry 4 poles and are aimed for moderately high currents)
*XLR sockets (cheap, but can't carry much current. maybe for small appliances like phone chargers)
*Open Source screw terminals with M6 screws. 3D printed or milled.

Any other recommendations?

*CEE sockets are way too expensive, overkill and not meant for DIVER voltages. They may also be confused with the mains grid.

*DiVER Fuses, circuit breakers, Wilssen, BMS, PDUs and so on are encased in a separate enclosure and are nowhere near the mains.

XLR specifications from Neutrik NC3-FX

Capacitance between contacts ≤ 4 pF
Contact resistance ≤ 3 mΩ (inner)
Dielectric strength 1,5 kVdc
Insulation resistance > 2 GΩ (initial)
Rated current per contact 16 A
Rated voltage 50 V

===Separated or safety extra-low voltage (SELV)<ref>http://en.wikipedia.org/wiki/Extra-low_voltage</ref>===

IEC defines a SELV system as "an electrical system in which the voltage cannot exceed ELV under normal conditions, and under single-fault conditions, ''including'' earth faults in other circuits".

There exists some confusion regarding the origin of the acronym: "SELV" stands for "''separated'' extra-low voltage" in installation standards (e.g., BS 7671) and for "''safety'' extra-low voltage" in appliance standards (e.g., BS EN 60335).

A SELV circuit must have:
* protective-separation (i.e., double insulation, reinforced insulation or protective screening) from all circuits other than SELV and PELV (i.e., all circuits that might carry higher voltages) As an example, in New Zealand, ELV wiring in domestic premises must be installed at a minimum distance of 50 mm from low voltage wiring or have a separate insulating barrier such as conduit.<ref>http://en.wikipedia.org/wiki/Extra-low_voltage</ref>
* simple separation from other SELV systems, from PELV systems and from earth (ground).

The safety of a SELV circuit is provided by
* the extra-low voltage
* the low risk of accidental contact with a higher voltage;
* the lack of a return path through earth (ground) that electric current could take in case of contact with a human body.

The electrical connectors of SELV circuits should be designed such that they do not mate with connectors commonly used for non-SELV circuits.

<references/>

[[Category:OSEG - Bereich Technologie]]
[[Category:OSEG - Windenergie]]
[[Kategorie:English pages]]

Wind Turbine/en

2020-04-18T11:36:04Z

RobinV: added more meta-data

{{DISPLAYTITLE:Wind Turbine}}
[[File:Project-icon_vawt_wikithumb_h400px.png|388px]]

''VAWT'' ('''V'''ertical '''A'''xis '''W'''ind '''T'''urbine)

aka ''TiVA'' ('''Ti'''ny '''V'''ertical '''A'''xis wind turbine))

{| class="wikitable"
|-
| ''Status'' || <font color=red>inactive</font>
|-
| ''Phase'' || <font color=green>testing</font>
|-
| ''Kontakt'' ||
* [[Alex Shure]] - lead designer, research and development, modeling, prototyping
* Mario Grunau - 3D modelling (Autodesk Inventor, Maxon Cinema 4D)
* [[Achmed Touni]] - 3D modelling (FreeCAD, Blender3D), simulation (OpenFOAM, Ansys)
* [[Nikolay Georgiev]] [mailto:nikolay@georgiev.cc <nikolay@georgiev.cc>] - communication and organization
* [[Benjamin Rudtsch]] - [[Wilssen]], software development
* [[Leon Rische]] - [[Wilssen]], software development
* [[Timm Wille]] [mailto:timm.wille@ose-germany.de <timm.wille@ose-germany.de>], [https://t.me/TimmW auf Telegram]
|-
| ''Diskussion'' ||
* [https://t.me/OSEGWelcome OSEG Welcome Group] auf Telegram
* [https://forum.opensourceecology.de/viewforum.php?f=5&sid=3ad0408453877f4353a9c490400abb7a Forum]
|-
| ''Lizenz'' || [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de CC-BY-SA 4.0]
|-
| ''Stichwörter'' || {{Stichwörter|Wind, Energie}}
|-
| ''Repositories'' || <font color=red>N/A</font>
|-
| ''OKH Meta-Data'' || <font color=red>N/A</font>
|}

==Introduction==

All information is released open source and for free, for a better world and for the fun of open collaboration. (CC BY-SA-NC)

[[File:Etemu.com_TiVA_l2_front_wip.jpg|320px|thumb|left|3D Model of a [[TiVA]] rotor, work in progress. Note the hollow wings, this is a hybrid lift/drag wing profile with a full load TSR<ref>Tip Speed Ratio</ref> of 0.85.]]

==[[TiVA]]—Tiny Vertical Axis Wind Turbine==
Research and development is currently concentrated onto [[TiVA]], a tiny wind turbine prototyping platform. With this very small turbine, we can easily change parts, try out new ideas and increase the performance on a small scale in a fast and inexpensive way. Please have a look at the [[TiVA]] page for further information.

[[File:Wilssen_core_v0.203a.brd_detail.png|512px|thumb|right|Detail of the PCB layout of the [[Wilssen]] core module. You can see the constant current sources on the left for the high brightness RGB LED. v203a (WIP)]]
===Development of ''[[Wilssen]]''===
The '''''Wi'''reless'' / '''''Wi'''nd '''L'''ogging '''S'''ystem'' for '''''S'''ourcing '''EN'''ergy'' - Controller is monitoring and controlling all parameters. ''Wilssen'' is the brain of the wind turbines (+[[TiVA]]s!) and checks all the voltages at any time the wind turbine is generating power.

===Others===

* Design a mold for casting the alternator's stator
* 3D Models and Simulation
* Calculations for the forces at the bearing points and the mounting point
* LED drivers, controllable constant current sources for the high power LEDs

==Roadmap / Log==

[[File:TiVA_2_1_lenz2_sim_safety_extreme.png|512px|thumb|right|Safety factor at an extreme gust of wind for a Lenz2 wing coupled to a rotor base with an aluminum arm. WIP<ref>work in progress</ref>]]

==General design outlines==

The wind turbine should be loosely designed according to the [[OSE Core Values]] except points 8 and 9, which demand high performance and equal to or higher than industrial efficiency <ref>[[OSE Core Values]] points 8 and 9 demand a high performance and equal to or higher than industrial efficiency but the efficiency of a highly sophisticated industrial, FEA designed and airflow-simulated, wind tunnel tested model can't be matched by a diy design.</ref>

In addition to the [[OSE Core Values]], the wind turbine should be safe to operate, e.g. have a suitable safety factor in all structural calculations, proper isolation to prevent an electric shock.

=====Assembly height=====

The complete assembly of rotor and mast should not be higher than 10{{nnbsp}}m. If regional communities permit higher masts, the maximum height must not exceed 20{{nnbsp}}m, to avoid national and ICAO air traffic security issues and legal obligations to carry warning lights and report about their functionality.
There are various restrictions in Germany present which depend on the size and location of a wind turbine:
<blockquote>Verfahrensfrei sind Windenergieanlagen bis zu einer Höhe von 10{{nnbsp}}m<ref>Nummer 22 des Anhangs zu Paragraph 50 Abs. 1 LBO</ref>. In Mischgebieten<ref>Mischgebiet bedeutet gleichwertige Wohn- und Gewerbenutzung</ref> darf nachts ein Lärmrichtwert von 45{{nnbsp}}dB(A) nicht überschritten werden<ref>Auszug Windfibel Baden-Württemberg</ref>. Zu den Genehmigungsverfahren sei gesagt, dass die Landesbauordnung der jeweiligen Bundesländer / Kommunen unterschiedlich ist, also sollte man beim Bauamt nachfragen.</blockquote>

=====Size=====

We won’t start with a turbine greater than 4{{nnbsp}}m² due to restrictions in Europe pointed out by Detlef Schmitz. A wind surface of 4{{nnbsp}}m² equals a 2{{nnbsp}}m diameter rotor with a height of 2{{nnbsp}}m.
Hint: In every wind condition, a 1{{nnbsp}}m diameter VAWT with a height of 4{{nnbsp}}m (4{{nnbsp}}m²) is more efficient than a 2{{nnbsp}}m × 2{{nnbsp}}m (4{{nnbsp}}m²) VAWT due to the higher rpm and better aerodynamic figures. Industrial VAWTs aim for a large height, not for a large diameter.

----

We want to design a rather small VAWT with [[TiVA]], resulting in the following advantages:

{| class="booktable sortable"
! +{{nnbsp}}/{{nnbsp}}–
! Comment
|-
| + || DIY! People should be able to build them! → [[wikipedia:KISS_principle|KISS principle]]
|-
| + || less moving parts
|-
| + || does not necessarily have to be elevated, can stand on the ground
|-
| + || collects wind from every direction: no need for a directional control (+less mechanics, electronics)
|-
| + || has a smaller footprint
|-
| + || easier to design
|-
| + || way more easy to build
|-
| + || does not need a variable pitch control for high wind speed/ high power designs
|-
| + || uses cheaper materials, less bearings and axles, less machining operations
|-
| + || maintenance is easier, as the generator is on the ground, no need for a lift or a breakdown of the turbine head
|-
| + || a modular design is possible in a certain range (e.g. building it higher/longer in any direction)
|-
| + || does not necessarily need moldings or 3D shapes like sophisticated VAWT turbine blades
|-
| – || lower rpm at the same rotor diameter, at the same wind surface area due to the partly reversed draft of the wings but:
|-
| + || can have a small diameter but a rather large height, thus more torque ''and'' more rpm
|}

Main disadvantage against a horizontal axis wind turbine:
<div class="definition-inline">
; – : less power output compared to a sophisticated HAWT design if wind direction does not change often and turbulence is low
</div>

The small form factor alone yields the following advantages next to being diy-friendly:
{| class="booktable sortable"
! +{{nnbsp}}/{{nnbsp}}–
! Comment
|-
| + || easier maintenance
|-
| + || mobility, less weight
|-
| + || smaller impact on the environment/nature
|-
| + || lower system voltage and lower currents, less risky to operate
|-
| + || a smaller power rating results in a less complicated generator and inverter design
|-
| + || batteries can be charged quick & dirty with a simple charging circuit from a small wind turbine, which would not be possible with a high power wind turbine
|}

Specialties about distributed energy sourcing with small wind turbines:
{| class="booktable sortable"
! +{{nnbsp}}/{{nnbsp}}–
! Comment
|-
| || (tbd) Multiple smaller wind turbines may have more physical weight per sourced energy (kg/kW) versus one large one.
|-
| – || requires an additional electrical infrastructure between multiple smaller wind turbines versus one large one → more cables and balancing (electronics)
|-
| + || the grid can be laid out in such a way, that the turbines can be placed where the energy is needed the most, resulting in smaller run lengths of power cables and less power losses.
|-
| + || the small turbines can easily be moved to an area with a higher wind speed. This is interesting when it comes to structural or seasonal changes of the wind, e.g. when the trees grow leaves and form a barrier which decreases the ground wind speed or they form an alley/a tunnel which increases the wind speed, one may move the wind turbine to gain from the new environment.
|}

Simply said, it is more flexible to use many small turbines versus one large one. If a larger energy source is required, we connect multiple wind turbines in a local grid → distributed energy sourcing, a 'wind farm' consisting of VAWTs:

[[File:flowe.jpg|thumb|alt=A VAWT testing space|The ''Caltech Field Laboratory for Optimized Wind Energy'' where arrays of closely spaced ''vertical axis wind turbines'' were tested.]]
<blockquote>Dabiri carried out field tests in the summer of 2010 at an experimental farm known as the Field Laboratory for Optimized Wind Energy (FLOWE), which houses 24 10-meter-tall, 1.2-meter-wide VAWTs. In the field tests, which used six VAWTs, Dabiri and his colleagues measured the rotational speed and power generated by each of the turbines when placed in a number of different configurations. One turbine was kept in a fixed position for every configuration, while the others were on portable footings that allowed them to be shifted around.
They found that the aerodynamic interference between neighboring turbines was completely eliminated when all the turbines in an array were spaced four turbine diameters (roughly five meters or 16 feet) apart. In comparison, propeller-style HAWTs would need to be spaced 20 rotor diameters apart - which equates to a distance of more than one mile for the largest wind turbines currently in use - for the aerodynamic interference to be eliminated.
The six VAWTs generated from 21 to 47 watts of power per square meter of land area, while a comparably sized HAWT farm generates just two to three watts per square meter. See [https://www.youtube.com/watch?v=XthnaliaS88&t=1m2s video] and reference. <ref>http://www.gizmag.com/optimizing-wind-turbine-placement/19217/</ref></blockquote>

==How does the wind turbine generate energy?==

The energy is in the wind due to it's speed/local pressure differences. A wind turbine ''converts'' kinetic energy from the wind into mechanical energy. The VAWT yields energy as kinetic energy from the wind is absorbed by rotating wings. Wind is made up of moving air molecules which have mass - though not a lot. Any moving object with mass carries kinetic energy in an amount which is given by the equation<ref>http://www.reuk.co.uk/Calculation-of-Wind-Power.htm</ref>:

:Kinetic Energy = 0.5 × Mass × Velocity²

where the mass is measured in kg, the velocity in m/s, and the energy is given in joules.

Air has a known density (around 1.23{{nnbsp}}kg/m³ at sea level), so the mass of air hitting our wind turbine (which sweeps a known area) each second is given by the following equation:

:Mass/sec (kg/s) = Velocity (m/s) × Area (m²) × Density (kg/m³)

And therefore, the power (i.e. energy per second) in the wind hitting a wind turbine with a certain swept area is given by simply inserting the mass per second calculation into the standard kinetic energy equation given above resulting in the following vital equation:

:Power = 0.5 × Swept Area × Air Density × Velocity³

where Power is given in Watts (i.e. joules/second), the swept area in square meters, the Air density in kilograms per cubic meter, and the Velocity in meters per second.

{{Wide image-noborder|ETEMUcom_EVAwt6_iso.jpg|1280px|3=A sketched 3D ISO view of a simplified VAWT wind energy diagram. Full size view recommended. Note: Pictured is a drag-only rotor, but our intention is to design a lift-rotor, as it has a higher tip speed ratio and revolves faster.|4=99%|alt=A sketched 3D ISO view of a simplified VAWT wind energy diagram. Full size view recommended. Note: Pictured is a drag-only rotor, but our intention is to design a lift-rotor, as it has a higher tip speed ratio and revolves faster.}}

A lift-type VAWT generates lift at almost the full 360 degree rotation, as long as you have a TSR<ref>https://en.wikipedia.org/wiki/Tip-speed_ratio</ref> >> 1 (TSR=Tip Speed Ratio), i.e when the blades are moving faster than the wind is moving. This lift principle is why airplanes fly.
Depending on the operating speed and wind speed, the blades will actually be in stall for differing segments of the rotation, and hence not much lift, or at least a minimal amount compared to the drag, which slows the turbine down to a TSR < 1. This occurs when the angle of attack (for a static blade!) is at a certain point, let's say about 15 degrees. The following video shows aerodynamic stall, investigated on a 2D wing profile through air velocity, pressure, and turbulence intensity.

http://youtu.be/Ti5zUD08w5s

However, the dynamic stall characteristics are significantly different though, and since the angle of attack for a Darrieus turbine with lift airfoils is constantly changing, dynamic stall is much more important. For us, this is still ''rocket science'' and can't be measured. It has to be simulated with CFD/FEA and we hope to have some results about various wing types soon as Achmed from OSE Germany is working on a simulation with OpenFoam, an Open Source CFD program for Linux.

A drag type VAWT has always a TSR <1, and the blades capture energy for more or less 180 degrees, the blades fight the wind the other 180 degrees.

==EVA wind turbine==

[[File:ETEMUcom_EVAwt8_intake_top_iso.jpg|thumb|Example of an '''''EVA''' wind turbine'' design, ISO view of the top end. Note the wing at the front and the tail rudder.<ref>http://etemu.com/p/evawt/ETEMUcom_EVAwt6_iso.jpg</ref>]]
The '''''E'''nhanced '''V'''ertical '''A'''xis Wind Turbine'' idea incorporates an intake manifold at the front which is always facing the direction where the strongest wind is coming from. The main disadvantage of the VAWT against a HAWT is reduced: There is no attacking wind which will work against the natural, clockwise rotation of the VAWT. This may result in an increased overall efficiency.

{| class="booktable sortable"
! +{{nnbsp}}/{{nnbsp}}–
! Comment
|-
| + || No wind is working 'against' the turbine, contrary to a standard VAWT, where half of the turbine is exposed to wind which flows into the 'wrong' direction
|-
| + || The wind speed right at the turbine intake is increased <ref>The deflection at the front adds up two "surfaces" of wind. However, the resulting wind speed won't change drastically.</ref>
|-
| + || (tbd) less oscillating forces, the wind flow is about unidirectional at the turbine: less vibrations and less wear at the rotating parts, more static and less dynamic thrust at the bearings, less torque ripple and cyclical stress.
|-
| – || More material is used for the construction of an '''''EVA''' wt'': two bearings, arms and static wings. However, these additional parts are not difficult to manufacture, as the surfaces are all plane.
|}

<gallery mode="packed" widths="200" heights="200" >
File:ETEMUcom_EVAwt7_top_detailed_diagramm.jpg|Normal airflow in a VAWT at the maximum torque moment. Note the non-uniform airflow with varying surfaces as the turbine blades advance.
File:ETEMUcom_EVAwt8_intake.jpg|Airflow in the '''''EVA''' wt'' design. View from the top.
File:ETEMUcom_EVAwt8_intake_top_iso.jpg|Example of a simple constructional integration of the '''''EVA''' wt'' design with sheet material. ISO-View from the top.
</gallery>

=Calculations and Simulations=
[[File:Better_metric.gif|thumb|All calculations are made in the metric system. This is the logo for the Jamaica Metrication Board, which completed its work in 1996.]]
All calculations are made in the ''metric'' system.

Let's start with the base mount.
As the design outlines state we won't start with a turbine greater than 4{{nnbsp}}m² due to restrictions in Europe pointed out by Detlef Schmitz. A wind surface of 4{{nnbsp}}m² equals a 2{{nnbsp}}m diameter rotor with a height of 2{{nnbsp}}m.

:<math>F_{pole} = \frac{1}{2} \times \rho \times C_d \times A_{wind} \times v_{wind}^2</math>

<math>\rho</math> = Density of air = about 1.2{{nnbsp}}Kg/m³ <br />
<math>C_d</math> = Coefficient of drag = 1.0 (cylinder Re > 100) <br />
<math>A_{wind}</math> = Area of turbine = max 4{{nnbsp}}m² <br />
<math>v_{wind}</math> = Wind speed in m/s

<math>
\begin{align}
F(50\frac{m}{s}) &= \frac{1}{2} \times 1.2\frac{kg}{m^3} \times 1.0 \times 4m^2 \times 50\frac{m}{s}^2 = 6000 N \\
F(30\frac{m}{s}) &= 2160N\\
F(20\frac{m}{s}) &= 960N \\
F(10\frac{m}{s}) &= 240N\\
F(5\frac{m}{s}) &= 60N
\end{align}
</math>

TODO: Leverage should be taken into account here. How to calculate the load at the bearing points?

TODO: Consider serious safety factor for robustness and against oscillations.

Maximum wind speed the turbine has to withstand:
{|
|IEC wind class
|I
|II
|III
|IV
|----
|50-year-maximum
|50{{nnbsp}}m/s
|42.5{{nnbsp}}m/s
|37.5{{nnbsp}}m/s
|30{{nnbsp}}m/s
|----
|average wind speed
|10{{nnbsp}}m/s
|8.5{{nnbsp}}m/s
|7.5{{nnbsp}}m/s
|6{{nnbsp}}m/s
|----
|}

Example for a classification in Germany, Berlin: The mean wind speed is classified above IEC class IV with an average value of 2.3–3.6{{nnbsp}}m/s at ground level <ref>equals a mast height of 10{{nnbsp}}m or below</ref> without any obstacles.

IEC classes are realistic for higher wind zones, industrial wind turbines are usually mounted at >{{nnbsp}}50 m. We are safe with an IEC class IV design. The design should be build for a maximum load of <math>F(30\frac{m}{s})=2160N</math>.

==Estimating the power output of the VAWT==

=====Power available in the wind:=====

:<math>P_{wind} = \frac{1}{2} \times \rho \times A_{wind} \times v_{wind}^3</math>

<math>P_{wind}</math> is the power, which is available in the wind. It is available as kinetic energy due to the moving mass of the air.<br />
<math>\rho</math> = Density of air = about 1.2{{nnbsp}}Kg/m³ <br />
<math>A_{wind}</math> = Area of turbine = max 4{{nnbsp}}m² at a small scale turbine <br />
<math>v_{wind}</math> = Wind speed in m/s <br />

=====Power available from the turbine:=====

This is the estimated ''mechanical'' wind power conversion.

:<math>P_{mech}=P_{wind} \times \rho_{turbine} </math>
while <br />
<math>
\begin{align}
\rho_{simple} &= 20\% \\
\rho_{decent} &= 30\% \\
\rho_{good} &= 35\% \\
\rho_{superbVAWT} &= 40\% \\
\rho_{superbHAWT} &= 50\% \\
\rho_{limit} &= 59\%
\end{align}
</math><br />

A tuned VAWT may have a best-case efficiency of 40%<ref>Can the EVAwt design yield more? Tbd!</ref>, while a simple drag-based turbine with no optimization nor special aerodynamics may have an efficiency of about 20%.

==Other links==
* [http://www.rhein-zeitung.de/regionales/neuwied_artikel,-Energiemarkt-Frischer-Wind-weht-aus-Asbach-_arid,247585.html non OS example 1]
* http://www.fundamentalform.com/html/involute_wind_turbine.html
* http://www.daswindrad.de/forum/viewtopic.php?f=2&t=21
* http://www.tinytechindia.com/windenergy.htm
* http://www.macarthurmusic.com/johnkwilson/MakingasimpleSavoniuswindturbine.htm A bit more efficient than a standard Savonius
* https://www.youtube.com/playlist?list=PL212B7C0D6057AC28 youtube playlist
* https://systemausfall.org/wikis/howto/Eddy-2-Power Nice low-scale/DIY project, 1Kw H-Darrieus Rotor

====Daniel====
* http://www.youtube.com/user/danielturbin/videos?sort=dd&view=0 Wind is only one of many nice things he did
* http://www.maskinisten.net/viewtopic.php?t=8655 Forum with pictures and tests explained in Swedish

==Sources==
<references />

[[Category: OSEG - Bereich Technologie]]
[[Category: OSEG - Windenergie]]
[[Category: Energie]]
[[Category: Wind]]
[[Category: Turbine]]

Universelle Temperatur-Steuerung – TempCTRL

2020-04-18T11:33:50Z

RobinV: added more meta-data

== '''TempCTRL V.2, Temperatur-Controller mit WLAN-Anschluss''' ==

[[File:templogger_logo.png|430px]]

{| class="wikitable"
|-
| ''Status'' || <font color=red>active</font>
|-
| ''Phase'' || <font color=green>released</font>
|-
| ''Kontakt'' ||
* [[Thomas Plaz]] [mailto:thomas.plaz@posteo.de <thomas.plaz@posteo.de>]
* Frank Richter
|-
| ''Diskussion'' ||
* [https://t.me/OSEGWelcome OSEG Welcome Group] auf Telegram
|-
| ''Lizenz'' || [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de CC-BY-SA 4.0]
|-
| ''Stichwörter'' || {{Stichwörter|Temperatur, WLAN, WiFi}}
|-
| ''Repositories'' || <font color=red>N/A</font>
|-
| ''OKH Meta-Data'' || <font color=red>N/A</font>
|}

=== Einführung ===

TempCTRL ist eine universelle Temperatur-Steuerung mit remote-Data-Logging und -Visualisierung (IoT-enabled), die eine vollständige Kontrolle über temperaturabhängige Prozesse und automatisierbare Schaltvorgänge ermöglicht.

Die Einsatzmöglichkeiten sind sehr vielfältig, hier ein paar Beispiel in den Bereichen Green-Energy und Nachhaltigkeit:

'''- Biogasanlagen, Fermentations-Prozesse, Kompostierung'''

'''- Aquaponic-Systeme und Gewächshäuser, Bewässerung'''

'''- Heizung, Kühlung, Belüftung: Umwälzpumpen, Ventilatoren'''

'''- Solarthermie: Warmwasser- und Warmluft-Kollektoren,'''

'''- Steuerung für SolarDörrgerät'''

'''- Langzeit-Messung, Datalogging und Visualisierung, hilfreich bei vielen R&D-Projekten'''

'''- kann eine Tiefkühltruhe in einen horizontalen Niedrigenergie-Kühlschrank umwandeln'''

'''- kann eine Heizplatte in einen temperaturgesteuerten Kocher umwandeln'''

'''- kann einen Kühlschrank in einen Brutschrank umwandeln'''

TempCTRL ist komplett OpenSource/OpenHardware und basiert auf Verwendung von offenen Plattformen wie Arduino und RaspberryPi

<gallery widths="800" heights="600" perrow="2>
File:Tempctrl_v2.jpg|TempCTRL V2, Display blau mit weisser Schrift
</gallery>

=== Funktion ===

Angezeigt wird die gemessene IST-Temperatur und die vorgegebene bzw. durch Tastenauswahl einstellbare Soll-Temperatur, sowie die ebenfalls einstellbare Schwankungsbreite. Ausserdem wird noch der Schaltzustand des Relais mit 0 = off und 1 = on dargestellt.

=== Erweiterbarkeit ===

Am OneWire-Bus des Temperatursensors können noch weitere DS18B20 TemperaturSensoren angehängt werden, m.E. bis zu einem theoretischen Maximum von 64 pro Bus. Falls das noch nicht reicht könnten an freie Pins am Arduino weitere Busse angehängt werden, benötigt wird pro Bus 1 Pin als Datenleitung und Anschluss an GND und 5V.

Auch weitere Relais können noch angehängt werden, da nur ein kleiner Teil der vielen Pins des ArduinoMega2560 bereits belegt ist, pro zusätzlichem Relais wird jeweils 1 Pin benötigt.

=== Datalogging und Visualisierung ===

Die Visualisierung der Prozessdaten kann zum einen extern erfolgen, mittels Diensten wie ThingSpeak https://thingspeak.com/ (wozu allerdings noch die LUA-Scripte enprechend angepasst werden müssten !!!), oder intern, d.h., mittels eines irgendwo im lokalen Netzwerk befindlichen RaspberryPi (oder eines vergleichbaren kleinen Linux-Servers, wie zB. Odroid).

Dabei werden die Logging-Data-samples periodisch (via crontab) mit einfachen Unix-Shell-Scripten vom TempCTRL abgeholt und in einer roundrobbin-Datenbank namens rrdtool gesammelt. Ebenfalls periodisch (etwa alle 1 bis 2 Minuten) werden daraus Kurvendiagramme generiert und Webseite bereitgestellt, d.h., sie können von jedem Arbeitsplatzrechner aus mit einem normalen Webbrowser betrachtet werden. Da sich die Webseite automatisch refresht handelt es sich hier um ein aktives live-monitoring System, welches sehr komfortabel ist und maximale bzw. detaillierte Überwachung der jeweiligen Temperatur-gesteuerten Prozesse ermöglicht.

<gallery widths="800" heights="400" perrow="2>
File:Tempctrl_hk4h.png|Visualisierung, 4h-Zeitfenster. Man erkennt als grüne Linie die vorgegebene Soll-Temperatur, um welche die Ist-Temperatur zyklisch schwankt (je nach der an der TempCTRL eingestellten Schwankungsbreite, meist 2 oder 3 Grad, damit das Relais am Grenzwert nicht dauernd hin- und her schaltet). Die Blaue Linie zeigt den Relaiszustand an, der normalerweise auf 0=off oder 1=on steht. In der Darstellung wurde die 1 aber durch den Wert 10 ersetzt, damit das ganze optisch ergonomischer zu erkennen ist.
File:Temctrl_Hk36h.png|Langzeit-sample, 36h-Zeitfenster
</gallery>

=== BOM ===

TempCTRL V.2 ist der zweite Prototyp und besteht aus folgenden Modulen:

- Arduino Mega2560

- WLAN-Modul ESP8266

- OneWire-Temp.Sensor DS18B20 mit Adapter

- Relais bis 10A / 230VAC, 28VDC

- Arduino-LCD-Keypad mit 6 Micro-Tastern und Hitachi-kompatiblen 2x16-LCD

- Adapterplatine für ESP-modul mit 3.3V-Stromversorgung und Anschlussterminals für Relais und Temp.Sensor

=== Aufbau ===

Die Datenkommunikation ins LAN erfolgt über ein ESP8266 WLAN-Modul. Die Stromversorgung erfolgt mittels 7V,2A-Steckernetzteil am externen Power-Eingang des Arduino.

Auf den Arduino wird in Sandwich-Bauweise ein LCD-Keypad aufgesteckt. Die Display-Beleuchtung kann durch ein auf der Keypad-Platine Trimmpotentiometer auf optimalen Kontrast eingestellt werden.

Ausserdem ist noch Platz für eine ESP8266-Adapterplatine welche neben der 3.3V-Stromversorgung für den ESP auch noch die Anschlüsse für den Temp.Sensor und das Relais beinhaltet.

<gallery widths="460" heights="320" perrow="2>
File:Tempctrl_adapter.jpg|ESP8266 mit Adapter, auf Lochrasterplatine
File:Tempsctrl_v2_seite.jpg|Sandwich: Das LCD-Keypad und die Adapterplatine werden direkt auf den Arduino-Mega aufgesteckt.
</gallery>

=== Schnittstellen ===

todo: Pinbelegungen der Anschlüsse (kann auch dem source-code entnommen werden !), Schaltplan

=== Software ===

Die aktuelle Software-Version unterstützt bislang nur einen Sensor und ein Relais, bei Erweiterungen müssen hier in der Software entsprechende Anpassungen vorgenommen werden.

Die Software besteht aus mehreren unahbhängigen Bestandteilen:

==== [[TempCTRL_v2_firmware]] ====

Dies ist die Firmware für den Arduino. Sie kann mittels der Arduino-IDE bearbeitet und auf den Arduino übertragen werden.

==== [[TempCTRL_v2_nodemcu_lua]] ====

Für das ESP8266 WLAN-Modul wird eine eigene Firmware namens NodeMCU benötigt. Dazu werden LUA-Scripte per USB hochgeladen, welche die jeweilige Funktionen implementieren. Die Bearbeitung kann mittels eines speziellen IDE namens ESPlorer erfolgen (siehe dazu mein kleines Tutorial unter [http://wiki.opensourceecology.de/Erg%C3%A4nzungs-Set_WLAN]) , ist aber auch mit neueren Versionen der Arduino-IDE direkt möglich.

=== Gehäuse ===

still todo, aber es kann auch mit ein paar einfachen Modifikationen (= 2 Löcher ausschneiden) ein fertiges bzw. 3d-druckbares Gehäuse namens "Mmintbox" (von User Vector_Mayhem) von Thingiverse runtergeladen werden : https://www.thingiverse.com/thing:142282

<gallery widths="460" heights="320" perrow="2>
File:Mmintbox_1.jpg|Gesamtansicht. Interessant sind hier die Gummi-Knöpfe, diese können zum einen in starrer Form 3d-gedruckt werden, es sind in dem Projekt aber auch "Cast-Molds" enthalten, also 3d-druckbare Abdruckformen, mittels derer man sich ein ein weiches gummi-artiges button_pad aus dem OpenMaterial "Oogoo" selbst erstellen kann.
File:Mmintbox_exploded.jpg|Explosions-Ansicht. In der obigen Abbildung ist noch ein 9V-Batterieblock mit dargestellt, dessen Platz hier aber durch die ESP-Adapterplatine belegt wird.
</gallery>

<gallery widths="800" heights="600" perrow="2>
File:Tempctrl_v2_unterteil.jpg|TempCTRL mit Gehäuseunterteil aus dem 3D-Drucker
</gallery>

== '''TempCTRL V.1, Temperatur-Controller mit LAN-Anschluss''' ==

Dies ist die ältere Vorgänger-Version und ursprünglicher Prototyp, bei welchem die Datenübertragung ins LAN noch per Ethernetkabel erfolgt.

<gallery widths="460" heights="320" perrow="2>
File:Tempctrl_v1_IMGP2363.JPG|Gesamtansicht
File:Tempctrl_v1_IMGP2357.JPG|Display, hellgrüner Hintergrund mit schwarzer Schrift, CloseUp
</gallery>

=== BOM ===

TempCTRL V.1 besteht aus folgenden Modulen:

- Arduino Mega2560

- Ethernet Modul ENC28J60

- OneWire-Temp.Sensor DS18B20 mit Adapter

- Relais bis 10A / 230VAC, 28VDC

- LCD-Keypad mit 5 Tastern und Hitachi-kompatiblen 2x16-LCD

=== Aufbau ===

Die Datenkommunikation ins LAN erfolgt über ein Standard CAT5/STP Ethernet-Kabel. Die Stromversorgung erfolgt mittels 7V,2A-Steckernetzteil am externen Power-Eingang des Arduino. Der Temperatursensor ist über eine Kleine Adapterplatine verbunden, bei der im Schraubterminal noch ein 4.7K Widerstand zwischen 5V und Data mit eingeklemmt wird. Die Display-Beleuchtung kann durch einen auf der Keypad-Platine befindlichen Micro-Schalter manuell je nach Bedarf eingeschaltet werden.

Mit je zwei Tasten können Soll-Temperatur (blau) und Schwankungsbreite (gelb) eingestellt werden. Eine fünfte Taste (schwarz) ist mit einer Direktschaltung des Relais belegt, ähnlich einer Not-Aus-Schaltung.

<gallery widths="800" heights="600" perrow="2>
File:Tempctrl_V1.jpg|Oben links im Bild sieht man das Relais, oben rechts den wasserdicht eingekapselten Temperatur-Fühler mit DS18b20 OneWire-Sensor, darunter ein mittels Lochrasterplatine zusammengelötetes LCD-Keypad. Unten links das Ethernet-Modul mit ENC28J60.
</gallery>

=== Schnittstellen ===

todo: Pinbelegungen der Anschlüsse (können auch dem Source-Code entnommen werden !), Schaltplan

=== Software ===

Dies ist die Firmware für den Arduino. Sie kann mittels der Arduino-IDE bearbeitet und via USB-Anschluss auf den Arduino übertragen werden.

Die aktuelle Software-Version unterstützt bislang nur einen Sensor und ein Relais, bei Erweiterungen müssen hier in der Software entsprechende Anpassungen vorgenommen werden.

==== [[TempCTRL_v1_firmware]] ====

== Links ==

{| class="wikitable"
|-
! Referenz !! Beschreibung
|-
| [http://opensourceecology.org/wiki/Water_Elf_IoT] || Hier ein ähnlicher Ansatz von OSE-US, eine Aquaponiksteuerung namens Water-ELF
|-
| [https://github.com/science/openthermo] || Ein Open-Source-Thermostat
|-
| [https://blog.particle.io/2014/01/17/open-source-thermostat/?redirected=true] || Ein NEST-ähnlicher OpenSource-Thermostat
|-
| [http://www.instructables.com/id/ESP8266-WiFi-Module-for-Dummies/] || Sehr gute Anleitung für LED-Beispiel mit ESP-01 WiFi / DeepSleep (==> Batterie) und Arduino IDE incl. SerialMonitor
|-
| [https://quadmeup.com/esp8266-and-ds18b20-wireless-thingspeak-sensor] || Sehr gute Anleitung für TempSensor DS18B20 mit ESP-01 Wifi / DeepSleep und ThingSpeak
|}

Boxfarm

2020-04-18T11:32:10Z

RobinV: added more meta-data

== Mobile Hydroponikfarm ==

[[File:Project-icon_boxfarm_rgb_wikithumb.png|372px|left]]

<gallery widths="300" heights="240" perrow="2>
File:Boxfarm_prototype_1.1_thumb.jpg|thumb|300px|right|Ein einzelnes, gering dimensioniertes Modul der Version 1.1, voll ausgestattet und beliebig in der Größe skalierbar
</gallery>

{| class="wikitable"
|-
| ''Status'' || <font color=green>active</font>
|-
| ''Phase'' || prototyp
|-
| ''Kontakt'' ||
* Timo Nendel [mailto:timo.nendel@ose-germany.de <timo.nendel@ose-germany.de>], [https://t.me/timonizer per Telegram]
|-
| ''Diskussion'' ||
* [https://t.me/OSEGWelcome OSEG Welcome Group] auf Telegram
|-
| ''Lizenz'' ||
* [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de CC-BY-SA 4.0] - Inhalte (z.B. hier im Wiki)
* [http://ohwr.org/cernohl CERN OHL] - Technischen Zeichnungen, Schaltpläne für die Elektronik und sonstiges welches direkt die Hardware betrifft
|-
| ''Stichwörter'' || {{Stichwörter|Agriculture, Gardening, Planting}}
|-
| ''Repositories'' || <font color=red>N/A</font>
|-
| ''OKH Meta-Data'' || <font color=red>N/A</font>
|}

=== Übersicht ===

Die '''Boxfarm''' ist ein kleiner experimenteller Prototyp einer transportablen Hydroponikfarm, basierend auf dem [https://de.wikipedia.org/wiki/Hydrokultur#Nutrient_Film_Technique_.28NFT.29 NFT-Verfahren (Nutrient Film Technique)]. Ein anpassungsfähiges Design, beliebig in der Größe skalierbar, teilautomatisiert mit geplanter Off-Grid-Erweiterung (energieautark). Eine Erweiterung auf [https://de.wikipedia.org/wiki/Aquaponik Aquaponik] mit einem Fischbecken scheint das derzeitige Design ebenfalls zuzulassen. Das Modul entstand ursprünglich für eine [http://www.stuttgartopenfair.de/27/transform-stuttgart-karawane-des-wandels Demo lösungsorienteriter Konzepte] der Selbstorganisation und Deglobalisierung in Stuttgart als Aufsatz für den Frachtbereich eines Lastenrads. Es steckte dort drin und schien mit diesem verschmolzen - war aber natürlich abnehmbar. Das Gerüst in dieser Variante ist mechanisch kompatibel mit dem [http://www.n55.dk/MANUALS/XYZNODES/xyznodes.html XYZ-Nodes]-Design der Hamburger Entwickler der [http://www.xyzcargo.com/ XYZ-Cargo Lastenräder]. Nun dient es als Prototyp einer beliebig vergrößerbaren NFT-Anlage, die nun weiter verbessert wird.

<gallery widths="600" heights="468" perrow="1">
File:BoxfarmMindmap.png| <small>Als kompletter Überblick über Eigenschaften, Bestandteile und Entwicklungs-Timeline dient ein Projektplan der Boxfarm 1.1 als Mindmap. Wird regelmäßig aktualisiert (Stand: 22. Feb. 2016). ([https://cloud.tzm-deutschland.de/index.php/s/ZRevcTYTYJMgmZh *.xmind Quelldatei])</small>
</gallery>

=== Wichtigste Eigenschaften ===

[[Datei:Boxfarm 1.1 komplett progress 02.jpg|200px|mini|rechts|Seitenansicht des Rahmens mit den montierten Pflanzenkanälen]]

[[Datei:Boxfarm 1.1 canals 01.jpg|200px|mini|Die schräg angeordneten Pflanzenkanäle mit Netztöpfen. Montiert sind sie durch 'Schlingen' aus einem Lochband aus Metall, das am L-Profil oben verschraubt ist]]

[[Datei:Boxfarm 1.1 xyz node system verschraubt 1.jpg|200px|mini|rechts|Die XYZ Verbindungstechnik - hier das Heck der Boxfarm 1.1 mit dem Querprofil, das den Wassertank festhällt]]

[[Datei:Boxfarm 1.1 schlauchadapter improvisiert.jpg|200px|mini|rechts|Kupferhülsen als improvisierte Adapter, um den Schlauch dicker zu machen für eine dichte Steckverbindung an das 15 mm PE-Rohr]]

[[Datei:Boxfarm 1.1 schlauchadapter improvisiert 02.jpg|200px|mini|rechts|Der Schlauch steckt dank der Hülse fest im PE-Rohr]]
==== Grundgedanken ====
* '''Upcyclinggedanke:''' Einige Teile flossen in die flexible Konstruktion ein, weil sie zufällig verfügbar waren und leicht angepasst wurden
** Aluprofile im Keller
** Schläuche für die Pumpe passend, mit als Adapter zweckentfremdeten Gegenständen verbunden
** Ein Eimer mit Verschlussdeckel ('Obi-Eimer') als Wassertank
* '''maximum adaptability'''
** sehr hohe upgradefreudigkeit (Upcycling vs. Industrielevel) und in großen Dimensionen möglich, ohne von den Bauplänen abzuweichen
** Leichte Ab- und Anmontierbarkeit der Energiequelle/Elektronik/Pumpen/Nährstofftanks
* trotzdem '''hohes Produktniveu:''' Es gibt simplere Konstruktionen im Internet, die einfacher zu bauen sind, allerdings meist nur für ihre momentane Größe konzipiert, sowie schlechter erweiterbar, wenn nicht von vorn herein an Upgrades gedacht wird
* '''stufenlose Skalierbarkeit'''
** '''Vertikal:''' längere vertikale Profile hinten = steilerer Hang = längere schräge Profile, auf denen die Kanäle montiert = mehr Kanäle auf kleiner Fläche
** '''Horizontal:''' einfach längere Rohre auf geklonte Alurahmen montieren, sodass ein vollausgestatteter Rahmen eine größere Beetgröße verwalten kann. Die Klone müssen das selbe Format haben, können mit größerem Abstand aufgestellt werden (spart Material) und nur einer muss mit Betriebstechnik und Tank versehen werden. Die Rahmen können auch tiefer sein, d.h. ebenfalls mehr Kanäle.

'''Ein Kompromisslastiges Design, erhöht m.E. aber die Anpassbarkeit...'''

==== offener stabiler Rahmen ====

Die Alukonstruktion aus eloxierten Quadrahtrohrprofilen ist recyclebar, wetterfest und durch das o.g. XYZ Node System sehr stabil, gut für Transport. Die HT Rohre bekommt man überall und die Tankdurchführungen mit Schlauchtüllen (ursprüngliche Idee in der Brainstorming Phase und für 1.2 geplant) bekommt man aus dem Bootsbau, die Schläuche dafür in jedem Baumarkt oder Zoohandlung. Die PE-Rohre mit den Klemmverbindern sind professionell, allerdings etwas 'over-engineered'. Man kann für v1.2+ statt Winkel auch gerade Klemmverbinder oder Borddurchlässe mit Tüllen aus einem Guss verwenden und mit flexiblen Schläuchen direkt in Löcher in die Oberseite der unteren Kanäle rein - spart im Vergleich zu v1.1 eine Menge Ressourcen.

<small>* Nachteil beim XYZ Node System: Es muss abgewandelt werden, wenn die Boxfarm 'vollwertig' Open Source werden soll. Der Entwicker [http://n55.dk/NEWS/omninews.html n55] hat dieses Design [http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/ eingeschränkt lizensiert]. Kommerzielle Nutzung (Verkauf von Bausätzen u.a.) ist den Verwendern nicht erlaubt. Also in dieser Variante keine 'vollwertige' Freie Hardware.</small>

==== Semi-Modularität ====

Modular im eigentlichen Sinne ist es nur bedingt, denn für eine Skalierung durch die Kombination gleicher Module entstünde beim derzeitigen Design ein 'Cluster' aus unnötig viel verbautem Material. Output und Materialverbrauch würden fast linear zunehmen. Effizient wäre nur eine '''super-lineare Skalierung''', also wenn sich die Materialmenge der Gesamtkonstruktion bei einer Vergößerung geringer erhöht.
Bsp: +300% Rohre, +40% Aluminium, +0% Verbindungsleitungen -> 300% mehr Pflanzen

Jedes Modul (hier der Alurahmen) könnte, wenn es so gebaut ist, getrennt dann voll ausgestattet und unabhängig werden. Im Zusammenschluss können aber kleine und große Module oder mehrere 'Klone' mit sehr langen Rohrkanälen mit nur einer Pumpe, einem 5 l Wassertank, einem Controller, einem Satz Sensoren und einer Dantenschnittstelle in einem Hauptmodul funktionsfähig gemacht werden.
Wie die Größe des Kreislaufs (im Prototyp v1.1 ca. 12 l) sich allerdings auf die erforderliche Leistung der Pumpe auswirkt, wird sich zeigen. Hauptsache von der Konstruktion muss so wenig wie möglich ''mitmultipliziert'' werden. Ein 5 l Eimer eines 1m Moduls könnte z.B. prinzipiell auch für größere Kreisläufe (2-10m) eingesetzt werden, solange in diesem kleinen Tank immer genug Wasser steht. Regulation der Pumpe ist dabei sehr wichtig! '''Problem mit v1.1:''' Schaltet man die Pumpe ab, läuft der Eimer über. '''Dafür muss noch eine Lösung gefunden werden.''' Scheinbar kommt man nicht herum, das Fassungsvermögen des Tanks gleichgroß oder größer, als das der gesamten Kanäle zu halten.

==== Autonomie ====

[[Datei:Boxfarm 1.1 brainbox parts 01.jpg|200px|mini|Die Sonden und der Controller. Das SD-Kartenmodul gehört nicht dazu]]

[[Datei:Boxfarm 1.1 brainbox parts 02.jpg|200px|mini|Das PH Detection Interface Modul. Es gibt eine [https://www.sparkyswidgets.com/portfolio-item/miniph-i2c-ph-interface/ Open Source Variante] davon]]

Die Kultivierung soll teilautomatisiert werden, durch permanente elektronische Werteüberwachung und Steuerung der Dosierung von Dünger und PH-Regulatorflüssigkeit. Alles in einem wettergeschützten Kasten, gefüllt mit der nötigen Elektrik und Elektronik für Eingabe und Ausgabe – der sogenannten '''„Brainbox“'''

* Arduinobasiert
* TEMP-, PH- und EC-Sonden mit Schnittstellen
* Dosierungsautomatik durch Ventile
** 'Guerillavariante' mit Servos, die Schläuche knicken und lösen: Servos sind billig, häufiger verfügbar und können bei Demontage komplett andere Zwecke erfüllen
** professioneller & teurer: Magnetventile (Solenoids), auch kleine müssen mit 12V angesteuert werden
* eine Platine mit Schraubklemmen und Pins für Stecker, damit muss das meiste nicht direkt an den Arduino angeschlossen werden

'''Fernwartung:'''
Personelle Ressourcen ermöglichen den Gedanken an eine Fernüberwachung mittels Ethernet/WLAN-Modul und einer App als Front End.
Bspw. eine Android-App, welche die Oberfläche bereitstellt, damit spart man sich auch ein Display am Device selbst, die App könnte dann auch Statistiken aufbereiten: wie oft wurde gedüngt, wie entwickelt sich der PH-Wert, wieviel von den Regulatoren wurde verwendet (Pump- bzw. Ventilöffnungszeiten und -dauer).

==== Autarker Betrieb ====

Der Rahmen lässt Raum für ordentliche Integration einer 12V-Batterie und eines Photovoltaikpanels (ca. 20W). Daher war angedacht, nur Geräte mit nicht mehr als 12V Eingangsspannung zu verwenden. WLAN für die Steuertechnik erleichtert das Überwachen.

==== Mögliche Pflanzen ====

* Erdbeeren
* Salate
* Buschbohnen
* ...?

== Konstruktion ==

=== Rahmen ===

[[Datei:Xyz node system by n55.dk.jpg|200px|mini|rechts|2 Ecken einer fremden XYZ Nodes Konstruktion von Außen und von Innen gesehen]]

[[Datei:Boxfarm 1.1 wassertank 01.jpg|200px|mini|rechts|Der 5 l Eimer als Wassertank, ohne Befestigung vom Rahmen gehalten]]

* Aluprofile: 20 mm Quadratrohre, 1,5mm Stärke
* konstruiert nach dem Prinzip des [http://www.n55.dk/MANUALS/XYZNODES/xyznodes.html XYZ-Node-Systems] von [http://n55.dk/ N55] (CC-BY-NC-SA)
* Prinzipiell ist eine Neukonstruktion des Rahmens basierend auf dem [[Universal Prototyping Kit|UniPro-kit]] möglich
* verstellbare Stempel an den Füßen, um bei Unebenheiten stabil zu stehen
* Eine Querstrebe ermöglicht das befestigungslose Einhängen eines 5 l [http://www.eimerzentrale.de/epages/62877003.sf/de_DE/?ObjectID=40584665&ViewAction=ViewFaceted&FacetValue_CategoryID=40584665 Kunststoffeimers] als Wassertank
* Zwischen den Beinen kann prinzipell ein Fischtank platziert werden, bzw. muss der Rahmen dann passend groß sein, um platzsparend über einem fischfreundlichen Tank stehen zu können

===Pflanzreihenkanäle===
* graue HT-Rohre (trinkwassergeeignet)
* erhältliche Durchmesser: 90, 110, 125 oder 160 mm
* HT-Rohrstopfen präpariert mit Tankdurchführungen
* runde Löcher sägen für Töpfe
* '''v1.2+ Verbesserung:''' eckige Löcher vorzeichnen und mit einem Heißschneidegerät herausschmelzen

===Leitungen und Verbindungen===
[[Datei:Boxfarm 1.1 canals 02.jpg|200px|mini|rechts|Die Kanäle mit PE Rohr Klemmverbindern. Zuviel Material. Man könnte sich viel material und Geld aparen: Ein Winkel (wenn nicht beide) und ein Tankdurchlass)]]
* HT-Rohrstopfen präparieren mit Tankdurchführungen
* PE-Rohr-Klemmverbinder (Übergangswinkel, 1/2" Innengewinde) - professionell, aber teuer und klobig)
* diverse Adapterimprovisationen für den Anschluss der Pumpe und um verfügbare Schlauchabfälle zu verwenden (Upcycling)
* '''v1.2+ Verbesserung:''' Borddurchlässe, 1/2" Außengewinde & 15mm mit Schlauchtüllen und entsprechenden Aquaristikschläuchen

===Pflanzenbereich===
* Gitternetztöpfe rund
* Durchmesser 55, 80 oder 100 mm?
* '''v1.2+ Verbesserung:''' wenn eckige Löcher entsprechend groß, keine Töpfe sondern Rohre mit Blähton füllen

===Versorgung===
* Luft- (Air Stone) und Wasserpumpen
* 12V-Netzteil (v1.1)
* kleiner Tank, gefüllt mit konzentrierterer Düngerlösung zur Dosierung/Anreicherung, sobald in der Lösung Nährstoffmangel entsteht
* kleiner Tank, gefüllt mit PH-Regulator-Flüssigkeit zur Dosierung/Anreicherung, sobald die Sensormessung ergibt, dass Bedarf besteht
* '''v1.2+ optional:''' 12V-Akku mit PV-Panel möglicherweise eine kleine Version der [[SolarBox]]

===Betriebstechnik - (Brainbox v1.0)===

[[Datei:Boxfarm 1.1 brainbox 02.jpg|300px|mini|rechts|die geöffnete Box mit der Betriebstechnik: Das EC Modul fehlt, genauso wie die Steckerplatine und die Verkabelung der Breakout Boards. 2 Schläuche führen durch die Box, zu den im Innern geschützen Servoventilen und hinaus zum Wassertank.]]

* Version 1.0 ist in einer Tupperdose untergebracht, die mit 6 Kabelverschraubungen versehen ist
* integrierte DC-DC Wandler für entsprechende Geräte (Arduino 5V, Sauerstoffpumpe 9V, ...)
* [https://www.arduino.cc/ Arduino] Mikrocontroller (v1.1: [https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno Arduino Uno])
* [http://www.uctronics.com/liquid-ph0-14-value-detect-test-sensor-module-with-at-for-arduino.html Interface Modul] für die [http://www.ebay.de/itm/PH-Electrode-Probe-BNC-Connector-for-Aquarium-PH-Control-Meter-Sensor-/371461468037?hash=item567cd42f85:g:gKYAAOSwqYBWn56E PH Sonde] (alternativ, ein [https://www.sparkyswidgets.com/portfolio-item/miniph-i2c-ph-interface/ Open Source Modul] kopieren)
* [http://www.sparkyswidgets.com/portfolio-item/minieC-i2c-eC-interface/ Interface Modul] für die [http://www.ebay.de/itm/EC-ELEKTRODE-SONDE-LEITWERT-LEITFAHIGKEIT-ERSATZELEKTRODE-WASSERDICHT-S10-/361490745576?hash=item542a8708e8:g:7HoAAOSw3ydVpkGz EC Sonde]
* elektronisch ansteuerbare Ventile (s.o. [[Boxfarm#Autonomie|Autonomie]])
* Potentiometer für die Regelung der Pumpe
* Optional: Relais für die Pumpe
* Optional: WLAN Modul für Arduino

== Links ==

{| class="wikitable"
|-
! Referenz !! Beschreibung
|-
| [http://opensourceecology.org/wiki/Water_Elf_IoT] || Bewässerungs-Steuerung von OSE US
|-
| [https://www.instructables.com/id/Arduino-Controlled-Smart-Hydroponic-Modular-System/?utm_source=newsletter&utm_medium=email] || Hydroponic-System auf Instructables
|-
|}

Solarspeicher (stationär)

2020-04-18T11:29:38Z

RobinV:

<gallery widths="422" heights="188" perrow="2>
File:Abbildung_1.1_Logo_Soldorado_und_OSE.svg
</gallery>

{| class="wikitable"
|-
| ''Status'' || <font color=red>inactive</font>
|-
| ''Phase'' || <font color=green>released</font>
|-
| ''Kontakt'' ||
* [[Thomas Plaz]] [mailto:thomas.plaz@posteo.de <thomas.plaz@posteo.de>]
* Frank Richter
|-
| ''Diskussion'' ||
* [https://forum.opensourceecology.de/viewforum.php?f=64&sid=3ad0408453877f4353a9c490400abb7a Forum]
* [https://t.me/OSEGWelcome OSEG Welcome Group] auf Telegram
|-
| ''Lizenz'' || [https://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.html GPL v3.0]
|-
| ''Stichwörter'' || {{Stichwörter|Solar, Energie, Speicher}}
|-
| ''Repositories'' || <font color=red>N/A</font>
|-
| ''OKH Meta-Data'' || <font color=red>N/A</font>
|}

==Kurzbeschreibung==
Das vorliegende Open Source Projekt „Soldorado Solarspeicher“ von OPEN SOLAR SYSTEMS basiert auf der Idee unabhängig von teuren kommerziellen Solarspeicherprodukten sowie unabhängig von der EEG Vergütung einen professionellen, kostengünstigen und intelligenten Solarspeicher zu entwickeln, der es ermöglicht auch bei {{Abk.|PV}} Anlagen auf kleineren Dach- oder Balkonflächen den Grundlaststrom in einem Haushalt regenerativ abzudecken. Schon mit 4 Solarmodulen (ca. 1 kWP) und einer Speichergröße von 1,8 {{Abk.|kWh}} können ca. 35 % des eigenen Stromjahresverbrauches durch Eigenerzeugung selbst gedeckt werden.<br>
Die Investitionskosten liegen weit unter den kommerziell angebotenen Produkten. Somit besteht auch für Menschen mit wenig zur Verfügung stehender Fläche die Möglichkeit aktiv etwas für die Umwelt und langfristig etwas für den eigenen Geldbeutel und die eigene Unabhängigkeit zu tun.<br>

Da im ersten möglichen Fall keine Einspeisung ins öffentliche Stromnetz erfolgt, wird der nicht benötigte Strom im Akkumulator zwischengespeichert und nach Erreichen der vollen Akkumulatorkapazität zur Brauchwassererwärmung genutzt. <br>
Im zweiten möglichen Fall erfolgt die Beladung des Akkumulators und die Einspeisung ins Netz parallel (Rücklaufsperre bzw. Zweirichtungszähler vom Netzbetreiber notwendig).<br>
Um die optimale Speicher- und PV Anlagengröße in Bezug auf die Wirtschaftlichkeit und Amortisation des Gesamtsystems zu ermitteln, wird zuerst eine detaillierte, stündlich aufgelöste Jahressystemsimulation in Abhängigkeit des Stromlastprofiles des jeweiligen Haushaltes durchgeführt.<br>
Zur optimalen Auslegung steht ein umfangreiches Exceltool zur Verfügung.
Zur Erhöhung des elektrischen Eigenverbrauchs können Funksteckdosen von der intelligenten Regelung gezielt angesteuert werden, um in Zeiten hoher Solareinstrahlung elektrische Verbraucher wie E-Bikeladung, Wasch- oder Geschirrspülmaschinen zu aktivieren.<br>
Die Onlinevisualisierung erfolgt auf zwei Weboberflächen. Für die detaillierte Datenauswertung des Gesamtsystems erfolgt dies über das Web Frontend des „Volkszählers“. Um einen schnellen Überblick über aktuelle Verbrauchsdaten, Wetteraussichten, Speicherladung, Speicherstatus und eingesparte CO2 Summe zu erhalten, erfolgt dies über das Dashboard von Node-red, einer Plattform zur Integration und Programmierung von Akteuren des sogenannten Internet of things (Internet der Dinge).<br>
Die offenen und hier dokumentierten Schnittstellen über Arduino, Raspberry bzw. Volkszähler bieten Entwickler darüber hinaus die Möglichkeit den Programmiercode weiter zu verfeinern und bspw. die Onlinevisualisierung ihren Bedürfnissen individuell anzupassen oder weitere intelligente Verbraucher anzusteuern.
[[Datei:Abbildung 1.1 GNU General Public License v3.0.pdf|mini]]<br>
Der hier dokumentierte Aufbau des Solarspeichers basiert auf Open-Source Hard- und Software und unterliegt der GNU General Public License v3.0. <br>
Hinter Soldorado Open Solar Systems stehen wir freien Entwickler [[Thomas Plaz]] und Frank Richter. Sämtliche Verbesserungen und Weiterentwicklungen sind von uns Entwicklern ausdrücklich erwünscht, um eine schnelle Verbreitung zu ermöglichen und die Energiewende zu unterstützen. Alle Quelldaten werden mittelfristig bei GitHub verfügbar sein. Sofort verfügbar sind die Dateien momentan unter den entsprechenden Verlinkungen auf dieser Seite.<br>

==Projektbeschreibung==
===Motivation===
Am Anfang dieses Projektes stand der Wille, endlich aktiv etwas für die eigene Umweltbilanz direkt Zuhause zu tun. Wir leben in Miete in einem kleinen Häuschen mit sehr beschränkter Dachfläche mit verschachteltem Dach in Ost und Westrichtung (max. 4 Solarmodule, insgesamt 1 kWP). Unser Jahresstromverbrauch liegt für die mittlerweile vierköpfige Familie bei etwa 1700 kWh/a. Unsere Wärmeerzeugung erfolgt (aufgrund der Mietverhältnisse) nach wie vor konventionell mit Öl.<br>
Eine normale PV Einspeiseanlage kam für uns mit lediglich vier Modulen aufgrund des Mietverhältnisses und dem bürokratischen Aufwandes nicht in Frage. Wir wollten so viel Energie wie möglich selbst erzeugen und direkt verbrauchen. Laut Internetrecherche im Jahr 2015 waren aber kaum finanzierbare Systeme zu finden, die unseren Anforderungen genügten. Am Ende haben wir es mit dem 4 Panel Controller von Solarelectrix kombiniert mit zwei geschlossenzelligen 75Ah Bleiakkumulatoren (35Ah effektive Batteriekapazität) versucht. Ansatz war hier die Verwendung eines leistungsgeregelten Miniwechselrichters für die Grundlastdeckung im Haus. Die Auslegung des Speichers und des Wechselrichters erfolgte durch die Ermittlung eines wirtschaftlichen Optimums zwischen Eigenverbrauch, maximal zu erwartenden Energieertrag der zur Verfügung stehenden Dachfläche, Batteriegröße und Amortisationszeit. Die Amortisationszeit wurde mit ca. 13 Jahren berechnet. Die jährliche Co2 Einsparung liegt bei ca. 500 kg/a.
Überschussstrom wird in der Batterie gespeichert, kein Strom sollte ins Netz zurück fließen. In den folgenden Monaten konnten wir mithilfe des open source Systemmonitorings „Volkszähler“ das Verhalten der Anlage genau studieren und optimieren. Nach und nach ersetzten wir alle Funktionen des 4 Panel Controllers durch eigene Regelalgorithmen mithilfe des Arduinoboards und erreichten deutlich höhere Leistungsumsätze des Systems sowie eine zuverlässige Batterieschutzfunktion. Unseren "fliegenden" Aufbau montierten wir 2017 in einen Schaltschrank. 2018 ersetzten wir die Bleiakkumulatoren durch ein Batteriemanagementsystems (BMS) und einen 60 AH Lithiumakkumulator. Immer mehr Funktionen wie z.B. eine Heizstabregelung zum Verbrauch des überschüssigen Stromes an sonnenreichen Sommertagen zur Trinkwarmwassererwärmung, eine schaltbare Steckdose zum Laden des E-Bike Akkumulators, VPN Zugang via App oder Browser auf alle Systemdaten von überall auf der Welt, Schalter für die Volleinspeisung des Wechselrichters und eine detaillierte Simulation des Gesamtsystems kamen nach und nach hinzu. Inzwischen deckt die Solaranlage im Jahresschnitt ca. 35% des Jahresstromverbrauches, trotz morgendlicher Verschattung und suboptimaler Solarmodulausrichtung.
Da wir in vielen Fällen auf die Produkte der Open Source Community zurückgegriffen haben, ist es uns nun ein Vergnügen eine ausführliche Dokumentation unserer Entwicklung zu schreiben und unser Wissen öffentlich allen zur Verfügung zu stellen. Alle Bastler und Entwickler sind eingeladen mit uns ins Gespräch zu kommen und die Soft- und Hardware weiterzuentwickeln oder zu modifizieren. Wir hoffen damit viele begeistern zu können entweder selbst einen Solarspeicher zu bauen oder sich einen bauen zu lassen. Es gibt noch viele Dachflächen, die bisher aufgrund ihrer kleinen Fläche als unrentabel abgetan wurden, die mit diesem System nun auch effektiv und wirtschaftlich erschlossen werden können. Wir hoffen damit einen kleinen Teil zur konkreten Umsetzung der Energiewende und zur Vergrößerung der eigenen Unabhängigkeit beitragen zu können.
[[Datei:Abbildung 2 Mietobjekt ohne und mit PV Speichersystem-001.pdf|x300px|mini|rechts|Mietobjekt ohne und mit PV Speichersystem]]

===Einige Vorteile des Solarspeichersystems auf einen Blick===

* Kompletter Eigenverbrauch der erzeugten Energiemenge möglich in Form von Strom und Wärme
* System auch als Einspeisesystem nutzbar
* Hoher Systemwirkungsgrad (ca. 88-89%) durch DC gekoppelten Speicher (siehe Kapitel Systemwirkungsgrad)
* Dezentrale Stromerzeugung zur Entlastung und Stabilisierung der Stromnetze
* Anlage optimiert für kleine Dach- oder Balkonflächen (ab drei Modulen z.B. insgesamt 900WP) für die sich i.d.R. der Aufwand (EEG Anmeldung) für eine Einspeiseanlage nicht lohnt
* EEG Anmeldung bei Verwendung der Überschussenergie als Wärme nicht notwendig
* größere Unabhängig gegenüber Strompreissteigerungen
* weniger Bürokratie bei Anlagenanmeldung
* Verbesserung der eigenen CO2 Bilanz, Vermiedene CO2 Emissionen direkt ablesbar
* kein Zugriff des Netzbetreibers auf die Steuerung des Stromspeichers oder gar auf Ihre individuellen Erzeugungs- und Verbrauchsdaten, aufgrund lokaler Datenspeicherung
* Möglichkeit der Skalierung des Systems bis zu 25 Modulen (7,5kWP)
* Amortisation des Solarspeichersystems innerhalb von ca. 12 Jahren
* Für Weiterentwickler und Interessierte liegt der komplette Programmiercode und alle Schnittstellen offen zu Verfügung
* Kostengünstige Lösung im Vergleich zu Mitbewerbern
* Sekundengenaues Systemmonitoring über einen Webbrowser oder App im Heimnetzwerk oder verbunden über eine VPN Verbindung ermöglicht dem Nutzer über ein elektronisches Endgerät wie Smartphone oder Computer ständig Überblick über alle Systemparameter zu behalten
* Optimierung des Eigenverbrauchs durch intelligent programmierbare schaltbare Steckdosen in zwei Betriebsmodi
* Solares Laden des eigenen E-Bike Akkumulators möglich
* Power to heat des Überschussstromes unterstützt im Sommer die Warmwasserbereitung und reduziert somit CO2 Emissionen und Laufzeiten der konventionellen Energieerzeugungsanlage
* Systemkomponenten wie Wechselrichter und Akkumulator nur so groß gewählt, um ein optimales Verhältnis zwischen Wirtschaftlichkeit und gewünschter solarer Deckung zu erreichen

===Projekthistorie und Ziele===
2015:
* Erste Ideen und Visionen, Kauf des Smappee Energiemnonitors zur Aufnahme des eigene Lastprofiles
* Entwicklung eines Exceltools zur Jahressimulation des Speichers und Auslegung der Batterie und Wechselrichtergröße
* Kauf und Montage von vier PV Modulen, von zwei Bleibatterien (70Ah geschlossen) und einer Regelung (4 Panel Controller von Solarelectrix).
2016:
* sukzessiver Ersatz der Funktionen des 4 Panel Cotrollers, um die volle Leistungsfähigkeit des Mikrowechselrichters von 300W ausschöpfen zu können, sowie Integration sinnvoller Akkumulatorschutzfunktionen wie Tiefentlade- und Überladungsschutz.
2017:
* Integration des Systems in einen Schaltschrank und Integration der Anlagenüberwachung mithilfe eines Raspbery Pi‘s
* Anschluß eines geregelten Heizstabes zur Beheizung des Brauchwarmwasserspeichers bei Überschussstrom im Sommer.
2018:
* Ersatz der Bleiakkumulatoren durch einen 60Ah LiFePo mit dem Batteriemanagementsystem von Libre Solar.
* Integration von Funksteckdosen angesteuert über das MQTT Protokoll über Node Red
* Integration der Anlagenvisualisierung über das Dash Board von Node Red
* Konstruktion und Herstellung eines Gehäuses für das BMS
2019:
* Verbesserung der Hard- und Software des BMS von Libre Solar
* Ansteuerung des Wechselrichters über Softserial
* Platinenredesign mit den nunmehr notwendigen Aufbauten, Zusammenlegen von Arduino- und Mosfetplatine zur Kostengünstigeren Produktion
* Untersuchung der Skalierung des Systems auf 48V Systemspannung
* Integration der Heizstabregelung
Zukünftige Ziele:
* Fertigstellung der Parameterauslesung über Node Red
* Integration der Projektdokumentation und Quelldaten in GitHub
* U.U. Integration eines Watchdogs im Arduinocode
* Freiwerdende serielle Arduinoschnittstelle soll bidirektionalen Kontakt zu Victron Ladereglern aufnehmen
* Gehäusekonstruktion Arduino- und Mosfetplatine
* Überarbeitung des Schaltschrankes auf Normkonformität
* Redesign des Schaltschrankes / Integration des Akkumulators in den Schaltschrank / Bau des 3. Protoypen

===Systemaufbau===

<gallery widths="674" heights="285" perrow="2>
File:Abbildung_3_Aufbau_des_Systems.svg| Systemaufbau
</gallery>
# Der Stromzähler 1 erfasst die PV Einspeisung und den elektrischen Verbrauch auf allen drei Phasen im Haus und kommuniziert mit der Steuereinheit 2
# Die Steuereinheit 2 regelt kontrolliert die Akkumulator(ent-)ladung 4 sowie die Wechselrichterleistung 3 den Heizstab 5 und die intelligente Zuschaltung elektr. Verbraucher und Smart Home Akteure 6
# In folgendem Diagramm ist die Wechselrichtereinspeisung orientiert am momentanen Hausverbrauch (Stromeinspeisung ins Hausnetz, grün) (1x INV 350 – 60 von AE Conversion max. 300W) sowie der Solarertrag (Ladereglerleistung, rot) und der momentane elektrische Hausverbrauch (Stromverbrauch, blau) dargestellt.
<gallery widths="1034" heights="382" perrow="2>
File:Stromeinspeisung_geregelt_nach_Hausbedarf.pdf| 05.06.2019 Stromeinspeisung geregelt nach Hausverbrauch, System mit Akkumulator - Solarertrag (Ladereglerleistung, rot), momentane elektrische Hausverbrauch (Stromverbrauch, blau) und Wechselrichtereinspeisung orientiert am momentanen Hausverbrauch (Stromeinspeisung ins Hausnetz, grün)
</gallery>
Der Solarertrag hat seinen Höhepunkt gegen 13Uhr erreicht. Der Wechselrichter bezieht seine Energie tagsüber direkt von den Solarmodulen und nachts aus dem Akkumulator. Solarenergie die nicht direkt verwendet werden kann wird tagsüber in den Akkumulator eingespeichert. Ist der Akkumulator voll wird die Überschüssige Energie entweder mithilfe eines Heizstabes in Wärme z.B. für die Trinkwarmwassererwärmung oder ins Netz eingespeist. Die solare Deckung beträgt für den 5.6.2019 59%. Im Vergleich hierzu ist in folgender Abbildung das System ohne Akkumulator und Heizstab in herkömmlicher Volleinspeisung dargestellt.
<gallery widths="1000" heights="540" perrow="2>
File:Volleinspeisung_ohne_Akkumulator.pdf| Stromeinspeisung ins Stromnetz (Solarertrag) (grün) und Stromverbrauch (blau)
</gallery>
Es wurden hierzu zwei Wechselrichter (Typ INV 500 – 90 von AE Conversion max. jeweils 480W) eingesetzt. Ein Großteil der erzeugten Solarenergie kann aufgrund der Gleichzeitigkeit nicht für den eigenen Stromverbrauch verwendet werden.
# Ziel der Systemauslegung ist es die Deckung der elektrischen Grundlast im Haushalt (je nach Wechselrichtertyp 300W oder 500W) von ca. 0 - 300W bzw. 500W zu decken.
# Die intelligente Verbrauchssteuerung (2) ermöglicht mithilfe von Funksteckdosen (7) z.B. elektrische Verbraucher wie ein E-Bike Akkumulator, Wasch- und Spülmaschine bei vorhandener Überschussenergie zuzuschalten und erhöht somit den solaren Eigenverbrauch.

===Funktionsprinzip===
Solarenergie steht nicht zu jeder Tageszeit zur Verfügung. Die Grundlast eines Einfamilienhaushaltes liegt bei ca. 100 - 500W, je nach Anzahl elektrischer (Dauer-) Verbraucher. Die sinkende EEG Einspeisevergütung, sowie die begrenzte Belastbarkeit unseres Stromnetzes lässt zunehmend PV Systemkonfigurationen wirtschaftlich werden, die nicht auf maximalen Ertrag bei maximaler Fläche optimiert sind, sondern im jeweiligen Haushalt eine möglichst hohe Eigenverbrauchsquote bzw. solare Deckung ermöglichen. Dies wird durch die Zwischenspeicherung der Solarenergie im Akkumulator sowie mit intelligenter Steuerung der elektrischen Verbraucher erreicht. Energie soll zunehmend dort verbraucht werden wo sie entsteht. Angepasst auf das individuelle elektrische Verbrauchsprofil entsteht ein System mit wirtschaftlich optimierter Akkumulator- Größe und PV- Fläche.
Für kleine Haushalte sind schon PV-Speichersysteme mit 3 PV Modulen (750WP) sinnvoll und ermöglichen auch bei begrenzter Dachfläche (z.B. bei Stadt-, oder Reihenhäusern oder Haushälften) wirtschaftlich etwas für die eigene CO2 Bilanz sowie für die Versorgungssicherheit zu tun. Größere Systeme haben Vorteile durch die niedrigeren spezifischen Installationskosten beim Handwerker. Bei kleinen Systemen kann dafür ggf. mehr in Eigenleistung erbracht werden.

===Detaillierter Systemaufbau===
Folgende Abbildungen zeigen die relevanten Systemkomponenten schematisch mit deren Schnittstellen sowie im realen Aufbau.
<gallery widths="740" heights="520" perrow="2>
File:Abbildung_5_Systemkomponenten_3.svg| Systemkomponenten und deren Schnittstellen
</gallery>

===Komponentenwahl und deren Spezifizierung===
====Wechselrichter====
Es wurde ein kostengünstiger, in seiner Leistung regelbarer Miniwechselrichter gesucht, der mit Systemspannungen von 24 - 48V umgehen kann und gleichzeitig über einen integrierten NA-Schutz nach VDE-AR-N 4105 verfügt. Der INV 350-60 bzw. INV 500 – 90 von AE Conversion mit RS485 Schnittstelle genügt diesen Anforderungen. Bei einer maximalen DC seitigen Stromaufnahme von 11A erreicht dieser AC seitig bei einer Systemspannung von 32V ca. 300W bzw. bei 48V ca. 450W.
Der Miniwechselrichter INV 350-60 RS 485 ist ab 250€ brutto excl. Versand und der INV 500-90 RS 485 für 297 € bis 320€ brutto excl. Versand erhältlich. Nachteilig ist der hohe Platzbedarf im Schaltschrank aufgrund der wasserdicht ausgeführten Anschlusskabel. Das neueste Modell von AE Conversion INV 315-50 (ab 150€ brutto) ist deutlich kleiner, verfügt aber über keine RS485 Schnittstelle sondern nur über eine kabellose Schnittstelle.
=====Protokoll und Kommunikation=====
Mit dem Miniwechselrichter kann über zwei verschiedene Protokolle kommuniziert werden:
# KACO/Schueco Protokoll (ASCII String): bidirektionale Kommunikation
# AESGI-Protokoll (HEX String): bidirektionale Kommunikation

Grundsätzlich ist die Kommunikation mit dem {{Abk.|WR}} nur bei ausreichender Energieversorgung über die angeschlossenen PV Module bzw. Akkumulator möglich. Tritt eine Versorgungslücke ein, so sind die im WR gespeicherten Werte (z.B. Tagesenergieertrag) verloren. Ein Abschalten des MPP Tracking Modus im WR für den Betrieb an einer Konstantspannung aus einem Akkumulator ist nur mit dem AESGI Protokoll möglich (siehe Abschnitt AESGI Protokoll). Die Kommunikation erfolgt über die RS 485 Schnittstelle. Mehrere Wechselrichter können in Reihe an die serielle Kommunikation angeschlossen werden.
Jeder WR besitzt eine WR-Adresse, die für eine eindeutige Kommunikation notwendig ist. In der Regel sind das die 3 letzten Stellen der Seriennummer. Alternativ ist es möglich, die Seriennummer sowie die Softwareversion schnell und komfortabel über das per Download frei erhältliche Programm AE Solar von AE Conversion herauszufinden. Hierfür sind folgende Anschlussdetails zu beachten:
Für die Kommunikation werden nur zwei Adern (Paar 3) des CAT 5 Kabels benötigt. Draht A des RS-485-Bus wird an Pin 6 angeschlossen und Draht B auf Pin 3. Zusätzlicher Pin 8 und der Kabelschirm werden an Erde angeschlossen, um gegen elektromagnetische Einflüsse zu schützen.
<gallery widths="207" heights="245" perrow="2>
File:Abbildung_7_Anschluss_der_RS485_Schnittstelle_des_Wechselrichters.svg| Anschluss der RS485 Schnittstelle des Wechselrichters
</gallery>
Um eine Kommunikation mit dem Computer herzustellen wird noch ein RS485 USB Adapter benötigt (z.B. Reichelt: RPI USB RS485 Raspberry Pi - USB-RS485-Schnittstelle, CH340C [https://www.reichelt.de/raspberry-pi-usb-rs485-schnittstelle-ch340c-rpi-usb-rs485-p242783.html?PROVID=2788&gclid=CjwKCAiAob3vBRAUEiwAIbs5TkjhZ_wpbXkACdoUZzlozu6ZwAWPzpdAYcWR0gubl4wYl4RR3wOEOxoC7kQQAvD_BwE&&r=1]) den es für wenige Euro im Internet zu kaufen gibt. Für Kommunikationstests zwischen Computer und Wechselrichter empfiehlt sich das Programm HTherm, das frei zum Download im Internet erhältlich ist.
Folgende Voreinstellungen sind für die serielle Kommunikation notwendig:
{| class="wikitable"
|-
! !! Serial port configuration
|-
| Baud rate || 9600
|-
| Data bits || 8
|-
| Parity || None
|-
| Stop bits || 1
|-
| Flow control || None
|}
Im Programm AE solar besteht nun, wie in nachfolgender Abbildung dargestellt, die Möglichkeit den WR über einen Suchlauf zu suchen und damit dessen WR Adresse zu ermitteln. Ebenfalls in der Abbildung dargestellt ist die Antwort des Programms AE Solar auf den Kommunikationstest.
<gallery widths="680" heights="389" perrow="2>
File:Abbildung_8_Kommunikationstest_mit_dem_Wechselrichter_mit_dem_Programm_AE_Solar.svg| Kommunikationstest mit dem Wechselrichter mit dem Programm AE Solar
</gallery>
Weiterhin besteht die Möglichkeit sich die Leistungsdaten in einer Verlaufsgraphik darstellen zu lassen oder die Wechselrichterleistung zu steuern. Der Standbyverbrauch beträgt ca. 30 mW (INV350-60). <br>

3. Details KACO/(Schueco) Protokoll<br>
Dieses Protokoll liefert vom Miniwechselrichter gemessene AC-Leistung, AC-Spannung, AC-Strom, Tagesenergie, DC-Leistung, DC-Spannung, DC-Strom, WR-Temperatur und WR-Status in einem einfach lesbaren ASCII String. Weiterhin ist es möglich dem WR eine Leistungsreduzierung in Prozent der Maximalleistung des WR vorzugeben
Ursprüngliche Beschreibung und Aufschlüsselung des AESGI Protokolls sind zu finden unter:
[https://www.photovoltaikforum.com/wechselrichter-f3/auslesen-aeconversion-micro-wechselrichter-t105173-s70.html]<br>

4. AESGI-Protokoll<br>
Das AESGI Protokoll basiert im Gegensatz zum KACO Protokoll auf dem hexadezimalen Zahlensystem und hat den großen Vorteil, dass das MPP Tracking des Wechselrichters ausgeschalten und dieser somit optimal zum gesteuerten Entladen eines Akkumulators verwendet werden kann. Diese Option gibt es ab der Software Version 0.9.16.
Grundlage für die hier dokumentierten Befehle stellt folgender Foreneintrag im Photovoltaikforum dar (S.8 Eintrag J. Becker 16. Juli 2016):
[https://www.photovoltaikforum.com/wechselrichter-f3/auslesen-aeconversion-micro-wechselrichter-t105173-s70.html]

Folgende Tabelle schlüsselt die wesentlichen Befehle auf, die umgewandelt in das hexadezimale Zahlensystem, dem Wechselrichter direkt über die serielle Schnittstelle zugesendet werden kann.
{| class="wikitable"
|-
! Kurzzeichen !! Überschrift
|-
| <ID> || zweistellige WR-Nummer
|-
| <_> || Leerzeichen
|-
| <z> || Prüfsumme
|-
| <LF> || Zeilenumbruch (line feed)
|-
| <CR> || Zeilenumbruch (carriage return)
|}
{| class="wikitable"
|-
! Aufgabe !! Anfrage !! Antwort !! Bemerkung
|-
| Ausgabe Wechselrichtertyp || #<ID>9<CR> || <LF>*<ID>9_PV350W_z<CR> || -
|-
| aktuelle Messdaten abfragen || #<ID>0<CR> || <LF>*<ID>0___0_45.7_1.23____55_230.1_0.21____50_45___635_z>CR> || (Beispiel)
von links nach rechts:
0 Status
45.7 Eingangsspannung V (oft sehr ungenau!)
1.23 Eingangsstrom A
55 Eingangsleistung W
230.1 Netzspannung V
|
|-
| Betriebsmodus setzen || #<ID>B_m_uu.u<CR> || <LF>*<ID>B_m_uu.u_z<CR> || m = 0 = MPP-Modus,
m =2 = Spannungs- und Stromvorgabe
uu.u abhängig vom Typ 20.0-60.0V oder 40.0-80.0V, bei Modus 0 immer 00.0 verwenden. Der WR reduziert im Modus 2 bei Erreichen der angegebenen Spannung (von oben) die Leistung bis auf Null (Eingangsstrom dann noch einige 10 mA!!!)
|-
| Leistungsreduzierung setzen || #<ID>L_001<CR> || <LF>*<ID>L_001_z<CR> || nur im MPP-Modus sinnvoll,
(1-100%, hier 1% Ausgangsleistung)

|-
| Leistungsreduzierung abfragen || #<ID>L<CR> || <LF>*<ID>L_001_z || hier 1% Ausgangsleistung
|-
| Stromvorgabe setzen || #<ID>S_ii.i<CR> || <LF>*<ID>S_ii.i_z || -
|-
| Stromvorgabe abfragen || #<ID>S<CR> || <LF>*<ID>S_ii.i || nur im Modus 2 sinnvoll!
|}

Beispiele:
Folgende Beispiele sind für einen Wechselrichter mit Wechselrichternummer 32, bei max. 60V:
# WR auf Modus 2 setzen (Spannungs- und Stromvorgabe):
#* Anfrage: <syntaxhighlight lang="text" inline>#32B_2_27.0<CR></syntaxhighlight>
#* Antwort: <syntaxhighlight lang="text" inline><LF>*<ID>B_2_27.0_z<CR><br></syntaxhighlight>
# WR Stromvorgabe setzen (um Leistung zu reduzieren):
#* Anfrage: <syntaxhighlight lang="text" inline>#32S_08.0<CR></syntaxhighlight>
#* Antwort: <syntaxhighlight lang="text" inline><LF>*<ID>S_08.0_z<br></syntaxhighlight>

In HTherm werden oben genannte Befehle in Ascii in das Eingabefeld eingegeben und das Häkchen bei „HEX“ gesetzt sowie soll nach jeder gesendeten Zeile eine CR (carriage return) zum Abschluss der Zeile angehängt werden:

<gallery widths="759" heights="115" perrow="2>
File:Abbildung_9_Kommunikation_mit_dem_Wechselrichter_über_das_Programm_HTherm.svg| Kommunikation mit dem Wechselrichter über das Programm HTherm
</gallery>

Die Leistungsanpassung erfolgt im Arduinocode unter Reiter „WR“ in der Funktion „sendPowerAESGI4(int P_WR_temp)“ (siehe Abschnitt "Quellcode Arduinoboard"). Die Leistungsanpassung des Wechselrichters erfolgt durch die Vorgabe des Stromes.
Der gesetzte Betriebsmodus 2 (Spannungs- und Stromvorgabe) geht nach Unterbrechung der Stromversorgung des Wechselrichters verloren. Quelle: [https://github.com/swissembedded/em/blob/master/basicapps/aspiro_aeconversion_d0_storage/start.bas]

=====Wirkungsgradkennlinie Wechselrichter=====
Die Datenauswertung der AC und DC seitigen Wechselrichterleistung ermöglicht die Berechnung des Wechselrichterwirkungsgrades in Abhängigkeit der Wechselrichterleistung. Es ist zu erkennen, dass der Wirkungsgrad erst ab einer Leistungsabgabe von ca. 90W bei durchschnittlich 91% liegt. Bei 23W ergeben sich 78% Wechselrichtungswirkungsgrad.
<gallery widths="491" heights="265" perrow="2>
File:Abbildung_9.2_Messung_der_Wirkungsgradkennlinie_des_Wechselrichters_INV_350-60_von_AE_Conversion.svg|Messung der Wirkungsgradkennlinie des Wechselrichters INV 350-60 von AE Conversion
</gallery>

====PV Module====
Durch die um 90° versetzt angeordneten Dachhälften sind je zwei PV Module nach Südost und zwei PV Module nach Südwest gerichtet montiert (siehe Abbildung in Abschnitt "Motivation") und in Reihe angeschlossen (Nennspannung Un = 62,8V). In der Verwendung sind vier SW 260 poly Module mit 260Wp von Solarworld. Diese haben eine Abmessung von L x B x H von 1675mm x 1001mm x 33mm, wiegen jeweils 18kg und haben eine Nennspannung von Un = 31,4V und einen Nennstrom von In = 8,37A. Die Dachbefestigung erfolgt mittels Nutensteinen auf jeweils zwei Modultrageschienen aus Aluminium. Diese wiederum sind pro Modulfeld mit sechs Dachhaken für Pfannenziegel an den Dachsparren festgeschraubt. Die Modulerdung erfolgt mithilfe eines 10mm^2 dicken grün-gelben Erdungskabel (Litze H07V-K 1 x 10 mm²), das im Hausverteilerkasten auf die Potenzialschiene aufgeklemmt ist. Zum Anschluss der Module wird ein Ölflexkabel 6mm^2 verwendet. Jeweils zwei Module sind im Schaltschrank in Reihe geschaltet. Ebenfalls möglich und kabelsparend ist die direkte Verschaltung der Module mittels PV Stecker (MC4 Stecker) auf dem Dach. Sehr benutzungsfreundlich sind die PV Stecker der Firma Weidmüller, für die keine Crimpzange zur Befestigung der PV Stecker am Kabel notwendig sind. Das Kabel wird abisoliert bis zum charakteristischen „Klick“ eingeschoben und sind irreversibel aber schnell und sicher am Kabel befestigt.

====Laderegler====
Durch die unterschiedliche Dachausrichtung sind im vorliegenden Projekt zwei Laderegler mit integriertem MPP Tracking in Verwendung. Es handelt sich um zwei Victron MPPT 100-15, die über eine Schnittstelle und eine tauschbare 20A Sicherung verfügen. Die Schnittstelle läuft bei Victron Energy unter dem Namen „VE.Direct serial communication“ und erlaubt den einfachen Zugriff auf die aktuellen Leistungsdaten des Ladereglers, diverse Ertragswerte und erlaubt die Einstellung der Batterieparameter sowie ein Update der Geräte-Software. Das „VE-Direct interface“ verfügt über zwei Kommunikationsmodi: den textbasierten Modus sowie den „hex“ basierten Modus. Im „hex“ basierten Modus ist es nicht nur möglich Daten des Ladereglers auszulesen, sondern auch Parameter und Einstellungen dem Laderegler vorzugeben (bidirektionale Kommunikation). So ist bspw. eine Reduktion der Leistung von der übergeordneten Steuereinheit oder bei mehreren Ladereglern in einem System die Vorgabe eines Master bzw. Slaveladereglers möglich.
Ausführliche Informationen zur Kommunikation finden sich im pdf „VE.Direct-Protocol“ sowie im dazugehörigen „Whitepaper“ unter:
[https://www.victronenergy.com/support-and-downloads/whitepapers].
Zum physikalischen Anschluss der Schnittstelle verkauft Victron einen Schnittstellenwandler (VE.Direct to USB interface cable), der das 5V TTL Signal des Ladereglers auf den USB Standard umwandelt. Um eine Kommunikation mit dem Computer über die auf der Homepage verfügbare Software „VE Power Setup“ zu erlangen genügt ein einfacher TTL – USB Wandler, der im Internet für wenige Euros zu erstehen ist (z.B. cp2102, ft232rl).
Mit der Software ist es inzwischen über eine moderne Benutzeroberfläche möglich, die aktuellen Betriebsdaten des Ladereglers auszulesen. Weiterhin ist es möglich die Gerätesoftware des Ladereglers zu aktualisieren und die entsprechenden Einstellwerte für den Schutz des angeschlossenen Akkumulators einzustellen.

=====Anschluss der Schnittstelle=====
Für eine bidirektionale Kommunikation ist folgender Anschluss vorzunehmen:
[[Datei:Abbildung_10_Schnittstelle_Laderegler_Victron_MPPT_100-15.svg|x150px|mini|rechts|Schnittstelle Laderegler Victron MPPT 100-15]]
Entsprechend der abgebildeten Pinbelegung am Schnittstellenstecker des Ladereglers ist der Anschluss „A“ des TTL-USB Schnittstellenwandlers mit VE.Direct-TX zu verbinden und der Anschluss „B“ mit VE.Direct-RX. GND und Power+ bleiben offen. Folgendes Anschlusskabel sollte verwendet werden:
"Konfektionierte Litze Polzahl Gesamt 4 Rastermaß: 2 mm" <br>

Im vorliegenden Projekt wird das Schnittstellensignal direkt ohne Schnittstellenwandler an der Steuereinheit (Arduino) angeschlossen und ausgelesen. Folgende Einstellungen sind für die serielle Schnittstelle notwendig:
{| class="wikitable"
|-
! !! Serial port configuration
|-
| Baud rate || 19200
|-
| Data bits || 8
|-
| Parity || None
|-
| Stop bits || 1
|-
| Flow control || None
|}
Folgende Daten werden von beiden Ladereglern mithilfe der Steuereinheit (Arduino) ausgelesen:
* Laderegler Erzeugung
* Laderegler Leistung
* Laderegler Ladestrom
* Laderegler Batteriespannung
* Laderegler Status
* Laderegler Errorcode

=====Vorgehensweise Anschluss und Einrichtung des Ladereglers=====
*Zuerst wird der Laderegler an den Akkumulator angeschlossen, sodass dieser die Systemspannung erkennt. Danach wird der Laderegler an die PV Module angeschlossen. Im vorliegenden Projekt wird der Lastausgang des Ladereglers nicht benötigt, da die Intelligenz für den Tiefentladeschutz sowie der Überladeschutz für den Akkumulator im externen Batteriemanagementsystem integriert ist. Der schematische Aufbau ist in folgender Abbildung dargestellt:
<gallery widths="328" heights="300" perrow="2>
File:Abbildung_11_Anschluss_Laderegler_MPPT_100-15.svg| Anschluss Laderegler MPPT 100-15
</gallery>
*Zur Einrichtung des Ladereglers das Schnittstellenkabel mit dem USB Wandler wie im Abschnitt „Anschluss der Schnittstelle“ beschrieben verbinden
*Installation und Starten des Programms "VE Power Setup" von victron energy
*Über den Button „Connect to this Computer“ Verbindung zum Laderegler herstellen
*In der Hauptansicht sind die aktuellen Werte des Ladereglers wie z.B. aktuelle Leistung, erzeugte Wattstunden, aktuelle Akkuspannung, aktueller Ladestrom und Ladereglerstatus zu erkennen:
*bulk --> Batterie wird geladen
*absorption --> Konstanstspannungsphase
*float --> Ladeerhaltung
<gallery widths="328" heights="300" perrow="2>
File:Abbildung_12_Hauptansicht_Victron_Connect.svg| Hauptansicht Victron Connect
</gallery>
*Über das Zahnrädchen in der rechten oberen Ecke werden die Einstellungen abgerufen. Zuerst sollte die Firmware mit einem Klick auf „Update“ unter Reiter „Produkt-Info“ aktualisiert werden.
<gallery widths="350" heights="335" perrow="2>
File:Abbildung_13_Aktualisierung_der_Firmware.svg| Aktualisierung der Firmware
</gallery>
*Unter Einstellungen werden nun für den LiFePo Akkumulator mit neun Zellen folgende Parameter eingestellt:
{| class="wikitable"
|-
! Eigenschaft || Parameter
|-
| Batteriespannung || 24V
|-
| Max. Ladestrom || 15A
|-
| Konstantspannung || 31,05V
|-
| Maximale Konstantspannungsdauer || 30min
|-
| Erhaltungsspannung || 31,05V
|-
| Ausgleichsspannung || 0V
|}
<gallery widths="295" heights="580" perrow="2>
File:Abbildung_14_Einstellung_Akkumulatorparameter.svg| Einstellung Akkumulatorparameter
</gallery>
*Unter dem Reiter „TX“ Port „normale Kommunikation“ einstellen
*Unter dem Reiter „RX“ Port „Ein/Aus Fernsteuerung“ einstellen
*Unter dem Lastausgang „Immer aus“ einstellen
*Straßenlichtfunktion „aus“ einstellen

====Akkumulator====
Im vorliegenden Projekt werden neun Zellen a 3,2V des Lithium-Eisen-Mangan-Phosphat Akkumulator von Innopower INNO-LFMP 60 AH (1,73kWh) verwendet. Diese wurden inklusive Transport im Jahr 2018 für 313 €/kWh netto bezogen.
Detaillierte Infos zum Aufbau, Verkabelung und Anschluss an das BMS ist in der Doku auf [https://wiki.opensourceecology.de/24-48V_BMS] in der Rubrik BMS 24V im Abschnitt "Schematischer Aufbau, Komponenten Akkumulator" zu finden.

====Arduino Board, Mosfetplatine, Stromversorgung====
=====ArduinoBoard=====
Die Steuerzentrale des Solarspeichers ist das Arduino Board. Hier laufen alle Informationen aus den Teilkomponenten wie Laderegler, Modbuszähler, Batteriemanagementsystem und Temperatursensoren zusammen. Das Arduino Board errechnet die jeweils aktuelle Leistungsvorgabe für den Wechselrichter und stellt dem Raspberry Pi die notwendigen Daten zur Visualisierung über das Node Red User Interface bzw. Volkszähler Frontend zur Verfügung.
Es wird ein Arduino Mega 2560 verwendet, das über vier serielle Hardware-Schnittstellen verfügt.
*Schnittstelle 1: Binärprotokoll zum BMS
*Schnittstelle 2: Modbus-Protokoll zum Modbuszähler
*Schnittstelle 3: VE.direct Serial Communication zum Laderegler
*Schnittstelle 4: Textbasiertes Protokoll zum Raspberry Pi
*Software Schnittstelle 1: RS 485 zum Wechselrichter
Die Zusammenhänge und Kommunikationsprotokolle der einzelnen Komponenten des Solarspeichers sind in der Abbildung "Systemkomponenten und deren Schnittstellen" in Abschnitt "Detaillierter Systemaufbau" zu erkennen.
Das Arduinoboard sitzt in einem Kunststoffgehäuse direkt unter der sogenannten Arduinoplatine und ist mit allen Pins mit dieser verbunden.
Auf der Arduinoplatine sitzen die Pegelwandler (MAX 485) für die Kommunikation mit Wechselrichter (Senden) und Modbuszähler (Empfangen), RJ45 Buchsen für den Anschluss des Wechselrichters sowie des Modbuszählers per Cat5 Kabel, die Erzeugung einer Konstantspannung für die Logik auf der Mosfetplatine, der Sicherungshalter zur Absicherung des Spannungsteilers zur Batteriespannungsmessung, ein R-C Glied für die Glättung des Steuersignals des Heizstabes, ein Reset Taster sowie ein Analog-Digitalwandler für vier analogen Eingänge. In folgender Abbildung ist das Platinenlayout mit den entsprechenden Platinenschnittstellen dargestellt.
<gallery widths="700" heights="793" perrow="2>
File:Abbildung_15_Arduinoplatine_und_deren_Schnittstellen.png | Arduinoplatine und deren Schnittstellen
</gallery>
Die Klemmen Stromversorgung DC (5V) und Eingang Stromsensor werden derzeit nicht benutzt und stammen noch aus einer früheren Projektphase. Der Schaltplan sowie das Boardlayout sind hier als .zip downloadbar [[:File:Arduino und Mosfetplatine Eagle Files.zip]].

=====Mosfetplatine=====
Die Aufgabe der Mosfetplatine besteht darin große Stromverbraucher wie die angeschlossenen Wechselrichter sowie den Schaltschranklüfter und die Heizstabansteuerung, gesteuert über das Arduinoboard, an- und auszuschalten. Die Platine ist für einen maximalen Stromfluss von maximal 11A bei 33V für die Versorgung der Wechselrichter ausgelegt. Jeweils zwei Mosfets (IRL1404-Z; Leistungs-MOSFET N-Ch TO-220AB 40V 160A) schalten parallel einen Ausgang. Die maximale Strombelastbarkeit eines Mosfets beträgt 75A (sofern 17W Abwärme zuverlässig abgeführt werden können --> auf der Mosfetplatine ist dies nicht vorgesehen).
Die Leistungsansteuerung der Wechselrichter ist so programmiert, dass die Mosfets wenn möglich nicht unter Last trennen. Vier LED’s zeigen optisch den jeweils aktuellen Schaltzustand der Mosfets an. Über zwei Potentiometer und einer logischen Schaltung ist eine Hardwareabschaltung für die Vermeidung der Überladung bzw. Tiefentladung vorgesehen. Es kann somit die Hysterese des An- und Ausschaltens der Mosfets eingestellt werden. Diese logische Schaltung (Komparator, Fliflop, And) benötigt eine Konstantspannung, die, neben der normalen Betriebsspannung von 5V über ein Flachbandkabel vom Arduino Board der Mosfetplatine zur Verfügung gestellt wird. Dieser hardwareseitige Tiefentladeschutz (und zusätzlich der Überladeschutz) wird derzeit primär vom BMS Controller- bzw. Leistungsboard übernommen. Die Hardwareabschaltung auf der Mosfetplatine kommt aus einer früheren Projektphase ohne Batteriemanagementsystem und dient nun als sogenannte zweite hardwareseitige Hintersicherung des Tiefentladeschutzes.
In folgender Abbildung ist das Platinenlayout mit den entsprechenden Platinenschnittstellen dargestellt.
<gallery widths="671" heights="742" perrow="2>
File:Abbildung_16_Mosfetplatine_und_deren_Schnittstellen.png| Mosfetplatine und deren Schnittstellen
</gallery>
Der Schaltplan sowie das Boardlayout sind hier als .zip downloadbar [[:File:Arduino und Mosfetplatine Eagle Files.zip]].
Arduino- und Mosfetplatine haben eine Kantenlänge von 110 mm x 110mm und wurden bei Platinenbelichter incl. Bohrungen für jeweils 22€ hergestellt. Die Bestückung erfolgte von Hand. Die Materialkosten incl. Bauteile belaufen sich pro Platine incl. Platinenherstellung auf 70€. Die Platinen wurden an das Gehäuse Bopla ET-217, 122x120x55 angepasst, sodass an allen vier Ecken die Platine ausgespart werden muss. Platinenbelichter konnte diese Aussparungen nicht selbst herstellen. Die Platine wird mit vier Abstandsbolzen und M3 Schräubchen im Gehäuse befestigt. An das Gehäuse wird zur Hutschienenbefestigung mithilfe metrischer Schrauben und Muttern zwei Hutschienenhalter BOPLA TSH 35 befestigt. Die notwendigen Einzelteile sind in der Exceltabelle „PV_Berechnung_Energiespeicher“ (siehe Kapitel "Berechnung, Simulation, Auslegung, Kostenberechnung, Optimierung" in dieser Doku) im Registerblatt „Kosten Arduino- und Mosfetplatine“ im Detail einzusehen.
<gallery widths="800" heights="393" perrow="2>
File:Abbildung_17_Arduino-_und_Mosfetplatine_im_Gehäuse_(Deckel_geöffnet).pdf| Mosfetplatine und deren Schnittstellen
</gallery>

=====Quellcode Arduinoboard=====
Um über die serielle Schnittstelle zwischen BMS und Arduino-Board im Binärprotokoll (siehe "Systemkomponenten und deren Schnittstellen" im Abschnitt "Detaillierter Systemaufbau") im Intervall von (0,25sec - 1sec) alle relevanten Daten ohne Datenverlust übertragen zu können, ist es derzeit noch notwendig im Arduino den seriellen Puffer für den Dateneingang (Receive)zu vergrößern. Dies geschieht durch Änderung der Variable SERIAL_RX_BUFFER_SIZE von 64 auf 128 (byte) in einem beliebigen Texteditor (z.B. Notepad++, gesamte RAM-Speichergröße des Arduino Mega beträgt 8kB). Der zusätzliche Speicher für die vier Schnittstellen wird vom Gesamtspeicher abgezogen. Eine Anleitung ist unter folgendem Link zu finden:<br>
[http://shelvin.de/arduino-serial-buffer-size-aendern/]<br>
Je nach Installation ist die Datei „HardwareSerial.h“ auch unter folgendem Verzeichnis zu finden:<br>
C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\arduino\avr\cores\arduino<br>
VORSICHT: Die Änderung des seriellen Puffers wirkt sich global auf die Kompilierungssoftware Arduino aus und somit auf jedes kompilierte Projekt.<br>

Der Quellcode für das Arduinoboard ist in der gleichnamigen und frei zur Verfügung stehenden Programmierumgebung Arduino geschrieben und ist derzeit strukturiert in verschiedene Programmteile, deren Funktionen in der folgenden Tabelle beschrieben sind. Ein funktionsfähiger Zwischestand des Arduino Quellcodes (Arbeitsversion, noch in der Entwicklungsphase) ist unter folgendem Link abrufbar [[:File:Arduinocode_Soldorado_Open_Solar_System_20190705.zip]].

{| class="wikitable"
|-
! Tabname !! Funktionsname !! Beschreibung
|-
| Hauptprogramm || Void setup() ||
*Definition globaler Variablen.
*Definition aller verwendenten hardware und softwareseitigen Schnittstellen und Pins
|-
| ADS1115 || void ADS1115() ||
*Auslesen des A/D Wandlers ADS1115 für Akkumulatorspannung, Schaltschranktemperatur und Boilertemperatur
|-
| BMS || void BMS_logging() ||
*Auswerten der empfangenen Daten vom BMS und Übergabe an Variablen zur weiteren Verwendung im Gesamtcode
|-
| BMS || void serialEvent_BMS() ||
*Empfangen der Daten vom BMS aus dem Puffer der Schnittstelle. Vollständig empfangene Zeilen sind mit einer /n (newline) getrennt
|-
| Batterie || void battState() ||
*Definition der Ein- und Ausschaltschwellen für diverse Verbraucher wie Wechselrichter, Heizstab, Schaltschranklüfter, Mosfetplatine
|-
| Heizstab || void Heizstab() ||
*Ein- und Ausschaltkriterium Regelgröße
|-
| Heizstab || void Heizstab_control() ||
*Regelroutine für Heizstab in Abhängigkeit des Ladestromes des Akkumulators
|-
| LR (Laderegler) || void serialEvent_LR() ||
*Empfangen der Daten vom Laderegler aus dem Puffer der Schnittstelle. Vollständig empfangene Zeilen sind mit einer /n (newline) getrennt
|-
| Modbus || boolean modbus() ||
*Empfangen der Daten von den Modbuszählern aus dem Puffer der Schnittstelle. Routine wird erst ausgeführt, wenn ein vollständiger Datensatz im Puffer vorhanden ist.
|-
| Modbus || uint32_t byte_to_uint32(byte byteArray(), byte pos) ||
*Variablenumwandlung von byte in Integer
|-
| Modbus || float byte_to_float(byte byteArray(), byte pos) ||
*Variablenumwandlung von byte in float
|-
| Output || void send_raspberry() ||
*Ausgabe aller Daten über die Schnittstelle, die im Raspberry zum Loggen oder zum Darstellen im UI von Node Red erscheinen sollen
|-
| Updates || - ||
*Möglichkeit der Dokumnetation neuer Codeänderungen
|-
| WR (Wechselrichter) || void calcPower() ||
*Ständige Neuberechnung des Wechselrichtersollwertes in Abhängigkeit des Systemstatus (Tag oder Nachtbetrieb, geregelte Einspeisung oder Volleinspeisung
|-
| WR (Wechselrichter) || void sendPowerAESGI4(int P_WR_temp) ||
*Senden der Daten zur Leistungsreduktion an den Wechselrichter umgerechnet in Stromstärke
|-
| WR (Wechselrichter) || Loop ||
*Systematischer Aufruf der obigen Funktionen in den jeweiligen Tabs des Programmiercodes
|}

=====Weiterentwicklung=====
In Zukunft soll aus den bisher zwei Einzelplatinen Arduinoplatine und Mosfetplatine eine gemeinsame Platine entstehen, die mit 24V- 48V Systemen kompatibel ist. Die Vereinigung vereinfacht und vergünstigt die Leiterplattenherstellung und Platinenbestückung sowie die Gehäusekonstruktion. Der Verkabelungsaufwand innerhalb des Schaltschranks minimiert sich. Folgende neuen Features sollen zusätzlich integriert werden:
*Alle Anschlüsse werden mit einem geeignetem Steckersystem ausgestattet
*Integration eines seriellen Anschlusses für das Datenkabel vom BMS und Trennung über einen elektronischen Isolator (Dual-Channel Digital Isolators ADuM1200) um Störströme zu vermeiden
*Nutzung der vorhandenen RJ45 Buchse als softwareseitige Schnittstelle (software serial) für den Wechselrichter
*Anschlussmöglichkeit für Display und Drehzahlsteller (Rotary Encoder) an den „interrupt pins“ des Arduino
*Integration einer bidirektionalen Kommunikation zu den Victron Ladereglern
Folgendes Bild zeigt, wie eine kombinierte Arduino und Mosfetplatine aussehen könnte.
<gallery widths="800" heights="468" perrow="2>
File:Abbildung_18_Kombinierte_Arduino-_und_Mosfetplatine.svg| Kombinierte Arduino- und Mosfetplatine
</gallery>

=====Stromversorgung=====
Die Mosfetplatine bezieht die Versorgungsspannung über ein Flachbandkabel direkt von der Arduinoplatine. Die Arduinoplatine wiederum kann entweder direkt mit 7,5 V Gleichspannung versorgt werden oder wird per USB Kabel mit dem Raspberry Pi verbunden und erhält darüber seine Stromversorgung. Letztere Variante entspricht dem vorliegenden Schaltschrankaufbau. Das Raspberry Pi wiederum wird über ein Hutschienennetzteil versorgt.

====Raspberry Pi====
Das Raspberry Pi besitzt die Aufgabe alle relevanten Parameter und Messwerte des Systems zu loggen, auf einer SD Karte zu sichern und über das Volkszähler Frontend auszugeben. Eine regelmäßige Sicherheitskopie der Datenbank erfolgt auf einen USB Stick. Weiterhin stellt das Raspberry Pi Informationen für das Node-Red User Interface (UI) bereit und übernimmt die Steuerung der über Wlan steuerbaren Home Automationsaufgaben wie z.B. schaltbare Steckdosen uvm. Weiterhin ist das Raspberry für die Fehlerauswertung des Gesamtsystems zuständig und informiert den Besitzer z.B. per Mail oder Twitter über dessen Status.
Das Raspberry Pi wird zur Hutschienenmontage in folgendem Gehäuse untergebracht:
(Voelkner: RASPBERRY HUTSCHIENEN-GEH RASPB B+2B3B.<ref name="voelkner1">[https://www.voelkner.de/ RASPBERRY HUTSCHIENEN-GEH RASPB B+2B3B auf voelkner.de]</ref>
<gallery widths="541" heights="171" perrow="2>
File:Abbildung_19_Hutschienengehäuse_für_Raspberry_Pi.svg| Hutschienengehäuse für Raspberry Pi
</gallery>

=====Manueller Reset/Neustart des Raspberry Pi‘s=====
Um für Wartungszwecke das Gesamtsystem schnell ausschalten bzw. herunterfahren und neu starten zu können werden in das Gehäuse des Raspberry Pi's zwei Schalter installiert (Herunterfahren/OFF und Reset/ON). Das dazu notwendige Platinenlayout ist unter folgendem Link verfügbar: [http://www.gtkdb.de/index_18_2680.html] Nachfolgend dargestellt ist der Schaltplan mit den erwähnten zwei Tastern S1 (Herunterfahren/OFF) und S2 (reset/ON).
<gallery widths="800" heights="209" perrow="2>
File:Abbildung_20_Schaltplan_für_Taster_Herunterfahren_und_Reset_Raspberry.svg| Schaltplan für Taster Herunterfahren und Reset Raspberry Pi
</gallery>
Der Reset-Taster S2 löst einen harten Reset des BCM 2835 aus. Weiterhin ist es möglich mit diesem Reset-Taster das Raspberry nach dem herunterfahren wieder aufzuwecken.
Der Resettaster verbindet im Falle des Resets beim Raspberry 3 GND mit RUN. Je nach Raspberryversion sind diese zwei direkt nebeneinander angeordneten Pins an anderer Stelle auf der Platine verortet. Ein direktes Verbinden der Pins führt zu einem sofortigen Reset bzw. Anschalten des Raspberry Pis. In der Regel muss zur Benutzung dieser Pins eine Zweierpinleiste eingelötet werden.
Um das Herunterfahren (bzw. ebenfalls Neustart) des Raspberrys zu initiieren, wird der PIN GPIO4 mit dem Taster S1 über den Widerstand R2 330Ohm auf Masse gezogen. Ist der Taster geöffnet liegt an GPIO 4 ein "High" Signal an.
Damit das Raspberry den Pin GPIO 4 kontinuierlich überwacht, wird ein zusätzliches Python-Skript benötigt. Erstellung und Installation sind unter folgendem Link erklärt:<br>
[http://www.gtkdb.de/index_36_2238.html]<br>
Wird Schalter S1 (Herunterfahren/OFF) für mindestens 0,5 Sekunden und kürzer als 3 Sekunden gedrückt, initiiert das Python-Skript einen Neustart des Systems. Wird Schalter S1 jedoch für mehr als 3 Sekunden betätigt, fährt das System herunter und kann anschließend von der Stromversorgung getrennt oder über den Reset Button wieder aufgeweckt werden.
Da das Raspberry Pi über das USB Kabel die Haupsteuereinheit (Arduino Board) mit Strom versorgt wird, wird dieses dann ebenfalls ausgeschalten.

=====Auswahl sd Karte=====
Die Anzahl der Schreibvorgänge auf der sd Karte wird bestimmt über die Anzahl der geloggten Kanäle (Systemparameter) sowie über das eingestellte Log-Intervall im volkszähler. Es hat sich herausgestellt, dass handelsübliche (Consumer) Micro-SD Karten, die direkt in das Raspberry eingesteckt werden zum Teil schon nach kürzester Zeit völlig unbrauchbar werden und ohne Backup sämtliche Logdaten verloren sind. Im industriellen Bereich werden spezielle SD Karten verwendet, die deutlich robuster gegen häufige Schreibzugriffe und äußere Umwelteinflüsse sind. Diese industriellen SD Karten (industrial grade) werden eingeteilt in die MLC- (Multi-Level Cell) und die SLC (Single-Level Cell) Technologie. Detaillierte Infos sind zu finden unter:
https://www.elektronikpraxis.vogel.de/zehn-gruende-die-fuer-industrie-sd-karten-sprechen-a-284360/

Vorteile der industriellen SD Karten im Schnellüberblick:
*hohe Zuverlässigkeit und Langlebigkeit
*Schreibzyklen von 100.000 (SLC Flash) und für MLC-Flash (10.000) statt 200-300 in neueren SD Karten für Consumer-Anwendungen
*aufwändige Fehlerkorrekturalgorithmen (z.B. Hamming Code) um Lese- bzw. Schreibfehlern vorzubeugen
*gleichmäßige Verteilung der Schreibzugriffe auf alle Flash-Zellen durch das Wear-Leveling Verfahren.
*Sicherer Schutz bei Stromausfall durch markieren fehlerhafter Sektoren
*Rundum verschweißtes Gehäuse lässt SD Karte unempfindlich gegen äußere Spannungseinflüsse werden
*Vergrößerte Mechanische Stabilität
*Extra dicke und stabile Goldauflage auf Kontakten zur Erhöhung der Kontaktsicherheit und Lebensdauer<br>
Im Projekt wurde folgende SD Karte eingesetzt:
Transcend micro SDHC Card C10 Industrial
16GB für 30€ incl. Versand und MwSt.

=====Betriebssysteminstallation=====
Auf [https://volkszaehler.org/] wird ein Image für den Raspberry Pi angeboten, das die vollständige Betriebssysteminstallation incl. Volkszählersoftware enthält. Installation und Einrichtung sind unter folgendem Link beschrieben [https://wiki.volkszaehler.org/howto/raspberry_pi_image].<br>
Folgende Skripte müssen nach der Betriebssysteminstallation noch manuell hinzugefügt werden:<br>
======Wpa_supplicant.conf======
Dieses Skript beinhaltet alle Informationen über das Netzwerk, in das sich das Wlan des Raspberrys einwählen soll.
#Ausführbare Datei anlegen unter /etc/wpa_supplicant/ oder im Boot Verzeichnis der Linux Installation
#Folgender Dateiinhalt in einer Datei namens Wpa_supplicant mit der Endung .conf ablegen. Dabei unter dem Platzhalter >xxx< die jeweiligen Wlan Logindaten eintragen:
<syntaxhighlight lang="text">
country=DE
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1

network={
ssid=">xxx<"
psk=">xxx<"
key_mgmt=>xxx<
}

network={
ssid=">xxx<"
psk=">xxx<"
key_mgmt=>xxx<
}

</syntaxhighlight>

3. Beim nächsten Neustart des Raspberry Pi's wird das Skript ausgeführt

======Vzlogger.conf======
Mit diesem Skript wird die Verknüpfung zwischen der eindeutigen UUID eines Kanals und den eingehenden Daten der seriellen Schnittstelle hergestellt.
(Ausführliche Erklärung siehe Abschnitt „Einrichtung der Kanäle im „web Frontend“ und in der Konfigurationsdatei „vzloggerconf“ unter
[[24-48V BMS]]

======Push-server.service======
Dieses Skript aktiviert den sogenannten push-Server (siehe
Abschnitt „Starten des vzloggers über WinSCP“ unter [[24-48V BMS]] bzw. unter [https://wiki.volkszaehler.org/software/middleware/push-server]). Die Datei ist hier abrufbar: [[:File:push-server.zip]]

======Shutdownbutton.py======
Siehe Abschnitt "Manueller Reset/Neustart des Raspberry Pi’s" in dieser Dokumentation. Die Datei ist hier abrufbar: [[:File:shutdownbutton.zip]]

======Vzsqlbackup.sh======
Dieses Skript legt eine wöchentliche Sicherung der einige hundert MB großen Volkszähler-Datenbank mit Speicherdatum auf einem USB Stick an. Insgesamt bleiben immer die zwei älteren abgespeicherten Datenbankspeicherstände erhalten. Alle Älteren werden gelöscht.
Das Skript vzsqlbackup.sh wird wöchentlich automatisch ausgeführt, angestoßen von folgendem Befehl, der in der, auf einer Linuxinstallation existierenden Datei Crontab, angelegt werden muss. Hierfür wird die Eingabeaufforderung unter WinSCP gestartet, um per Kommandozeile über Menü --> Befehle --> „In PuTTY öffnen“ folgendes einzutippen: (siehe auch Beschreibung unter [[24-48V_BMS]] BMS Doku Unterkapitel “ Starten des vzloggers über WinSCP„ :
<syntaxhighlight lang="bash">
# crontab öffnen
crontab -e
# Folgende Zeile eintragen:
# jeden Sonntag um 22Uhr wird ein Backup erzeugt
00 22 * * 0 /usr/local/bin/raspiBackup.sh
</syntaxhighlight>

Zum Erstellen des Skripts vzsqlbackup.sh wird zuerst eine leere, mit root Rechten ausführbare Datei angelegt, die unter einem der folgenden Links abgespeichert sein muss:
#System-Scripte mit Root-Rechten: "/usr/local/sbin"
#Allgemeine User-Scripte mit Benutzer-Rechten: "/usr/local/bin"

Folgender Inhalt wird im Skript niedergeschrieben.
Für >xxx< wird ein beliebiges Passwort vergeben. Es erfolgt beim Anlegen des Backups keine Passwortabfrage, da dies ja automatisch ausgeführt werden soll.

<syntaxhighlight lang="bash">
#USB Stick mounten
mount /dev/sda1 /mnt/stick

#Backupdatei anlegen und abspeichern
mysqldump -u vz-admin ->xxx< volkszaehler > /mnt/stick/pi/mysqlvzbackup-$(date +%Y%m%d-%H%M%S).sql

#älteste Datei im Verzeichnis löschen
ls -tr /mnt/stick/pi/mysqlvzbackup* | head -n -2 | xargs rm -v

#Ende Skript
exit 0
</syntaxhighlight>

=====Datenübergabe Arduinoboard zu Raspberry Pi=====
Zum Einrichten der Kanäle im Raspberry Pi siehe Abschntt Vzlogger.conf. Folgende Kanäle werden derzeit vom Arduinoboard an das Raspberry übergeben:

*Batterie Spannung von Laderegler 1
*Energieerzeugung Laderegler 1 + 2
*Leistung Laderegler 1 + 2
*Summe Leistung Laderegler 1 + 2
*Ladestrom Laderegler 1 + 2
*Summe Energieerzeugung Laderegler 1+2
*Summe Ladestrom Laderegler 1 + 2
*Ladestatus Laderegler 1 + 2
*Errorstatus Laderegler 1 + 2
*Vorgabewert Heizstabansteuerung
*Saldierte Leistung Zweirichtungszähler
*Leistungsbezug Zweirichtungszähler
*Leistungseinspeisung Zweirichtungszähler
*Erzeugungsleistung PV
*Einspeiseleistung PV
*Temperatur Schaltschrank
*Temperatur Boiler
*Sollwert Leistung Wechselrichter
*Sollwert Stromaufnahme Wechselrichter
*Balancing Status
*SoC (State of Charge)
*Batteriespannung
*Lade-/Entladestrom
*Temperatur Batterie 1 + 2
*Zellspannung 1 - 9
=====Einrichtung der Kanäle im „web Frontend“ und in der Konfigurationsdatei „vzloggerconf"=====
Das Einrichten von Kanälen im „web Frontend“ sowie in der Konfigurationsdatei „vzlogger.conf“, die Bedienung des Web Frontends, das Starten des „vzloggers über WinSCP und letztendlich den Export von Datenbanksätzen ist ausführlich beschrieben unter der Dokumentation [[24-48V_BMS]] im Kapitel 5.

=====Übertragungsgeschwindigkeit der seriellen Schnittstelle zwischen Arduino und Raspberry=====
Um die Übertragungsgeschwindigkeit der seriellen Schnittstelle zwischen Arduino und Raspberry zu erhöhen (Standard 9600) bzw. an den derzeitigen Arduinocode anzupassen (115200) muss folgende Zeile in der vzlogger.conf nach der Zeile "device" eingefügt werden:
<syntaxhighlight lang="xorg.conf">
"device": "/dev/ttyACM0",
"baudrate": 115200,
"aggtime": 30,
</syntaxhighlight>

=====Arduino komfortabel über das Raspberry Pi flashen=====
Um einen neuen Arduinocode komfortabel direkt vom Raspberry Pi auf das Arduino zu flashen, sind folgende Schritte zu befolgen:<br>
1. Um den Vz logger zu stoppen, folgende Zeile in das Eingabefenster (putty) in WinSCP eingeben:
<syntaxhighlight lang="bash">
sudo systemctl stop vzlogger
</syntaxhighlight>
2. Navigiere in das “home” Verzeichnis und liste alle vorhandenen Ordner auf:
<syntaxhighlight lang="bash">
ls
</syntaxhighlight>
3. Ins Unterverzeichnis „Arduino“ wechseln (change directory):
<syntaxhighlight lang="bash" >
cd Arduino
</syntaxhighlight>
4. Code kompilieren mit richtigem Dateinamen (in diesem Falle "PV-System_20190629"):
<syntaxhighlight lang="bash" >
arduino-cli compile --fqbn arduino:avr:mega PV-System_20190629
</syntaxhighlight>
5. Code auf Arduino flashen mit richtigem Dateinamen (in diesem Falle "PV-System_20190629"):
<syntaxhighlight lang="bash" >
arduino-cli upload --fqbn arduino:avr:mega --port /dev/ttyACM0 PV-System_20190629
</syntaxhighlight>
6. vz-logger starten
<syntaxhighlight lang="bash">
sudo systemctl start vzlogger
</syntaxhighlight>
Eine ausführliche Anleitung zur Installation der benötigten Pakete ist unter folgendem Link zu finden [https://github.com/arduino/arduino-cli/blob/master/README.md]

=====Einrichtung Node-Red=====
Die freie Entwicklungsumgebung Node-Red bietet über eine grafische Oberfläche die Möglichkeit Anwendungsfälle im Bereich Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) intuitiv im Baukastensystem per drag&drop umzusetzen. Die einzelnen Bausteine werden durch das Ziehen von Verbindungen verbunden. Der Quellcode ist im JavaScript geschrieben. Über Benutzerdefinierte Bausteine, die ebenfalls mit JavaScript gefüllt werden können, besteht somit die Möglichkeit den individuellen Anforderungen gerecht zu werden. Weiterhin besteht die Möglichkeit über ein Webinterface Daten in unterschiedlichster Weise übersichtlich darzustellen, um bspw. dem Solarspeicherbesitzer einen schnellen Überblick über Ladezustand, Spannungsniveau, Ladestrom und Fehlermeldungen zu geben.
Über die Exportfunktion können komplette Flows exportiert und in neuen Projekten funktionsfähig importiert werden.
Im vorliegenden Projekt wird Node-Red für folgende Funktionen verwendet:<br>

# Abgriff der Push-Daten von volkszähler zur Darstellung im Webinterface:
#* Ladestrom
#* Akkuspannung
#* Error-Code
#* Ladezustand Akkumulator
#* Aktuelle Stromerzeugung
#* Aktueller Stromverbrauch
#* Zellbalancing
#* Heizstabbetrieb
#* Heizstableistung
#* Boilertemperatur
# Mailversand an Solarspeicherbesitzer bei Error
# Berechnung der eingesparten CO<sub>2</sub> Menge
# Wetterbericht für den aktuellen und die nächsten zwei Tage
# Berechnung der eingespeisten und verbrauchten Energie (Erzeugung, Verbrauch) für den aktuellen und die letzten zwei Tage
# Ansteuerung der Funksteckdose (wahlweise manuelle Bedienung, automatische Anschaltung bis Tagesende bei Stromüberschuss, automatische Anschaltung nur explizit bei Stromüberschuss

Node-Red ist über einen beliebigen Browser über das Wlannetz, in dem auch das Raspberry registriert ist, über folgenden Link (IP des verwendeten Raspberry = 192.168.1.2) erreichbar:<br>
http://192.168.1.2:1880/<br>
Wie im folgenden Abschnitt beschrieben, sollte die Programmierumgebung über ein Passwort vor unberechtigtem Zugriff geschützt sein.
Das sogenannten Dashboard oder „UI – User Interface“ ist die optisch ansprechende Schnittstelle für den Nutzer, um die erfassten Datenströme zu visualisieren. Über verschiedene Zeiger, Balken, Schalter und Ausgaben ist es möglich sich eine professionelle Oberfläche zu gestalten.
Der in diesem Projekt verwendete Flow besitzt die in folgender Abbildung dargestellte Oberfläche.
<gallery widths="1039" heights="437" perrow="2>
File:Abbildung_20.22_User_Interface_(Weboderfläche_von_Node_Red).svg| User Interface (Weboderfläche von Node Red)
</gallery>
Das User Interface ist über folgenden Link zu erreichen<br>
http://192.168.1.2:1880/ui/#/0<br>
Im UI gibt es folgende Rubriken:<br>

# '''Wlan-Steckdose'''<br>Es kann über das Dropdownmenü zwischen drei verschiedenen Betriebsarten unterschieden werden:
#* '''Manuell''': Manuelles Einschalten der Wlan gesteuerten Steckdose über den Schalter „switch“ im Dashboard
#* '''Takten''': Die Steckdose wird automatisch angeschaltet (Verbraucher hinzugeschalten) zur Stromüberschussverwertung, so lange der Akkumulator voll ist. Fällt die Akkumulatorladung aus der Erhaltungsladung (Float) in die Ladung (Bulk) schält die Steckdose wieder aus.
#* '''Anbleiben''': Die Steckdose wird automatisch angeschaltet (Verbraucher hinzugeschalten) zur Stromüberschussverwertung. Auch wenn der Solarertrag nachlassen und der Akkumulator dadurch entladen werden sollte, bleibt die Steckdose bis 17 Uhr angeschalten. Die Uhrzeit ist im Quellcode natürlich variabel.
# '''Akku'''
#* Anzeige SOC (State of Charge) Akkumulator
#* Anzeige Akkumulatorspannung
#* Anzeige Lade- und Entladestrom (Positiv und Negativ)
# '''Wechselrichter'''
#* Anzeige aktuelle Wechselrichterleistung
#* Anzeige letzter 20 min Wechselrichterleistung
#* Anzeige Modbusleistung
# '''Boiler'''
#* Anzeige Heizstableistung
#* Anzeige Boilertemperatur
# '''Fehlermeldungen'''
#* Ausgabe Fehlermeldungen Arduino
#* Ausgabe Fehlermeldungen BMS
#* Akku Balancing
#* Anzeige welche Zelle aktuelle gebalanct wird. Das Zellbalancing findet nur im geladenen Zustand des Akkumulator statt.
# '''Allgemein'''
#* Anzeige der seit Inbetriebnahme der Anlage eingesparte Co2 Menge
#* Schaltschranktemperatur
# '''Allgemein gestern / Allgemein heute'''
# Darstellung der wichtigsten Tagesdaten des laufenden und des vorhergehenden Tages wie:
#* Erzeugung WR in [kWh]
#* Erzeugung Laderegler (LR) [kWh]
#* Eingesparte Stromkosten [€]
#* Solare Deckung [%]
#* CO<sub>2</sub> Einsparung [kg]
#* Gesamtstromverbrauch [kWh]
# '''Wettervorhersage morgen, übermorgen, überübermorgen'''
#* Anzeige einer Kurzwettervorhersage zur Einschätzung des Solarertrags der kommenden Tage

Der Flow befindet sich noch im Entwicklungsstadium, eine Zwischenstand steht hier zum Download bereit [[:File:Nodered Flow.zip]].

=====Installation von Node-Red=====
Die folgende Installationsanleitung erfolgt in Anlehnung an das Youtube-Video „Node-Red Tutorial Part 1 Installation Haus Automatisierung“.<ref name="youtube2">[https://www.youtube.com/watch?v=ktGprvHi5jU auf youtube.com]</ref>
In der Regel ist auf dem Image der Linuxinstallation Raspian Strech Node-Red schon installiert, aber nicht in vollem Funtkionsumfang wie es hier benötigt wird. Deshalb muss zunächst ein Update der vorhandenen Programmpakete durchgeführt werden mit:
<syntaxhighlight lang="bash">
update-nodejs-and-nodered
</syntaxhighlight>
Es erfolgt die Abfrage “Are you really sure to do this?”
Mit „Yes“ bestätigen.
Die Installation kann bis zu 20min dauern. Im Anschluss wird die installierte Version angezeigt und mittels Häckchen der Erfolg der Installation einzelner Komponenten angezeigt.
<gallery widths="726" heights="269" perrow="2>
File:Abbildung_21_Installationsübersicht_Node-Red.svg| Installationsübersicht Node-Red
</gallery>
Um die Node-Red Oberfläche vor ungewolltem Zugriff zu schützen, wird nun noch der sogenannte "Node-Red-admin" installiert. Dies erfolgt global und nicht im Node-Red Verzeichnis:
<syntaxhighlight lang="bash">
sudo npm install -g node-red-admin
</syntaxhighlight>
Um nun ein sicheres Passwort zu generieren wird folgender Befehl eingeben:
<syntaxhighlight lang="bash">
node-red-admin hash-pw
</syntaxhighlight>
Nun wird ein beliebiges Passwort eingeben, das „gehasht“ werden soll. Den nun angezeigten Hash kopieren und wie folgt beschrieben in der „config“ eintragen.<br>
Folgende Datei öffnen:<br>
<syntaxhighlight lang="bash">
vi ~/.node-red/settings.js
</syntaxhighlight>
Folgende Zeilen einkommentieren und den generierten Hashcode unter „password“ einfügen, sowie einen "username" vergeben.

<gallery widths="731" heights="187" perrow="2>
File:Abbildung_22_Hashcode_und_Passworteingabe_für_Node_Red.svg| Hashcode und Passworteingabe für Node Red
</gallery>
Datei speichern mit folgendem Befehl
<syntaxhighlight lang="text">
:wq
</syntaxhighlight>
Nun muss noch der automatische Node Red Start bei Systemstart eingestellt werden mit:
<syntaxhighlight lang="bash">
sudo systemctl enable nodered.service
</syntaxhighlight>
Ein Restart des Programms nach Installation durchführen:
<syntaxhighlight lang="bash">
sudo service restart
</syntaxhighlight>
Ein Zugriff auf die Programmieroberfläche erfolgt über einen beliebigen Browser in der Eingabezeile über die IP des Raspberry Pi's (z.B. 192.168.1.2:1880).
Um auf die Nutzeroberfläche zur professionellen Darstellung von Flowergebnissen (Dashboard) von Node-Red zu gelangen, wird dieses nun wie folgt installiert:
Auf der Programmieroberfläche unter dem „Burgermenü“ rechts oben auf „Manage palette“ klicken, dann auf „install“ und in die Suche „dashboard“ eingeben. „Node-red-dashboard installieren“ klicken.
Der Zugriff auf das Dashboard erfolgt über die IP des Raspberry Pi's (z.B. 192.168.1.2/ui).

=====Installation von MQTT bzw. des MQTT Brokers=====
Anleitung in Anlehnung an folgende Tutorials <ref>[https://www.open-homeautomation.com/de/2016/06/09/install-an-mqtt-broker-on-your-raspberry-pi/ install-an-mqtt-broker-on-your-raspberry-pi],auf open-homeautomation.com.</ref><ref>[https://randomnerdtutorials.com/how-to-install-mosquitto-broker-on-raspberry-pi/ how-to-install-mosquitto-broker-on-raspberry-pi],auf randomnerdtutorials.com.</ref><br>
Zuerst muss das “Repository” mit folgenden zwei Befehlen hinzugefügt werden:
<syntaxhighlight lang="bash">
wget http://repo.mosquitto.org/debian/mosquitto-repo.gpg.key
sudo apt-key add mosquito-repo.gpg.key
</syntaxhighlight>
Nun das Verzeichnis wechseln:
<syntaxhighlight lang="bash">
cd /etc/apt/sources.list.d/
</syntaxhighlight>
Die Pakete updaten:
<syntaxhighlight lang="bash">
sudo apt-get update
</syntaxhighlight>
Nun wird die „mosquitto stretch list“ für verschiedene Pakete hinzugefügt:
<syntaxhighlight lang="bash">
sudo apt-get install mosquitto mosquitto-clients python-mosquitto
</syntaxhighlight>
Tritt folgende Fehlermeldung auf, folgenden Workaround durchführen:<br>
<syntaxhighlight lang="bash">
# Fehlermeldung: „Konnte nicht alle Pakete installieren, folgende Pakete haben unerfüllte Abhängigkeiten: mosquitto: Hängt ab von libwebsockets3 (>=1.2)ist aber nicht installierbar“
</syntaxhighlight>
1. Zurück aus dem Verzeichnis /etc/apt/sources.list.d ins Grundverzeichnis wechseln über: cd<br>
2. Manuelle Installation des fehlenden Paketes mit folgenden zwei Befehlen:<br>
<syntaxhighlight lang="bash">
wget http://ftp.nz.debian.org/debian/pool/main/libw/libwebsockets/libwebsockets3_1.2.2-1_armhf.deb
sudo dpkg -I libwebsockets3_1.2.2-1_armhf.deb
</syntaxhighlight>
3. Erneuter Installationsversuch von mosquitto durchführen:
<syntaxhighlight lang="bash">
sudo apt-get install mosquito mosquito-clients
</syntaxhighlight>
4. Starten des MQTT Broker
<syntaxhighlight lang="bash">
sudo service mosquito start
</syntaxhighlight>
In der Programmieroberfläche von Node-red kann nun der Node „mqtt“ auf die Oberfläche gezogen werden (vgl. hierzu auch Kapitel Funksteckdose). Ist das Node angeklickt, so erscheint wie in folgender Abbildung dargestellt, das folgende Fenster. Dort unter Server und Topic abgebildete Inhalte eintragen.
Ein Klick auf den Stift hinter dem Eingabefeld Server führt zu dem abgebildeten Eingabefenster:
Auch hier den Servernamen „localhost“ eintragen. Unter dem Register„Security“ müssen nun nochmals die oben erwähnten Anmeldedaten eingegeben werden. Abschluss der Einstellungen mit der Schaltfläche „Update“. Für weiterreichende Infos zur Ansteuerung einer Funksteckdose über das MQTT Protokoll siehe Abschnitt „Funksteckdose“.
<gallery widths="736" heights="201" perrow="2>
File:Abbildung_23_Bearbeitung_MQTT_Node.svg| Bearbeitung MQTT Node
</gallery>

=====Funksteckdose=====
Im vorliegenden Projekt wird die Wlan Steckdose Sonoff Tasmota S 20 Smart verwendet und über NodeRed auf dem Raspberry angesteuert. Diese Steckdose kommuniziert über das MQTT Protokoll mit dem Raspberry, das im Internet der Dinge weite Verbreitung gefunden hat. Vor Verwendung der Steckdose für die eigenen Zwecke muss die Firmware auf dem integrierten Chip ESP 8266 neu geflasht werden.
Neuerdings ist es auch möglich einen Steckdosen-Schalter mit Tasmota auch fertig geflasht zu kaufen z.B. unter:
<ref>[https://www.delock.de/produkte/H/11826/merkmale.html/ Steckdosen-Schalter mit Tasmota fertig geflasht],auf www.delock.de.</ref><br>

Die theoretischen Grundlagen zur Wlan Steckdose sind unter folgenden Links zu finden:

*Generelle Beschreibung der Sonoff Tasmota S20 Funksteckdose<ref>[http://sonoff.itead.cc/en/products/residential/s20-socket Generelle Bechreibung der Sonoff S20],auf www.itead.cc.</ref>

Unter Youtube sind folgende Tutorials zu empfehlen:<br>

1. Sonoff Teil 4 - FHEM-Integration haus-automatisierung
<ref>[https://www.youtube.com/watch?v=BzeSkapYDrU FHEM-Integration haus-automatisierung],auf www.youtube.com.</ref><br>
2. Sonoff Teil 17 - Die verfügbaren Befehle und die Konsole
<ref>[https://www.youtube.com/watch?v=anCUWB-Ere8 Die verfügbaren Befehle und die Konsole],auf www.youtube.com.</ref><br>

Weitere Infos zur Sonoff-Tasmota Steckdose sind unter Github zu finden:<ref>[https://github.com/arendst/Sonoff-Tasmota/wiki/Commands Infos zur Sonoff-Tasmota Steckdose],auf www.github.com.</ref>, <ref>[https://github.com/arendst/Sonoff-Tasmota/wiki/MQTT-Overview Infos zur Sonoff-Tasmota Steckdose],auf www.github.com.</ref>

Weitere Infos zum MQTT Protokoll sind unter folgenden Links zu finden:<br>

1. Beschreibung des MQTT (Message Queue Telemetry Transport) Protokolls:
<ref>[https://de.wikipedia.org/wiki/MQTT Beschreibung des MQTT (Message Queue Telemetry Transport) Protokolls],auf www.wikipedia.org.</ref>
<ref>[https://www.heise.de/developer/artikel/Kommunikation-ueber-MQTT-3238975.html Beschreibung des MQTT (Message Queue Telemetry Transport) Protokolls],auf www.wikipedia.org.</ref><br>
2. Funkkommunikation zwischen Raspberry Pi’s mittels MQTT Broker/Client:
<ref>[https://tutorials-raspberrypi.de/datenaustausch-raspberry-pi-mqtt-broker-client/ Funkkommunikation zwischen Raspberry Pi’s mittels MQTT Broker/Client],auf www.tutorials-raspberrypi.de.</ref>

Um die Steckdose über das Raspberry selbst ansteuern zu können, muss die Firmware des IC’s ESP8266 geflasht werden. Eine Beschreibung und ein Wiki sind hierzu unter folgenden Links zu finden:
<ref>[https://github.com/arendst/Sonoff-Tasmota Flashen der Firmware auf ESP8266],auf www.github.com.</ref>
<ref>[https://github.com/arendst/Sonoff-Tasmota/wiki Flashen der Firmware auf ESP8266],auf www.github.com.</ref><br>

Das unter folgendem Link vorhandene Tutorial erklärt den Hardwareanschluss des IC’s ESP8266 zu flashen:
<ref>[https://github.com/arendst/Sonoff-Tasmota/wiki/sonoff-s20 Hardwareanschluss zum Flashen der Firmware auf ESP8266],auf www.github.com.</ref><br>

Folgendes Tutorial beschreibt den Software-flash mit dem Esp-Tool:<ref>[https://github.com/arendst/Sonoff-Tasmota/wiki/Esptool Beschreibung Software-flash mit dem Esp-Tool],auf www.github.com.</ref>

Voraussetzungen zum Flashen der Software der Sonoff Tasmota Funksteckdose sind:
#Youtube-Video: „NodeRed Tutorial Part 1 Installation Haus Automatisierung“<ref name="youtube2" />
#Installation von Node-Red und dem Node-Red Dashboard auf dem Raspberry (siehe Abschnitt Einrichtung Node-Red )
#NodeRed/UI vor fremden Zugriff schützen (siehe Abschnitt Einrichtung Node-Red )
#MQTT Client installieren durch Hinzufügen des mosquitto repository (siehe Abschnitt Einrichtung Node-Red )
#Wlan Steckdose einstecken
#Installation eines MQTT-Brokers auf dem Raspberry Pi (siehe Abschnitt Einrichtung Node-Red )

Sind alle oben genannten Voraussetzungen erfüllt, so ist die Weboberfläche der Steckdose über deren IP zugänglich. Um die richtige IP herauszufinden ist es ratsam diese nach Einstecken der WLAN Steckdose in den Routereinstellungen auszulesen.
======Weboderfläche der Wlan Steckdose======
<gallery widths="369" heights="256" perrow="2>
File:Abbildung_24_Weboderfläche_der_Wlan_Steckdose_mit_der_IP_192.168.1.5.svg| Weboderfläche der Wlan Steckdose mit der IP 192.168.1.5
</gallery>
In der Weboberfläche der Wlan-Steckdose gibt es unter "Main Menu" --> "Konsole" die Möglichkeit direkt Befehle an die Steckdose zu senden:
Hier können alle Befehle aufgelistet in <ref>[https://github.com/arendst/Sonoff-Tasmota/wiki/Commands Sonoff-Tasmota Commands],auf www.github.com.</ref> direkt an die Steckdose gesendet werden und die Antwort direkt beobachtet werden. Z.B. „Power on“ –> Steckdose an; „Power off“ --> Steckdose aus.
Der Pfad unter dem die Steckdose später über das MQTT Protokoll vom Raspberry aus erreichbar sein wird, kann selbst gewählt werden und ergibt sich aus der Hierarchiestruktur, die im eigenen Smarthome erwünscht ist. Hier im Beispiel soll die Steckdose die Schreibtischlampe an- und ausschalten. Die Steckdose ist erreichbar unter /SmartHome/Buero/Schreibtischlampe.
Dabei bezeichnet man die Hierarchiestufe „Schreibtischlampe“ als „Topic“ und /cmd /stat /tele als „Prefix“.
Siehe hierzu auch folgende Abbildung.
<gallery widths="738" heights="222" perrow="2>
File:Abbildung_25_Hierarchiestruktur_MQTT_Protokoll_und_definition_des_Prefix_cmd,_stat_und_tele.svg| Hierarchiestruktur MQTT Protokoll und definition des Prefix cmd, stat und tele
</gallery>
Je nachdem ob ein Befehl gesendet oder ein Response an der Steckdose ankommt, ist dann der Pfad entsprechend abgeändert zu …/tele oder …/stat oder …/cmd<br>

Bsp.: In unserem Beispiel heißt das Topic „Schreibtischlampe“. Für die Konfiguration der Funksteckdose also im Feld „Topic“ „Schreibtischlampe“ eintragen.
Der Pfad „full topic“ soll heißen: <br>
/SmartHome/Buero/%topic%/%prefix%<br>
Also folgende Einstellungen im Webinterface der Steckdose vornehmen:
<gallery widths="207" heights="405" perrow="2>
File:Abbildung_26_Konfiguration_der_Wlan_Steckdose_über_das_Webinterface.svg| Konfiguration der Wlan Steckdose über das Webinterface
</gallery>
Passend zu den Einstellungen in der Wlan Steckdose sind nun auch in Node Red einige Einstellungen vorzunehmen:

1. Zuerst Folgenden Flow mit zwei MQTT Nodes und einem Schalter (switch) aufbauen, der in diesem Beispiel den Namen Schreibtischlampe erhält. Das Dashboard ist erreichbar über die jeweilige IP es Raspberry Pi's 192.168.1.2:1880/
<gallery widths="729" heights="152" perrow="2>
File:Abbildung_27_Flow_für_Wlan_Steckdose_gesteuert_über_MQTT_Protokoll.svg| Flow für Wlan Steckdose gesteuert über MQTT Protokoll
</gallery>
2. Im MQTT IN Node sowie im MQTT OUT Node folgende Einstellungen vornehmen:
<gallery widths="730" heights="434" perrow="2>
File:Abbildung_28_Einstellungen_MQTT_Node_IN_und_OUT.svg| Einstellungen MQTT Node IN und OUT
</gallery>
3. Mit „Done“ und „deploy“ Eingaben bestätigen. Nun sollte die Funksteckdose beim Schalten des „Switch“ Nodes hörbar klacken und sich dabei an- und aus schalten.

====Temperatursensoren====
Die Temperaturmessung im Schaltschrank sowie am thermischen Speicher erfolgt mittels LM35 Temperatursensoren (Precision Centigrade Temperature Sensors). Diese analogen Sensoren sitzen im TO-92 Gehäuse, haben eine Temperaturgenauigkeit von +-0,5°C (±¼°C at room temperature and ±¾°C over a full −55°C to 150°C temperature range) und sind für einen Temperaturbereich von -55°C bis 150°C ausgelegt. Der LM 35 ist bei der Herstellung kalibriert in Grad Celsius. Die Ausgangsspannung ist direkt linear zur Temperatur ( Linear 10 mV/°C). In folgender Abbildung ist die Anschlusssituation aus dem Datenblatt erkennbar.
<gallery widths="207" heights="245" perrow="2>
File:Abbildung_29_Anschlusssituation_Temperatursensor_LM_35.svg| Anschlusssituation Temperatursensor LM 35
</gallery>
Der Temperatursensor wird mit +5V versorgt und kann direkt an einen digitalen Eingang des Arduino angeschlossen werden.
Der LM35 in Form im TO-92 Gehäuse wird folgendermaßen fertig konfektioniert:
*An die drei Beinchen Verlängerungskabel ansetzen und mit Schrumpfschlauch gegen Kurzschluss sichern
*Den Temperaturfühler mit Anschlusskabel in eine leere Temperaturfühlerhülse (Durchmesser 6mm) schieben
*Ggf. mit Isolierband/wasserdichtem Isolierband oder Silikon abdichten
*Leitungsenden mit Kabelschuhen ausstatten

====Heizstabregelmodul====
Zur Überschussstromverwertung (bei Nichteinspeisung ins Netz) wird ein Heizstab integriert in den Hauswarmwasserspeicher installiert. Dieser Heizstab kann bei Bedarf modulierend bis zu 30A Überschussstrom in Wärme umsetzen. Das Regelmodul (DC 10-50V Drehzahlsteller Motor Regler Controller 60A PWM 12V 24V 48V 3000WTE573) wird verwendet, um den Heizstab per Pulsweitenmodulation (PWM) in seiner Leistung zu regeln. So wird es möglich zu jedem Zeitpunkt genau den Strom in Wärme zu verwandeln, der nicht zur Ladung des Akkumulators oder zur Deckung des Stromverbrauches im Haushaltes verwendet wird.
Die Ansteuerung des Motorreglers, der in der Nähe des Heizstabes sitzen sollte, erfolgt wiederum über einen geglätteten 0-5V Pegel (R-C Glied auf der Arduinoplatine) gesteuert über einen Analogausgang des Arduino.

Der Motorregler besitz folgende technischen Daten:

{| class="wikitable"
|-
! Überschrift !! Überschrift
|-
| Frequenz || 15000 Hz
|-
| Nennstrom || 60 A (Maximale Leistung)
|-
| Spannungsversorgung || 10 - 50V DC
|-
| Steuermotorleistung || 0,01 - 3000 W
|-
| 12 V, 24 V, 36 V, 50 V || 720 W (max), 1440 W (max), 2160 W (max), 3000 W (max)
|-
| Bereitschaftsstrom || 0,04 A
|-
| Regelbereich || 5 - 100%
|-
| PCB Größe || 22 x 87 x 32mm
|-
|}

Über ein Relais wird der Motorregler an und ausgeschalten, um in Zeiten mit wenig Überschussstrom (Winterperiode) oder bei Gefahr des Überhitzens des Wasserspeichers den Heizstab komplett deaktivieren zu können.
Um ein Überhitzen des Wasserspeichers zu vermeiden, wird die Wassertemperatur über einen Temperatursensors (LM 35 siehe Abschnitt „Temperatursensoren“) überwacht und ggf. der Heizstab deaktiviert oder gedrosselt.
Das Heizstabregelmodul und alle weiteren Anschlüsse für Heizstab und Temperatursensoren sind in ein Gehäuse eingepasst, das zusammen mit dem Relais auf eine Hutschiene montiert wird.
<gallery widths="467" heights="146" perrow="2>
File:Abbildung_30_Heizstabmodul.png| Heizstabplatine
</gallery>
Verdrahtung und Anschluss siehe Verdrahtungsplan im Abschnitt "Aufbau des Systems".
Zum Anschluss des Heizstabregelmoduls ist somit eine zweiadrige 6mm^2 Leitung vom Schaltschrank sowie eine geschirmte Daten- und Steuerleitung 2x2 Adern (z.B. LIYCY TP 2X2X0,5) notwendig.<br>
Weiterentwicklung:<br>

Es zeigt sich, dass die Qualität der verwendeten PWM Platine nicht den Erwartungen entspricht. Zum wiederholten Male brennen Mosfets schon bei 50% (ca. 30A) der vom Hersteller angegebenen maximalen Last (60A) durch.
Zur Lösung dieses Problems ist es angedacht, eine eigene PWM Platine aus drei Hochleistungsmosfets mit Kühlkörper und einem eigenen Mosfettreiber zu konstruieren. Die Absicherung der Mosfets vor Überlastung und Kurzschluss erfolgt mithilfe eines High Side Switch mit Kühlkörper.
Ein erster Prototyp besteht bereits, muss aber an Tagen mit viel Sonne noch getestet werden. Weitere Konstruktionsdetails folgen in Kürze an dieser Stelle.

====Absicherungskonzept====
Das System verfügt über mehrere Sicherungsautomaten bzw. Schmelzsicherungen. Wie auch im Verdrahtungsplan im Abschnitt "Aufbau des Systems" zu erkennen ist, wird der Akkumulator im Pluspolkabel mit einer 32A Neozyd Schmelzsicherung abgesichert. Ein Sicherungsautomat erwies sich als ungeeignet, da Rückkopplungen zwischen BMS und Sicherungsautomat ungewohnten Geräusche verursachten. Der Pluspol zur Heizstabplatine ist ebenfalls mit einer 32A Neozyd Schmelzsicherung ausgestattet. Weiterhin sind die PV Module über 16A Sicherungsautomaten abgesichert. AC seitig ist der Solar-Schaltschrank im Haushaltsschrank mit einem 16A Sicherungsautomat abgesichert. Weiterhin verfügen die Laderegler jeweils über eine 20A (Auto-)Schmelzsicherung. Bei Schaltschrankwartungen ist dafür zu sorgen, dass dieser über die Sicherungen sowohl AC als auch DC seitig spannungslos geschalten wird.
Reihenfolge für Abschaltung der Anlage (Einschaltung erfolgt in umgekehrter Reihenfolge):
#Heizstabsicherung abschalten
#PV Module abschalten
#BMS ausschalten
#Raspberry ausschalten
#Akkumulatorsicherung ausschrauben
#AC seitige Sicherung im Haushaltschaltschrank abschalten

====Modbuszähler====
Zur phasen- und richtungsweis korrekten Erfassung des Hausverbrauchs der Phasen L1 bis L3 sowie der Solareinspeisung ins Hausnetz werden Hutschienenmodbuszähler eingesetzt, die per Modbusprotokoll über ein CAT5 Kabel mit dem Arduino kommunizieren. Die erfassten Werte werden für die Regelstrategie des Wechselrichters benötigt. Es ist angedacht bei Systemen mit modernen digitalen Stromzählern mit IR-Schnittstelle und geeigneter Auflösung den Solar- und Hausverbrauch direkt über die IR-Schnittstelle auszulesen und dem Arduino zu übermitteln.

=====Zweirichtungszähler für Hausverbrauch=====
Zur Erfassung des Hausverbrauches kommt folgender Zweirichtungszähler zum Einsatz:
{| class="wikitable"
|-
! Überschrift !! Überschrift
|-
| Modell || Drehstromzähler für Hutschiene
|-
| Fabrikat || DVH4013
|-
| Herstellerbezeichnung || 4-Leiter Direktanschlußzähler für Wirkenergie
|-
| Klasse || B
|-
| Spezifikation || 3 x 230 / 400 V, 5 / 65 A
|-
| Messwerke || +A, -A
|-
| Tarife || 4
|-
| Sonstiges || mit LCD-Display 7-stellig, mit MID-Konformitätszertifizierung
|}

<gallery widths="479" heights="258" perrow="2>
File:Abbildung_31_Modbuszähler_3_Phasen_Zähler.svg| Modbuszähler 3 Phasen Zähler
</gallery>
Der Einbau erfolgt durch eine autorisierte Elektrofachkraft in den Hausschaltschrank des jeweiligen Objektes direkt nach dem verplombten Eingangszähler des Netzbetreibers.

'''Anschluss Modbuskommunikation'''

Der Anschluss der Modbuskommunikation erfolgt an Klemme 22 auf die grün-weiße Ader eines CAT5 Kabels und an Klemme 23 auf die grüne Ader des CAT 5 Kabels.

=====Zähler für Solareinspeisung=====
Die Solareinspeisung des einphaisgen Miniwechselrichters AE Conversion serfolgt über einen 16A Sicherungsautomat auf eine beliebige Phase im Hausschaltschrank. Folgender Einphaseneinrichtungszähler kommt zum Einsatz:
{| class="wikitable"
|-
! Überschrift !! Überschrift
|-
| Modell || Einphasen-Stromzähler für Hutschiene
|-
| Fabrikat || SDM120 Modbus
|-
| Spezifikation || 5(45)A 230V
|-
| Sonstiges || RS485 Modbus and pulse output,
|}

<gallery widths="207" heights="245" perrow="2>
File:Abbildung_32_Modbuszähler_Solar_1_Phasen_Zähler.svg| Modbuszähler Solar 1 Phasen Zähler
</gallery>
Der Einbau erfolgt durch eine autorisierte Elektrofachkraft in den Hausschaltschrank des jeweiligen Objektes noch vor dem Sicherungsautomaten des Wechselrichters.

'''Anschluss Modbuskommunikation'''

Der Anschluss der Modbuskommunikation erfolgt an Klemme 9 auf die grün-weiße Ader eines CAT5 Kabels und an Klemme 10 auf die grüne Ader des CAT 5 Kabels.
Beide Modbuszähler werden in Reihe miteinander verbunden. Hierzu dient bisher ein CAT 5 Adapter mit Minischraubklemmen, der in einem Gehäuse auf der Hutschiene befestigt werden kann.
<gallery widths="320" heights="125" perrow="2>
File:Abbildung_33_CAT_5_Adapter.svg| CAT 5 Adapter mit Minischraubklemmen
</gallery>

====Batteriemanagementsystems (BMS) Libre Solar====
Eine ausführliche Anleitung zum Bau und zum Verständis des Batteriemanagementsystems (BMS) für den Akkumulator ist unter folgendem Link zu finden [[24-48V_BMS]].

===Aufbau des Systems===
Ziel des Systemaufbaus ist es so einfach und kompakt wie möglich alle Systemkomponenten des Solarspeichers in einem Standardschaltschrank unterzubringen. Die Befestigung mithilfe des Hutschienensystems auf einer geerdeten Grundplatte bietet sich an. Die Kabelführung erfolgt in ausbrechbaren Verdrahtungskanälen, die Stromverteilung erfolgt mithilfe von Wagoklemmen.
Mess- und Steuerleitungen sollten im Besten Falle getrennt von den leistungsführenden Leitungen z.B. in zweikammerigen Verdrahtungskanälen verlegt werden. Ziel ist es alle Mess- und Steuerleitungen mit eindeutigen Steckern zu versehen, sodass schnell die passenden Buchsen auf den jeweiligen Platinen gefunden werden können.
Die Pulsweitenmodulation (PWM) des Heizstabregelmoduls erzeugt ein elektromagnetisches Störfeld welches die Temperaturmessung am Trinkwarmwasserspeicher (sofern die Messleitung des Temperatursensors in der Nähe der Heizstabversorgungsleitungen liegt) stört. Aufgrund dessen ist das Heizstabregelmodul extern in der Nähe des Trinkwarmwasserspeichers angebracht. Das Anschlusskabel zum Heizstab ist somit kurz und es treten keine elektromagnetischen Störungen entlang des Verbindungskabels Solarschaltschrank --> Haushaltsschaltschrank auf.
Aufgrund der Notwendigkeit der dreiphasigen Strommessung am Hauseingangszähler sitzt der dreiphasige Modbuszähler extern im Hausschaltschrank und ist mit einem CAT5 Kabel mit dem Solarspeicher verbunden. Die Modbusmessung der Solareinspeisung erfolgt im vorliegenden Projekt ebenfalls im Hauschaltschrank, kann aber genauso direkt im Schaltschrank des Solarspeichers gemessen werden.
Die Reihenschaltung der Solarmodule erfolgt im vorliegenden Projekt mithilfe von gebrückten Wago-Doppelreihenklemmen. Um Kabelmeter und Leitungsverluste zu vermeiden ist zu empfehlen die Verschaltung der Module mittels PV Stecker direkt auf dem Dach herzustellen. Somit erreichen nur noch 2 x 6mm^2 Ölflexkabel den Schaltschrank.
Es ist zu empfehlen den Schaltschrank so zu dimensionieren, dass der Lithium-Akkumulator ebenfalls im unteren Teil des Schaltschrankes Platz findet. Im vorliegenden Projekt dienten zuerst große geschlossene Bleiakkumulatoren als Energiespeicher, die außerhalb und direkt hinter dem Schaltschrank zur Aufstellung kamen. Nach Ersatz der Bleiakkumulatoren durch einen LiFePo4 Akkumulator kam mangels Platz im Schaltschrank auch dieser außerhalb zur Aufstellung.
Da die Wechselrichter für die Montage unter dem Solarmodul auf dem Dach gedacht sind, gibt es an deren Gehäuse nur zwei stark exzentrische Laschen zur Befestigung. Im vorliegenden Projekt werden die Wechselrichter mithilfe zweier Gewindestangen, Muttern und großen Unterlegscheiben flach übereinander befestigt. Es besteht alternativ auch die Möglichkeit mithilfe von Winkeln den Wechselrichter um 90° gedreht im Schaltschrank unterzubringen.
<gallery widths="486" heights="287" perrow="2>
File:Abbildung_34_Wechselrichteranordnung_im_Schaltschrank.svg| Wechselrichteranordnung im Schaltschrank
</gallery><br>
Interne Systemkomponenten
*Wechselrichter
*Laderegler
*BMS
*Lüfter
*Raspberry
*Arduinoplatine, Mosfetplatine
*Stromversorgung
*Sicherungsautomaten
*Wagoverteiler
*Temperatursensor Schaltschrank
Externe Systemkomponenten<br>
*Modbuszähler
*Zähler Solareinspeisung
*PV Module
*Heizstabregelmodul
*Temperatursensor Trinkwasserspeicher
*Akkumulator
====Schaltschrank====
Im vorliegenden Projekt ist folgender Schaltschrak im Einsatz:
*Schaltschrank (H / B / T) 600mm x 600mm x 300mm IP65 für ca. 100€
*Kabeleinführung: oben
*Türanschlag: rechts
====Materialliste====
Eine ausführliche Materialliste inklusive Preise stehen für das vorliegende Projekt in der Exceltabelle „PV_Berechnung_Energiespeicher“ (siehe Kapitel "Berechnung, Simulation, Auslegung, Kostenberechnung, Optimierung" in dieser Doku) im Registerblatt „Kostenberechnung 2.Prototyp LiFePo“ zur Verfügung.

====Verdrahtungsplan====
Unter folgendem Link ist der Schaltplan des Solarspeichers entweder als .pdf oder als einzelne .svg Dateien abrufbar .
*[[:File:Schaltplan Schaltschrank gesamt.pdf]]
*[[:File:svg Dateien.zip]]

====Systemwirkungsgrad====
Um die Gesamteffizienz des Solarspeichersystems zu untersuchen sind im Folgenden vier Beispieltage ausgewählt und die erzeugten und umgesetzten Energiemengen dargestellt. Die Graphiken der jeweiligen Tagesverläufe sind unter folgenden Links abrufbar:<br>

*20.07.2019: Erzeugungs- und Verbrauchsprofil [[:File:Abbildung 34.2 20.07.2019- Erzeugungs- und Verbrauchsprofil.pdf]]
WR Leistung (hellgrün), Solarerzeugung (orange), Regelgröße Heizstab (rot), State of Charge (SOC) (grün), Boilertemperatur (blau) <br>

*23.07.2019: Erzeugungs- und Verbrauchsprofil [[:File:Abbildung 34.3 23.07.2019- Erzeugungs- und Verbrauchsprofil.pdf]]
Erzeugungs- und Verbrauchsprofil : WR Leistung (hellgrün), Solarerzeugung (orange), Regelgröße Heizstab (rot), State of Charge (SOC) (grün), Boilertemperatur (blau)<br>

*24.07.2019: Erzeugungs- und Verbrauchsprofil [[:File:Abbildung 34.4 24.07.2019- Erzeugungs- und Verbrauchsprofil.pdf]]
Erzeugungs- und Verbrauchsprofil : WR Leistung (hellgrün), Solarerzeugung (orange), Regelgröße Heizstab (rot), State of Charge (SOC) (grün), Boilertemperatur (blau)<br>

*22.07.2019: Erzeugungs- und Verbrauchsprofil [[:File:Abbildung 34.5 22.07.2019- Erzeugungs- und Verbrauchsprofil.pdf]]
Erzeugungs- und Verbrauchsprofil : WR Leistung (hellgrün), Solarerzeugung (orange), Regelgröße Heizstab (rot), State of Charge (SOC) (grün), Boilertemperatur (blau) <br>

'''Auswertung Systemgesamteffizienz (Solaranlage mit 1kWp)'''
{| class="wikitable"
|-
! Betrachtungszeitraum !! 20.07.2019: !! 22.07.2019 !! 23.07.2019 !! 24.07.2019
|-
| Systemkonfiguration || 1x WR 350 W, Heizstabbetrieb, WR auf Volleinspeisung sobald Akkumulator annähernd voll || 1x WR 350 W, Heizstabbetrieb, WR auf Volleinspeisung sobald Akkumulator annähernd voll

|| 1x WR 350 W, Heizstabbetrieb, WR auf Volleinspeisung sobald Akkumulator annähernd voll

|| 1x WR 350 W, Heizstabbetrieb, WR auf Volleinspeisung sobald Akkumulator annähernd voll
|-
| '''Energieerzeugung''' || || || ||
|-
| Ladereglererzeugung || 3,81 kWh || 4,03 kWh || 4,13 kWh || 4,1 kWh
|-
| '''Energieverbrauch''' || || || ||
|-
| Temperaturerhöhung Boiler || 882 kJ bzw. 0,25 kWh || 655 kJ bzw. 0,18 kWh || 1961 kJ bzw. 0,54 kWh || 0,34 kWh
|-
| Wechselrichterleistung || 3 kWh || 3,03 kWh || 3,38 kWh || 3,38 kWh
|-
| Ladedifferenz Akku/24h || Morgens SOC 54 %, abends SOC 63 %, 6,3 Ah = 0,18 kWh
|| Morgens SOC 60 %, abends SOC 79 %, 13,3 Ah bzw. 0,38 kWh
|| Morgens SOC 78 %, abends SOC 60 %, 12,6 Ah bzw. 0,36 kWh
|| Morgens SOC 60 %, abends SOC 50 %, 7 Ah bzw. 0,20 kWh

|-
| '''Systemwirkungsgrad''' || || || ||
|-
| Nutzen / Aufwand || = (0,25 + 3) / (3,81 - 0,18) = 89,5 % || =(3,03 + 0,18) / (4,03 - 0,38) = 88 % || =(0,544 + 3,38) / (4,13 + 0,36) = 87,4 % || = (0,34 + 3,382) / (4,1 + 0,2) = 86,5 %
|-
|}

===Berechnung, Simulation, Auslegung, Kostenberechnung, Optimierung===

Das Exceltool stellt folgende Funktionen zur Verfügung:
*Simulation eines Batteriespeichersystems in Anlehnung an das durchgeführte Projekt
*Material und Preisliste der verwendeten Materialien
*Möglichkeit der energetischen und wirtschaftlichen Optimierung eines Solarspeichers
Das Exceltool ist unter folgendem Link downloadbar: [[:File:200104_Berechnung_Simulation_Optimierung_Energiespeicher_Soldorado_Open_Solar_Systems.zip]]
====Beschreibung der einzelnen Registerkarten====
Registerkartenübersicht
*Registerkarte 1 Begriffsdefinitionen
*Registerkarte 2 Anleitung --> Infos zur Benutzung des Exceltools
*Registerkarte 3 Deckblatt --> Eingabe der Eingabedaten und Ausgabe der Ergebnisse
*Registerkarte 4 Optimierung --> Möglichkeit der Optimierung der Speichersystemauslegung
*Registerkarte 5 Berechnung --> Speicherberechnung
*Registerkarte 6 Kostenberechnung 2.Prototyp LiFePo --> Hauptblatt der Kostenberechnung der untersuchten vier Systemtypen
*Registerkarte 7 Ladereglerauslegung --> Auslegung und Dimensionierung verschiedener Systemkombinationen aus PV Modulen und Laderegler
*Registerkarte 8 Kosten BMS Platine --> Unterblatt zur Kostenberechnung
*Registerkarte 9 Kosten Heizstabmodul --> Unterblatt zur Kostenberechnung
*Registerkarte 10 Kosten Systemtyp 4 Minipv --> Unterblatt zur Kostenberechnung
*Registerkarte 11 Kosten Verbindungsmodul Modbus --> Unterblatt zur Kostenberechnung
*Registerkarte 12 Kosten Spannungswandlermodul --> Unterblatt zur Kostenberechnung
*Registerkarte 13 Kosten Arduino- und Mosfetplatine --> Unterblatt zur Kostenberechnung
*Registerkarte 14 solare Einstrahlung --> Wetterdatenbank für solare Einstrahlung in Abhängigkeit der Dachausrichtung
*Registerkarte 15 Lastprofilablage --> Datenbank unterschiedlicher Lastprofile in Abhängigkeit vom Jahresgesamtstromverbrauch des Haushalts
*Registerkarte 16 Hintergrunddaten
*Registerkarte 17 Änderungsmanagement

====Registerkarte 1 „Begriffsdefinitionen“====
*Autarkiegrad [%]
Direkt (bzw. indirekt über Batterie) verbrauchte solar erzeugte Strommenge im Haushalt in Prozent gemessen am jährlichen Stromverbrauch.

Autarkie = direkt (bzw. indirekt über Batterie) verbrauchte solare Strommenge / Stromjahresverbrauch

*Eigenverbrauch bzw. Systemwirkungsgrad [%]
Direkt verbrauchte Strommenge gemessen am jährlichen Verbrauch.

Eigenverbrauch = direkt (bzw. indirekt über Batterie) verbrauchte solare Strommenge / jährliche Erzeugung

*Systemwirkungsgrad
Systemwirkungsgrad in Prozent sagt aus, wieviel der eingestrahlten Energie auf die PV Mdule letzendlich verwendet wurde

====Registerkarte 2 Anleitung====
Infos zur Benutzung des Exceltools.

====Registerkarte 3 Deckblatt====
Hier werden unter den Zeilen „Eingabedaten“ alle relevanten Eckdaten der PV Berechnung eingegeben und unter Ergebnisse alle relevanten Berechnungsergebnisse ausgegeben. Bei der Eingabe ist zu empfehlen die jeweiligen Hinweise in den Eingabezellen zu beachten.
Eingabedaten sind im Einzelnen:
*Modulwirkungsgrad in % z.B. 16%
*Wirksame Modulfläche in m^2 z.B. 1,66m^2
*Modulanzahl
*Dachausrichtung (Auswahlmöglichkeit durch hinterlegten Datensatz für Standort Stuttgart bei 30° Dachneigung: Ost, Süd-Ost, Süd, Süd-West, West)
*Dachneigung: bisher nur 30° möglich
*Systemspannung (zur Berechnung der Batteriekapazität) z.B. 24 oder 48V
*Batteriegröße in Ah zur Berechnung der Batteriekapazität in Wh
*Maximal zugelassene Tiefentladung der Batterie in %: zur Berechnung der effektiv zur Verfügung stehenden Batteriekapazität z.B. 50% bei Bleiakkumulator, 80% bei LiFePo Akkumulator
*Batteriewirkungsgrad z.B. 70% bei BleiAkkumulator, 90% bei LiFePo
*Systemkürzel (definiert für Systemtyp 1 + 2 mögliche Systemkombinationen aus PV Modulen und Ladereglertypen. (Batteriespannung - Modultyp - Anzahl PV Module – Preis) (für Kostenberechnung)
*Anzahl Batteriezellen (für Kostenberechnung) z.B. 2x 12V bei BleiAkkumulator und 24V Systemspannung oder 15x3,2V bei LiFePo Zellen für ein 48V System
*Anzahl Miniwechselrichter (für Kostenberechnung)
*Miniwechselrichtertyp von AE Conversion z.B. 350W oder 500W (für Kostenberechnung)
*Wechselrichterwirkungsgrad z.B. 92%
*Stromkosten in €/kWh (für Kostenberechnung)
*Stromkostensteigerung pro Jahr (für Wirtschaftlichkeitsberechnung) in % (bisher nicht verwendet)
*Stromjahresbedarf der zu versorgenden Wohnung/ des Hauses in kWh (für die Berechnung eines geeigneten Verbrauchsprofils
*Typ Verbrauchsprofil: bisher nur EFH möglich (geplant MFH)
*Primärenergiefaktor Strom nach EnEV (Berechnung der eingesparten Co2 Emissionen)
*Einspeisevergütung Strom in €/kWh zur (für Amortisationsberechnung)
*Systempreis €/kWp (bisher nicht verwendet)
*Wärmekosten €/kWh (für Amortisationsberechnung)
*Staatliche Förderung Speicher/Solaranlage für Wirtschaftlichkeitsberechnung (bisher nicht verwendet)
*Installationslänge Solarschaltschrank zu Haushaltsschaltschrank (für Kostenberechnung)
*Installationslänge Solarmodule zu Haushaltschaltschrank (für Kostenberechnung)
*Installationslänge Solarmodule zu Solarschaltschrank

Die Berechnungsergebnisse werden für vier Systemtypen berechnet, die wie folgt definiert sind:
*'''Systemtyp 1:''' Speichersystem mit Akkumulator, Eigenverbrauch und Heizstab ohne Netzeinspeisung.
*'''Systemtyp 2:''' Speichersystem mit Akkumulator, Eigenverbrauch und Netzeinspeisung
*'''Systemtyp 3:''' konventionelles System mit Eigenverbrauch.<br>
Hinweis zu Systemtyp 3:<br>
Die Kostenberechnung ist hier sehr einfach gehalten und erfolgt anhand des Systempauschalwertes in €/kWp, der im Deckblatt in der Zelle „Systempreis“ definiert wurde (z.B. 1300€/kWP). Um ein „konventionelles System“ energetisch abzubilden, ist die „Summe der effektiven Wechselrichterleistung“ auf für konventionelle Systeme übliche Werte anzuheben indem z.B. die Anzahl der Wechselrichter im Eingabefeld „WR Typ AE Conversion(350W oder 500W)“ angehoben wird.

*'''Systemtyp 4:''' Minipv ohne Speicher, Direkteinspeisung Steckdose. <br>
Hinweis zu Systemtyp 4:<br>
Diese Systemkonfiguration ergibt Sinn für kleinere Systemkombinationen mit z.B. 2-3 Solarmodulen.

'''Allgemeine Hinweise:'''
Für eine nachvollziehbare Systemauslegung und Kostenberechnung wurden für Systemtyp 1 und Systemtyp 2 sogenannte Systemkürzel eingeführt. Diese bestehen aus drei Zahlen getrennt durch Bindestrich (Bsp.: 33V-60-4). Dabei steht die erste Zahl für die Batteriespannung (28,8V, 33V oder 48V), die zweite Zahl für den Modultyp (60 zellige Module oder 72 zellige Module) und die dritte Zahl für die Modulanzahl (3 - 20 Module).
Diese Systemkürzel müssen im Deckblatt in der Zelle „Systemkürzel“ korrekt definiert werden und manuell darauf geachtet werden, dass die zu einem Systemkürzel dazugehörigen Werte in den anderen Eingabezellen wie „Systemspannung“ (28,8V, 33V oder 48V), „Modultyp“ (60-zellig oder 72-zellig) und die „Modulanzahl“ korrekt eingegeben sind.

Folgende Berechnungsergebnisse werden angezeigt:
*effektive Batteriegröße [Wh]
*Anzahl Ladezyklen pro Jahr [-]
*eingestrahlte Solarenergie pro Jahr [kWh/m^2/a]
*zur Verfügung stehende Solarenergie in Bezug auf konkrete Anlage (incl. ηModul und ηWR) [kWh]
*verwendete Solarenergie [kWh]
*vorgegebenes jährliches Lastprofil [kWh]
*Eigenverbrauch (ohne Wärme, nur Strom) [%]
*Batteriespeicherverluste [kWh/a]
*Prozentualer Anteil eingespeister Leistung an max. möglichem [%]
*Autarkiegrad [%]
*Strom an WW Speicher [kWh/a]
*Netzeinspeisung Überschuss [kWh]
*Gewinn durch Einspeisevergütung und selbst verbrauchten Strom [€]
*Aufwand/Kosten ohne MwSt [€]
*Amortisation [a]
*Eingesparte Co2 Menge [t/a]

Hinweis: Ist in der Registerkarte Optimierung das Häkchen Optimierung aktiviert, so sind alle rot eingefärbten Eingabefelder in der Registerkarte Deckblatt inaktiv/nicht aktuell!

====Registerkarte 4 Optimierung====
Diese Registerkarte soll unter Beachtung und mithilfe gezielter Veränderungen verschiedener Randbedingungen bei der Optimierung der Speichersystemauslegung unterstützen und helfen, dass der Nutzer ein energetisch und wirtschaftlich optimales Speichersystem auswählt.
Um die Optimierung für die Systemtypen 1 und 2 anzuschalten muss das Häkchen Optimierung aktiviert sein. Beachte, dass dann in der Registerkarte Deckblatt alle rot eingefärbten Eingabefelder inaktiv/nicht aktualisiert werden.
Die Registerkarte Optimierung bietet die Möglichkeit zwei Optimierungsziele festzulegen und diese in Bezug zueinander in einem 2 D Diagramm darzustellen und auszuwerten in Abhängigkeit von bis zu 5 Stellgrößen.

Optimierungsziele können sein:
*Autarkiegrad [%]
*Eigenverbrauch [%]
*Systemgesamtkosten [€]
*Amortisationszeit [a]

Stellgrößen können sein:
*Modulanzahl [St]
*wirksame Modulfläche [m^2]
*Dachausrichtung
*Dachneigung [°]
*Batteriegröße [Wh]
*Anzahl Wechselrichter [St.]
*Wechselrichtertyp (350W oder 500W)
*Stromkosten [€]
*Stromkostensteigerung pro Jahr [€/a]
*Stromjahresbedarf [kWh/a]
*Typ Verbrauchsprofil
*Einspeisevergütung [€/kWh]
*Wärmekosten [€/kWh]
*staatliche Förderung Speicher/Solaranlage [€]

Mithilfe der Dropdownfelder können die Optimierungsziele sowie die Stellgrößen ausgewählt werden. Die Optimierungsziele berechnen sich selbst neu in Abhängigkeit von den eingegebenen Zahlen unter den Stellgrößen.
Mithilfe des Buttons Zwischenergebnisse einloggen werden die zwei Berechnungsergebnisse für eine Systemkombination in das Diagramm übernommen. Mithilfe des Buttons Zwischenergebnisse löschen werden alle vorhandenen Zwischenergebnisse gelöscht.

Beispiel:<br>
Optimierungsziel 1: x-Achse: Amortisationszeit<br>
Optimierungsziel 2: y-Achse: Autarkiegrad<br>
Stellgröße 1: Batteriegröße. Diese variiert zwischen 20 und 200Ah.

<gallery widths="479" heights="261" perrow="2>
File:Abbildung_35_Systemaulsegung_anhand_des_Exceltools.svg| Systemauslegung anhand des Exceltools
</gallery><br>

Alle anderen Parameter und Randbedingungen zur Definition der Solaranlage müssen unter dem Deckblatt vor der Optimierung eingetragen werden.

====Registerkarte 5 Berechnung====
In dieser Registerkarte erscheinen in den ersten Zeilen 1 bis 37 dieselben Eingabedaten und Berechnungsergebnisse wie auf dem Deckblatt.
In der Zeile 42 bis 8802 befinden sich die stündlichen Berechnungszwischenschritte für ein Jahr.
In den Spalten A bis V sind die Kopfzeilenbeschriftungen zu finden, die die Zwischenergebnisse beschreiben.
Es erfolgt für jede Stunde auf Grundlage des ausgewählten Wetterdatensatzes (Standort, Dachneigung) eine komplette Systemberechnung. Ausgehend von der eingestrahlten Solarenergie wird der Solarertrag abzüglich Umwandlungsverluste durch Wechselrichter und PV Modul berechnet.
Das ausgewählte elektrische Verbrauchsprofil des Haushaltes dient zur Berechnung des Stromeigenverbrauchs (Direktverbrauch Solar), der überschüssigen Ladeenergie für die Batterie, der überschüssigen Energie für den Heizstab und bei der Systembetrachtung mit Einspeisung der überschüssigen Energie zur Netzeinspeisung. Da die angegebene maximale Wechselrichterleistung bei diesem Solarspeichersystem bewusst auf 300W bzw. 500W beschränkt ist, wirkt die maximale Wechselrichterleistung als der begrenzende Faktor bei der Eigenverbrauchsberechnung. Batteriespeicher- und Umwandlungsverluste werden mitberechnet. Der Ladestatus der Batterie oder des thermischen Speichers zu jeder Stunde im Jahr sowie die Anzahl der Ladezyklen der Batterie werden berechnet.
In Zeile 8804 stehen die Jahressummen der Spalten.
Alle Ergebnisse werden zusammengefasst in den ersten Zeilen der Registerkarte Berechnung und in der Registerkarte auf dem Deckblatt.
====Registerkarte 6 Kostenberechnung 2.Prototyp LiFePo====
Um Aussagen über die Amortisationszeit und die Investitionskosten machen zu können, werden in den folgenden Registerblättern die Materialkosten des Speichers aufgeschlüsselt. Die Kostenberechnung erfolgt für die vier untersuchten Systemtypen. Die aufgelisteten Bauteile und deren Preise orientieren sich an den wahren Einkaufspreisen für den Prototypenbau im Jahre 2018/2019. Die Kostenberechnung passt sich dynamisch an das jeweils im Deckblatt ausgewählte System an. Alle Kosten sind skaliert mit hinterlegten Formeln. Deren Beschreibung ist in der Spalte N zu finden.

====Registerkarte 7 Ladereglerauslegung====

Je nach Systemgröße (Anzahl PV Module) werden unterschiedliche Ladereglergrößen verwendet. Um für die Kostenberechnung einen Preis festzusetzen, ist es somit zunächst notwendig die möglichen Modulverschaltungskombinationen festzulegen.
Für kleinere Systeme (bis max. 6 Module) ist eine Kombination mit einem 28,8V Akkumulator (9 Zellen, wie hier im Projekt verwendet) noch möglich. Alle größeren Systeme müssen einen Akkumulator mit höherer Spannung (z.B. 36 V oder 48 V) verwenden.
Die Victron Laderegler werden durch zwei Zahlen gekennzeichnet. Z.B. 100/30. Die erste Zahl steht für die maximal erlaubte Leerlaufspannung, die zweite Zahl für den maximalen Outputstrom des Ladereglers. Victron bietet Laderegler für eine Eingangsspannung von 100V, 150V ,250V an. Unter Berücksichtigung zweier Solarmodultypen (60 Zeller mit 300WP (--> Leerlaufspannung bei tiefen Temperaturen max. 45V) und 70Zeller mit 360WP(--> Leerlaufspannung bei tiefen Temperaturen max. 54V) ergeben sich die in folgender Tabelle aufgelisteten möglichen Solarmodulkombinationen für die jeweiligen Ladereglertypen. Das Systemkürzel ist wie folgt definiert: Batteriespannung - Modultyp - Anzahl PV Module - Kosten Laderegler

{| class="wikitable"
|-
! 100V Laderegler - Modulverschaltung mit 60 Zellen pro Modul für 33V Systeme !! !! !! !! !! !! !! !!
|-
| Systemkürzel || Reihe || Parallel || Anzahl 60 Zellen Module || Peakleistung Module [W] || Leistung LR Output @ 33V Akku [W] || P_LR/P_PV [-] || LR Typ || LR Kosten [€]
|-
| 33V - 60 - 4 - 202 || 2 || 2 || 4 || 1200 || 990 || 0,83|| 100/30 || 202
|-
| 33V - 60 - 6 - 303 || 2 || 3 || 6 || 1800 || 1650 || 0,92 || 100/50 || 303
|}
{| class="wikitable"
|-
! 150V Laderegler - Modulverschaltung mit 60 Zellen pro Modul für 48V Systeme !! !! !! !! !! !! !! !!
|-
| Systemkürzel || Reihe || Parallel || Anzahl 60 Zellen Module || Peakleistung Module [W] || Leistung LR Output @ 50V Akku [W] || P_LR/P_PV [-] || LR Typ || LR Kosten [€]
|-
| 48V-60-3-326 || 3 || 1 || 3 || 900 || 1750 || 1,94 || 150/35 || 326
|-
| 48V-60-6-326 || 3 || 2 || 6 || 1800 || 1750 || 0,97 || 150/35 || 326
|-
| 48V-60-9-449 || 3 || 3 || 9 || 2700 || 2250 || 0,83 || 150/45 || 449
|-
| 48V-60-12-505 || 3 || 4 || 12 || 3600 || 3000 || 0,83 || 150/60 || 505
|-
| 48V-60-15-556 || 3 || 5 || 15 || 4500 || 3500 || 0,78 || 150/70 || 556
|-
| 48V-60-18-657 || 3 || 6 || 18 || 5400 || 4250 || 0,79 || 150/85 || 657
|-
| 48V-60-21-910 || 3 || 7 || 21 || 6300 || 5000 || 0,79 || 150/100 || 910
|-
| 48V-60-24-910 || 3 || 8 || 24 || 7200 || 5000 || 0,69 || 150/100 || 910
|}
{| class="wikitable"
|-
! 150V Laderegler - Modulverschaltung mit 60 Zellen pro Modul für 48V Systeme !! !! !! !! !! !! !! !!
|-
| Systemkürzel || Reihe || Parallel || Anzahl 60 Zellen Module || Peakleistung Module [W] || Leistung LR Output @ 50V Akku [W] || P_LR/P_PV [-] || LR Typ || LR Kosten [€]
|-
| 48V-72-2-326 || 2 || 1 || 2 || 720 || 1750 || 2,43 || 150/35 || 326
|-
| 48V-72-4-326 || 2 || 2 || 4 || 1440 || 1750 || 1,22 || 150/35 || 326
|-
| 48V-72-6-326 || 2 || 3 || 6 || 2160 || 1750 || 0,81 || 150/35 || 326
|-
| 48V-72-8-449 || 2 || 4 || 8 || 2880 || 2250 || 0,78 || 150/45 || 449
|-
| 48V-72-10-505 || 2 || 5 || 10 || 3600 || 3000 || 0,83 || 150/60 || 505
|-
| 48V-72-12-556 || 2 || 6 || 12 || 4320 || 3500 || 0,81 || 150/70 || 556
|-
| 48V-72-14-657 || 2 || 7 || 14 || 5040 || 4250 || 0,84 || 150/85 || 657
|-
| 48V-72-16-910 || 2 || 8 || 16 || 5760 || 5000 || 0,87 || 150/100 || 910
|-
| 48V-72-18-910 || 2 || 9 || 18 || 6480 || 5000 || 0,77 || 150/100 || 910
|-
| 48V-72-20-910 || 2 || 10 || 20 || 7200 || 5000 || 0,69 || 150/100 || 910
|}
{| class="wikitable"
|-
! 250V Laderegler - Modulverschaltung mit 60 Zellen pro Modul für 48V Systeme!! !! !! !! !! !! !! !!
|-
| Systemkürzel || Reihe || Parallel || Anzahl 60 Zellen Module || Peakleistung Module [W] || Leistung LR Output @ 50V Akku [W] || P_LR/P_PV [-] || LR Typ || LR Kosten [€]
|-
| 48V-60-16-859 || 4 || 4 || 16 || 4800 || 4250 || 0,89 || 250/85 || 859
|-
| 48V-60-20-910 || 4 || 4 || 20 || 6000 || 5000 || 0,83 || 250/100 || 910
|-
| 48V-60-25-910 || 5 || 5 || 25 || 7500 || 5000 || 0,67 || 250/100 || 910
|}

{| class="wikitable"
|-
! 250V Laderegler - Modulverschaltung mit 72 Zellen pro Modul für 48V Systeme!! !! !! !! !! !! !! !!
|-
| Systemkürzel || Reihe || Parallel || Anzahl 60 Zellen Module || Peakleistung Module [W] || Leistung LR Output @ 50V Akku [W] || P_LR/P_PV [-] || LR Typ || LR Kosten [€]
|-
| 48V-72-9-657 || 3 || 3 || 9 || 3240 || 3000 || 0,93 || 250/60 || 657
|-
| 48V-72-15-859 || 3 || 5 || 15 || 5400 || 4250 || 0,79 || 250/85 || 859
|}

In der Registerkarte Ladereglerauslegung werden weiterhin gewählte Kabeldurchmesser, Stringanzahl sowie Anzahl an PV-Verbindungsleitungen und MC4 Stecker aufgelistet.

Mit dem hier beschriebenen Speicheraufbau sind Systeme bis max. ca. 60A bei einer Schaltschrankverdrahtung von 16mm^2 möglich/sinnvoll.

====Registerkarte 8 Kosten BMS Platine====
*Unterblatt zur Kostenberechnung
====Registerkarte 9 Kosten Kosten Heizstabmodul====
====Registerkarte 10 Kosten Systemtyp 4 Minipv====
====Registerkarte 11 Kosten Verbindungsmodul Modbus====
*Unterblatt zur Kostenberechnung
====Registerkarte 12 Kosten Spannungswandlermodul====
*Unterblatt zur Kostenberechnung
====Registerkarte 13 Kosten Arduino- und Mosfetplatine====
*Unterblatt zur Kostenberechnung
====Registerkarte 14 solare Einstrahlung====
*Wetterdatenbank für solare Einstrahlung in Abhängigkeit der Dachausrichtung. Quelle satellight.com
====Registerkarte 15 Lastprofilablage====
*Datenbank unterschiedlicher Lastprofile in Abhängigkeit vom Jahresgesamtstromverbrauch des Haushalts. Quelle: VDI 4655
====Registerkarte 16 Hintergrunddaten====
Daten die zur Darstellung in Excel dienen.
====Registerkarte 17 Änderungsmanagement====
Hier werden chronologisch nach Datum Aktualisierungen und Änderungen am Excelfile dokumentiert

== Organisatorisches ==

===Entwickler-Team===
[[Thomas Plaz]]<br>
Frank Richter

===Roadmap and Log===

* Okotber 2015 - Projektstart
* Juli 2018 - Inbetriebnahme 2. Prototyp
* November 2019 - Projekt-Seite mit Bauanleitungen im Wiki erstellt
* 2020 - Überarbeitung Absicherungskonzept BMS
* 2020 - Neukonstruktion Arduino- und Mosfetplatine in KiCAD mit Gehäuse
* 2020 - Integration der neuen Arduino- und Mosfetplatine und der damit zusammenhängenden hard- und softwareseitigen Neuerungen
* 2020 - Überarbeitung Heizstabansteuerung
* 2020 - Fertigstellung der Node-Red Oberfläche
* 2020 - Integration der Quelldaten in GitHub
* 2020 - Bau 3. Prototyp (finanzierende Interessenten für einen Speicher sind noch gesucht)
* Nachbau durch interessierte Anwender

===Aktueller Entwicklungs-Status===
Der zweite Prototyp ist seit Juli 2018 in Betrieb. Grundsätzlich funktioniert der Speicher sehr gut und zuverlässig. Dennoch gibt es noch einige Entwicklungsschritte zu tun, um im Betrieb aufgetretene Probleme zu lösen, zukünftig kostengünstiger bauen zu können und Prototypenaufbauten durch Festinstallationen zu ersetzen.
Der 3. Prototyp soll eine Qualität aufweisen, die ohne Bedenken von interessierten Anwender nachgebaut werden kann.

===ToDo next===
* Fertigstellung der Parameterauslesung über Node Red v.a. Errorfunctions
* Integration der Projektdokumentation und Quelldaten in GitHub
* U.U. Integration eines Watchdogs im Arduinocode
* Freiwerdende serielle Arduinoschnittstelle soll bidirektionalen Kontakt zu Victron Ladereglern aufnehmen
* Gehäusekonstruktion Arduino- und Mosfetplatine
* Überarbeitung des Schaltschrankes auf Normkonformität
* Redesign des Schaltschrankes / Integration des Akkumulators in den Schaltschrank / Bau des 3. Protoypen
* Nachbau und Austausch durch und mit interessierten Anwendern

Weitere Details siehe im Abschnitt "Projekthistorie und Ziele".

===Open Tasks for volunteers ;-)===

* Mitarbeit und Diskussion im und mit dem Entwicklungsteam
* Gehäusekonstruktion für die Arduino- und Mosfetplatine
* Planung und Optimierung des Schaltschrankaufbaus für den 3. Prototypen
* Übersetzung der Dokumentation und Quelldaten auf Englisch
* Integration der Quelldaten auf GitHub
* Verbreitung und Nachbau des Solar-Speichers
* Bei Interesse, auch wenn die obigen Aufgaben euch nicht 100% zusagen, kommt auf uns zu (siehe Abschnitt Kontakt) und wir sprechen direkt über Möglichkeiten der Mitarbeit im Bereich deines Interesses und deiner Fähigkeiten. Wir freuen uns schon ;-)

=== Spenden ===
Wenn euch dieses Projekt unterstützungswürdig erscheint und eine Projektzukunft gesichert werden soll, dann drückt gerne auf folgenden Button und gedenkt dabei an unsere bisherigen zeitlichen und finanziellen Aufwendungen dieses Gedankengut öffentlich zur Verfügung zu stellen:

<html>
<table><tr><td style="text-align:left; vertical-align: top; min-width: 300px; padding-left: 10px; ">

<div id="moneycontainer" class="round" style="padding: 10px 15px 10px 15px; font-size: 16px; text-align: center; background-color: #EEEEEE;">
<div id="spendencontainer" style="padding-top: 0px;">
<a href="http://wiki.opensourceecology.de/Solarspeicher_station%C3%A4r/Spenden" class="roundtable spendenbutton-small" style="display: block; text-align: center;">Spenden</a><br/>

</table>
</html>

== Literatur und Links ==

LibreSolar BMS – Batterie Management System

2020-04-18T11:29:04Z

RobinV: added meta-data table

==LibreSolar==

{| class="wikitable"
|-
| ''Status'' || <font color=green>aktiv</font>
|-
| ''Phase'' || <font color=green>released</font>
|-
| ''Kontakt'' ||
* [[Michel Langhammer]]
* Martin Jäger [mailto:martin@libre.solar <martin@libre.solar>]
|-
| ''Diskussion'' ||
* [https://forum.opensourceecology.de/viewforum.php?f=47 Forum] - Talk, Diskussion, BuildReports im OSEG Forum
* [https://t.me/OSEGWelcome OSEG Welcome Group] auf Telegram
|-
| ''Lizenz'' ||
* [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de CC-BY-SA 4.0] - for some parts
* [https://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.html GPL 3.0] - for other parts
* [https://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 Apache 2.0] - for yet other parts
|-
| ''Stichwörter'' || {{Stichwörter|Batterie, Energy, Electricity, Solar}}
|-
| ''Repositories'' ||
* [https://github.com/LibreSolar?q=bms&type=&language= https://github.com/LibreSolar] (multiple repositories)
|-
| ''OKH Meta-Data'' || <font color=red>N/A</font>
|}

===Einführung===

[[File:Libresolar_bms_icon.png|430px]]

Das LibreSolar Projekt wurde 2016 von Martin Jäger initiiert und maßgeblich entwickelt (siehe [http://libre.solar LibreSolar-Homepage]), um dabei zu helfen, eine Energieversorgung mittels erschwinglichen Lösungen für erneuerbare Energien zu erreichen, die auf Open Source Hardware basieren. Die primäre Funktion von LibreSolar ist die intelligente Verwaltung von stromerzeugenden (Bsp. Solar Panels) und stromspeichernden (Bsp. Lithium Ionen Batterien) Komponenten. Dazu wurden als anfängliche Open Source Hardware Projekte zunächst ein MPPT-Laderegler ([https://de.wikipedia.org/wiki/Maximum_Power_Point_Tracking Maximum-Power-Point-Tracker]) und ein BMS ([https://de.wikipedia.org/wiki/Batteriemanagementsystem Batteriemanagement-System]) für Lithium-Ionen-Akkus entwickelt.

Seit Ende 2016 wird LibreSolar von OSEG unterstützt. Im Frühjahr 2017 bildete sich in Zusammenarbeit mit der Hochschule für angewandte Wissenschaften (HAW) Hamburg die studentische Projektgruppe "[https://collectiveopensourcehardware.github.io/ Collective Open Source Hardware - cos(h)]" um das Projekt auf einer breiteren Grundlage voranzubringen. Zusätzlich soll in Kooperation mit der [http://www.hoou.de/p/konzept-hamburg-open-online-university-hoou/ Hamburg Open Online University] (HOOU) eine offene digitale Lernplattform erstellt werden [https://podcampus.de/nodes/wEPno]

===Systemübersicht===
Das LibreSolar System besteht derzeit aus zwei Hautpkomponenten: dem MPPT Solarladeregler und dem BMS. Das BMS ist wiederum modular aufgeteilt in das BMS Controllerboard und dem BMS Leistungsboard.

- MPPT: Solarladeregler

- BMS-Controllerboard

- BMS-Switch-N-Sense

<gallery widths="800" heights="400" perrow="2" caption="LibreSolar BMS">
Bms24v_board_20161217.jpg | BMS - links Mainboard, rechts Switch-N-Sense
</gallery>

Der elektronische Hardware Aufbau besteht allgemein aus einem Kommunikationsinterface, der µC Einheit, der Leistungselektronik und der Messelektronik.
Die Details können auf [https://libresolar.github.io/elements/ hier] unter dem Reiter Hardware nachgeschlagen werden.

In nachfolgender Abbildung ist das Systemlayout zu erkennen. Die MPPT Komponenten können modular erweitert werden, je nach benötigter Solarleistung.

<gallery widths="800" heights="400" perrow="2" caption="System-Übersicht">
Bms12v systemuebersicht.png | Übersicht: Durch Verwendung mehrerer MPPTs kann eine höhere Amperzhal erreicht werden
</gallery>

Das LibreSolar BMS bietet eine Vielzahl von Vorteilen, u.a. folgende:

* integrierter Balancer
* 12V, 24V, 36V und 48V Version (für eine detaillierte Aufbauanleitung siehe hier: [[24-48V BMS]])
* Leistungsboard um eine Über- oder Tiefentladung effektiv zu verhindern
* Anzeige aller BMS Parameter auf OLED Display
* ...

===Einordnung; ähnliche Technologien===

[http://makeable.de/mlab/makeable/sbms4080/ Vgl. SBMS4080 und SBMS100 von Dacian Todea]

Das LibreSolar BMS ist eine neuere BMS-Generation und bietet in etwa den gleichen Leistungsumfang wie das etwas ältere SBMS4080 nebst einigen zusätzlichen Features:

* kann auch 48V und 36V (daher auch gut für EV geeignet) (für eine detaillierte Aufbauanleitung siehe hier: [[24-48V BMS]])

* Modularisierter Aufbau

* verbesserte Sicherheits-Features

Es werden die gleichen Power-Mosfets verwendet, aber da der Intersil-Chip nur bis 24V kann, setzt das LibreSolar BMS auf dem TI BQ769x0-Chipsatz auf, was eine bessere Skalierbarkeit bis 48V beinhaltet.

===Rahmenbedingungen===
für eine detaillierte Anleitung siehe hier: [[24-48V BMS]]

===Anwendungen===

* stationär, als Solarspeicher mit Li-Akkus für vorzugsweise Solar-Strom bzw. sonstige alternative Energien.

* Elektro-Mobilität, 36V und 48V Variante

* OpenNanoGrid, lokales smartes Niedervolt-Stromnetz

===Nebenaspekte / Überlegungen / Ausblick===

* Beschaffbarkeit von Komponenten

* PCB-Stückzahlen ==> Serienfertigung

=== 12/24/48V===
(für eine detaillierte Aufbauanleitung siehe hier: [[24-48V BMS]])

Mainboard,

[https://github.com/LibreSolar/BMS48V/blob/master/README.md LibreSolar BMS48V on GitHub]

<gallery widths="420" heights="400" perrow="2" caption="BMS48V">
LS_BMS_PCBs.jpg | BMS 48V PCBs Prototyp
LibreSolar_BMS48V_board.png | Mainboard PCB Layout mit STM32F072 32-Bit Arm CPU und TI bq76940 Balancer-Chip
</gallery>

=== Switch-N-Sense ===

ON/OFF-Schalter, die Mosfets können über 60A vertragen. Dient zur Eigenabsicherung des Akkus, kann aber auch noch zusätzlich als ON/OFF-Laderegler für höhere Amperzahlen verwendet werden (dabei Steuerung durch das BMS via UEXT-Port)

[https://github.com/LibreSolar/Switch-N-Sense LibreSolar Switch-N-Sense on GitHub]
für eine detaillierte Anleitung siehe hier: [[24-48V BMS]]
<gallery widths="420" heights="400" perrow="2" caption="Switch-N-Sense Mosfetschalter">
LS_switch_n-sense.jpg | Switch-N-Sense PCB Prototyp
Switch-N-Sense.png | Switch-N-Sense PCB Layout
</gallery>

=== MPPT 20A ===

Solar-Laderegler

[https://github.com/LibreSolar/MPPT-Charger_20A LibreSolar MPPT 20A in GitHub]

<gallery widths="800" heights="600" perrow="2" caption="20A Solarladeregler mit Maximum Power Point Tracking (MPPT)">
MPPT_charger_20A_rendered.png | Neue Version V.08, passend für Hammont Gehäuse



</gallery>

=== Direct User Interface ===

OLED-Keypad mit WLAN ANbindung (IoT)

<gallery widths="420" heights="400" perrow="2" caption="Userinterface mit OLED-Display">
Lsbms_oled.jpg | OLED-Display mit BMS an 36V LiFePO4-Akku (= 12 Zellen)
</gallery>

(... todo)

=== Visualisierung ===

* Raspberry Pi 3 als Server

* [https://github.com/emoncms/emoncms emoncms], [https://github.com/case06/liquid liquid]

Dazu Diskussionsseite im Forum unter [https://forum.opensourceecology.de/viewtopic.php?f=48&t=769]

== Tool-Chain ==

- Schaltplan und PCB-Layout:

* KiCAD, Projektbezogene Library [https://github.com/LibreSolar/KiCad-symbols] [https://github.com/LibreSolar/KiCad-footprints]

- Software-Entwicklung:

* Flashen mit Nucleo-Board

* Platformio-IDE

* Versioning mit GitHub [https://github.com/CollectiveOpenSourceHardware]

- ... (tbc)

== Organisatorisches ==

===Entwickler-Team===

[[Martin Jäger]] (Hardware und Firmware Design)

[[Michel Langhammer]] (Modellbildung u. Simulation)

[[Oliver Schlüter]] (Visualisierung)

[[cos(h)]] (Collective Open Source Hardware, HAW/HOOU-Arbeitsgruppe)
Workgroups und Ansprechpartner:
- W1
- W2
- W3
- W4
- ...

===Roadmap and Log===

* 03.10.2016 Projektstart, LibreSolar GitHub-Repository [https://github.com/LibreSolar/BMS48V/blob/master/README.md]
* 28.01.2017 Projekt-Seite im Wiki erstellt
* milestones x,y,z
* ...

===Aktueller Entwicklungs-Status===
28.04.2016 Die Hardware-Komponenten existieren bereits als PCB-Prototypen und werden laufend gestestet. Die Firmware beinhaltet bereits die zentralen Grundfunktionen und wird kontinuierlich weiterentwickelt. Visualisierung kann per IoT und RaspberryPi3 als Host erfolgen.

===ToDo next===
* a,b,c
* ...

===Open Tasks===

* 1,2,3
*...

=== Spenden ===

<html>
<table><tr><td style="text-align:left; vertical-align: top; min-width: 300px; padding-left: 10px; ">

<div id="moneycontainer" class="round" style="padding: 10px 15px 10px 15px; font-size: 16px; text-align: center; background-color: #EEEEEE;">
<div id="spendencontainer" style="padding-top: 0px;">
<a href="http://wiki.opensourceecology.de/LibreSolarBMS/Spenden" class="roundtable spendenbutton-small" style="display: block; text-align: center;">Spenden</a><br/>
</div>
</div>
<div style="padding: 10px 0px;"></div>
</td>
</table>
</html>

== Literatur und Links ==

{| class="wikitable"
|-
! Referenz !! Beschreibung
|-
| [https://forum.opensourceecology.de/viewforum.php?f=48] || Deutschsprachiges Board im OSEG-Forum zum LibreSolar BMS
|-
| [https://github.com/CollectiveOpenSourceHardware] || Github-Repository der cos(h) Arbeitsgruppe
|-
| [https://c-hack.de/c-turm/aufbau-und-inbetriebnahme-laderegler/] || Reproduktion und Inbetriebnahme vom LibreSolar BMS im C-Hack Fablab
|-
| [http://www.fablab-hamburg.org/2018/03/08/das-projekt-libre-solar/] || Artikel über LibreSolar BMS im Fabulous St.Pauli Fablab -Blog, Interview mit Martin
|-
| [https://www.ruvival.de/open-source-solar-system/] || Projektübersicht LibreSolarBox auf ruvival.de
|-
| [https://github.com/nseidle/BMS] || BQ7640 BMS von Nathan Seidle (Gründer von Sparkfun)
|-
| [https://www.lithiumbatterypcb.com/product-instructionev-battery-pcb-boardev-battery-pcb-board/ev-battery-pcb-board/smart-bms-of-power-battery/] || LLT Power, Hersteller von bluetooth-basierten sog. "Smart BMS", welche auf BQ769x0 u. Arduino/Atmega basieren (kein OpenSource, aber extrem preisgünstig)
|-
|}

== Presse ==

{| class="wikitable"
|-
! Referenz !! Beschreibung
|-
| [http://makeable.de/blog/?p=874] || Vorstellung des LibreSolarBMS beim "BAC21 Energy and Open Hardware – Workshop in Brüssel"
|-
|}

[[Category:OSEG - Bereich Technologie]]
[[Category:OSEG - Zn/O Brennstoffzelle]]
[[Kategorie:Solarenergie]]
[[Kategorie:Batterie Management System]]

Solarspeicher (stationär)

2020-04-18T11:20:38Z

RobinV: fixes

<gallery widths="422" heights="188" perrow="2>
File:Abbildung_1.1_Logo_Soldorado_und_OSE.svg
</gallery>

{| class="wikitable"
|-
| ''Status'' || <font color=red>inactive</font>
|-
| ''Phase'' || <font color=green>released</font>
|-
| ''Kontakt'' ||
* [[Thomas Plaz]] [mailto:thomas.plaz@posteo.de <thomas.plaz@posteo.de>]
* Frank Richter
|-
| ''Diskussion'' ||
* [https://forum.opensourceecology.de/viewforum.php?f=64&sid=3ad0408453877f4353a9c490400abb7a Forum]
* [https://t.me/OSEGWelcome OSEG Welcome Group] auf Telegram
|-
| ''Lizenz'' || [https://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.html GPL v3.0]
|-
| ''Stichwörter'' || {{Stichwörter|Solar, Energie, Speicher}}
|-
| ''Repository'' || <font color=red>N/A</font>
|-
| ''OKH Meta-Data'' || <font color=red>N/A</font>
|}

==Kurzbeschreibung==
Das vorliegende Open Source Projekt „Soldorado Solarspeicher“ von OPEN SOLAR SYSTEMS basiert auf der Idee unabhängig von teuren kommerziellen Solarspeicherprodukten sowie unabhängig von der EEG Vergütung einen professionellen, kostengünstigen und intelligenten Solarspeicher zu entwickeln, der es ermöglicht auch bei {{Abk.|PV}} Anlagen auf kleineren Dach- oder Balkonflächen den Grundlaststrom in einem Haushalt regenerativ abzudecken. Schon mit 4 Solarmodulen (ca. 1 kWP) und einer Speichergröße von 1,8 {{Abk.|kWh}} können ca. 35 % des eigenen Stromjahresverbrauches durch Eigenerzeugung selbst gedeckt werden.<br>
Die Investitionskosten liegen weit unter den kommerziell angebotenen Produkten. Somit besteht auch für Menschen mit wenig zur Verfügung stehender Fläche die Möglichkeit aktiv etwas für die Umwelt und langfristig etwas für den eigenen Geldbeutel und die eigene Unabhängigkeit zu tun.<br>

Da im ersten möglichen Fall keine Einspeisung ins öffentliche Stromnetz erfolgt, wird der nicht benötigte Strom im Akkumulator zwischengespeichert und nach Erreichen der vollen Akkumulatorkapazität zur Brauchwassererwärmung genutzt. <br>
Im zweiten möglichen Fall erfolgt die Beladung des Akkumulators und die Einspeisung ins Netz parallel (Rücklaufsperre bzw. Zweirichtungszähler vom Netzbetreiber notwendig).<br>
Um die optimale Speicher- und PV Anlagengröße in Bezug auf die Wirtschaftlichkeit und Amortisation des Gesamtsystems zu ermitteln, wird zuerst eine detaillierte, stündlich aufgelöste Jahressystemsimulation in Abhängigkeit des Stromlastprofiles des jeweiligen Haushaltes durchgeführt.<br>
Zur optimalen Auslegung steht ein umfangreiches Exceltool zur Verfügung.
Zur Erhöhung des elektrischen Eigenverbrauchs können Funksteckdosen von der intelligenten Regelung gezielt angesteuert werden, um in Zeiten hoher Solareinstrahlung elektrische Verbraucher wie E-Bikeladung, Wasch- oder Geschirrspülmaschinen zu aktivieren.<br>
Die Onlinevisualisierung erfolgt auf zwei Weboberflächen. Für die detaillierte Datenauswertung des Gesamtsystems erfolgt dies über das Web Frontend des „Volkszählers“. Um einen schnellen Überblick über aktuelle Verbrauchsdaten, Wetteraussichten, Speicherladung, Speicherstatus und eingesparte CO2 Summe zu erhalten, erfolgt dies über das Dashboard von Node-red, einer Plattform zur Integration und Programmierung von Akteuren des sogenannten Internet of things (Internet der Dinge).<br>
Die offenen und hier dokumentierten Schnittstellen über Arduino, Raspberry bzw. Volkszähler bieten Entwickler darüber hinaus die Möglichkeit den Programmiercode weiter zu verfeinern und bspw. die Onlinevisualisierung ihren Bedürfnissen individuell anzupassen oder weitere intelligente Verbraucher anzusteuern.
[[Datei:Abbildung 1.1 GNU General Public License v3.0.pdf|mini]]<br>
Der hier dokumentierte Aufbau des Solarspeichers basiert auf Open-Source Hard- und Software und unterliegt der GNU General Public License v3.0. <br>
Hinter Soldorado Open Solar Systems stehen wir freien Entwickler [[Thomas Plaz]] und Frank Richter. Sämtliche Verbesserungen und Weiterentwicklungen sind von uns Entwicklern ausdrücklich erwünscht, um eine schnelle Verbreitung zu ermöglichen und die Energiewende zu unterstützen. Alle Quelldaten werden mittelfristig bei GitHub verfügbar sein. Sofort verfügbar sind die Dateien momentan unter den entsprechenden Verlinkungen auf dieser Seite.<br>

==Projektbeschreibung==
===Motivation===
Am Anfang dieses Projektes stand der Wille, endlich aktiv etwas für die eigene Umweltbilanz direkt Zuhause zu tun. Wir leben in Miete in einem kleinen Häuschen mit sehr beschränkter Dachfläche mit verschachteltem Dach in Ost und Westrichtung (max. 4 Solarmodule, insgesamt 1 kWP). Unser Jahresstromverbrauch liegt für die mittlerweile vierköpfige Familie bei etwa 1700 kWh/a. Unsere Wärmeerzeugung erfolgt (aufgrund der Mietverhältnisse) nach wie vor konventionell mit Öl.<br>
Eine normale PV Einspeiseanlage kam für uns mit lediglich vier Modulen aufgrund des Mietverhältnisses und dem bürokratischen Aufwandes nicht in Frage. Wir wollten so viel Energie wie möglich selbst erzeugen und direkt verbrauchen. Laut Internetrecherche im Jahr 2015 waren aber kaum finanzierbare Systeme zu finden, die unseren Anforderungen genügten. Am Ende haben wir es mit dem 4 Panel Controller von Solarelectrix kombiniert mit zwei geschlossenzelligen 75Ah Bleiakkumulatoren (35Ah effektive Batteriekapazität) versucht. Ansatz war hier die Verwendung eines leistungsgeregelten Miniwechselrichters für die Grundlastdeckung im Haus. Die Auslegung des Speichers und des Wechselrichters erfolgte durch die Ermittlung eines wirtschaftlichen Optimums zwischen Eigenverbrauch, maximal zu erwartenden Energieertrag der zur Verfügung stehenden Dachfläche, Batteriegröße und Amortisationszeit. Die Amortisationszeit wurde mit ca. 13 Jahren berechnet. Die jährliche Co2 Einsparung liegt bei ca. 500 kg/a.
Überschussstrom wird in der Batterie gespeichert, kein Strom sollte ins Netz zurück fließen. In den folgenden Monaten konnten wir mithilfe des open source Systemmonitorings „Volkszähler“ das Verhalten der Anlage genau studieren und optimieren. Nach und nach ersetzten wir alle Funktionen des 4 Panel Controllers durch eigene Regelalgorithmen mithilfe des Arduinoboards und erreichten deutlich höhere Leistungsumsätze des Systems sowie eine zuverlässige Batterieschutzfunktion. Unseren "fliegenden" Aufbau montierten wir 2017 in einen Schaltschrank. 2018 ersetzten wir die Bleiakkumulatoren durch ein Batteriemanagementsystems (BMS) und einen 60 AH Lithiumakkumulator. Immer mehr Funktionen wie z.B. eine Heizstabregelung zum Verbrauch des überschüssigen Stromes an sonnenreichen Sommertagen zur Trinkwarmwassererwärmung, eine schaltbare Steckdose zum Laden des E-Bike Akkumulators, VPN Zugang via App oder Browser auf alle Systemdaten von überall auf der Welt, Schalter für die Volleinspeisung des Wechselrichters und eine detaillierte Simulation des Gesamtsystems kamen nach und nach hinzu. Inzwischen deckt die Solaranlage im Jahresschnitt ca. 35% des Jahresstromverbrauches, trotz morgendlicher Verschattung und suboptimaler Solarmodulausrichtung.
Da wir in vielen Fällen auf die Produkte der Open Source Community zurückgegriffen haben, ist es uns nun ein Vergnügen eine ausführliche Dokumentation unserer Entwicklung zu schreiben und unser Wissen öffentlich allen zur Verfügung zu stellen. Alle Bastler und Entwickler sind eingeladen mit uns ins Gespräch zu kommen und die Soft- und Hardware weiterzuentwickeln oder zu modifizieren. Wir hoffen damit viele begeistern zu können entweder selbst einen Solarspeicher zu bauen oder sich einen bauen zu lassen. Es gibt noch viele Dachflächen, die bisher aufgrund ihrer kleinen Fläche als unrentabel abgetan wurden, die mit diesem System nun auch effektiv und wirtschaftlich erschlossen werden können. Wir hoffen damit einen kleinen Teil zur konkreten Umsetzung der Energiewende und zur Vergrößerung der eigenen Unabhängigkeit beitragen zu können.
[[Datei:Abbildung 2 Mietobjekt ohne und mit PV Speichersystem-001.pdf|x300px|mini|rechts|Mietobjekt ohne und mit PV Speichersystem]]

===Einige Vorteile des Solarspeichersystems auf einen Blick===

* Kompletter Eigenverbrauch der erzeugten Energiemenge möglich in Form von Strom und Wärme
* System auch als Einspeisesystem nutzbar
* Hoher Systemwirkungsgrad (ca. 88-89%) durch DC gekoppelten Speicher (siehe Kapitel Systemwirkungsgrad)
* Dezentrale Stromerzeugung zur Entlastung und Stabilisierung der Stromnetze
* Anlage optimiert für kleine Dach- oder Balkonflächen (ab drei Modulen z.B. insgesamt 900WP) für die sich i.d.R. der Aufwand (EEG Anmeldung) für eine Einspeiseanlage nicht lohnt
* EEG Anmeldung bei Verwendung der Überschussenergie als Wärme nicht notwendig
* größere Unabhängig gegenüber Strompreissteigerungen
* weniger Bürokratie bei Anlagenanmeldung
* Verbesserung der eigenen CO2 Bilanz, Vermiedene CO2 Emissionen direkt ablesbar
* kein Zugriff des Netzbetreibers auf die Steuerung des Stromspeichers oder gar auf Ihre individuellen Erzeugungs- und Verbrauchsdaten, aufgrund lokaler Datenspeicherung
* Möglichkeit der Skalierung des Systems bis zu 25 Modulen (7,5kWP)
* Amortisation des Solarspeichersystems innerhalb von ca. 12 Jahren
* Für Weiterentwickler und Interessierte liegt der komplette Programmiercode und alle Schnittstellen offen zu Verfügung
* Kostengünstige Lösung im Vergleich zu Mitbewerbern
* Sekundengenaues Systemmonitoring über einen Webbrowser oder App im Heimnetzwerk oder verbunden über eine VPN Verbindung ermöglicht dem Nutzer über ein elektronisches Endgerät wie Smartphone oder Computer ständig Überblick über alle Systemparameter zu behalten
* Optimierung des Eigenverbrauchs durch intelligent programmierbare schaltbare Steckdosen in zwei Betriebsmodi
* Solares Laden des eigenen E-Bike Akkumulators möglich
* Power to heat des Überschussstromes unterstützt im Sommer die Warmwasserbereitung und reduziert somit CO2 Emissionen und Laufzeiten der konventionellen Energieerzeugungsanlage
* Systemkomponenten wie Wechselrichter und Akkumulator nur so groß gewählt, um ein optimales Verhältnis zwischen Wirtschaftlichkeit und gewünschter solarer Deckung zu erreichen

===Projekthistorie und Ziele===
2015:
* Erste Ideen und Visionen, Kauf des Smappee Energiemnonitors zur Aufnahme des eigene Lastprofiles
* Entwicklung eines Exceltools zur Jahressimulation des Speichers und Auslegung der Batterie und Wechselrichtergröße
* Kauf und Montage von vier PV Modulen, von zwei Bleibatterien (70Ah geschlossen) und einer Regelung (4 Panel Controller von Solarelectrix).
2016:
* sukzessiver Ersatz der Funktionen des 4 Panel Cotrollers, um die volle Leistungsfähigkeit des Mikrowechselrichters von 300W ausschöpfen zu können, sowie Integration sinnvoller Akkumulatorschutzfunktionen wie Tiefentlade- und Überladungsschutz.
2017:
* Integration des Systems in einen Schaltschrank und Integration der Anlagenüberwachung mithilfe eines Raspbery Pi‘s
* Anschluß eines geregelten Heizstabes zur Beheizung des Brauchwarmwasserspeichers bei Überschussstrom im Sommer.
2018:
* Ersatz der Bleiakkumulatoren durch einen 60Ah LiFePo mit dem Batteriemanagementsystem von Libre Solar.
* Integration von Funksteckdosen angesteuert über das MQTT Protokoll über Node Red
* Integration der Anlagenvisualisierung über das Dash Board von Node Red
* Konstruktion und Herstellung eines Gehäuses für das BMS
2019:
* Verbesserung der Hard- und Software des BMS von Libre Solar
* Ansteuerung des Wechselrichters über Softserial
* Platinenredesign mit den nunmehr notwendigen Aufbauten, Zusammenlegen von Arduino- und Mosfetplatine zur Kostengünstigeren Produktion
* Untersuchung der Skalierung des Systems auf 48V Systemspannung
* Integration der Heizstabregelung
Zukünftige Ziele:
* Fertigstellung der Parameterauslesung über Node Red
* Integration der Projektdokumentation und Quelldaten in GitHub
* U.U. Integration eines Watchdogs im Arduinocode
* Freiwerdende serielle Arduinoschnittstelle soll bidirektionalen Kontakt zu Victron Ladereglern aufnehmen
* Gehäusekonstruktion Arduino- und Mosfetplatine
* Überarbeitung des Schaltschrankes auf Normkonformität
* Redesign des Schaltschrankes / Integration des Akkumulators in den Schaltschrank / Bau des 3. Protoypen

===Systemaufbau===

<gallery widths="674" heights="285" perrow="2>
File:Abbildung_3_Aufbau_des_Systems.svg| Systemaufbau
</gallery>
# Der Stromzähler 1 erfasst die PV Einspeisung und den elektrischen Verbrauch auf allen drei Phasen im Haus und kommuniziert mit der Steuereinheit 2
# Die Steuereinheit 2 regelt kontrolliert die Akkumulator(ent-)ladung 4 sowie die Wechselrichterleistung 3 den Heizstab 5 und die intelligente Zuschaltung elektr. Verbraucher und Smart Home Akteure 6
# In folgendem Diagramm ist die Wechselrichtereinspeisung orientiert am momentanen Hausverbrauch (Stromeinspeisung ins Hausnetz, grün) (1x INV 350 – 60 von AE Conversion max. 300W) sowie der Solarertrag (Ladereglerleistung, rot) und der momentane elektrische Hausverbrauch (Stromverbrauch, blau) dargestellt.
<gallery widths="1034" heights="382" perrow="2>
File:Stromeinspeisung_geregelt_nach_Hausbedarf.pdf| 05.06.2019 Stromeinspeisung geregelt nach Hausverbrauch, System mit Akkumulator - Solarertrag (Ladereglerleistung, rot), momentane elektrische Hausverbrauch (Stromverbrauch, blau) und Wechselrichtereinspeisung orientiert am momentanen Hausverbrauch (Stromeinspeisung ins Hausnetz, grün)
</gallery>
Der Solarertrag hat seinen Höhepunkt gegen 13Uhr erreicht. Der Wechselrichter bezieht seine Energie tagsüber direkt von den Solarmodulen und nachts aus dem Akkumulator. Solarenergie die nicht direkt verwendet werden kann wird tagsüber in den Akkumulator eingespeichert. Ist der Akkumulator voll wird die Überschüssige Energie entweder mithilfe eines Heizstabes in Wärme z.B. für die Trinkwarmwassererwärmung oder ins Netz eingespeist. Die solare Deckung beträgt für den 5.6.2019 59%. Im Vergleich hierzu ist in folgender Abbildung das System ohne Akkumulator und Heizstab in herkömmlicher Volleinspeisung dargestellt.
<gallery widths="1000" heights="540" perrow="2>
File:Volleinspeisung_ohne_Akkumulator.pdf| Stromeinspeisung ins Stromnetz (Solarertrag) (grün) und Stromverbrauch (blau)
</gallery>
Es wurden hierzu zwei Wechselrichter (Typ INV 500 – 90 von AE Conversion max. jeweils 480W) eingesetzt. Ein Großteil der erzeugten Solarenergie kann aufgrund der Gleichzeitigkeit nicht für den eigenen Stromverbrauch verwendet werden.
# Ziel der Systemauslegung ist es die Deckung der elektrischen Grundlast im Haushalt (je nach Wechselrichtertyp 300W oder 500W) von ca. 0 - 300W bzw. 500W zu decken.
# Die intelligente Verbrauchssteuerung (2) ermöglicht mithilfe von Funksteckdosen (7) z.B. elektrische Verbraucher wie ein E-Bike Akkumulator, Wasch- und Spülmaschine bei vorhandener Überschussenergie zuzuschalten und erhöht somit den solaren Eigenverbrauch.

===Funktionsprinzip===
Solarenergie steht nicht zu jeder Tageszeit zur Verfügung. Die Grundlast eines Einfamilienhaushaltes liegt bei ca. 100 - 500W, je nach Anzahl elektrischer (Dauer-) Verbraucher. Die sinkende EEG Einspeisevergütung, sowie die begrenzte Belastbarkeit unseres Stromnetzes lässt zunehmend PV Systemkonfigurationen wirtschaftlich werden, die nicht auf maximalen Ertrag bei maximaler Fläche optimiert sind, sondern im jeweiligen Haushalt eine möglichst hohe Eigenverbrauchsquote bzw. solare Deckung ermöglichen. Dies wird durch die Zwischenspeicherung der Solarenergie im Akkumulator sowie mit intelligenter Steuerung der elektrischen Verbraucher erreicht. Energie soll zunehmend dort verbraucht werden wo sie entsteht. Angepasst auf das individuelle elektrische Verbrauchsprofil entsteht ein System mit wirtschaftlich optimierter Akkumulator- Größe und PV- Fläche.
Für kleine Haushalte sind schon PV-Speichersysteme mit 3 PV Modulen (750WP) sinnvoll und ermöglichen auch bei begrenzter Dachfläche (z.B. bei Stadt-, oder Reihenhäusern oder Haushälften) wirtschaftlich etwas für die eigene CO2 Bilanz sowie für die Versorgungssicherheit zu tun. Größere Systeme haben Vorteile durch die niedrigeren spezifischen Installationskosten beim Handwerker. Bei kleinen Systemen kann dafür ggf. mehr in Eigenleistung erbracht werden.

===Detaillierter Systemaufbau===
Folgende Abbildungen zeigen die relevanten Systemkomponenten schematisch mit deren Schnittstellen sowie im realen Aufbau.
<gallery widths="740" heights="520" perrow="2>
File:Abbildung_5_Systemkomponenten_3.svg| Systemkomponenten und deren Schnittstellen
</gallery>

===Komponentenwahl und deren Spezifizierung===
====Wechselrichter====
Es wurde ein kostengünstiger, in seiner Leistung regelbarer Miniwechselrichter gesucht, der mit Systemspannungen von 24 - 48V umgehen kann und gleichzeitig über einen integrierten NA-Schutz nach VDE-AR-N 4105 verfügt. Der INV 350-60 bzw. INV 500 – 90 von AE Conversion mit RS485 Schnittstelle genügt diesen Anforderungen. Bei einer maximalen DC seitigen Stromaufnahme von 11A erreicht dieser AC seitig bei einer Systemspannung von 32V ca. 300W bzw. bei 48V ca. 450W.
Der Miniwechselrichter INV 350-60 RS 485 ist ab 250€ brutto excl. Versand und der INV 500-90 RS 485 für 297 € bis 320€ brutto excl. Versand erhältlich. Nachteilig ist der hohe Platzbedarf im Schaltschrank aufgrund der wasserdicht ausgeführten Anschlusskabel. Das neueste Modell von AE Conversion INV 315-50 (ab 150€ brutto) ist deutlich kleiner, verfügt aber über keine RS485 Schnittstelle sondern nur über eine kabellose Schnittstelle.
=====Protokoll und Kommunikation=====
Mit dem Miniwechselrichter kann über zwei verschiedene Protokolle kommuniziert werden:
# KACO/Schueco Protokoll (ASCII String): bidirektionale Kommunikation
# AESGI-Protokoll (HEX String): bidirektionale Kommunikation

Grundsätzlich ist die Kommunikation mit dem {{Abk.|WR}} nur bei ausreichender Energieversorgung über die angeschlossenen PV Module bzw. Akkumulator möglich. Tritt eine Versorgungslücke ein, so sind die im WR gespeicherten Werte (z.B. Tagesenergieertrag) verloren. Ein Abschalten des MPP Tracking Modus im WR für den Betrieb an einer Konstantspannung aus einem Akkumulator ist nur mit dem AESGI Protokoll möglich (siehe Abschnitt AESGI Protokoll). Die Kommunikation erfolgt über die RS 485 Schnittstelle. Mehrere Wechselrichter können in Reihe an die serielle Kommunikation angeschlossen werden.
Jeder WR besitzt eine WR-Adresse, die für eine eindeutige Kommunikation notwendig ist. In der Regel sind das die 3 letzten Stellen der Seriennummer. Alternativ ist es möglich, die Seriennummer sowie die Softwareversion schnell und komfortabel über das per Download frei erhältliche Programm AE Solar von AE Conversion herauszufinden. Hierfür sind folgende Anschlussdetails zu beachten:
Für die Kommunikation werden nur zwei Adern (Paar 3) des CAT 5 Kabels benötigt. Draht A des RS-485-Bus wird an Pin 6 angeschlossen und Draht B auf Pin 3. Zusätzlicher Pin 8 und der Kabelschirm werden an Erde angeschlossen, um gegen elektromagnetische Einflüsse zu schützen.
<gallery widths="207" heights="245" perrow="2>
File:Abbildung_7_Anschluss_der_RS485_Schnittstelle_des_Wechselrichters.svg| Anschluss der RS485 Schnittstelle des Wechselrichters
</gallery>
Um eine Kommunikation mit dem Computer herzustellen wird noch ein RS485 USB Adapter benötigt (z.B. Reichelt: RPI USB RS485 Raspberry Pi - USB-RS485-Schnittstelle, CH340C [https://www.reichelt.de/raspberry-pi-usb-rs485-schnittstelle-ch340c-rpi-usb-rs485-p242783.html?PROVID=2788&gclid=CjwKCAiAob3vBRAUEiwAIbs5TkjhZ_wpbXkACdoUZzlozu6ZwAWPzpdAYcWR0gubl4wYl4RR3wOEOxoC7kQQAvD_BwE&&r=1]) den es für wenige Euro im Internet zu kaufen gibt. Für Kommunikationstests zwischen Computer und Wechselrichter empfiehlt sich das Programm HTherm, das frei zum Download im Internet erhältlich ist.
Folgende Voreinstellungen sind für die serielle Kommunikation notwendig:
{| class="wikitable"
|-
! !! Serial port configuration
|-
| Baud rate || 9600
|-
| Data bits || 8
|-
| Parity || None
|-
| Stop bits || 1
|-
| Flow control || None
|}
Im Programm AE solar besteht nun, wie in nachfolgender Abbildung dargestellt, die Möglichkeit den WR über einen Suchlauf zu suchen und damit dessen WR Adresse zu ermitteln. Ebenfalls in der Abbildung dargestellt ist die Antwort des Programms AE Solar auf den Kommunikationstest.
<gallery widths="680" heights="389" perrow="2>
File:Abbildung_8_Kommunikationstest_mit_dem_Wechselrichter_mit_dem_Programm_AE_Solar.svg| Kommunikationstest mit dem Wechselrichter mit dem Programm AE Solar
</gallery>
Weiterhin besteht die Möglichkeit sich die Leistungsdaten in einer Verlaufsgraphik darstellen zu lassen oder die Wechselrichterleistung zu steuern. Der Standbyverbrauch beträgt ca. 30 mW (INV350-60). <br>

3. Details KACO/(Schueco) Protokoll<br>
Dieses Protokoll liefert vom Miniwechselrichter gemessene AC-Leistung, AC-Spannung, AC-Strom, Tagesenergie, DC-Leistung, DC-Spannung, DC-Strom, WR-Temperatur und WR-Status in einem einfach lesbaren ASCII String. Weiterhin ist es möglich dem WR eine Leistungsreduzierung in Prozent der Maximalleistung des WR vorzugeben
Ursprüngliche Beschreibung und Aufschlüsselung des AESGI Protokolls sind zu finden unter:
[https://www.photovoltaikforum.com/wechselrichter-f3/auslesen-aeconversion-micro-wechselrichter-t105173-s70.html]<br>

4. AESGI-Protokoll<br>
Das AESGI Protokoll basiert im Gegensatz zum KACO Protokoll auf dem hexadezimalen Zahlensystem und hat den großen Vorteil, dass das MPP Tracking des Wechselrichters ausgeschalten und dieser somit optimal zum gesteuerten Entladen eines Akkumulators verwendet werden kann. Diese Option gibt es ab der Software Version 0.9.16.
Grundlage für die hier dokumentierten Befehle stellt folgender Foreneintrag im Photovoltaikforum dar (S.8 Eintrag J. Becker 16. Juli 2016):
[https://www.photovoltaikforum.com/wechselrichter-f3/auslesen-aeconversion-micro-wechselrichter-t105173-s70.html]

Folgende Tabelle schlüsselt die wesentlichen Befehle auf, die umgewandelt in das hexadezimale Zahlensystem, dem Wechselrichter direkt über die serielle Schnittstelle zugesendet werden kann.
{| class="wikitable"
|-
! Kurzzeichen !! Überschrift
|-
| <ID> || zweistellige WR-Nummer
|-
| <_> || Leerzeichen
|-
| <z> || Prüfsumme
|-
| <LF> || Zeilenumbruch (line feed)
|-
| <CR> || Zeilenumbruch (carriage return)
|}
{| class="wikitable"
|-
! Aufgabe !! Anfrage !! Antwort !! Bemerkung
|-
| Ausgabe Wechselrichtertyp || #<ID>9<CR> || <LF>*<ID>9_PV350W_z<CR> || -
|-
| aktuelle Messdaten abfragen || #<ID>0<CR> || <LF>*<ID>0___0_45.7_1.23____55_230.1_0.21____50_45___635_z>CR> || (Beispiel)
von links nach rechts:
0 Status
45.7 Eingangsspannung V (oft sehr ungenau!)
1.23 Eingangsstrom A
55 Eingangsleistung W
230.1 Netzspannung V
|
|-
| Betriebsmodus setzen || #<ID>B_m_uu.u<CR> || <LF>*<ID>B_m_uu.u_z<CR> || m = 0 = MPP-Modus,
m =2 = Spannungs- und Stromvorgabe
uu.u abhängig vom Typ 20.0-60.0V oder 40.0-80.0V, bei Modus 0 immer 00.0 verwenden. Der WR reduziert im Modus 2 bei Erreichen der angegebenen Spannung (von oben) die Leistung bis auf Null (Eingangsstrom dann noch einige 10 mA!!!)
|-
| Leistungsreduzierung setzen || #<ID>L_001<CR> || <LF>*<ID>L_001_z<CR> || nur im MPP-Modus sinnvoll,
(1-100%, hier 1% Ausgangsleistung)

|-
| Leistungsreduzierung abfragen || #<ID>L<CR> || <LF>*<ID>L_001_z || hier 1% Ausgangsleistung
|-
| Stromvorgabe setzen || #<ID>S_ii.i<CR> || <LF>*<ID>S_ii.i_z || -
|-
| Stromvorgabe abfragen || #<ID>S<CR> || <LF>*<ID>S_ii.i || nur im Modus 2 sinnvoll!
|}

Beispiele:
Folgende Beispiele sind für einen Wechselrichter mit Wechselrichternummer 32, bei max. 60V:
# WR auf Modus 2 setzen (Spannungs- und Stromvorgabe):
#* Anfrage: <syntaxhighlight lang="text" inline>#32B_2_27.0<CR></syntaxhighlight>
#* Antwort: <syntaxhighlight lang="text" inline><LF>*<ID>B_2_27.0_z<CR><br></syntaxhighlight>
# WR Stromvorgabe setzen (um Leistung zu reduzieren):
#* Anfrage: <syntaxhighlight lang="text" inline>#32S_08.0<CR></syntaxhighlight>
#* Antwort: <syntaxhighlight lang="text" inline><LF>*<ID>S_08.0_z<br></syntaxhighlight>

In HTherm werden oben genannte Befehle in Ascii in das Eingabefeld eingegeben und das Häkchen bei „HEX“ gesetzt sowie soll nach jeder gesendeten Zeile eine CR (carriage return) zum Abschluss der Zeile angehängt werden:

<gallery widths="759" heights="115" perrow="2>
File:Abbildung_9_Kommunikation_mit_dem_Wechselrichter_über_das_Programm_HTherm.svg| Kommunikation mit dem Wechselrichter über das Programm HTherm
</gallery>

Die Leistungsanpassung erfolgt im Arduinocode unter Reiter „WR“ in der Funktion „sendPowerAESGI4(int P_WR_temp)“ (siehe Abschnitt "Quellcode Arduinoboard"). Die Leistungsanpassung des Wechselrichters erfolgt durch die Vorgabe des Stromes.
Der gesetzte Betriebsmodus 2 (Spannungs- und Stromvorgabe) geht nach Unterbrechung der Stromversorgung des Wechselrichters verloren. Quelle: [https://github.com/swissembedded/em/blob/master/basicapps/aspiro_aeconversion_d0_storage/start.bas]

=====Wirkungsgradkennlinie Wechselrichter=====
Die Datenauswertung der AC und DC seitigen Wechselrichterleistung ermöglicht die Berechnung des Wechselrichterwirkungsgrades in Abhängigkeit der Wechselrichterleistung. Es ist zu erkennen, dass der Wirkungsgrad erst ab einer Leistungsabgabe von ca. 90W bei durchschnittlich 91% liegt. Bei 23W ergeben sich 78% Wechselrichtungswirkungsgrad.
<gallery widths="491" heights="265" perrow="2>
File:Abbildung_9.2_Messung_der_Wirkungsgradkennlinie_des_Wechselrichters_INV_350-60_von_AE_Conversion.svg|Messung der Wirkungsgradkennlinie des Wechselrichters INV 350-60 von AE Conversion
</gallery>

====PV Module====
Durch die um 90° versetzt angeordneten Dachhälften sind je zwei PV Module nach Südost und zwei PV Module nach Südwest gerichtet montiert (siehe Abbildung in Abschnitt "Motivation") und in Reihe angeschlossen (Nennspannung Un = 62,8V). In der Verwendung sind vier SW 260 poly Module mit 260Wp von Solarworld. Diese haben eine Abmessung von L x B x H von 1675mm x 1001mm x 33mm, wiegen jeweils 18kg und haben eine Nennspannung von Un = 31,4V und einen Nennstrom von In = 8,37A. Die Dachbefestigung erfolgt mittels Nutensteinen auf jeweils zwei Modultrageschienen aus Aluminium. Diese wiederum sind pro Modulfeld mit sechs Dachhaken für Pfannenziegel an den Dachsparren festgeschraubt. Die Modulerdung erfolgt mithilfe eines 10mm^2 dicken grün-gelben Erdungskabel (Litze H07V-K 1 x 10 mm²), das im Hausverteilerkasten auf die Potenzialschiene aufgeklemmt ist. Zum Anschluss der Module wird ein Ölflexkabel 6mm^2 verwendet. Jeweils zwei Module sind im Schaltschrank in Reihe geschaltet. Ebenfalls möglich und kabelsparend ist die direkte Verschaltung der Module mittels PV Stecker (MC4 Stecker) auf dem Dach. Sehr benutzungsfreundlich sind die PV Stecker der Firma Weidmüller, für die keine Crimpzange zur Befestigung der PV Stecker am Kabel notwendig sind. Das Kabel wird abisoliert bis zum charakteristischen „Klick“ eingeschoben und sind irreversibel aber schnell und sicher am Kabel befestigt.

====Laderegler====
Durch die unterschiedliche Dachausrichtung sind im vorliegenden Projekt zwei Laderegler mit integriertem MPP Tracking in Verwendung. Es handelt sich um zwei Victron MPPT 100-15, die über eine Schnittstelle und eine tauschbare 20A Sicherung verfügen. Die Schnittstelle läuft bei Victron Energy unter dem Namen „VE.Direct serial communication“ und erlaubt den einfachen Zugriff auf die aktuellen Leistungsdaten des Ladereglers, diverse Ertragswerte und erlaubt die Einstellung der Batterieparameter sowie ein Update der Geräte-Software. Das „VE-Direct interface“ verfügt über zwei Kommunikationsmodi: den textbasierten Modus sowie den „hex“ basierten Modus. Im „hex“ basierten Modus ist es nicht nur möglich Daten des Ladereglers auszulesen, sondern auch Parameter und Einstellungen dem Laderegler vorzugeben (bidirektionale Kommunikation). So ist bspw. eine Reduktion der Leistung von der übergeordneten Steuereinheit oder bei mehreren Ladereglern in einem System die Vorgabe eines Master bzw. Slaveladereglers möglich.
Ausführliche Informationen zur Kommunikation finden sich im pdf „VE.Direct-Protocol“ sowie im dazugehörigen „Whitepaper“ unter:
[https://www.victronenergy.com/support-and-downloads/whitepapers].
Zum physikalischen Anschluss der Schnittstelle verkauft Victron einen Schnittstellenwandler (VE.Direct to USB interface cable), der das 5V TTL Signal des Ladereglers auf den USB Standard umwandelt. Um eine Kommunikation mit dem Computer über die auf der Homepage verfügbare Software „VE Power Setup“ zu erlangen genügt ein einfacher TTL – USB Wandler, der im Internet für wenige Euros zu erstehen ist (z.B. cp2102, ft232rl).
Mit der Software ist es inzwischen über eine moderne Benutzeroberfläche möglich, die aktuellen Betriebsdaten des Ladereglers auszulesen. Weiterhin ist es möglich die Gerätesoftware des Ladereglers zu aktualisieren und die entsprechenden Einstellwerte für den Schutz des angeschlossenen Akkumulators einzustellen.

=====Anschluss der Schnittstelle=====
Für eine bidirektionale Kommunikation ist folgender Anschluss vorzunehmen:
[[Datei:Abbildung_10_Schnittstelle_Laderegler_Victron_MPPT_100-15.svg|x150px|mini|rechts|Schnittstelle Laderegler Victron MPPT 100-15]]
Entsprechend der abgebildeten Pinbelegung am Schnittstellenstecker des Ladereglers ist der Anschluss „A“ des TTL-USB Schnittstellenwandlers mit VE.Direct-TX zu verbinden und der Anschluss „B“ mit VE.Direct-RX. GND und Power+ bleiben offen. Folgendes Anschlusskabel sollte verwendet werden:
"Konfektionierte Litze Polzahl Gesamt 4 Rastermaß: 2 mm" <br>

Im vorliegenden Projekt wird das Schnittstellensignal direkt ohne Schnittstellenwandler an der Steuereinheit (Arduino) angeschlossen und ausgelesen. Folgende Einstellungen sind für die serielle Schnittstelle notwendig:
{| class="wikitable"
|-
! !! Serial port configuration
|-
| Baud rate || 19200
|-
| Data bits || 8
|-
| Parity || None
|-
| Stop bits || 1
|-
| Flow control || None
|}
Folgende Daten werden von beiden Ladereglern mithilfe der Steuereinheit (Arduino) ausgelesen:
* Laderegler Erzeugung
* Laderegler Leistung
* Laderegler Ladestrom
* Laderegler Batteriespannung
* Laderegler Status
* Laderegler Errorcode

=====Vorgehensweise Anschluss und Einrichtung des Ladereglers=====
*Zuerst wird der Laderegler an den Akkumulator angeschlossen, sodass dieser die Systemspannung erkennt. Danach wird der Laderegler an die PV Module angeschlossen. Im vorliegenden Projekt wird der Lastausgang des Ladereglers nicht benötigt, da die Intelligenz für den Tiefentladeschutz sowie der Überladeschutz für den Akkumulator im externen Batteriemanagementsystem integriert ist. Der schematische Aufbau ist in folgender Abbildung dargestellt:
<gallery widths="328" heights="300" perrow="2>
File:Abbildung_11_Anschluss_Laderegler_MPPT_100-15.svg| Anschluss Laderegler MPPT 100-15
</gallery>
*Zur Einrichtung des Ladereglers das Schnittstellenkabel mit dem USB Wandler wie im Abschnitt „Anschluss der Schnittstelle“ beschrieben verbinden
*Installation und Starten des Programms "VE Power Setup" von victron energy
*Über den Button „Connect to this Computer“ Verbindung zum Laderegler herstellen
*In der Hauptansicht sind die aktuellen Werte des Ladereglers wie z.B. aktuelle Leistung, erzeugte Wattstunden, aktuelle Akkuspannung, aktueller Ladestrom und Ladereglerstatus zu erkennen:
*bulk --> Batterie wird geladen
*absorption --> Konstanstspannungsphase
*float --> Ladeerhaltung
<gallery widths="328" heights="300" perrow="2>
File:Abbildung_12_Hauptansicht_Victron_Connect.svg| Hauptansicht Victron Connect
</gallery>
*Über das Zahnrädchen in der rechten oberen Ecke werden die Einstellungen abgerufen. Zuerst sollte die Firmware mit einem Klick auf „Update“ unter Reiter „Produkt-Info“ aktualisiert werden.
<gallery widths="350" heights="335" perrow="2>
File:Abbildung_13_Aktualisierung_der_Firmware.svg| Aktualisierung der Firmware
</gallery>
*Unter Einstellungen werden nun für den LiFePo Akkumulator mit neun Zellen folgende Parameter eingestellt:
{| class="wikitable"
|-
! Eigenschaft || Parameter
|-
| Batteriespannung || 24V
|-
| Max. Ladestrom || 15A
|-
| Konstantspannung || 31,05V
|-
| Maximale Konstantspannungsdauer || 30min
|-
| Erhaltungsspannung || 31,05V
|-
| Ausgleichsspannung || 0V
|}
<gallery widths="295" heights="580" perrow="2>
File:Abbildung_14_Einstellung_Akkumulatorparameter.svg| Einstellung Akkumulatorparameter
</gallery>
*Unter dem Reiter „TX“ Port „normale Kommunikation“ einstellen
*Unter dem Reiter „RX“ Port „Ein/Aus Fernsteuerung“ einstellen
*Unter dem Lastausgang „Immer aus“ einstellen
*Straßenlichtfunktion „aus“ einstellen

====Akkumulator====
Im vorliegenden Projekt werden neun Zellen a 3,2V des Lithium-Eisen-Mangan-Phosphat Akkumulator von Innopower INNO-LFMP 60 AH (1,73kWh) verwendet. Diese wurden inklusive Transport im Jahr 2018 für 313 €/kWh netto bezogen.
Detaillierte Infos zum Aufbau, Verkabelung und Anschluss an das BMS ist in der Doku auf [https://wiki.opensourceecology.de/24-48V_BMS] in der Rubrik BMS 24V im Abschnitt "Schematischer Aufbau, Komponenten Akkumulator" zu finden.

====Arduino Board, Mosfetplatine, Stromversorgung====
=====ArduinoBoard=====
Die Steuerzentrale des Solarspeichers ist das Arduino Board. Hier laufen alle Informationen aus den Teilkomponenten wie Laderegler, Modbuszähler, Batteriemanagementsystem und Temperatursensoren zusammen. Das Arduino Board errechnet die jeweils aktuelle Leistungsvorgabe für den Wechselrichter und stellt dem Raspberry Pi die notwendigen Daten zur Visualisierung über das Node Red User Interface bzw. Volkszähler Frontend zur Verfügung.
Es wird ein Arduino Mega 2560 verwendet, das über vier serielle Hardware-Schnittstellen verfügt.
*Schnittstelle 1: Binärprotokoll zum BMS
*Schnittstelle 2: Modbus-Protokoll zum Modbuszähler
*Schnittstelle 3: VE.direct Serial Communication zum Laderegler
*Schnittstelle 4: Textbasiertes Protokoll zum Raspberry Pi
*Software Schnittstelle 1: RS 485 zum Wechselrichter
Die Zusammenhänge und Kommunikationsprotokolle der einzelnen Komponenten des Solarspeichers sind in der Abbildung "Systemkomponenten und deren Schnittstellen" in Abschnitt "Detaillierter Systemaufbau" zu erkennen.
Das Arduinoboard sitzt in einem Kunststoffgehäuse direkt unter der sogenannten Arduinoplatine und ist mit allen Pins mit dieser verbunden.
Auf der Arduinoplatine sitzen die Pegelwandler (MAX 485) für die Kommunikation mit Wechselrichter (Senden) und Modbuszähler (Empfangen), RJ45 Buchsen für den Anschluss des Wechselrichters sowie des Modbuszählers per Cat5 Kabel, die Erzeugung einer Konstantspannung für die Logik auf der Mosfetplatine, der Sicherungshalter zur Absicherung des Spannungsteilers zur Batteriespannungsmessung, ein R-C Glied für die Glättung des Steuersignals des Heizstabes, ein Reset Taster sowie ein Analog-Digitalwandler für vier analogen Eingänge. In folgender Abbildung ist das Platinenlayout mit den entsprechenden Platinenschnittstellen dargestellt.
<gallery widths="700" heights="793" perrow="2>
File:Abbildung_15_Arduinoplatine_und_deren_Schnittstellen.png | Arduinoplatine und deren Schnittstellen
</gallery>
Die Klemmen Stromversorgung DC (5V) und Eingang Stromsensor werden derzeit nicht benutzt und stammen noch aus einer früheren Projektphase. Der Schaltplan sowie das Boardlayout sind hier als .zip downloadbar [[:File:Arduino und Mosfetplatine Eagle Files.zip]].

=====Mosfetplatine=====
Die Aufgabe der Mosfetplatine besteht darin große Stromverbraucher wie die angeschlossenen Wechselrichter sowie den Schaltschranklüfter und die Heizstabansteuerung, gesteuert über das Arduinoboard, an- und auszuschalten. Die Platine ist für einen maximalen Stromfluss von maximal 11A bei 33V für die Versorgung der Wechselrichter ausgelegt. Jeweils zwei Mosfets (IRL1404-Z; Leistungs-MOSFET N-Ch TO-220AB 40V 160A) schalten parallel einen Ausgang. Die maximale Strombelastbarkeit eines Mosfets beträgt 75A (sofern 17W Abwärme zuverlässig abgeführt werden können --> auf der Mosfetplatine ist dies nicht vorgesehen).
Die Leistungsansteuerung der Wechselrichter ist so programmiert, dass die Mosfets wenn möglich nicht unter Last trennen. Vier LED’s zeigen optisch den jeweils aktuellen Schaltzustand der Mosfets an. Über zwei Potentiometer und einer logischen Schaltung ist eine Hardwareabschaltung für die Vermeidung der Überladung bzw. Tiefentladung vorgesehen. Es kann somit die Hysterese des An- und Ausschaltens der Mosfets eingestellt werden. Diese logische Schaltung (Komparator, Fliflop, And) benötigt eine Konstantspannung, die, neben der normalen Betriebsspannung von 5V über ein Flachbandkabel vom Arduino Board der Mosfetplatine zur Verfügung gestellt wird. Dieser hardwareseitige Tiefentladeschutz (und zusätzlich der Überladeschutz) wird derzeit primär vom BMS Controller- bzw. Leistungsboard übernommen. Die Hardwareabschaltung auf der Mosfetplatine kommt aus einer früheren Projektphase ohne Batteriemanagementsystem und dient nun als sogenannte zweite hardwareseitige Hintersicherung des Tiefentladeschutzes.
In folgender Abbildung ist das Platinenlayout mit den entsprechenden Platinenschnittstellen dargestellt.
<gallery widths="671" heights="742" perrow="2>
File:Abbildung_16_Mosfetplatine_und_deren_Schnittstellen.png| Mosfetplatine und deren Schnittstellen
</gallery>
Der Schaltplan sowie das Boardlayout sind hier als .zip downloadbar [[:File:Arduino und Mosfetplatine Eagle Files.zip]].
Arduino- und Mosfetplatine haben eine Kantenlänge von 110 mm x 110mm und wurden bei Platinenbelichter incl. Bohrungen für jeweils 22€ hergestellt. Die Bestückung erfolgte von Hand. Die Materialkosten incl. Bauteile belaufen sich pro Platine incl. Platinenherstellung auf 70€. Die Platinen wurden an das Gehäuse Bopla ET-217, 122x120x55 angepasst, sodass an allen vier Ecken die Platine ausgespart werden muss. Platinenbelichter konnte diese Aussparungen nicht selbst herstellen. Die Platine wird mit vier Abstandsbolzen und M3 Schräubchen im Gehäuse befestigt. An das Gehäuse wird zur Hutschienenbefestigung mithilfe metrischer Schrauben und Muttern zwei Hutschienenhalter BOPLA TSH 35 befestigt. Die notwendigen Einzelteile sind in der Exceltabelle „PV_Berechnung_Energiespeicher“ (siehe Kapitel "Berechnung, Simulation, Auslegung, Kostenberechnung, Optimierung" in dieser Doku) im Registerblatt „Kosten Arduino- und Mosfetplatine“ im Detail einzusehen.
<gallery widths="800" heights="393" perrow="2>
File:Abbildung_17_Arduino-_und_Mosfetplatine_im_Gehäuse_(Deckel_geöffnet).pdf| Mosfetplatine und deren Schnittstellen
</gallery>

=====Quellcode Arduinoboard=====
Um über die serielle Schnittstelle zwischen BMS und Arduino-Board im Binärprotokoll (siehe "Systemkomponenten und deren Schnittstellen" im Abschnitt "Detaillierter Systemaufbau") im Intervall von (0,25sec - 1sec) alle relevanten Daten ohne Datenverlust übertragen zu können, ist es derzeit noch notwendig im Arduino den seriellen Puffer für den Dateneingang (Receive)zu vergrößern. Dies geschieht durch Änderung der Variable SERIAL_RX_BUFFER_SIZE von 64 auf 128 (byte) in einem beliebigen Texteditor (z.B. Notepad++, gesamte RAM-Speichergröße des Arduino Mega beträgt 8kB). Der zusätzliche Speicher für die vier Schnittstellen wird vom Gesamtspeicher abgezogen. Eine Anleitung ist unter folgendem Link zu finden:<br>
[http://shelvin.de/arduino-serial-buffer-size-aendern/]<br>
Je nach Installation ist die Datei „HardwareSerial.h“ auch unter folgendem Verzeichnis zu finden:<br>
C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\arduino\avr\cores\arduino<br>
VORSICHT: Die Änderung des seriellen Puffers wirkt sich global auf die Kompilierungssoftware Arduino aus und somit auf jedes kompilierte Projekt.<br>

Der Quellcode für das Arduinoboard ist in der gleichnamigen und frei zur Verfügung stehenden Programmierumgebung Arduino geschrieben und ist derzeit strukturiert in verschiedene Programmteile, deren Funktionen in der folgenden Tabelle beschrieben sind. Ein funktionsfähiger Zwischestand des Arduino Quellcodes (Arbeitsversion, noch in der Entwicklungsphase) ist unter folgendem Link abrufbar [[:File:Arduinocode_Soldorado_Open_Solar_System_20190705.zip]].

{| class="wikitable"
|-
! Tabname !! Funktionsname !! Beschreibung
|-
| Hauptprogramm || Void setup() ||
*Definition globaler Variablen.
*Definition aller verwendenten hardware und softwareseitigen Schnittstellen und Pins
|-
| ADS1115 || void ADS1115() ||
*Auslesen des A/D Wandlers ADS1115 für Akkumulatorspannung, Schaltschranktemperatur und Boilertemperatur
|-
| BMS || void BMS_logging() ||
*Auswerten der empfangenen Daten vom BMS und Übergabe an Variablen zur weiteren Verwendung im Gesamtcode
|-
| BMS || void serialEvent_BMS() ||
*Empfangen der Daten vom BMS aus dem Puffer der Schnittstelle. Vollständig empfangene Zeilen sind mit einer /n (newline) getrennt
|-
| Batterie || void battState() ||
*Definition der Ein- und Ausschaltschwellen für diverse Verbraucher wie Wechselrichter, Heizstab, Schaltschranklüfter, Mosfetplatine
|-
| Heizstab || void Heizstab() ||
*Ein- und Ausschaltkriterium Regelgröße
|-
| Heizstab || void Heizstab_control() ||
*Regelroutine für Heizstab in Abhängigkeit des Ladestromes des Akkumulators
|-
| LR (Laderegler) || void serialEvent_LR() ||
*Empfangen der Daten vom Laderegler aus dem Puffer der Schnittstelle. Vollständig empfangene Zeilen sind mit einer /n (newline) getrennt
|-
| Modbus || boolean modbus() ||
*Empfangen der Daten von den Modbuszählern aus dem Puffer der Schnittstelle. Routine wird erst ausgeführt, wenn ein vollständiger Datensatz im Puffer vorhanden ist.
|-
| Modbus || uint32_t byte_to_uint32(byte byteArray(), byte pos) ||
*Variablenumwandlung von byte in Integer
|-
| Modbus || float byte_to_float(byte byteArray(), byte pos) ||
*Variablenumwandlung von byte in float
|-
| Output || void send_raspberry() ||
*Ausgabe aller Daten über die Schnittstelle, die im Raspberry zum Loggen oder zum Darstellen im UI von Node Red erscheinen sollen
|-
| Updates || - ||
*Möglichkeit der Dokumnetation neuer Codeänderungen
|-
| WR (Wechselrichter) || void calcPower() ||
*Ständige Neuberechnung des Wechselrichtersollwertes in Abhängigkeit des Systemstatus (Tag oder Nachtbetrieb, geregelte Einspeisung oder Volleinspeisung
|-
| WR (Wechselrichter) || void sendPowerAESGI4(int P_WR_temp) ||
*Senden der Daten zur Leistungsreduktion an den Wechselrichter umgerechnet in Stromstärke
|-
| WR (Wechselrichter) || Loop ||
*Systematischer Aufruf der obigen Funktionen in den jeweiligen Tabs des Programmiercodes
|}

=====Weiterentwicklung=====
In Zukunft soll aus den bisher zwei Einzelplatinen Arduinoplatine und Mosfetplatine eine gemeinsame Platine entstehen, die mit 24V- 48V Systemen kompatibel ist. Die Vereinigung vereinfacht und vergünstigt die Leiterplattenherstellung und Platinenbestückung sowie die Gehäusekonstruktion. Der Verkabelungsaufwand innerhalb des Schaltschranks minimiert sich. Folgende neuen Features sollen zusätzlich integriert werden:
*Alle Anschlüsse werden mit einem geeignetem Steckersystem ausgestattet
*Integration eines seriellen Anschlusses für das Datenkabel vom BMS und Trennung über einen elektronischen Isolator (Dual-Channel Digital Isolators ADuM1200) um Störströme zu vermeiden
*Nutzung der vorhandenen RJ45 Buchse als softwareseitige Schnittstelle (software serial) für den Wechselrichter
*Anschlussmöglichkeit für Display und Drehzahlsteller (Rotary Encoder) an den „interrupt pins“ des Arduino
*Integration einer bidirektionalen Kommunikation zu den Victron Ladereglern
Folgendes Bild zeigt, wie eine kombinierte Arduino und Mosfetplatine aussehen könnte.
<gallery widths="800" heights="468" perrow="2>
File:Abbildung_18_Kombinierte_Arduino-_und_Mosfetplatine.svg| Kombinierte Arduino- und Mosfetplatine
</gallery>

=====Stromversorgung=====
Die Mosfetplatine bezieht die Versorgungsspannung über ein Flachbandkabel direkt von der Arduinoplatine. Die Arduinoplatine wiederum kann entweder direkt mit 7,5 V Gleichspannung versorgt werden oder wird per USB Kabel mit dem Raspberry Pi verbunden und erhält darüber seine Stromversorgung. Letztere Variante entspricht dem vorliegenden Schaltschrankaufbau. Das Raspberry Pi wiederum wird über ein Hutschienennetzteil versorgt.

====Raspberry Pi====
Das Raspberry Pi besitzt die Aufgabe alle relevanten Parameter und Messwerte des Systems zu loggen, auf einer SD Karte zu sichern und über das Volkszähler Frontend auszugeben. Eine regelmäßige Sicherheitskopie der Datenbank erfolgt auf einen USB Stick. Weiterhin stellt das Raspberry Pi Informationen für das Node-Red User Interface (UI) bereit und übernimmt die Steuerung der über Wlan steuerbaren Home Automationsaufgaben wie z.B. schaltbare Steckdosen uvm. Weiterhin ist das Raspberry für die Fehlerauswertung des Gesamtsystems zuständig und informiert den Besitzer z.B. per Mail oder Twitter über dessen Status.
Das Raspberry Pi wird zur Hutschienenmontage in folgendem Gehäuse untergebracht:
(Voelkner: RASPBERRY HUTSCHIENEN-GEH RASPB B+2B3B.<ref name="voelkner1">[https://www.voelkner.de/ RASPBERRY HUTSCHIENEN-GEH RASPB B+2B3B auf voelkner.de]</ref>
<gallery widths="541" heights="171" perrow="2>
File:Abbildung_19_Hutschienengehäuse_für_Raspberry_Pi.svg| Hutschienengehäuse für Raspberry Pi
</gallery>

=====Manueller Reset/Neustart des Raspberry Pi‘s=====
Um für Wartungszwecke das Gesamtsystem schnell ausschalten bzw. herunterfahren und neu starten zu können werden in das Gehäuse des Raspberry Pi's zwei Schalter installiert (Herunterfahren/OFF und Reset/ON). Das dazu notwendige Platinenlayout ist unter folgendem Link verfügbar: [http://www.gtkdb.de/index_18_2680.html] Nachfolgend dargestellt ist der Schaltplan mit den erwähnten zwei Tastern S1 (Herunterfahren/OFF) und S2 (reset/ON).
<gallery widths="800" heights="209" perrow="2>
File:Abbildung_20_Schaltplan_für_Taster_Herunterfahren_und_Reset_Raspberry.svg| Schaltplan für Taster Herunterfahren und Reset Raspberry Pi
</gallery>
Der Reset-Taster S2 löst einen harten Reset des BCM 2835 aus. Weiterhin ist es möglich mit diesem Reset-Taster das Raspberry nach dem herunterfahren wieder aufzuwecken.
Der Resettaster verbindet im Falle des Resets beim Raspberry 3 GND mit RUN. Je nach Raspberryversion sind diese zwei direkt nebeneinander angeordneten Pins an anderer Stelle auf der Platine verortet. Ein direktes Verbinden der Pins führt zu einem sofortigen Reset bzw. Anschalten des Raspberry Pis. In der Regel muss zur Benutzung dieser Pins eine Zweierpinleiste eingelötet werden.
Um das Herunterfahren (bzw. ebenfalls Neustart) des Raspberrys zu initiieren, wird der PIN GPIO4 mit dem Taster S1 über den Widerstand R2 330Ohm auf Masse gezogen. Ist der Taster geöffnet liegt an GPIO 4 ein "High" Signal an.
Damit das Raspberry den Pin GPIO 4 kontinuierlich überwacht, wird ein zusätzliches Python-Skript benötigt. Erstellung und Installation sind unter folgendem Link erklärt:<br>
[http://www.gtkdb.de/index_36_2238.html]<br>
Wird Schalter S1 (Herunterfahren/OFF) für mindestens 0,5 Sekunden und kürzer als 3 Sekunden gedrückt, initiiert das Python-Skript einen Neustart des Systems. Wird Schalter S1 jedoch für mehr als 3 Sekunden betätigt, fährt das System herunter und kann anschließend von der Stromversorgung getrennt oder über den Reset Button wieder aufgeweckt werden.
Da das Raspberry Pi über das USB Kabel die Haupsteuereinheit (Arduino Board) mit Strom versorgt wird, wird dieses dann ebenfalls ausgeschalten.

=====Auswahl sd Karte=====
Die Anzahl der Schreibvorgänge auf der sd Karte wird bestimmt über die Anzahl der geloggten Kanäle (Systemparameter) sowie über das eingestellte Log-Intervall im volkszähler. Es hat sich herausgestellt, dass handelsübliche (Consumer) Micro-SD Karten, die direkt in das Raspberry eingesteckt werden zum Teil schon nach kürzester Zeit völlig unbrauchbar werden und ohne Backup sämtliche Logdaten verloren sind. Im industriellen Bereich werden spezielle SD Karten verwendet, die deutlich robuster gegen häufige Schreibzugriffe und äußere Umwelteinflüsse sind. Diese industriellen SD Karten (industrial grade) werden eingeteilt in die MLC- (Multi-Level Cell) und die SLC (Single-Level Cell) Technologie. Detaillierte Infos sind zu finden unter:
https://www.elektronikpraxis.vogel.de/zehn-gruende-die-fuer-industrie-sd-karten-sprechen-a-284360/

Vorteile der industriellen SD Karten im Schnellüberblick:
*hohe Zuverlässigkeit und Langlebigkeit
*Schreibzyklen von 100.000 (SLC Flash) und für MLC-Flash (10.000) statt 200-300 in neueren SD Karten für Consumer-Anwendungen
*aufwändige Fehlerkorrekturalgorithmen (z.B. Hamming Code) um Lese- bzw. Schreibfehlern vorzubeugen
*gleichmäßige Verteilung der Schreibzugriffe auf alle Flash-Zellen durch das Wear-Leveling Verfahren.
*Sicherer Schutz bei Stromausfall durch markieren fehlerhafter Sektoren
*Rundum verschweißtes Gehäuse lässt SD Karte unempfindlich gegen äußere Spannungseinflüsse werden
*Vergrößerte Mechanische Stabilität
*Extra dicke und stabile Goldauflage auf Kontakten zur Erhöhung der Kontaktsicherheit und Lebensdauer<br>
Im Projekt wurde folgende SD Karte eingesetzt:
Transcend micro SDHC Card C10 Industrial
16GB für 30€ incl. Versand und MwSt.

=====Betriebssysteminstallation=====
Auf [https://volkszaehler.org/] wird ein Image für den Raspberry Pi angeboten, das die vollständige Betriebssysteminstallation incl. Volkszählersoftware enthält. Installation und Einrichtung sind unter folgendem Link beschrieben [https://wiki.volkszaehler.org/howto/raspberry_pi_image].<br>
Folgende Skripte müssen nach der Betriebssysteminstallation noch manuell hinzugefügt werden:<br>
======Wpa_supplicant.conf======
Dieses Skript beinhaltet alle Informationen über das Netzwerk, in das sich das Wlan des Raspberrys einwählen soll.
#Ausführbare Datei anlegen unter /etc/wpa_supplicant/ oder im Boot Verzeichnis der Linux Installation
#Folgender Dateiinhalt in einer Datei namens Wpa_supplicant mit der Endung .conf ablegen. Dabei unter dem Platzhalter >xxx< die jeweiligen Wlan Logindaten eintragen:
<syntaxhighlight lang="text">
country=DE
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1

network={
ssid=">xxx<"
psk=">xxx<"
key_mgmt=>xxx<
}

network={
ssid=">xxx<"
psk=">xxx<"
key_mgmt=>xxx<
}

</syntaxhighlight>

3. Beim nächsten Neustart des Raspberry Pi's wird das Skript ausgeführt

======Vzlogger.conf======
Mit diesem Skript wird die Verknüpfung zwischen der eindeutigen UUID eines Kanals und den eingehenden Daten der seriellen Schnittstelle hergestellt.
(Ausführliche Erklärung siehe Abschnitt „Einrichtung der Kanäle im „web Frontend“ und in der Konfigurationsdatei „vzloggerconf“ unter
[[24-48V BMS]]

======Push-server.service======
Dieses Skript aktiviert den sogenannten push-Server (siehe
Abschnitt „Starten des vzloggers über WinSCP“ unter [[24-48V BMS]] bzw. unter [https://wiki.volkszaehler.org/software/middleware/push-server]). Die Datei ist hier abrufbar: [[:File:push-server.zip]]

======Shutdownbutton.py======
Siehe Abschnitt "Manueller Reset/Neustart des Raspberry Pi’s" in dieser Dokumentation. Die Datei ist hier abrufbar: [[:File:shutdownbutton.zip]]

======Vzsqlbackup.sh======
Dieses Skript legt eine wöchentliche Sicherung der einige hundert MB großen Volkszähler-Datenbank mit Speicherdatum auf einem USB Stick an. Insgesamt bleiben immer die zwei älteren abgespeicherten Datenbankspeicherstände erhalten. Alle Älteren werden gelöscht.
Das Skript vzsqlbackup.sh wird wöchentlich automatisch ausgeführt, angestoßen von folgendem Befehl, der in der, auf einer Linuxinstallation existierenden Datei Crontab, angelegt werden muss. Hierfür wird die Eingabeaufforderung unter WinSCP gestartet, um per Kommandozeile über Menü --> Befehle --> „In PuTTY öffnen“ folgendes einzutippen: (siehe auch Beschreibung unter [[24-48V_BMS]] BMS Doku Unterkapitel “ Starten des vzloggers über WinSCP„ :
<syntaxhighlight lang="bash">
# crontab öffnen
crontab -e
# Folgende Zeile eintragen:
# jeden Sonntag um 22Uhr wird ein Backup erzeugt
00 22 * * 0 /usr/local/bin/raspiBackup.sh
</syntaxhighlight>

Zum Erstellen des Skripts vzsqlbackup.sh wird zuerst eine leere, mit root Rechten ausführbare Datei angelegt, die unter einem der folgenden Links abgespeichert sein muss:
#System-Scripte mit Root-Rechten: "/usr/local/sbin"
#Allgemeine User-Scripte mit Benutzer-Rechten: "/usr/local/bin"

Folgender Inhalt wird im Skript niedergeschrieben.
Für >xxx< wird ein beliebiges Passwort vergeben. Es erfolgt beim Anlegen des Backups keine Passwortabfrage, da dies ja automatisch ausgeführt werden soll.

<syntaxhighlight lang="bash">
#USB Stick mounten
mount /dev/sda1 /mnt/stick

#Backupdatei anlegen und abspeichern
mysqldump -u vz-admin ->xxx< volkszaehler > /mnt/stick/pi/mysqlvzbackup-$(date +%Y%m%d-%H%M%S).sql

#älteste Datei im Verzeichnis löschen
ls -tr /mnt/stick/pi/mysqlvzbackup* | head -n -2 | xargs rm -v

#Ende Skript
exit 0
</syntaxhighlight>

=====Datenübergabe Arduinoboard zu Raspberry Pi=====
Zum Einrichten der Kanäle im Raspberry Pi siehe Abschntt Vzlogger.conf. Folgende Kanäle werden derzeit vom Arduinoboard an das Raspberry übergeben:

*Batterie Spannung von Laderegler 1
*Energieerzeugung Laderegler 1 + 2
*Leistung Laderegler 1 + 2
*Summe Leistung Laderegler 1 + 2
*Ladestrom Laderegler 1 + 2
*Summe Energieerzeugung Laderegler 1+2
*Summe Ladestrom Laderegler 1 + 2
*Ladestatus Laderegler 1 + 2
*Errorstatus Laderegler 1 + 2
*Vorgabewert Heizstabansteuerung
*Saldierte Leistung Zweirichtungszähler
*Leistungsbezug Zweirichtungszähler
*Leistungseinspeisung Zweirichtungszähler
*Erzeugungsleistung PV
*Einspeiseleistung PV
*Temperatur Schaltschrank
*Temperatur Boiler
*Sollwert Leistung Wechselrichter
*Sollwert Stromaufnahme Wechselrichter
*Balancing Status
*SoC (State of Charge)
*Batteriespannung
*Lade-/Entladestrom
*Temperatur Batterie 1 + 2
*Zellspannung 1 - 9
=====Einrichtung der Kanäle im „web Frontend“ und in der Konfigurationsdatei „vzloggerconf"=====
Das Einrichten von Kanälen im „web Frontend“ sowie in der Konfigurationsdatei „vzlogger.conf“, die Bedienung des Web Frontends, das Starten des „vzloggers über WinSCP und letztendlich den Export von Datenbanksätzen ist ausführlich beschrieben unter der Dokumentation [[24-48V_BMS]] im Kapitel 5.

=====Übertragungsgeschwindigkeit der seriellen Schnittstelle zwischen Arduino und Raspberry=====
Um die Übertragungsgeschwindigkeit der seriellen Schnittstelle zwischen Arduino und Raspberry zu erhöhen (Standard 9600) bzw. an den derzeitigen Arduinocode anzupassen (115200) muss folgende Zeile in der vzlogger.conf nach der Zeile "device" eingefügt werden:
<syntaxhighlight lang="xorg.conf">
"device": "/dev/ttyACM0",
"baudrate": 115200,
"aggtime": 30,
</syntaxhighlight>

=====Arduino komfortabel über das Raspberry Pi flashen=====
Um einen neuen Arduinocode komfortabel direkt vom Raspberry Pi auf das Arduino zu flashen, sind folgende Schritte zu befolgen:<br>
1. Um den Vz logger zu stoppen, folgende Zeile in das Eingabefenster (putty) in WinSCP eingeben:
<syntaxhighlight lang="bash">
sudo systemctl stop vzlogger
</syntaxhighlight>
2. Navigiere in das “home” Verzeichnis und liste alle vorhandenen Ordner auf:
<syntaxhighlight lang="bash">
ls
</syntaxhighlight>
3. Ins Unterverzeichnis „Arduino“ wechseln (change directory):
<syntaxhighlight lang="bash" >
cd Arduino
</syntaxhighlight>
4. Code kompilieren mit richtigem Dateinamen (in diesem Falle "PV-System_20190629"):
<syntaxhighlight lang="bash" >
arduino-cli compile --fqbn arduino:avr:mega PV-System_20190629
</syntaxhighlight>
5. Code auf Arduino flashen mit richtigem Dateinamen (in diesem Falle "PV-System_20190629"):
<syntaxhighlight lang="bash" >
arduino-cli upload --fqbn arduino:avr:mega --port /dev/ttyACM0 PV-System_20190629
</syntaxhighlight>
6. vz-logger starten
<syntaxhighlight lang="bash">
sudo systemctl start vzlogger
</syntaxhighlight>
Eine ausführliche Anleitung zur Installation der benötigten Pakete ist unter folgendem Link zu finden [https://github.com/arduino/arduino-cli/blob/master/README.md]

=====Einrichtung Node-Red=====
Die freie Entwicklungsumgebung Node-Red bietet über eine grafische Oberfläche die Möglichkeit Anwendungsfälle im Bereich Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) intuitiv im Baukastensystem per drag&drop umzusetzen. Die einzelnen Bausteine werden durch das Ziehen von Verbindungen verbunden. Der Quellcode ist im JavaScript geschrieben. Über Benutzerdefinierte Bausteine, die ebenfalls mit JavaScript gefüllt werden können, besteht somit die Möglichkeit den individuellen Anforderungen gerecht zu werden. Weiterhin besteht die Möglichkeit über ein Webinterface Daten in unterschiedlichster Weise übersichtlich darzustellen, um bspw. dem Solarspeicherbesitzer einen schnellen Überblick über Ladezustand, Spannungsniveau, Ladestrom und Fehlermeldungen zu geben.
Über die Exportfunktion können komplette Flows exportiert und in neuen Projekten funktionsfähig importiert werden.
Im vorliegenden Projekt wird Node-Red für folgende Funktionen verwendet:<br>

# Abgriff der Push-Daten von volkszähler zur Darstellung im Webinterface:
#* Ladestrom
#* Akkuspannung
#* Error-Code
#* Ladezustand Akkumulator
#* Aktuelle Stromerzeugung
#* Aktueller Stromverbrauch
#* Zellbalancing
#* Heizstabbetrieb
#* Heizstableistung
#* Boilertemperatur
# Mailversand an Solarspeicherbesitzer bei Error
# Berechnung der eingesparten CO<sub>2</sub> Menge
# Wetterbericht für den aktuellen und die nächsten zwei Tage
# Berechnung der eingespeisten und verbrauchten Energie (Erzeugung, Verbrauch) für den aktuellen und die letzten zwei Tage
# Ansteuerung der Funksteckdose (wahlweise manuelle Bedienung, automatische Anschaltung bis Tagesende bei Stromüberschuss, automatische Anschaltung nur explizit bei Stromüberschuss

Node-Red ist über einen beliebigen Browser über das Wlannetz, in dem auch das Raspberry registriert ist, über folgenden Link (IP des verwendeten Raspberry = 192.168.1.2) erreichbar:<br>
http://192.168.1.2:1880/<br>
Wie im folgenden Abschnitt beschrieben, sollte die Programmierumgebung über ein Passwort vor unberechtigtem Zugriff geschützt sein.
Das sogenannten Dashboard oder „UI – User Interface“ ist die optisch ansprechende Schnittstelle für den Nutzer, um die erfassten Datenströme zu visualisieren. Über verschiedene Zeiger, Balken, Schalter und Ausgaben ist es möglich sich eine professionelle Oberfläche zu gestalten.
Der in diesem Projekt verwendete Flow besitzt die in folgender Abbildung dargestellte Oberfläche.
<gallery widths="1039" heights="437" perrow="2>
File:Abbildung_20.22_User_Interface_(Weboderfläche_von_Node_Red).svg| User Interface (Weboderfläche von Node Red)
</gallery>
Das User Interface ist über folgenden Link zu erreichen<br>
http://192.168.1.2:1880/ui/#/0<br>
Im UI gibt es folgende Rubriken:<br>

# '''Wlan-Steckdose'''<br>Es kann über das Dropdownmenü zwischen drei verschiedenen Betriebsarten unterschieden werden:
#* '''Manuell''': Manuelles Einschalten der Wlan gesteuerten Steckdose über den Schalter „switch“ im Dashboard
#* '''Takten''': Die Steckdose wird automatisch angeschaltet (Verbraucher hinzugeschalten) zur Stromüberschussverwertung, so lange der Akkumulator voll ist. Fällt die Akkumulatorladung aus der Erhaltungsladung (Float) in die Ladung (Bulk) schält die Steckdose wieder aus.
#* '''Anbleiben''': Die Steckdose wird automatisch angeschaltet (Verbraucher hinzugeschalten) zur Stromüberschussverwertung. Auch wenn der Solarertrag nachlassen und der Akkumulator dadurch entladen werden sollte, bleibt die Steckdose bis 17 Uhr angeschalten. Die Uhrzeit ist im Quellcode natürlich variabel.
# '''Akku'''
#* Anzeige SOC (State of Charge) Akkumulator
#* Anzeige Akkumulatorspannung
#* Anzeige Lade- und Entladestrom (Positiv und Negativ)
# '''Wechselrichter'''
#* Anzeige aktuelle Wechselrichterleistung
#* Anzeige letzter 20 min Wechselrichterleistung
#* Anzeige Modbusleistung
# '''Boiler'''
#* Anzeige Heizstableistung
#* Anzeige Boilertemperatur
# '''Fehlermeldungen'''
#* Ausgabe Fehlermeldungen Arduino
#* Ausgabe Fehlermeldungen BMS
#* Akku Balancing
#* Anzeige welche Zelle aktuelle gebalanct wird. Das Zellbalancing findet nur im geladenen Zustand des Akkumulator statt.
# '''Allgemein'''
#* Anzeige der seit Inbetriebnahme der Anlage eingesparte Co2 Menge
#* Schaltschranktemperatur
# '''Allgemein gestern / Allgemein heute'''
# Darstellung der wichtigsten Tagesdaten des laufenden und des vorhergehenden Tages wie:
#* Erzeugung WR in [kWh]
#* Erzeugung Laderegler (LR) [kWh]
#* Eingesparte Stromkosten [€]
#* Solare Deckung [%]
#* CO<sub>2</sub> Einsparung [kg]
#* Gesamtstromverbrauch [kWh]
# '''Wettervorhersage morgen, übermorgen, überübermorgen'''
#* Anzeige einer Kurzwettervorhersage zur Einschätzung des Solarertrags der kommenden Tage

Der Flow befindet sich noch im Entwicklungsstadium, eine Zwischenstand steht hier zum Download bereit [[:File:Nodered Flow.zip]].

=====Installation von Node-Red=====
Die folgende Installationsanleitung erfolgt in Anlehnung an das Youtube-Video „Node-Red Tutorial Part 1 Installation Haus Automatisierung“.<ref name="youtube2">[https://www.youtube.com/watch?v=ktGprvHi5jU auf youtube.com]</ref>
In der Regel ist auf dem Image der Linuxinstallation Raspian Strech Node-Red schon installiert, aber nicht in vollem Funtkionsumfang wie es hier benötigt wird. Deshalb muss zunächst ein Update der vorhandenen Programmpakete durchgeführt werden mit:
<syntaxhighlight lang="bash">
update-nodejs-and-nodered
</syntaxhighlight>
Es erfolgt die Abfrage “Are you really sure to do this?”
Mit „Yes“ bestätigen.
Die Installation kann bis zu 20min dauern. Im Anschluss wird die installierte Version angezeigt und mittels Häckchen der Erfolg der Installation einzelner Komponenten angezeigt.
<gallery widths="726" heights="269" perrow="2>
File:Abbildung_21_Installationsübersicht_Node-Red.svg| Installationsübersicht Node-Red
</gallery>
Um die Node-Red Oberfläche vor ungewolltem Zugriff zu schützen, wird nun noch der sogenannte "Node-Red-admin" installiert. Dies erfolgt global und nicht im Node-Red Verzeichnis:
<syntaxhighlight lang="bash">
sudo npm install -g node-red-admin
</syntaxhighlight>
Um nun ein sicheres Passwort zu generieren wird folgender Befehl eingeben:
<syntaxhighlight lang="bash">
node-red-admin hash-pw
</syntaxhighlight>
Nun wird ein beliebiges Passwort eingeben, das „gehasht“ werden soll. Den nun angezeigten Hash kopieren und wie folgt beschrieben in der „config“ eintragen.<br>
Folgende Datei öffnen:<br>
<syntaxhighlight lang="bash">
vi ~/.node-red/settings.js
</syntaxhighlight>
Folgende Zeilen einkommentieren und den generierten Hashcode unter „password“ einfügen, sowie einen "username" vergeben.

<gallery widths="731" heights="187" perrow="2>
File:Abbildung_22_Hashcode_und_Passworteingabe_für_Node_Red.svg| Hashcode und Passworteingabe für Node Red
</gallery>
Datei speichern mit folgendem Befehl
<syntaxhighlight lang="text">
:wq
</syntaxhighlight>
Nun muss noch der automatische Node Red Start bei Systemstart eingestellt werden mit:
<syntaxhighlight lang="bash">
sudo systemctl enable nodered.service
</syntaxhighlight>
Ein Restart des Programms nach Installation durchführen:
<syntaxhighlight lang="bash">
sudo service restart
</syntaxhighlight>
Ein Zugriff auf die Programmieroberfläche erfolgt über einen beliebigen Browser in der Eingabezeile über die IP des Raspberry Pi's (z.B. 192.168.1.2:1880).
Um auf die Nutzeroberfläche zur professionellen Darstellung von Flowergebnissen (Dashboard) von Node-Red zu gelangen, wird dieses nun wie folgt installiert:
Auf der Programmieroberfläche unter dem „Burgermenü“ rechts oben auf „Manage palette“ klicken, dann auf „install“ und in die Suche „dashboard“ eingeben. „Node-red-dashboard installieren“ klicken.
Der Zugriff auf das Dashboard erfolgt über die IP des Raspberry Pi's (z.B. 192.168.1.2/ui).

=====Installation von MQTT bzw. des MQTT Brokers=====
Anleitung in Anlehnung an folgende Tutorials <ref>[https://www.open-homeautomation.com/de/2016/06/09/install-an-mqtt-broker-on-your-raspberry-pi/ install-an-mqtt-broker-on-your-raspberry-pi],auf open-homeautomation.com.</ref><ref>[https://randomnerdtutorials.com/how-to-install-mosquitto-broker-on-raspberry-pi/ how-to-install-mosquitto-broker-on-raspberry-pi],auf randomnerdtutorials.com.</ref><br>
Zuerst muss das “Repository” mit folgenden zwei Befehlen hinzugefügt werden:
<syntaxhighlight lang="bash">
wget http://repo.mosquitto.org/debian/mosquitto-repo.gpg.key
sudo apt-key add mosquito-repo.gpg.key
</syntaxhighlight>
Nun das Verzeichnis wechseln:
<syntaxhighlight lang="bash">
cd /etc/apt/sources.list.d/
</syntaxhighlight>
Die Pakete updaten:
<syntaxhighlight lang="bash">
sudo apt-get update
</syntaxhighlight>
Nun wird die „mosquitto stretch list“ für verschiedene Pakete hinzugefügt:
<syntaxhighlight lang="bash">
sudo apt-get install mosquitto mosquitto-clients python-mosquitto
</syntaxhighlight>
Tritt folgende Fehlermeldung auf, folgenden Workaround durchführen:<br>
<syntaxhighlight lang="bash">
# Fehlermeldung: „Konnte nicht alle Pakete installieren, folgende Pakete haben unerfüllte Abhängigkeiten: mosquitto: Hängt ab von libwebsockets3 (>=1.2)ist aber nicht installierbar“
</syntaxhighlight>
1. Zurück aus dem Verzeichnis /etc/apt/sources.list.d ins Grundverzeichnis wechseln über: cd<br>
2. Manuelle Installation des fehlenden Paketes mit folgenden zwei Befehlen:<br>
<syntaxhighlight lang="bash">
wget http://ftp.nz.debian.org/debian/pool/main/libw/libwebsockets/libwebsockets3_1.2.2-1_armhf.deb
sudo dpkg -I libwebsockets3_1.2.2-1_armhf.deb
</syntaxhighlight>
3. Erneuter Installationsversuch von mosquitto durchführen:
<syntaxhighlight lang="bash">
sudo apt-get install mosquito mosquito-clients
</syntaxhighlight>
4. Starten des MQTT Broker
<syntaxhighlight lang="bash">
sudo service mosquito start
</syntaxhighlight>
In der Programmieroberfläche von Node-red kann nun der Node „mqtt“ auf die Oberfläche gezogen werden (vgl. hierzu auch Kapitel Funksteckdose). Ist das Node angeklickt, so erscheint wie in folgender Abbildung dargestellt, das folgende Fenster. Dort unter Server und Topic abgebildete Inhalte eintragen.
Ein Klick auf den Stift hinter dem Eingabefeld Server führt zu dem abgebildeten Eingabefenster:
Auch hier den Servernamen „localhost“ eintragen. Unter dem Register„Security“ müssen nun nochmals die oben erwähnten Anmeldedaten eingegeben werden. Abschluss der Einstellungen mit der Schaltfläche „Update“. Für weiterreichende Infos zur Ansteuerung einer Funksteckdose über das MQTT Protokoll siehe Abschnitt „Funksteckdose“.
<gallery widths="736" heights="201" perrow="2>
File:Abbildung_23_Bearbeitung_MQTT_Node.svg| Bearbeitung MQTT Node
</gallery>

=====Funksteckdose=====
Im vorliegenden Projekt wird die Wlan Steckdose Sonoff Tasmota S 20 Smart verwendet und über NodeRed auf dem Raspberry angesteuert. Diese Steckdose kommuniziert über das MQTT Protokoll mit dem Raspberry, das im Internet der Dinge weite Verbreitung gefunden hat. Vor Verwendung der Steckdose für die eigenen Zwecke muss die Firmware auf dem integrierten Chip ESP 8266 neu geflasht werden.
Neuerdings ist es auch möglich einen Steckdosen-Schalter mit Tasmota auch fertig geflasht zu kaufen z.B. unter:
<ref>[https://www.delock.de/produkte/H/11826/merkmale.html/ Steckdosen-Schalter mit Tasmota fertig geflasht],auf www.delock.de.</ref><br>

Die theoretischen Grundlagen zur Wlan Steckdose sind unter folgenden Links zu finden:

*Generelle Beschreibung der Sonoff Tasmota S20 Funksteckdose<ref>[http://sonoff.itead.cc/en/products/residential/s20-socket Generelle Bechreibung der Sonoff S20],auf www.itead.cc.</ref>

Unter Youtube sind folgende Tutorials zu empfehlen:<br>

1. Sonoff Teil 4 - FHEM-Integration haus-automatisierung
<ref>[https://www.youtube.com/watch?v=BzeSkapYDrU FHEM-Integration haus-automatisierung],auf www.youtube.com.</ref><br>
2. Sonoff Teil 17 - Die verfügbaren Befehle und die Konsole
<ref>[https://www.youtube.com/watch?v=anCUWB-Ere8 Die verfügbaren Befehle und die Konsole],auf www.youtube.com.</ref><br>

Weitere Infos zur Sonoff-Tasmota Steckdose sind unter Github zu finden:<ref>[https://github.com/arendst/Sonoff-Tasmota/wiki/Commands Infos zur Sonoff-Tasmota Steckdose],auf www.github.com.</ref>, <ref>[https://github.com/arendst/Sonoff-Tasmota/wiki/MQTT-Overview Infos zur Sonoff-Tasmota Steckdose],auf www.github.com.</ref>

Weitere Infos zum MQTT Protokoll sind unter folgenden Links zu finden:<br>

1. Beschreibung des MQTT (Message Queue Telemetry Transport) Protokolls:
<ref>[https://de.wikipedia.org/wiki/MQTT Beschreibung des MQTT (Message Queue Telemetry Transport) Protokolls],auf www.wikipedia.org.</ref>
<ref>[https://www.heise.de/developer/artikel/Kommunikation-ueber-MQTT-3238975.html Beschreibung des MQTT (Message Queue Telemetry Transport) Protokolls],auf www.wikipedia.org.</ref><br>
2. Funkkommunikation zwischen Raspberry Pi’s mittels MQTT Broker/Client:
<ref>[https://tutorials-raspberrypi.de/datenaustausch-raspberry-pi-mqtt-broker-client/ Funkkommunikation zwischen Raspberry Pi’s mittels MQTT Broker/Client],auf www.tutorials-raspberrypi.de.</ref>

Um die Steckdose über das Raspberry selbst ansteuern zu können, muss die Firmware des IC’s ESP8266 geflasht werden. Eine Beschreibung und ein Wiki sind hierzu unter folgenden Links zu finden:
<ref>[https://github.com/arendst/Sonoff-Tasmota Flashen der Firmware auf ESP8266],auf www.github.com.</ref>
<ref>[https://github.com/arendst/Sonoff-Tasmota/wiki Flashen der Firmware auf ESP8266],auf www.github.com.</ref><br>

Das unter folgendem Link vorhandene Tutorial erklärt den Hardwareanschluss des IC’s ESP8266 zu flashen:
<ref>[https://github.com/arendst/Sonoff-Tasmota/wiki/sonoff-s20 Hardwareanschluss zum Flashen der Firmware auf ESP8266],auf www.github.com.</ref><br>

Folgendes Tutorial beschreibt den Software-flash mit dem Esp-Tool:<ref>[https://github.com/arendst/Sonoff-Tasmota/wiki/Esptool Beschreibung Software-flash mit dem Esp-Tool],auf www.github.com.</ref>

Voraussetzungen zum Flashen der Software der Sonoff Tasmota Funksteckdose sind:
#Youtube-Video: „NodeRed Tutorial Part 1 Installation Haus Automatisierung“<ref name="youtube2" />
#Installation von Node-Red und dem Node-Red Dashboard auf dem Raspberry (siehe Abschnitt Einrichtung Node-Red )
#NodeRed/UI vor fremden Zugriff schützen (siehe Abschnitt Einrichtung Node-Red )
#MQTT Client installieren durch Hinzufügen des mosquitto repository (siehe Abschnitt Einrichtung Node-Red )
#Wlan Steckdose einstecken
#Installation eines MQTT-Brokers auf dem Raspberry Pi (siehe Abschnitt Einrichtung Node-Red )

Sind alle oben genannten Voraussetzungen erfüllt, so ist die Weboberfläche der Steckdose über deren IP zugänglich. Um die richtige IP herauszufinden ist es ratsam diese nach Einstecken der WLAN Steckdose in den Routereinstellungen auszulesen.
======Weboderfläche der Wlan Steckdose======
<gallery widths="369" heights="256" perrow="2>
File:Abbildung_24_Weboderfläche_der_Wlan_Steckdose_mit_der_IP_192.168.1.5.svg| Weboderfläche der Wlan Steckdose mit der IP 192.168.1.5
</gallery>
In der Weboberfläche der Wlan-Steckdose gibt es unter "Main Menu" --> "Konsole" die Möglichkeit direkt Befehle an die Steckdose zu senden:
Hier können alle Befehle aufgelistet in <ref>[https://github.com/arendst/Sonoff-Tasmota/wiki/Commands Sonoff-Tasmota Commands],auf www.github.com.</ref> direkt an die Steckdose gesendet werden und die Antwort direkt beobachtet werden. Z.B. „Power on“ –> Steckdose an; „Power off“ --> Steckdose aus.
Der Pfad unter dem die Steckdose später über das MQTT Protokoll vom Raspberry aus erreichbar sein wird, kann selbst gewählt werden und ergibt sich aus der Hierarchiestruktur, die im eigenen Smarthome erwünscht ist. Hier im Beispiel soll die Steckdose die Schreibtischlampe an- und ausschalten. Die Steckdose ist erreichbar unter /SmartHome/Buero/Schreibtischlampe.
Dabei bezeichnet man die Hierarchiestufe „Schreibtischlampe“ als „Topic“ und /cmd /stat /tele als „Prefix“.
Siehe hierzu auch folgende Abbildung.
<gallery widths="738" heights="222" perrow="2>
File:Abbildung_25_Hierarchiestruktur_MQTT_Protokoll_und_definition_des_Prefix_cmd,_stat_und_tele.svg| Hierarchiestruktur MQTT Protokoll und definition des Prefix cmd, stat und tele
</gallery>
Je nachdem ob ein Befehl gesendet oder ein Response an der Steckdose ankommt, ist dann der Pfad entsprechend abgeändert zu …/tele oder …/stat oder …/cmd<br>

Bsp.: In unserem Beispiel heißt das Topic „Schreibtischlampe“. Für die Konfiguration der Funksteckdose also im Feld „Topic“ „Schreibtischlampe“ eintragen.
Der Pfad „full topic“ soll heißen: <br>
/SmartHome/Buero/%topic%/%prefix%<br>
Also folgende Einstellungen im Webinterface der Steckdose vornehmen:
<gallery widths="207" heights="405" perrow="2>
File:Abbildung_26_Konfiguration_der_Wlan_Steckdose_über_das_Webinterface.svg| Konfiguration der Wlan Steckdose über das Webinterface
</gallery>
Passend zu den Einstellungen in der Wlan Steckdose sind nun auch in Node Red einige Einstellungen vorzunehmen:

1. Zuerst Folgenden Flow mit zwei MQTT Nodes und einem Schalter (switch) aufbauen, der in diesem Beispiel den Namen Schreibtischlampe erhält. Das Dashboard ist erreichbar über die jeweilige IP es Raspberry Pi's 192.168.1.2:1880/
<gallery widths="729" heights="152" perrow="2>
File:Abbildung_27_Flow_für_Wlan_Steckdose_gesteuert_über_MQTT_Protokoll.svg| Flow für Wlan Steckdose gesteuert über MQTT Protokoll
</gallery>
2. Im MQTT IN Node sowie im MQTT OUT Node folgende Einstellungen vornehmen:
<gallery widths="730" heights="434" perrow="2>
File:Abbildung_28_Einstellungen_MQTT_Node_IN_und_OUT.svg| Einstellungen MQTT Node IN und OUT
</gallery>
3. Mit „Done“ und „deploy“ Eingaben bestätigen. Nun sollte die Funksteckdose beim Schalten des „Switch“ Nodes hörbar klacken und sich dabei an- und aus schalten.

====Temperatursensoren====
Die Temperaturmessung im Schaltschrank sowie am thermischen Speicher erfolgt mittels LM35 Temperatursensoren (Precision Centigrade Temperature Sensors). Diese analogen Sensoren sitzen im TO-92 Gehäuse, haben eine Temperaturgenauigkeit von +-0,5°C (±¼°C at room temperature and ±¾°C over a full −55°C to 150°C temperature range) und sind für einen Temperaturbereich von -55°C bis 150°C ausgelegt. Der LM 35 ist bei der Herstellung kalibriert in Grad Celsius. Die Ausgangsspannung ist direkt linear zur Temperatur ( Linear 10 mV/°C). In folgender Abbildung ist die Anschlusssituation aus dem Datenblatt erkennbar.
<gallery widths="207" heights="245" perrow="2>
File:Abbildung_29_Anschlusssituation_Temperatursensor_LM_35.svg| Anschlusssituation Temperatursensor LM 35
</gallery>
Der Temperatursensor wird mit +5V versorgt und kann direkt an einen digitalen Eingang des Arduino angeschlossen werden.
Der LM35 in Form im TO-92 Gehäuse wird folgendermaßen fertig konfektioniert:
*An die drei Beinchen Verlängerungskabel ansetzen und mit Schrumpfschlauch gegen Kurzschluss sichern
*Den Temperaturfühler mit Anschlusskabel in eine leere Temperaturfühlerhülse (Durchmesser 6mm) schieben
*Ggf. mit Isolierband/wasserdichtem Isolierband oder Silikon abdichten
*Leitungsenden mit Kabelschuhen ausstatten

====Heizstabregelmodul====
Zur Überschussstromverwertung (bei Nichteinspeisung ins Netz) wird ein Heizstab integriert in den Hauswarmwasserspeicher installiert. Dieser Heizstab kann bei Bedarf modulierend bis zu 30A Überschussstrom in Wärme umsetzen. Das Regelmodul (DC 10-50V Drehzahlsteller Motor Regler Controller 60A PWM 12V 24V 48V 3000WTE573) wird verwendet, um den Heizstab per Pulsweitenmodulation (PWM) in seiner Leistung zu regeln. So wird es möglich zu jedem Zeitpunkt genau den Strom in Wärme zu verwandeln, der nicht zur Ladung des Akkumulators oder zur Deckung des Stromverbrauches im Haushaltes verwendet wird.
Die Ansteuerung des Motorreglers, der in der Nähe des Heizstabes sitzen sollte, erfolgt wiederum über einen geglätteten 0-5V Pegel (R-C Glied auf der Arduinoplatine) gesteuert über einen Analogausgang des Arduino.

Der Motorregler besitz folgende technischen Daten:

{| class="wikitable"
|-
! Überschrift !! Überschrift
|-
| Frequenz || 15000 Hz
|-
| Nennstrom || 60 A (Maximale Leistung)
|-
| Spannungsversorgung || 10 - 50V DC
|-
| Steuermotorleistung || 0,01 - 3000 W
|-
| 12 V, 24 V, 36 V, 50 V || 720 W (max), 1440 W (max), 2160 W (max), 3000 W (max)
|-
| Bereitschaftsstrom || 0,04 A
|-
| Regelbereich || 5 - 100%
|-
| PCB Größe || 22 x 87 x 32mm
|-
|}

Über ein Relais wird der Motorregler an und ausgeschalten, um in Zeiten mit wenig Überschussstrom (Winterperiode) oder bei Gefahr des Überhitzens des Wasserspeichers den Heizstab komplett deaktivieren zu können.
Um ein Überhitzen des Wasserspeichers zu vermeiden, wird die Wassertemperatur über einen Temperatursensors (LM 35 siehe Abschnitt „Temperatursensoren“) überwacht und ggf. der Heizstab deaktiviert oder gedrosselt.
Das Heizstabregelmodul und alle weiteren Anschlüsse für Heizstab und Temperatursensoren sind in ein Gehäuse eingepasst, das zusammen mit dem Relais auf eine Hutschiene montiert wird.
<gallery widths="467" heights="146" perrow="2>
File:Abbildung_30_Heizstabmodul.png| Heizstabplatine
</gallery>
Verdrahtung und Anschluss siehe Verdrahtungsplan im Abschnitt "Aufbau des Systems".
Zum Anschluss des Heizstabregelmoduls ist somit eine zweiadrige 6mm^2 Leitung vom Schaltschrank sowie eine geschirmte Daten- und Steuerleitung 2x2 Adern (z.B. LIYCY TP 2X2X0,5) notwendig.<br>
Weiterentwicklung:<br>

Es zeigt sich, dass die Qualität der verwendeten PWM Platine nicht den Erwartungen entspricht. Zum wiederholten Male brennen Mosfets schon bei 50% (ca. 30A) der vom Hersteller angegebenen maximalen Last (60A) durch.
Zur Lösung dieses Problems ist es angedacht, eine eigene PWM Platine aus drei Hochleistungsmosfets mit Kühlkörper und einem eigenen Mosfettreiber zu konstruieren. Die Absicherung der Mosfets vor Überlastung und Kurzschluss erfolgt mithilfe eines High Side Switch mit Kühlkörper.
Ein erster Prototyp besteht bereits, muss aber an Tagen mit viel Sonne noch getestet werden. Weitere Konstruktionsdetails folgen in Kürze an dieser Stelle.

====Absicherungskonzept====
Das System verfügt über mehrere Sicherungsautomaten bzw. Schmelzsicherungen. Wie auch im Verdrahtungsplan im Abschnitt "Aufbau des Systems" zu erkennen ist, wird der Akkumulator im Pluspolkabel mit einer 32A Neozyd Schmelzsicherung abgesichert. Ein Sicherungsautomat erwies sich als ungeeignet, da Rückkopplungen zwischen BMS und Sicherungsautomat ungewohnten Geräusche verursachten. Der Pluspol zur Heizstabplatine ist ebenfalls mit einer 32A Neozyd Schmelzsicherung ausgestattet. Weiterhin sind die PV Module über 16A Sicherungsautomaten abgesichert. AC seitig ist der Solar-Schaltschrank im Haushaltsschrank mit einem 16A Sicherungsautomat abgesichert. Weiterhin verfügen die Laderegler jeweils über eine 20A (Auto-)Schmelzsicherung. Bei Schaltschrankwartungen ist dafür zu sorgen, dass dieser über die Sicherungen sowohl AC als auch DC seitig spannungslos geschalten wird.
Reihenfolge für Abschaltung der Anlage (Einschaltung erfolgt in umgekehrter Reihenfolge):
#Heizstabsicherung abschalten
#PV Module abschalten
#BMS ausschalten
#Raspberry ausschalten
#Akkumulatorsicherung ausschrauben
#AC seitige Sicherung im Haushaltschaltschrank abschalten

====Modbuszähler====
Zur phasen- und richtungsweis korrekten Erfassung des Hausverbrauchs der Phasen L1 bis L3 sowie der Solareinspeisung ins Hausnetz werden Hutschienenmodbuszähler eingesetzt, die per Modbusprotokoll über ein CAT5 Kabel mit dem Arduino kommunizieren. Die erfassten Werte werden für die Regelstrategie des Wechselrichters benötigt. Es ist angedacht bei Systemen mit modernen digitalen Stromzählern mit IR-Schnittstelle und geeigneter Auflösung den Solar- und Hausverbrauch direkt über die IR-Schnittstelle auszulesen und dem Arduino zu übermitteln.

=====Zweirichtungszähler für Hausverbrauch=====
Zur Erfassung des Hausverbrauches kommt folgender Zweirichtungszähler zum Einsatz:
{| class="wikitable"
|-
! Überschrift !! Überschrift
|-
| Modell || Drehstromzähler für Hutschiene
|-
| Fabrikat || DVH4013
|-
| Herstellerbezeichnung || 4-Leiter Direktanschlußzähler für Wirkenergie
|-
| Klasse || B
|-
| Spezifikation || 3 x 230 / 400 V, 5 / 65 A
|-
| Messwerke || +A, -A
|-
| Tarife || 4
|-
| Sonstiges || mit LCD-Display 7-stellig, mit MID-Konformitätszertifizierung
|}

<gallery widths="479" heights="258" perrow="2>
File:Abbildung_31_Modbuszähler_3_Phasen_Zähler.svg| Modbuszähler 3 Phasen Zähler
</gallery>
Der Einbau erfolgt durch eine autorisierte Elektrofachkraft in den Hausschaltschrank des jeweiligen Objektes direkt nach dem verplombten Eingangszähler des Netzbetreibers.

'''Anschluss Modbuskommunikation'''

Der Anschluss der Modbuskommunikation erfolgt an Klemme 22 auf die grün-weiße Ader eines CAT5 Kabels und an Klemme 23 auf die grüne Ader des CAT 5 Kabels.

=====Zähler für Solareinspeisung=====
Die Solareinspeisung des einphaisgen Miniwechselrichters AE Conversion serfolgt über einen 16A Sicherungsautomat auf eine beliebige Phase im Hausschaltschrank. Folgender Einphaseneinrichtungszähler kommt zum Einsatz:
{| class="wikitable"
|-
! Überschrift !! Überschrift
|-
| Modell || Einphasen-Stromzähler für Hutschiene
|-
| Fabrikat || SDM120 Modbus
|-
| Spezifikation || 5(45)A 230V
|-
| Sonstiges || RS485 Modbus and pulse output,
|}

<gallery widths="207" heights="245" perrow="2>
File:Abbildung_32_Modbuszähler_Solar_1_Phasen_Zähler.svg| Modbuszähler Solar 1 Phasen Zähler
</gallery>
Der Einbau erfolgt durch eine autorisierte Elektrofachkraft in den Hausschaltschrank des jeweiligen Objektes noch vor dem Sicherungsautomaten des Wechselrichters.

'''Anschluss Modbuskommunikation'''

Der Anschluss der Modbuskommunikation erfolgt an Klemme 9 auf die grün-weiße Ader eines CAT5 Kabels und an Klemme 10 auf die grüne Ader des CAT 5 Kabels.
Beide Modbuszähler werden in Reihe miteinander verbunden. Hierzu dient bisher ein CAT 5 Adapter mit Minischraubklemmen, der in einem Gehäuse auf der Hutschiene befestigt werden kann.
<gallery widths="320" heights="125" perrow="2>
File:Abbildung_33_CAT_5_Adapter.svg| CAT 5 Adapter mit Minischraubklemmen
</gallery>

====Batteriemanagementsystems (BMS) Libre Solar====
Eine ausführliche Anleitung zum Bau und zum Verständis des Batteriemanagementsystems (BMS) für den Akkumulator ist unter folgendem Link zu finden [[24-48V_BMS]].

===Aufbau des Systems===
Ziel des Systemaufbaus ist es so einfach und kompakt wie möglich alle Systemkomponenten des Solarspeichers in einem Standardschaltschrank unterzubringen. Die Befestigung mithilfe des Hutschienensystems auf einer geerdeten Grundplatte bietet sich an. Die Kabelführung erfolgt in ausbrechbaren Verdrahtungskanälen, die Stromverteilung erfolgt mithilfe von Wagoklemmen.
Mess- und Steuerleitungen sollten im Besten Falle getrennt von den leistungsführenden Leitungen z.B. in zweikammerigen Verdrahtungskanälen verlegt werden. Ziel ist es alle Mess- und Steuerleitungen mit eindeutigen Steckern zu versehen, sodass schnell die passenden Buchsen auf den jeweiligen Platinen gefunden werden können.
Die Pulsweitenmodulation (PWM) des Heizstabregelmoduls erzeugt ein elektromagnetisches Störfeld welches die Temperaturmessung am Trinkwarmwasserspeicher (sofern die Messleitung des Temperatursensors in der Nähe der Heizstabversorgungsleitungen liegt) stört. Aufgrund dessen ist das Heizstabregelmodul extern in der Nähe des Trinkwarmwasserspeichers angebracht. Das Anschlusskabel zum Heizstab ist somit kurz und es treten keine elektromagnetischen Störungen entlang des Verbindungskabels Solarschaltschrank --> Haushaltsschaltschrank auf.
Aufgrund der Notwendigkeit der dreiphasigen Strommessung am Hauseingangszähler sitzt der dreiphasige Modbuszähler extern im Hausschaltschrank und ist mit einem CAT5 Kabel mit dem Solarspeicher verbunden. Die Modbusmessung der Solareinspeisung erfolgt im vorliegenden Projekt ebenfalls im Hauschaltschrank, kann aber genauso direkt im Schaltschrank des Solarspeichers gemessen werden.
Die Reihenschaltung der Solarmodule erfolgt im vorliegenden Projekt mithilfe von gebrückten Wago-Doppelreihenklemmen. Um Kabelmeter und Leitungsverluste zu vermeiden ist zu empfehlen die Verschaltung der Module mittels PV Stecker direkt auf dem Dach herzustellen. Somit erreichen nur noch 2 x 6mm^2 Ölflexkabel den Schaltschrank.
Es ist zu empfehlen den Schaltschrank so zu dimensionieren, dass der Lithium-Akkumulator ebenfalls im unteren Teil des Schaltschrankes Platz findet. Im vorliegenden Projekt dienten zuerst große geschlossene Bleiakkumulatoren als Energiespeicher, die außerhalb und direkt hinter dem Schaltschrank zur Aufstellung kamen. Nach Ersatz der Bleiakkumulatoren durch einen LiFePo4 Akkumulator kam mangels Platz im Schaltschrank auch dieser außerhalb zur Aufstellung.
Da die Wechselrichter für die Montage unter dem Solarmodul auf dem Dach gedacht sind, gibt es an deren Gehäuse nur zwei stark exzentrische Laschen zur Befestigung. Im vorliegenden Projekt werden die Wechselrichter mithilfe zweier Gewindestangen, Muttern und großen Unterlegscheiben flach übereinander befestigt. Es besteht alternativ auch die Möglichkeit mithilfe von Winkeln den Wechselrichter um 90° gedreht im Schaltschrank unterzubringen.
<gallery widths="486" heights="287" perrow="2>
File:Abbildung_34_Wechselrichteranordnung_im_Schaltschrank.svg| Wechselrichteranordnung im Schaltschrank
</gallery><br>
Interne Systemkomponenten
*Wechselrichter
*Laderegler
*BMS
*Lüfter
*Raspberry
*Arduinoplatine, Mosfetplatine
*Stromversorgung
*Sicherungsautomaten
*Wagoverteiler
*Temperatursensor Schaltschrank
Externe Systemkomponenten<br>
*Modbuszähler
*Zähler Solareinspeisung
*PV Module
*Heizstabregelmodul
*Temperatursensor Trinkwasserspeicher
*Akkumulator
====Schaltschrank====
Im vorliegenden Projekt ist folgender Schaltschrak im Einsatz:
*Schaltschrank (H / B / T) 600mm x 600mm x 300mm IP65 für ca. 100€
*Kabeleinführung: oben
*Türanschlag: rechts
====Materialliste====
Eine ausführliche Materialliste inklusive Preise stehen für das vorliegende Projekt in der Exceltabelle „PV_Berechnung_Energiespeicher“ (siehe Kapitel "Berechnung, Simulation, Auslegung, Kostenberechnung, Optimierung" in dieser Doku) im Registerblatt „Kostenberechnung 2.Prototyp LiFePo“ zur Verfügung.

====Verdrahtungsplan====
Unter folgendem Link ist der Schaltplan des Solarspeichers entweder als .pdf oder als einzelne .svg Dateien abrufbar .
*[[:File:Schaltplan Schaltschrank gesamt.pdf]]
*[[:File:svg Dateien.zip]]

====Systemwirkungsgrad====
Um die Gesamteffizienz des Solarspeichersystems zu untersuchen sind im Folgenden vier Beispieltage ausgewählt und die erzeugten und umgesetzten Energiemengen dargestellt. Die Graphiken der jeweiligen Tagesverläufe sind unter folgenden Links abrufbar:<br>

*20.07.2019: Erzeugungs- und Verbrauchsprofil [[:File:Abbildung 34.2 20.07.2019- Erzeugungs- und Verbrauchsprofil.pdf]]
WR Leistung (hellgrün), Solarerzeugung (orange), Regelgröße Heizstab (rot), State of Charge (SOC) (grün), Boilertemperatur (blau) <br>

*23.07.2019: Erzeugungs- und Verbrauchsprofil [[:File:Abbildung 34.3 23.07.2019- Erzeugungs- und Verbrauchsprofil.pdf]]
Erzeugungs- und Verbrauchsprofil : WR Leistung (hellgrün), Solarerzeugung (orange), Regelgröße Heizstab (rot), State of Charge (SOC) (grün), Boilertemperatur (blau)<br>

*24.07.2019: Erzeugungs- und Verbrauchsprofil [[:File:Abbildung 34.4 24.07.2019- Erzeugungs- und Verbrauchsprofil.pdf]]
Erzeugungs- und Verbrauchsprofil : WR Leistung (hellgrün), Solarerzeugung (orange), Regelgröße Heizstab (rot), State of Charge (SOC) (grün), Boilertemperatur (blau)<br>

*22.07.2019: Erzeugungs- und Verbrauchsprofil [[:File:Abbildung 34.5 22.07.2019- Erzeugungs- und Verbrauchsprofil.pdf]]
Erzeugungs- und Verbrauchsprofil : WR Leistung (hellgrün), Solarerzeugung (orange), Regelgröße Heizstab (rot), State of Charge (SOC) (grün), Boilertemperatur (blau) <br>

'''Auswertung Systemgesamteffizienz (Solaranlage mit 1kWp)'''
{| class="wikitable"
|-
! Betrachtungszeitraum !! 20.07.2019: !! 22.07.2019 !! 23.07.2019 !! 24.07.2019
|-
| Systemkonfiguration || 1x WR 350 W, Heizstabbetrieb, WR auf Volleinspeisung sobald Akkumulator annähernd voll || 1x WR 350 W, Heizstabbetrieb, WR auf Volleinspeisung sobald Akkumulator annähernd voll

|| 1x WR 350 W, Heizstabbetrieb, WR auf Volleinspeisung sobald Akkumulator annähernd voll

|| 1x WR 350 W, Heizstabbetrieb, WR auf Volleinspeisung sobald Akkumulator annähernd voll
|-
| '''Energieerzeugung''' || || || ||
|-
| Ladereglererzeugung || 3,81 kWh || 4,03 kWh || 4,13 kWh || 4,1 kWh
|-
| '''Energieverbrauch''' || || || ||
|-
| Temperaturerhöhung Boiler || 882 kJ bzw. 0,25 kWh || 655 kJ bzw. 0,18 kWh || 1961 kJ bzw. 0,54 kWh || 0,34 kWh
|-
| Wechselrichterleistung || 3 kWh || 3,03 kWh || 3,38 kWh || 3,38 kWh
|-
| Ladedifferenz Akku/24h || Morgens SOC 54 %, abends SOC 63 %, 6,3 Ah = 0,18 kWh
|| Morgens SOC 60 %, abends SOC 79 %, 13,3 Ah bzw. 0,38 kWh
|| Morgens SOC 78 %, abends SOC 60 %, 12,6 Ah bzw. 0,36 kWh
|| Morgens SOC 60 %, abends SOC 50 %, 7 Ah bzw. 0,20 kWh

|-
| '''Systemwirkungsgrad''' || || || ||
|-
| Nutzen / Aufwand || = (0,25 + 3) / (3,81 - 0,18) = 89,5 % || =(3,03 + 0,18) / (4,03 - 0,38) = 88 % || =(0,544 + 3,38) / (4,13 + 0,36) = 87,4 % || = (0,34 + 3,382) / (4,1 + 0,2) = 86,5 %
|-
|}

===Berechnung, Simulation, Auslegung, Kostenberechnung, Optimierung===

Das Exceltool stellt folgende Funktionen zur Verfügung:
*Simulation eines Batteriespeichersystems in Anlehnung an das durchgeführte Projekt
*Material und Preisliste der verwendeten Materialien
*Möglichkeit der energetischen und wirtschaftlichen Optimierung eines Solarspeichers
Das Exceltool ist unter folgendem Link downloadbar: [[:File:200104_Berechnung_Simulation_Optimierung_Energiespeicher_Soldorado_Open_Solar_Systems.zip]]
====Beschreibung der einzelnen Registerkarten====
Registerkartenübersicht
*Registerkarte 1 Begriffsdefinitionen
*Registerkarte 2 Anleitung --> Infos zur Benutzung des Exceltools
*Registerkarte 3 Deckblatt --> Eingabe der Eingabedaten und Ausgabe der Ergebnisse
*Registerkarte 4 Optimierung --> Möglichkeit der Optimierung der Speichersystemauslegung
*Registerkarte 5 Berechnung --> Speicherberechnung
*Registerkarte 6 Kostenberechnung 2.Prototyp LiFePo --> Hauptblatt der Kostenberechnung der untersuchten vier Systemtypen
*Registerkarte 7 Ladereglerauslegung --> Auslegung und Dimensionierung verschiedener Systemkombinationen aus PV Modulen und Laderegler
*Registerkarte 8 Kosten BMS Platine --> Unterblatt zur Kostenberechnung
*Registerkarte 9 Kosten Heizstabmodul --> Unterblatt zur Kostenberechnung
*Registerkarte 10 Kosten Systemtyp 4 Minipv --> Unterblatt zur Kostenberechnung
*Registerkarte 11 Kosten Verbindungsmodul Modbus --> Unterblatt zur Kostenberechnung
*Registerkarte 12 Kosten Spannungswandlermodul --> Unterblatt zur Kostenberechnung
*Registerkarte 13 Kosten Arduino- und Mosfetplatine --> Unterblatt zur Kostenberechnung
*Registerkarte 14 solare Einstrahlung --> Wetterdatenbank für solare Einstrahlung in Abhängigkeit der Dachausrichtung
*Registerkarte 15 Lastprofilablage --> Datenbank unterschiedlicher Lastprofile in Abhängigkeit vom Jahresgesamtstromverbrauch des Haushalts
*Registerkarte 16 Hintergrunddaten
*Registerkarte 17 Änderungsmanagement

====Registerkarte 1 „Begriffsdefinitionen“====
*Autarkiegrad [%]
Direkt (bzw. indirekt über Batterie) verbrauchte solar erzeugte Strommenge im Haushalt in Prozent gemessen am jährlichen Stromverbrauch.

Autarkie = direkt (bzw. indirekt über Batterie) verbrauchte solare Strommenge / Stromjahresverbrauch

*Eigenverbrauch bzw. Systemwirkungsgrad [%]
Direkt verbrauchte Strommenge gemessen am jährlichen Verbrauch.

Eigenverbrauch = direkt (bzw. indirekt über Batterie) verbrauchte solare Strommenge / jährliche Erzeugung

*Systemwirkungsgrad
Systemwirkungsgrad in Prozent sagt aus, wieviel der eingestrahlten Energie auf die PV Mdule letzendlich verwendet wurde

====Registerkarte 2 Anleitung====
Infos zur Benutzung des Exceltools.

====Registerkarte 3 Deckblatt====
Hier werden unter den Zeilen „Eingabedaten“ alle relevanten Eckdaten der PV Berechnung eingegeben und unter Ergebnisse alle relevanten Berechnungsergebnisse ausgegeben. Bei der Eingabe ist zu empfehlen die jeweiligen Hinweise in den Eingabezellen zu beachten.
Eingabedaten sind im Einzelnen:
*Modulwirkungsgrad in % z.B. 16%
*Wirksame Modulfläche in m^2 z.B. 1,66m^2
*Modulanzahl
*Dachausrichtung (Auswahlmöglichkeit durch hinterlegten Datensatz für Standort Stuttgart bei 30° Dachneigung: Ost, Süd-Ost, Süd, Süd-West, West)
*Dachneigung: bisher nur 30° möglich
*Systemspannung (zur Berechnung der Batteriekapazität) z.B. 24 oder 48V
*Batteriegröße in Ah zur Berechnung der Batteriekapazität in Wh
*Maximal zugelassene Tiefentladung der Batterie in %: zur Berechnung der effektiv zur Verfügung stehenden Batteriekapazität z.B. 50% bei Bleiakkumulator, 80% bei LiFePo Akkumulator
*Batteriewirkungsgrad z.B. 70% bei BleiAkkumulator, 90% bei LiFePo
*Systemkürzel (definiert für Systemtyp 1 + 2 mögliche Systemkombinationen aus PV Modulen und Ladereglertypen. (Batteriespannung - Modultyp - Anzahl PV Module – Preis) (für Kostenberechnung)
*Anzahl Batteriezellen (für Kostenberechnung) z.B. 2x 12V bei BleiAkkumulator und 24V Systemspannung oder 15x3,2V bei LiFePo Zellen für ein 48V System
*Anzahl Miniwechselrichter (für Kostenberechnung)
*Miniwechselrichtertyp von AE Conversion z.B. 350W oder 500W (für Kostenberechnung)
*Wechselrichterwirkungsgrad z.B. 92%
*Stromkosten in €/kWh (für Kostenberechnung)
*Stromkostensteigerung pro Jahr (für Wirtschaftlichkeitsberechnung) in % (bisher nicht verwendet)
*Stromjahresbedarf der zu versorgenden Wohnung/ des Hauses in kWh (für die Berechnung eines geeigneten Verbrauchsprofils
*Typ Verbrauchsprofil: bisher nur EFH möglich (geplant MFH)
*Primärenergiefaktor Strom nach EnEV (Berechnung der eingesparten Co2 Emissionen)
*Einspeisevergütung Strom in €/kWh zur (für Amortisationsberechnung)
*Systempreis €/kWp (bisher nicht verwendet)
*Wärmekosten €/kWh (für Amortisationsberechnung)
*Staatliche Förderung Speicher/Solaranlage für Wirtschaftlichkeitsberechnung (bisher nicht verwendet)
*Installationslänge Solarschaltschrank zu Haushaltsschaltschrank (für Kostenberechnung)
*Installationslänge Solarmodule zu Haushaltschaltschrank (für Kostenberechnung)
*Installationslänge Solarmodule zu Solarschaltschrank

Die Berechnungsergebnisse werden für vier Systemtypen berechnet, die wie folgt definiert sind:
*'''Systemtyp 1:''' Speichersystem mit Akkumulator, Eigenverbrauch und Heizstab ohne Netzeinspeisung.
*'''Systemtyp 2:''' Speichersystem mit Akkumulator, Eigenverbrauch und Netzeinspeisung
*'''Systemtyp 3:''' konventionelles System mit Eigenverbrauch.<br>
Hinweis zu Systemtyp 3:<br>
Die Kostenberechnung ist hier sehr einfach gehalten und erfolgt anhand des Systempauschalwertes in €/kWp, der im Deckblatt in der Zelle „Systempreis“ definiert wurde (z.B. 1300€/kWP). Um ein „konventionelles System“ energetisch abzubilden, ist die „Summe der effektiven Wechselrichterleistung“ auf für konventionelle Systeme übliche Werte anzuheben indem z.B. die Anzahl der Wechselrichter im Eingabefeld „WR Typ AE Conversion(350W oder 500W)“ angehoben wird.

*'''Systemtyp 4:''' Minipv ohne Speicher, Direkteinspeisung Steckdose. <br>
Hinweis zu Systemtyp 4:<br>
Diese Systemkonfiguration ergibt Sinn für kleinere Systemkombinationen mit z.B. 2-3 Solarmodulen.

'''Allgemeine Hinweise:'''
Für eine nachvollziehbare Systemauslegung und Kostenberechnung wurden für Systemtyp 1 und Systemtyp 2 sogenannte Systemkürzel eingeführt. Diese bestehen aus drei Zahlen getrennt durch Bindestrich (Bsp.: 33V-60-4). Dabei steht die erste Zahl für die Batteriespannung (28,8V, 33V oder 48V), die zweite Zahl für den Modultyp (60 zellige Module oder 72 zellige Module) und die dritte Zahl für die Modulanzahl (3 - 20 Module).
Diese Systemkürzel müssen im Deckblatt in der Zelle „Systemkürzel“ korrekt definiert werden und manuell darauf geachtet werden, dass die zu einem Systemkürzel dazugehörigen Werte in den anderen Eingabezellen wie „Systemspannung“ (28,8V, 33V oder 48V), „Modultyp“ (60-zellig oder 72-zellig) und die „Modulanzahl“ korrekt eingegeben sind.

Folgende Berechnungsergebnisse werden angezeigt:
*effektive Batteriegröße [Wh]
*Anzahl Ladezyklen pro Jahr [-]
*eingestrahlte Solarenergie pro Jahr [kWh/m^2/a]
*zur Verfügung stehende Solarenergie in Bezug auf konkrete Anlage (incl. ηModul und ηWR) [kWh]
*verwendete Solarenergie [kWh]
*vorgegebenes jährliches Lastprofil [kWh]
*Eigenverbrauch (ohne Wärme, nur Strom) [%]
*Batteriespeicherverluste [kWh/a]
*Prozentualer Anteil eingespeister Leistung an max. möglichem [%]
*Autarkiegrad [%]
*Strom an WW Speicher [kWh/a]
*Netzeinspeisung Überschuss [kWh]
*Gewinn durch Einspeisevergütung und selbst verbrauchten Strom [€]
*Aufwand/Kosten ohne MwSt [€]
*Amortisation [a]
*Eingesparte Co2 Menge [t/a]

Hinweis: Ist in der Registerkarte Optimierung das Häkchen Optimierung aktiviert, so sind alle rot eingefärbten Eingabefelder in der Registerkarte Deckblatt inaktiv/nicht aktuell!

====Registerkarte 4 Optimierung====
Diese Registerkarte soll unter Beachtung und mithilfe gezielter Veränderungen verschiedener Randbedingungen bei der Optimierung der Speichersystemauslegung unterstützen und helfen, dass der Nutzer ein energetisch und wirtschaftlich optimales Speichersystem auswählt.
Um die Optimierung für die Systemtypen 1 und 2 anzuschalten muss das Häkchen Optimierung aktiviert sein. Beachte, dass dann in der Registerkarte Deckblatt alle rot eingefärbten Eingabefelder inaktiv/nicht aktualisiert werden.
Die Registerkarte Optimierung bietet die Möglichkeit zwei Optimierungsziele festzulegen und diese in Bezug zueinander in einem 2 D Diagramm darzustellen und auszuwerten in Abhängigkeit von bis zu 5 Stellgrößen.

Optimierungsziele können sein:
*Autarkiegrad [%]
*Eigenverbrauch [%]
*Systemgesamtkosten [€]
*Amortisationszeit [a]

Stellgrößen können sein:
*Modulanzahl [St]
*wirksame Modulfläche [m^2]
*Dachausrichtung
*Dachneigung [°]
*Batteriegröße [Wh]
*Anzahl Wechselrichter [St.]
*Wechselrichtertyp (350W oder 500W)
*Stromkosten [€]
*Stromkostensteigerung pro Jahr [€/a]
*Stromjahresbedarf [kWh/a]
*Typ Verbrauchsprofil
*Einspeisevergütung [€/kWh]
*Wärmekosten [€/kWh]
*staatliche Förderung Speicher/Solaranlage [€]

Mithilfe der Dropdownfelder können die Optimierungsziele sowie die Stellgrößen ausgewählt werden. Die Optimierungsziele berechnen sich selbst neu in Abhängigkeit von den eingegebenen Zahlen unter den Stellgrößen.
Mithilfe des Buttons Zwischenergebnisse einloggen werden die zwei Berechnungsergebnisse für eine Systemkombination in das Diagramm übernommen. Mithilfe des Buttons Zwischenergebnisse löschen werden alle vorhandenen Zwischenergebnisse gelöscht.

Beispiel:<br>
Optimierungsziel 1: x-Achse: Amortisationszeit<br>
Optimierungsziel 2: y-Achse: Autarkiegrad<br>
Stellgröße 1: Batteriegröße. Diese variiert zwischen 20 und 200Ah.

<gallery widths="479" heights="261" perrow="2>
File:Abbildung_35_Systemaulsegung_anhand_des_Exceltools.svg| Systemauslegung anhand des Exceltools
</gallery><br>

Alle anderen Parameter und Randbedingungen zur Definition der Solaranlage müssen unter dem Deckblatt vor der Optimierung eingetragen werden.

====Registerkarte 5 Berechnung====
In dieser Registerkarte erscheinen in den ersten Zeilen 1 bis 37 dieselben Eingabedaten und Berechnungsergebnisse wie auf dem Deckblatt.
In der Zeile 42 bis 8802 befinden sich die stündlichen Berechnungszwischenschritte für ein Jahr.
In den Spalten A bis V sind die Kopfzeilenbeschriftungen zu finden, die die Zwischenergebnisse beschreiben.
Es erfolgt für jede Stunde auf Grundlage des ausgewählten Wetterdatensatzes (Standort, Dachneigung) eine komplette Systemberechnung. Ausgehend von der eingestrahlten Solarenergie wird der Solarertrag abzüglich Umwandlungsverluste durch Wechselrichter und PV Modul berechnet.
Das ausgewählte elektrische Verbrauchsprofil des Haushaltes dient zur Berechnung des Stromeigenverbrauchs (Direktverbrauch Solar), der überschüssigen Ladeenergie für die Batterie, der überschüssigen Energie für den Heizstab und bei der Systembetrachtung mit Einspeisung der überschüssigen Energie zur Netzeinspeisung. Da die angegebene maximale Wechselrichterleistung bei diesem Solarspeichersystem bewusst auf 300W bzw. 500W beschränkt ist, wirkt die maximale Wechselrichterleistung als der begrenzende Faktor bei der Eigenverbrauchsberechnung. Batteriespeicher- und Umwandlungsverluste werden mitberechnet. Der Ladestatus der Batterie oder des thermischen Speichers zu jeder Stunde im Jahr sowie die Anzahl der Ladezyklen der Batterie werden berechnet.
In Zeile 8804 stehen die Jahressummen der Spalten.
Alle Ergebnisse werden zusammengefasst in den ersten Zeilen der Registerkarte Berechnung und in der Registerkarte auf dem Deckblatt.
====Registerkarte 6 Kostenberechnung 2.Prototyp LiFePo====
Um Aussagen über die Amortisationszeit und die Investitionskosten machen zu können, werden in den folgenden Registerblättern die Materialkosten des Speichers aufgeschlüsselt. Die Kostenberechnung erfolgt für die vier untersuchten Systemtypen. Die aufgelisteten Bauteile und deren Preise orientieren sich an den wahren Einkaufspreisen für den Prototypenbau im Jahre 2018/2019. Die Kostenberechnung passt sich dynamisch an das jeweils im Deckblatt ausgewählte System an. Alle Kosten sind skaliert mit hinterlegten Formeln. Deren Beschreibung ist in der Spalte N zu finden.

====Registerkarte 7 Ladereglerauslegung====

Je nach Systemgröße (Anzahl PV Module) werden unterschiedliche Ladereglergrößen verwendet. Um für die Kostenberechnung einen Preis festzusetzen, ist es somit zunächst notwendig die möglichen Modulverschaltungskombinationen festzulegen.
Für kleinere Systeme (bis max. 6 Module) ist eine Kombination mit einem 28,8V Akkumulator (9 Zellen, wie hier im Projekt verwendet) noch möglich. Alle größeren Systeme müssen einen Akkumulator mit höherer Spannung (z.B. 36 V oder 48 V) verwenden.
Die Victron Laderegler werden durch zwei Zahlen gekennzeichnet. Z.B. 100/30. Die erste Zahl steht für die maximal erlaubte Leerlaufspannung, die zweite Zahl für den maximalen Outputstrom des Ladereglers. Victron bietet Laderegler für eine Eingangsspannung von 100V, 150V ,250V an. Unter Berücksichtigung zweier Solarmodultypen (60 Zeller mit 300WP (--> Leerlaufspannung bei tiefen Temperaturen max. 45V) und 70Zeller mit 360WP(--> Leerlaufspannung bei tiefen Temperaturen max. 54V) ergeben sich die in folgender Tabelle aufgelisteten möglichen Solarmodulkombinationen für die jeweiligen Ladereglertypen. Das Systemkürzel ist wie folgt definiert: Batteriespannung - Modultyp - Anzahl PV Module - Kosten Laderegler

{| class="wikitable"
|-
! 100V Laderegler - Modulverschaltung mit 60 Zellen pro Modul für 33V Systeme !! !! !! !! !! !! !! !!
|-
| Systemkürzel || Reihe || Parallel || Anzahl 60 Zellen Module || Peakleistung Module [W] || Leistung LR Output @ 33V Akku [W] || P_LR/P_PV [-] || LR Typ || LR Kosten [€]
|-
| 33V - 60 - 4 - 202 || 2 || 2 || 4 || 1200 || 990 || 0,83|| 100/30 || 202
|-
| 33V - 60 - 6 - 303 || 2 || 3 || 6 || 1800 || 1650 || 0,92 || 100/50 || 303
|}
{| class="wikitable"
|-
! 150V Laderegler - Modulverschaltung mit 60 Zellen pro Modul für 48V Systeme !! !! !! !! !! !! !! !!
|-
| Systemkürzel || Reihe || Parallel || Anzahl 60 Zellen Module || Peakleistung Module [W] || Leistung LR Output @ 50V Akku [W] || P_LR/P_PV [-] || LR Typ || LR Kosten [€]
|-
| 48V-60-3-326 || 3 || 1 || 3 || 900 || 1750 || 1,94 || 150/35 || 326
|-
| 48V-60-6-326 || 3 || 2 || 6 || 1800 || 1750 || 0,97 || 150/35 || 326
|-
| 48V-60-9-449 || 3 || 3 || 9 || 2700 || 2250 || 0,83 || 150/45 || 449
|-
| 48V-60-12-505 || 3 || 4 || 12 || 3600 || 3000 || 0,83 || 150/60 || 505
|-
| 48V-60-15-556 || 3 || 5 || 15 || 4500 || 3500 || 0,78 || 150/70 || 556
|-
| 48V-60-18-657 || 3 || 6 || 18 || 5400 || 4250 || 0,79 || 150/85 || 657
|-
| 48V-60-21-910 || 3 || 7 || 21 || 6300 || 5000 || 0,79 || 150/100 || 910
|-
| 48V-60-24-910 || 3 || 8 || 24 || 7200 || 5000 || 0,69 || 150/100 || 910
|}
{| class="wikitable"
|-
! 150V Laderegler - Modulverschaltung mit 60 Zellen pro Modul für 48V Systeme !! !! !! !! !! !! !! !!
|-
| Systemkürzel || Reihe || Parallel || Anzahl 60 Zellen Module || Peakleistung Module [W] || Leistung LR Output @ 50V Akku [W] || P_LR/P_PV [-] || LR Typ || LR Kosten [€]
|-
| 48V-72-2-326 || 2 || 1 || 2 || 720 || 1750 || 2,43 || 150/35 || 326
|-
| 48V-72-4-326 || 2 || 2 || 4 || 1440 || 1750 || 1,22 || 150/35 || 326
|-
| 48V-72-6-326 || 2 || 3 || 6 || 2160 || 1750 || 0,81 || 150/35 || 326
|-
| 48V-72-8-449 || 2 || 4 || 8 || 2880 || 2250 || 0,78 || 150/45 || 449
|-
| 48V-72-10-505 || 2 || 5 || 10 || 3600 || 3000 || 0,83 || 150/60 || 505
|-
| 48V-72-12-556 || 2 || 6 || 12 || 4320 || 3500 || 0,81 || 150/70 || 556
|-
| 48V-72-14-657 || 2 || 7 || 14 || 5040 || 4250 || 0,84 || 150/85 || 657
|-
| 48V-72-16-910 || 2 || 8 || 16 || 5760 || 5000 || 0,87 || 150/100 || 910
|-
| 48V-72-18-910 || 2 || 9 || 18 || 6480 || 5000 || 0,77 || 150/100 || 910
|-
| 48V-72-20-910 || 2 || 10 || 20 || 7200 || 5000 || 0,69 || 150/100 || 910
|}
{| class="wikitable"
|-
! 250V Laderegler - Modulverschaltung mit 60 Zellen pro Modul für 48V Systeme!! !! !! !! !! !! !! !!
|-
| Systemkürzel || Reihe || Parallel || Anzahl 60 Zellen Module || Peakleistung Module [W] || Leistung LR Output @ 50V Akku [W] || P_LR/P_PV [-] || LR Typ || LR Kosten [€]
|-
| 48V-60-16-859 || 4 || 4 || 16 || 4800 || 4250 || 0,89 || 250/85 || 859
|-
| 48V-60-20-910 || 4 || 4 || 20 || 6000 || 5000 || 0,83 || 250/100 || 910
|-
| 48V-60-25-910 || 5 || 5 || 25 || 7500 || 5000 || 0,67 || 250/100 || 910
|}

{| class="wikitable"
|-
! 250V Laderegler - Modulverschaltung mit 72 Zellen pro Modul für 48V Systeme!! !! !! !! !! !! !! !!
|-
| Systemkürzel || Reihe || Parallel || Anzahl 60 Zellen Module || Peakleistung Module [W] || Leistung LR Output @ 50V Akku [W] || P_LR/P_PV [-] || LR Typ || LR Kosten [€]
|-
| 48V-72-9-657 || 3 || 3 || 9 || 3240 || 3000 || 0,93 || 250/60 || 657
|-
| 48V-72-15-859 || 3 || 5 || 15 || 5400 || 4250 || 0,79 || 250/85 || 859
|}

In der Registerkarte Ladereglerauslegung werden weiterhin gewählte Kabeldurchmesser, Stringanzahl sowie Anzahl an PV-Verbindungsleitungen und MC4 Stecker aufgelistet.

Mit dem hier beschriebenen Speicheraufbau sind Systeme bis max. ca. 60A bei einer Schaltschrankverdrahtung von 16mm^2 möglich/sinnvoll.

====Registerkarte 8 Kosten BMS Platine====
*Unterblatt zur Kostenberechnung
====Registerkarte 9 Kosten Kosten Heizstabmodul====
====Registerkarte 10 Kosten Systemtyp 4 Minipv====
====Registerkarte 11 Kosten Verbindungsmodul Modbus====
*Unterblatt zur Kostenberechnung
====Registerkarte 12 Kosten Spannungswandlermodul====
*Unterblatt zur Kostenberechnung
====Registerkarte 13 Kosten Arduino- und Mosfetplatine====
*Unterblatt zur Kostenberechnung
====Registerkarte 14 solare Einstrahlung====
*Wetterdatenbank für solare Einstrahlung in Abhängigkeit der Dachausrichtung. Quelle satellight.com
====Registerkarte 15 Lastprofilablage====
*Datenbank unterschiedlicher Lastprofile in Abhängigkeit vom Jahresgesamtstromverbrauch des Haushalts. Quelle: VDI 4655
====Registerkarte 16 Hintergrunddaten====
Daten die zur Darstellung in Excel dienen.
====Registerkarte 17 Änderungsmanagement====
Hier werden chronologisch nach Datum Aktualisierungen und Änderungen am Excelfile dokumentiert

== Organisatorisches ==

===Entwickler-Team===
[[Thomas Plaz]]<br>
Frank Richter

===Roadmap and Log===

* Okotber 2015 - Projektstart
* Juli 2018 - Inbetriebnahme 2. Prototyp
* November 2019 - Projekt-Seite mit Bauanleitungen im Wiki erstellt
* 2020 - Überarbeitung Absicherungskonzept BMS
* 2020 - Neukonstruktion Arduino- und Mosfetplatine in KiCAD mit Gehäuse
* 2020 - Integration der neuen Arduino- und Mosfetplatine und der damit zusammenhängenden hard- und softwareseitigen Neuerungen
* 2020 - Überarbeitung Heizstabansteuerung
* 2020 - Fertigstellung der Node-Red Oberfläche
* 2020 - Integration der Quelldaten in GitHub
* 2020 - Bau 3. Prototyp (finanzierende Interessenten für einen Speicher sind noch gesucht)
* Nachbau durch interessierte Anwender

===Aktueller Entwicklungs-Status===
Der zweite Prototyp ist seit Juli 2018 in Betrieb. Grundsätzlich funktioniert der Speicher sehr gut und zuverlässig. Dennoch gibt es noch einige Entwicklungsschritte zu tun, um im Betrieb aufgetretene Probleme zu lösen, zukünftig kostengünstiger bauen zu können und Prototypenaufbauten durch Festinstallationen zu ersetzen.
Der 3. Prototyp soll eine Qualität aufweisen, die ohne Bedenken von interessierten Anwender nachgebaut werden kann.

===ToDo next===
* Fertigstellung der Parameterauslesung über Node Red v.a. Errorfunctions
* Integration der Projektdokumentation und Quelldaten in GitHub
* U.U. Integration eines Watchdogs im Arduinocode
* Freiwerdende serielle Arduinoschnittstelle soll bidirektionalen Kontakt zu Victron Ladereglern aufnehmen
* Gehäusekonstruktion Arduino- und Mosfetplatine
* Überarbeitung des Schaltschrankes auf Normkonformität
* Redesign des Schaltschrankes / Integration des Akkumulators in den Schaltschrank / Bau des 3. Protoypen
* Nachbau und Austausch durch und mit interessierten Anwendern

Weitere Details siehe im Abschnitt "Projekthistorie und Ziele".

===Open Tasks for volunteers ;-)===

* Mitarbeit und Diskussion im und mit dem Entwicklungsteam
* Gehäusekonstruktion für die Arduino- und Mosfetplatine
* Planung und Optimierung des Schaltschrankaufbaus für den 3. Prototypen
* Übersetzung der Dokumentation und Quelldaten auf Englisch
* Integration der Quelldaten auf GitHub
* Verbreitung und Nachbau des Solar-Speichers
* Bei Interesse, auch wenn die obigen Aufgaben euch nicht 100% zusagen, kommt auf uns zu (siehe Abschnitt Kontakt) und wir sprechen direkt über Möglichkeiten der Mitarbeit im Bereich deines Interesses und deiner Fähigkeiten. Wir freuen uns schon ;-)

=== Spenden ===
Wenn euch dieses Projekt unterstützungswürdig erscheint und eine Projektzukunft gesichert werden soll, dann drückt gerne auf folgenden Button und gedenkt dabei an unsere bisherigen zeitlichen und finanziellen Aufwendungen dieses Gedankengut öffentlich zur Verfügung zu stellen:

<html>
<table><tr><td style="text-align:left; vertical-align: top; min-width: 300px; padding-left: 10px; ">

<div id="moneycontainer" class="round" style="padding: 10px 15px 10px 15px; font-size: 16px; text-align: center; background-color: #EEEEEE;">
<div id="spendencontainer" style="padding-top: 0px;">
<a href="http://wiki.opensourceecology.de/Solarspeicher_station%C3%A4r/Spenden" class="roundtable spendenbutton-small" style="display: block; text-align: center;">Spenden</a><br/>

</table>
</html>

== Literatur und Links ==

Solarspeicher (stationär)

2020-04-18T11:20:17Z

RobinV: add more meta-data

<gallery widths="422" heights="188" perrow="2>
File:Abbildung_1.1_Logo_Soldorado_und_OSE.svg
</gallery>

{| class="wikitable"
|-
| ''Status'' || <font color=orange>inactive</font>
|-
| ''Phase'' || <font color=green>released</font>
|-
| ''Kontakt'' ||
* [[Thomas Plaz]] [mailto:thomas.plaz@posteo.de <thomas.plaz@posteo.de>]
* Frank Richter
|-
| ''Diskussion'' ||
* [https://forum.opensourceecology.de/viewforum.php?f=64&sid=3ad0408453877f4353a9c490400abb7a Forum]
* [https://t.me/OSEGWelcome OSEG Welcome Group] auf Telegram
|-
| ''Lizenz'' || [https://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.html GPL v3.0]
|-
| ''Stichwörter'' || {{Stichwörter|Solar, Energie, Speicher}}
|-
| ''Repository'' || || <font color=red>N/A</font>
|-
| ''OKH Meta-Data'' || <font color=red>N/A</font>
|}

==Kurzbeschreibung==
Das vorliegende Open Source Projekt „Soldorado Solarspeicher“ von OPEN SOLAR SYSTEMS basiert auf der Idee unabhängig von teuren kommerziellen Solarspeicherprodukten sowie unabhängig von der EEG Vergütung einen professionellen, kostengünstigen und intelligenten Solarspeicher zu entwickeln, der es ermöglicht auch bei {{Abk.|PV}} Anlagen auf kleineren Dach- oder Balkonflächen den Grundlaststrom in einem Haushalt regenerativ abzudecken. Schon mit 4 Solarmodulen (ca. 1 kWP) und einer Speichergröße von 1,8 {{Abk.|kWh}} können ca. 35 % des eigenen Stromjahresverbrauches durch Eigenerzeugung selbst gedeckt werden.<br>
Die Investitionskosten liegen weit unter den kommerziell angebotenen Produkten. Somit besteht auch für Menschen mit wenig zur Verfügung stehender Fläche die Möglichkeit aktiv etwas für die Umwelt und langfristig etwas für den eigenen Geldbeutel und die eigene Unabhängigkeit zu tun.<br>

Da im ersten möglichen Fall keine Einspeisung ins öffentliche Stromnetz erfolgt, wird der nicht benötigte Strom im Akkumulator zwischengespeichert und nach Erreichen der vollen Akkumulatorkapazität zur Brauchwassererwärmung genutzt. <br>
Im zweiten möglichen Fall erfolgt die Beladung des Akkumulators und die Einspeisung ins Netz parallel (Rücklaufsperre bzw. Zweirichtungszähler vom Netzbetreiber notwendig).<br>
Um die optimale Speicher- und PV Anlagengröße in Bezug auf die Wirtschaftlichkeit und Amortisation des Gesamtsystems zu ermitteln, wird zuerst eine detaillierte, stündlich aufgelöste Jahressystemsimulation in Abhängigkeit des Stromlastprofiles des jeweiligen Haushaltes durchgeführt.<br>
Zur optimalen Auslegung steht ein umfangreiches Exceltool zur Verfügung.
Zur Erhöhung des elektrischen Eigenverbrauchs können Funksteckdosen von der intelligenten Regelung gezielt angesteuert werden, um in Zeiten hoher Solareinstrahlung elektrische Verbraucher wie E-Bikeladung, Wasch- oder Geschirrspülmaschinen zu aktivieren.<br>
Die Onlinevisualisierung erfolgt auf zwei Weboberflächen. Für die detaillierte Datenauswertung des Gesamtsystems erfolgt dies über das Web Frontend des „Volkszählers“. Um einen schnellen Überblick über aktuelle Verbrauchsdaten, Wetteraussichten, Speicherladung, Speicherstatus und eingesparte CO2 Summe zu erhalten, erfolgt dies über das Dashboard von Node-red, einer Plattform zur Integration und Programmierung von Akteuren des sogenannten Internet of things (Internet der Dinge).<br>
Die offenen und hier dokumentierten Schnittstellen über Arduino, Raspberry bzw. Volkszähler bieten Entwickler darüber hinaus die Möglichkeit den Programmiercode weiter zu verfeinern und bspw. die Onlinevisualisierung ihren Bedürfnissen individuell anzupassen oder weitere intelligente Verbraucher anzusteuern.
[[Datei:Abbildung 1.1 GNU General Public License v3.0.pdf|mini]]<br>
Der hier dokumentierte Aufbau des Solarspeichers basiert auf Open-Source Hard- und Software und unterliegt der GNU General Public License v3.0. <br>
Hinter Soldorado Open Solar Systems stehen wir freien Entwickler [[Thomas Plaz]] und Frank Richter. Sämtliche Verbesserungen und Weiterentwicklungen sind von uns Entwicklern ausdrücklich erwünscht, um eine schnelle Verbreitung zu ermöglichen und die Energiewende zu unterstützen. Alle Quelldaten werden mittelfristig bei GitHub verfügbar sein. Sofort verfügbar sind die Dateien momentan unter den entsprechenden Verlinkungen auf dieser Seite.<br>

==Projektbeschreibung==
===Motivation===
Am Anfang dieses Projektes stand der Wille, endlich aktiv etwas für die eigene Umweltbilanz direkt Zuhause zu tun. Wir leben in Miete in einem kleinen Häuschen mit sehr beschränkter Dachfläche mit verschachteltem Dach in Ost und Westrichtung (max. 4 Solarmodule, insgesamt 1 kWP). Unser Jahresstromverbrauch liegt für die mittlerweile vierköpfige Familie bei etwa 1700 kWh/a. Unsere Wärmeerzeugung erfolgt (aufgrund der Mietverhältnisse) nach wie vor konventionell mit Öl.<br>
Eine normale PV Einspeiseanlage kam für uns mit lediglich vier Modulen aufgrund des Mietverhältnisses und dem bürokratischen Aufwandes nicht in Frage. Wir wollten so viel Energie wie möglich selbst erzeugen und direkt verbrauchen. Laut Internetrecherche im Jahr 2015 waren aber kaum finanzierbare Systeme zu finden, die unseren Anforderungen genügten. Am Ende haben wir es mit dem 4 Panel Controller von Solarelectrix kombiniert mit zwei geschlossenzelligen 75Ah Bleiakkumulatoren (35Ah effektive Batteriekapazität) versucht. Ansatz war hier die Verwendung eines leistungsgeregelten Miniwechselrichters für die Grundlastdeckung im Haus. Die Auslegung des Speichers und des Wechselrichters erfolgte durch die Ermittlung eines wirtschaftlichen Optimums zwischen Eigenverbrauch, maximal zu erwartenden Energieertrag der zur Verfügung stehenden Dachfläche, Batteriegröße und Amortisationszeit. Die Amortisationszeit wurde mit ca. 13 Jahren berechnet. Die jährliche Co2 Einsparung liegt bei ca. 500 kg/a.
Überschussstrom wird in der Batterie gespeichert, kein Strom sollte ins Netz zurück fließen. In den folgenden Monaten konnten wir mithilfe des open source Systemmonitorings „Volkszähler“ das Verhalten der Anlage genau studieren und optimieren. Nach und nach ersetzten wir alle Funktionen des 4 Panel Controllers durch eigene Regelalgorithmen mithilfe des Arduinoboards und erreichten deutlich höhere Leistungsumsätze des Systems sowie eine zuverlässige Batterieschutzfunktion. Unseren "fliegenden" Aufbau montierten wir 2017 in einen Schaltschrank. 2018 ersetzten wir die Bleiakkumulatoren durch ein Batteriemanagementsystems (BMS) und einen 60 AH Lithiumakkumulator. Immer mehr Funktionen wie z.B. eine Heizstabregelung zum Verbrauch des überschüssigen Stromes an sonnenreichen Sommertagen zur Trinkwarmwassererwärmung, eine schaltbare Steckdose zum Laden des E-Bike Akkumulators, VPN Zugang via App oder Browser auf alle Systemdaten von überall auf der Welt, Schalter für die Volleinspeisung des Wechselrichters und eine detaillierte Simulation des Gesamtsystems kamen nach und nach hinzu. Inzwischen deckt die Solaranlage im Jahresschnitt ca. 35% des Jahresstromverbrauches, trotz morgendlicher Verschattung und suboptimaler Solarmodulausrichtung.
Da wir in vielen Fällen auf die Produkte der Open Source Community zurückgegriffen haben, ist es uns nun ein Vergnügen eine ausführliche Dokumentation unserer Entwicklung zu schreiben und unser Wissen öffentlich allen zur Verfügung zu stellen. Alle Bastler und Entwickler sind eingeladen mit uns ins Gespräch zu kommen und die Soft- und Hardware weiterzuentwickeln oder zu modifizieren. Wir hoffen damit viele begeistern zu können entweder selbst einen Solarspeicher zu bauen oder sich einen bauen zu lassen. Es gibt noch viele Dachflächen, die bisher aufgrund ihrer kleinen Fläche als unrentabel abgetan wurden, die mit diesem System nun auch effektiv und wirtschaftlich erschlossen werden können. Wir hoffen damit einen kleinen Teil zur konkreten Umsetzung der Energiewende und zur Vergrößerung der eigenen Unabhängigkeit beitragen zu können.
[[Datei:Abbildung 2 Mietobjekt ohne und mit PV Speichersystem-001.pdf|x300px|mini|rechts|Mietobjekt ohne und mit PV Speichersystem]]

===Einige Vorteile des Solarspeichersystems auf einen Blick===

* Kompletter Eigenverbrauch der erzeugten Energiemenge möglich in Form von Strom und Wärme
* System auch als Einspeisesystem nutzbar
* Hoher Systemwirkungsgrad (ca. 88-89%) durch DC gekoppelten Speicher (siehe Kapitel Systemwirkungsgrad)
* Dezentrale Stromerzeugung zur Entlastung und Stabilisierung der Stromnetze
* Anlage optimiert für kleine Dach- oder Balkonflächen (ab drei Modulen z.B. insgesamt 900WP) für die sich i.d.R. der Aufwand (EEG Anmeldung) für eine Einspeiseanlage nicht lohnt
* EEG Anmeldung bei Verwendung der Überschussenergie als Wärme nicht notwendig
* größere Unabhängig gegenüber Strompreissteigerungen
* weniger Bürokratie bei Anlagenanmeldung
* Verbesserung der eigenen CO2 Bilanz, Vermiedene CO2 Emissionen direkt ablesbar
* kein Zugriff des Netzbetreibers auf die Steuerung des Stromspeichers oder gar auf Ihre individuellen Erzeugungs- und Verbrauchsdaten, aufgrund lokaler Datenspeicherung
* Möglichkeit der Skalierung des Systems bis zu 25 Modulen (7,5kWP)
* Amortisation des Solarspeichersystems innerhalb von ca. 12 Jahren
* Für Weiterentwickler und Interessierte liegt der komplette Programmiercode und alle Schnittstellen offen zu Verfügung
* Kostengünstige Lösung im Vergleich zu Mitbewerbern
* Sekundengenaues Systemmonitoring über einen Webbrowser oder App im Heimnetzwerk oder verbunden über eine VPN Verbindung ermöglicht dem Nutzer über ein elektronisches Endgerät wie Smartphone oder Computer ständig Überblick über alle Systemparameter zu behalten
* Optimierung des Eigenverbrauchs durch intelligent programmierbare schaltbare Steckdosen in zwei Betriebsmodi
* Solares Laden des eigenen E-Bike Akkumulators möglich
* Power to heat des Überschussstromes unterstützt im Sommer die Warmwasserbereitung und reduziert somit CO2 Emissionen und Laufzeiten der konventionellen Energieerzeugungsanlage
* Systemkomponenten wie Wechselrichter und Akkumulator nur so groß gewählt, um ein optimales Verhältnis zwischen Wirtschaftlichkeit und gewünschter solarer Deckung zu erreichen

===Projekthistorie und Ziele===
2015:
* Erste Ideen und Visionen, Kauf des Smappee Energiemnonitors zur Aufnahme des eigene Lastprofiles
* Entwicklung eines Exceltools zur Jahressimulation des Speichers und Auslegung der Batterie und Wechselrichtergröße
* Kauf und Montage von vier PV Modulen, von zwei Bleibatterien (70Ah geschlossen) und einer Regelung (4 Panel Controller von Solarelectrix).
2016:
* sukzessiver Ersatz der Funktionen des 4 Panel Cotrollers, um die volle Leistungsfähigkeit des Mikrowechselrichters von 300W ausschöpfen zu können, sowie Integration sinnvoller Akkumulatorschutzfunktionen wie Tiefentlade- und Überladungsschutz.
2017:
* Integration des Systems in einen Schaltschrank und Integration der Anlagenüberwachung mithilfe eines Raspbery Pi‘s
* Anschluß eines geregelten Heizstabes zur Beheizung des Brauchwarmwasserspeichers bei Überschussstrom im Sommer.
2018:
* Ersatz der Bleiakkumulatoren durch einen 60Ah LiFePo mit dem Batteriemanagementsystem von Libre Solar.
* Integration von Funksteckdosen angesteuert über das MQTT Protokoll über Node Red
* Integration der Anlagenvisualisierung über das Dash Board von Node Red
* Konstruktion und Herstellung eines Gehäuses für das BMS
2019:
* Verbesserung der Hard- und Software des BMS von Libre Solar
* Ansteuerung des Wechselrichters über Softserial
* Platinenredesign mit den nunmehr notwendigen Aufbauten, Zusammenlegen von Arduino- und Mosfetplatine zur Kostengünstigeren Produktion
* Untersuchung der Skalierung des Systems auf 48V Systemspannung
* Integration der Heizstabregelung
Zukünftige Ziele:
* Fertigstellung der Parameterauslesung über Node Red
* Integration der Projektdokumentation und Quelldaten in GitHub
* U.U. Integration eines Watchdogs im Arduinocode
* Freiwerdende serielle Arduinoschnittstelle soll bidirektionalen Kontakt zu Victron Ladereglern aufnehmen
* Gehäusekonstruktion Arduino- und Mosfetplatine
* Überarbeitung des Schaltschrankes auf Normkonformität
* Redesign des Schaltschrankes / Integration des Akkumulators in den Schaltschrank / Bau des 3. Protoypen

===Systemaufbau===

<gallery widths="674" heights="285" perrow="2>
File:Abbildung_3_Aufbau_des_Systems.svg| Systemaufbau
</gallery>
# Der Stromzähler 1 erfasst die PV Einspeisung und den elektrischen Verbrauch auf allen drei Phasen im Haus und kommuniziert mit der Steuereinheit 2
# Die Steuereinheit 2 regelt kontrolliert die Akkumulator(ent-)ladung 4 sowie die Wechselrichterleistung 3 den Heizstab 5 und die intelligente Zuschaltung elektr. Verbraucher und Smart Home Akteure 6
# In folgendem Diagramm ist die Wechselrichtereinspeisung orientiert am momentanen Hausverbrauch (Stromeinspeisung ins Hausnetz, grün) (1x INV 350 – 60 von AE Conversion max. 300W) sowie der Solarertrag (Ladereglerleistung, rot) und der momentane elektrische Hausverbrauch (Stromverbrauch, blau) dargestellt.
<gallery widths="1034" heights="382" perrow="2>
File:Stromeinspeisung_geregelt_nach_Hausbedarf.pdf| 05.06.2019 Stromeinspeisung geregelt nach Hausverbrauch, System mit Akkumulator - Solarertrag (Ladereglerleistung, rot), momentane elektrische Hausverbrauch (Stromverbrauch, blau) und Wechselrichtereinspeisung orientiert am momentanen Hausverbrauch (Stromeinspeisung ins Hausnetz, grün)
</gallery>
Der Solarertrag hat seinen Höhepunkt gegen 13Uhr erreicht. Der Wechselrichter bezieht seine Energie tagsüber direkt von den Solarmodulen und nachts aus dem Akkumulator. Solarenergie die nicht direkt verwendet werden kann wird tagsüber in den Akkumulator eingespeichert. Ist der Akkumulator voll wird die Überschüssige Energie entweder mithilfe eines Heizstabes in Wärme z.B. für die Trinkwarmwassererwärmung oder ins Netz eingespeist. Die solare Deckung beträgt für den 5.6.2019 59%. Im Vergleich hierzu ist in folgender Abbildung das System ohne Akkumulator und Heizstab in herkömmlicher Volleinspeisung dargestellt.
<gallery widths="1000" heights="540" perrow="2>
File:Volleinspeisung_ohne_Akkumulator.pdf| Stromeinspeisung ins Stromnetz (Solarertrag) (grün) und Stromverbrauch (blau)
</gallery>
Es wurden hierzu zwei Wechselrichter (Typ INV 500 – 90 von AE Conversion max. jeweils 480W) eingesetzt. Ein Großteil der erzeugten Solarenergie kann aufgrund der Gleichzeitigkeit nicht für den eigenen Stromverbrauch verwendet werden.
# Ziel der Systemauslegung ist es die Deckung der elektrischen Grundlast im Haushalt (je nach Wechselrichtertyp 300W oder 500W) von ca. 0 - 300W bzw. 500W zu decken.
# Die intelligente Verbrauchssteuerung (2) ermöglicht mithilfe von Funksteckdosen (7) z.B. elektrische Verbraucher wie ein E-Bike Akkumulator, Wasch- und Spülmaschine bei vorhandener Überschussenergie zuzuschalten und erhöht somit den solaren Eigenverbrauch.

===Funktionsprinzip===
Solarenergie steht nicht zu jeder Tageszeit zur Verfügung. Die Grundlast eines Einfamilienhaushaltes liegt bei ca. 100 - 500W, je nach Anzahl elektrischer (Dauer-) Verbraucher. Die sinkende EEG Einspeisevergütung, sowie die begrenzte Belastbarkeit unseres Stromnetzes lässt zunehmend PV Systemkonfigurationen wirtschaftlich werden, die nicht auf maximalen Ertrag bei maximaler Fläche optimiert sind, sondern im jeweiligen Haushalt eine möglichst hohe Eigenverbrauchsquote bzw. solare Deckung ermöglichen. Dies wird durch die Zwischenspeicherung der Solarenergie im Akkumulator sowie mit intelligenter Steuerung der elektrischen Verbraucher erreicht. Energie soll zunehmend dort verbraucht werden wo sie entsteht. Angepasst auf das individuelle elektrische Verbrauchsprofil entsteht ein System mit wirtschaftlich optimierter Akkumulator- Größe und PV- Fläche.
Für kleine Haushalte sind schon PV-Speichersysteme mit 3 PV Modulen (750WP) sinnvoll und ermöglichen auch bei begrenzter Dachfläche (z.B. bei Stadt-, oder Reihenhäusern oder Haushälften) wirtschaftlich etwas für die eigene CO2 Bilanz sowie für die Versorgungssicherheit zu tun. Größere Systeme haben Vorteile durch die niedrigeren spezifischen Installationskosten beim Handwerker. Bei kleinen Systemen kann dafür ggf. mehr in Eigenleistung erbracht werden.

===Detaillierter Systemaufbau===
Folgende Abbildungen zeigen die relevanten Systemkomponenten schematisch mit deren Schnittstellen sowie im realen Aufbau.
<gallery widths="740" heights="520" perrow="2>
File:Abbildung_5_Systemkomponenten_3.svg| Systemkomponenten und deren Schnittstellen
</gallery>

===Komponentenwahl und deren Spezifizierung===
====Wechselrichter====
Es wurde ein kostengünstiger, in seiner Leistung regelbarer Miniwechselrichter gesucht, der mit Systemspannungen von 24 - 48V umgehen kann und gleichzeitig über einen integrierten NA-Schutz nach VDE-AR-N 4105 verfügt. Der INV 350-60 bzw. INV 500 – 90 von AE Conversion mit RS485 Schnittstelle genügt diesen Anforderungen. Bei einer maximalen DC seitigen Stromaufnahme von 11A erreicht dieser AC seitig bei einer Systemspannung von 32V ca. 300W bzw. bei 48V ca. 450W.
Der Miniwechselrichter INV 350-60 RS 485 ist ab 250€ brutto excl. Versand und der INV 500-90 RS 485 für 297 € bis 320€ brutto excl. Versand erhältlich. Nachteilig ist der hohe Platzbedarf im Schaltschrank aufgrund der wasserdicht ausgeführten Anschlusskabel. Das neueste Modell von AE Conversion INV 315-50 (ab 150€ brutto) ist deutlich kleiner, verfügt aber über keine RS485 Schnittstelle sondern nur über eine kabellose Schnittstelle.
=====Protokoll und Kommunikation=====
Mit dem Miniwechselrichter kann über zwei verschiedene Protokolle kommuniziert werden:
# KACO/Schueco Protokoll (ASCII String): bidirektionale Kommunikation
# AESGI-Protokoll (HEX String): bidirektionale Kommunikation

Grundsätzlich ist die Kommunikation mit dem {{Abk.|WR}} nur bei ausreichender Energieversorgung über die angeschlossenen PV Module bzw. Akkumulator möglich. Tritt eine Versorgungslücke ein, so sind die im WR gespeicherten Werte (z.B. Tagesenergieertrag) verloren. Ein Abschalten des MPP Tracking Modus im WR für den Betrieb an einer Konstantspannung aus einem Akkumulator ist nur mit dem AESGI Protokoll möglich (siehe Abschnitt AESGI Protokoll). Die Kommunikation erfolgt über die RS 485 Schnittstelle. Mehrere Wechselrichter können in Reihe an die serielle Kommunikation angeschlossen werden.
Jeder WR besitzt eine WR-Adresse, die für eine eindeutige Kommunikation notwendig ist. In der Regel sind das die 3 letzten Stellen der Seriennummer. Alternativ ist es möglich, die Seriennummer sowie die Softwareversion schnell und komfortabel über das per Download frei erhältliche Programm AE Solar von AE Conversion herauszufinden. Hierfür sind folgende Anschlussdetails zu beachten:
Für die Kommunikation werden nur zwei Adern (Paar 3) des CAT 5 Kabels benötigt. Draht A des RS-485-Bus wird an Pin 6 angeschlossen und Draht B auf Pin 3. Zusätzlicher Pin 8 und der Kabelschirm werden an Erde angeschlossen, um gegen elektromagnetische Einflüsse zu schützen.
<gallery widths="207" heights="245" perrow="2>
File:Abbildung_7_Anschluss_der_RS485_Schnittstelle_des_Wechselrichters.svg| Anschluss der RS485 Schnittstelle des Wechselrichters
</gallery>
Um eine Kommunikation mit dem Computer herzustellen wird noch ein RS485 USB Adapter benötigt (z.B. Reichelt: RPI USB RS485 Raspberry Pi - USB-RS485-Schnittstelle, CH340C [https://www.reichelt.de/raspberry-pi-usb-rs485-schnittstelle-ch340c-rpi-usb-rs485-p242783.html?PROVID=2788&gclid=CjwKCAiAob3vBRAUEiwAIbs5TkjhZ_wpbXkACdoUZzlozu6ZwAWPzpdAYcWR0gubl4wYl4RR3wOEOxoC7kQQAvD_BwE&&r=1]) den es für wenige Euro im Internet zu kaufen gibt. Für Kommunikationstests zwischen Computer und Wechselrichter empfiehlt sich das Programm HTherm, das frei zum Download im Internet erhältlich ist.
Folgende Voreinstellungen sind für die serielle Kommunikation notwendig:
{| class="wikitable"
|-
! !! Serial port configuration
|-
| Baud rate || 9600
|-
| Data bits || 8
|-
| Parity || None
|-
| Stop bits || 1
|-
| Flow control || None
|}
Im Programm AE solar besteht nun, wie in nachfolgender Abbildung dargestellt, die Möglichkeit den WR über einen Suchlauf zu suchen und damit dessen WR Adresse zu ermitteln. Ebenfalls in der Abbildung dargestellt ist die Antwort des Programms AE Solar auf den Kommunikationstest.
<gallery widths="680" heights="389" perrow="2>
File:Abbildung_8_Kommunikationstest_mit_dem_Wechselrichter_mit_dem_Programm_AE_Solar.svg| Kommunikationstest mit dem Wechselrichter mit dem Programm AE Solar
</gallery>
Weiterhin besteht die Möglichkeit sich die Leistungsdaten in einer Verlaufsgraphik darstellen zu lassen oder die Wechselrichterleistung zu steuern. Der Standbyverbrauch beträgt ca. 30 mW (INV350-60). <br>

3. Details KACO/(Schueco) Protokoll<br>
Dieses Protokoll liefert vom Miniwechselrichter gemessene AC-Leistung, AC-Spannung, AC-Strom, Tagesenergie, DC-Leistung, DC-Spannung, DC-Strom, WR-Temperatur und WR-Status in einem einfach lesbaren ASCII String. Weiterhin ist es möglich dem WR eine Leistungsreduzierung in Prozent der Maximalleistung des WR vorzugeben
Ursprüngliche Beschreibung und Aufschlüsselung des AESGI Protokolls sind zu finden unter:
[https://www.photovoltaikforum.com/wechselrichter-f3/auslesen-aeconversion-micro-wechselrichter-t105173-s70.html]<br>

4. AESGI-Protokoll<br>
Das AESGI Protokoll basiert im Gegensatz zum KACO Protokoll auf dem hexadezimalen Zahlensystem und hat den großen Vorteil, dass das MPP Tracking des Wechselrichters ausgeschalten und dieser somit optimal zum gesteuerten Entladen eines Akkumulators verwendet werden kann. Diese Option gibt es ab der Software Version 0.9.16.
Grundlage für die hier dokumentierten Befehle stellt folgender Foreneintrag im Photovoltaikforum dar (S.8 Eintrag J. Becker 16. Juli 2016):
[https://www.photovoltaikforum.com/wechselrichter-f3/auslesen-aeconversion-micro-wechselrichter-t105173-s70.html]

Folgende Tabelle schlüsselt die wesentlichen Befehle auf, die umgewandelt in das hexadezimale Zahlensystem, dem Wechselrichter direkt über die serielle Schnittstelle zugesendet werden kann.
{| class="wikitable"
|-
! Kurzzeichen !! Überschrift
|-
| <ID> || zweistellige WR-Nummer
|-
| <_> || Leerzeichen
|-
| <z> || Prüfsumme
|-
| <LF> || Zeilenumbruch (line feed)
|-
| <CR> || Zeilenumbruch (carriage return)
|}
{| class="wikitable"
|-
! Aufgabe !! Anfrage !! Antwort !! Bemerkung
|-
| Ausgabe Wechselrichtertyp || #<ID>9<CR> || <LF>*<ID>9_PV350W_z<CR> || -
|-
| aktuelle Messdaten abfragen || #<ID>0<CR> || <LF>*<ID>0___0_45.7_1.23____55_230.1_0.21____50_45___635_z>CR> || (Beispiel)
von links nach rechts:
0 Status
45.7 Eingangsspannung V (oft sehr ungenau!)
1.23 Eingangsstrom A
55 Eingangsleistung W
230.1 Netzspannung V
|
|-
| Betriebsmodus setzen || #<ID>B_m_uu.u<CR> || <LF>*<ID>B_m_uu.u_z<CR> || m = 0 = MPP-Modus,
m =2 = Spannungs- und Stromvorgabe
uu.u abhängig vom Typ 20.0-60.0V oder 40.0-80.0V, bei Modus 0 immer 00.0 verwenden. Der WR reduziert im Modus 2 bei Erreichen der angegebenen Spannung (von oben) die Leistung bis auf Null (Eingangsstrom dann noch einige 10 mA!!!)
|-
| Leistungsreduzierung setzen || #<ID>L_001<CR> || <LF>*<ID>L_001_z<CR> || nur im MPP-Modus sinnvoll,
(1-100%, hier 1% Ausgangsleistung)

|-
| Leistungsreduzierung abfragen || #<ID>L<CR> || <LF>*<ID>L_001_z || hier 1% Ausgangsleistung
|-
| Stromvorgabe setzen || #<ID>S_ii.i<CR> || <LF>*<ID>S_ii.i_z || -
|-
| Stromvorgabe abfragen || #<ID>S<CR> || <LF>*<ID>S_ii.i || nur im Modus 2 sinnvoll!
|}

Beispiele:
Folgende Beispiele sind für einen Wechselrichter mit Wechselrichternummer 32, bei max. 60V:
# WR auf Modus 2 setzen (Spannungs- und Stromvorgabe):
#* Anfrage: <syntaxhighlight lang="text" inline>#32B_2_27.0<CR></syntaxhighlight>
#* Antwort: <syntaxhighlight lang="text" inline><LF>*<ID>B_2_27.0_z<CR><br></syntaxhighlight>
# WR Stromvorgabe setzen (um Leistung zu reduzieren):
#* Anfrage: <syntaxhighlight lang="text" inline>#32S_08.0<CR></syntaxhighlight>
#* Antwort: <syntaxhighlight lang="text" inline><LF>*<ID>S_08.0_z<br></syntaxhighlight>

In HTherm werden oben genannte Befehle in Ascii in das Eingabefeld eingegeben und das Häkchen bei „HEX“ gesetzt sowie soll nach jeder gesendeten Zeile eine CR (carriage return) zum Abschluss der Zeile angehängt werden:

<gallery widths="759" heights="115" perrow="2>
File:Abbildung_9_Kommunikation_mit_dem_Wechselrichter_über_das_Programm_HTherm.svg| Kommunikation mit dem Wechselrichter über das Programm HTherm
</gallery>

Die Leistungsanpassung erfolgt im Arduinocode unter Reiter „WR“ in der Funktion „sendPowerAESGI4(int P_WR_temp)“ (siehe Abschnitt "Quellcode Arduinoboard"). Die Leistungsanpassung des Wechselrichters erfolgt durch die Vorgabe des Stromes.
Der gesetzte Betriebsmodus 2 (Spannungs- und Stromvorgabe) geht nach Unterbrechung der Stromversorgung des Wechselrichters verloren. Quelle: [https://github.com/swissembedded/em/blob/master/basicapps/aspiro_aeconversion_d0_storage/start.bas]

=====Wirkungsgradkennlinie Wechselrichter=====
Die Datenauswertung der AC und DC seitigen Wechselrichterleistung ermöglicht die Berechnung des Wechselrichterwirkungsgrades in Abhängigkeit der Wechselrichterleistung. Es ist zu erkennen, dass der Wirkungsgrad erst ab einer Leistungsabgabe von ca. 90W bei durchschnittlich 91% liegt. Bei 23W ergeben sich 78% Wechselrichtungswirkungsgrad.
<gallery widths="491" heights="265" perrow="2>
File:Abbildung_9.2_Messung_der_Wirkungsgradkennlinie_des_Wechselrichters_INV_350-60_von_AE_Conversion.svg|Messung der Wirkungsgradkennlinie des Wechselrichters INV 350-60 von AE Conversion
</gallery>

====PV Module====
Durch die um 90° versetzt angeordneten Dachhälften sind je zwei PV Module nach Südost und zwei PV Module nach Südwest gerichtet montiert (siehe Abbildung in Abschnitt "Motivation") und in Reihe angeschlossen (Nennspannung Un = 62,8V). In der Verwendung sind vier SW 260 poly Module mit 260Wp von Solarworld. Diese haben eine Abmessung von L x B x H von 1675mm x 1001mm x 33mm, wiegen jeweils 18kg und haben eine Nennspannung von Un = 31,4V und einen Nennstrom von In = 8,37A. Die Dachbefestigung erfolgt mittels Nutensteinen auf jeweils zwei Modultrageschienen aus Aluminium. Diese wiederum sind pro Modulfeld mit sechs Dachhaken für Pfannenziegel an den Dachsparren festgeschraubt. Die Modulerdung erfolgt mithilfe eines 10mm^2 dicken grün-gelben Erdungskabel (Litze H07V-K 1 x 10 mm²), das im Hausverteilerkasten auf die Potenzialschiene aufgeklemmt ist. Zum Anschluss der Module wird ein Ölflexkabel 6mm^2 verwendet. Jeweils zwei Module sind im Schaltschrank in Reihe geschaltet. Ebenfalls möglich und kabelsparend ist die direkte Verschaltung der Module mittels PV Stecker (MC4 Stecker) auf dem Dach. Sehr benutzungsfreundlich sind die PV Stecker der Firma Weidmüller, für die keine Crimpzange zur Befestigung der PV Stecker am Kabel notwendig sind. Das Kabel wird abisoliert bis zum charakteristischen „Klick“ eingeschoben und sind irreversibel aber schnell und sicher am Kabel befestigt.

====Laderegler====
Durch die unterschiedliche Dachausrichtung sind im vorliegenden Projekt zwei Laderegler mit integriertem MPP Tracking in Verwendung. Es handelt sich um zwei Victron MPPT 100-15, die über eine Schnittstelle und eine tauschbare 20A Sicherung verfügen. Die Schnittstelle läuft bei Victron Energy unter dem Namen „VE.Direct serial communication“ und erlaubt den einfachen Zugriff auf die aktuellen Leistungsdaten des Ladereglers, diverse Ertragswerte und erlaubt die Einstellung der Batterieparameter sowie ein Update der Geräte-Software. Das „VE-Direct interface“ verfügt über zwei Kommunikationsmodi: den textbasierten Modus sowie den „hex“ basierten Modus. Im „hex“ basierten Modus ist es nicht nur möglich Daten des Ladereglers auszulesen, sondern auch Parameter und Einstellungen dem Laderegler vorzugeben (bidirektionale Kommunikation). So ist bspw. eine Reduktion der Leistung von der übergeordneten Steuereinheit oder bei mehreren Ladereglern in einem System die Vorgabe eines Master bzw. Slaveladereglers möglich.
Ausführliche Informationen zur Kommunikation finden sich im pdf „VE.Direct-Protocol“ sowie im dazugehörigen „Whitepaper“ unter:
[https://www.victronenergy.com/support-and-downloads/whitepapers].
Zum physikalischen Anschluss der Schnittstelle verkauft Victron einen Schnittstellenwandler (VE.Direct to USB interface cable), der das 5V TTL Signal des Ladereglers auf den USB Standard umwandelt. Um eine Kommunikation mit dem Computer über die auf der Homepage verfügbare Software „VE Power Setup“ zu erlangen genügt ein einfacher TTL – USB Wandler, der im Internet für wenige Euros zu erstehen ist (z.B. cp2102, ft232rl).
Mit der Software ist es inzwischen über eine moderne Benutzeroberfläche möglich, die aktuellen Betriebsdaten des Ladereglers auszulesen. Weiterhin ist es möglich die Gerätesoftware des Ladereglers zu aktualisieren und die entsprechenden Einstellwerte für den Schutz des angeschlossenen Akkumulators einzustellen.

=====Anschluss der Schnittstelle=====
Für eine bidirektionale Kommunikation ist folgender Anschluss vorzunehmen:
[[Datei:Abbildung_10_Schnittstelle_Laderegler_Victron_MPPT_100-15.svg|x150px|mini|rechts|Schnittstelle Laderegler Victron MPPT 100-15]]
Entsprechend der abgebildeten Pinbelegung am Schnittstellenstecker des Ladereglers ist der Anschluss „A“ des TTL-USB Schnittstellenwandlers mit VE.Direct-TX zu verbinden und der Anschluss „B“ mit VE.Direct-RX. GND und Power+ bleiben offen. Folgendes Anschlusskabel sollte verwendet werden:
"Konfektionierte Litze Polzahl Gesamt 4 Rastermaß: 2 mm" <br>

Im vorliegenden Projekt wird das Schnittstellensignal direkt ohne Schnittstellenwandler an der Steuereinheit (Arduino) angeschlossen und ausgelesen. Folgende Einstellungen sind für die serielle Schnittstelle notwendig:
{| class="wikitable"
|-
! !! Serial port configuration
|-
| Baud rate || 19200
|-
| Data bits || 8
|-
| Parity || None
|-
| Stop bits || 1
|-
| Flow control || None
|}
Folgende Daten werden von beiden Ladereglern mithilfe der Steuereinheit (Arduino) ausgelesen:
* Laderegler Erzeugung
* Laderegler Leistung
* Laderegler Ladestrom
* Laderegler Batteriespannung
* Laderegler Status
* Laderegler Errorcode

=====Vorgehensweise Anschluss und Einrichtung des Ladereglers=====
*Zuerst wird der Laderegler an den Akkumulator angeschlossen, sodass dieser die Systemspannung erkennt. Danach wird der Laderegler an die PV Module angeschlossen. Im vorliegenden Projekt wird der Lastausgang des Ladereglers nicht benötigt, da die Intelligenz für den Tiefentladeschutz sowie der Überladeschutz für den Akkumulator im externen Batteriemanagementsystem integriert ist. Der schematische Aufbau ist in folgender Abbildung dargestellt:
<gallery widths="328" heights="300" perrow="2>
File:Abbildung_11_Anschluss_Laderegler_MPPT_100-15.svg| Anschluss Laderegler MPPT 100-15
</gallery>
*Zur Einrichtung des Ladereglers das Schnittstellenkabel mit dem USB Wandler wie im Abschnitt „Anschluss der Schnittstelle“ beschrieben verbinden
*Installation und Starten des Programms "VE Power Setup" von victron energy
*Über den Button „Connect to this Computer“ Verbindung zum Laderegler herstellen
*In der Hauptansicht sind die aktuellen Werte des Ladereglers wie z.B. aktuelle Leistung, erzeugte Wattstunden, aktuelle Akkuspannung, aktueller Ladestrom und Ladereglerstatus zu erkennen:
*bulk --> Batterie wird geladen
*absorption --> Konstanstspannungsphase
*float --> Ladeerhaltung
<gallery widths="328" heights="300" perrow="2>
File:Abbildung_12_Hauptansicht_Victron_Connect.svg| Hauptansicht Victron Connect
</gallery>
*Über das Zahnrädchen in der rechten oberen Ecke werden die Einstellungen abgerufen. Zuerst sollte die Firmware mit einem Klick auf „Update“ unter Reiter „Produkt-Info“ aktualisiert werden.
<gallery widths="350" heights="335" perrow="2>
File:Abbildung_13_Aktualisierung_der_Firmware.svg| Aktualisierung der Firmware
</gallery>
*Unter Einstellungen werden nun für den LiFePo Akkumulator mit neun Zellen folgende Parameter eingestellt:
{| class="wikitable"
|-
! Eigenschaft || Parameter
|-
| Batteriespannung || 24V
|-
| Max. Ladestrom || 15A
|-
| Konstantspannung || 31,05V
|-
| Maximale Konstantspannungsdauer || 30min
|-
| Erhaltungsspannung || 31,05V
|-
| Ausgleichsspannung || 0V
|}
<gallery widths="295" heights="580" perrow="2>
File:Abbildung_14_Einstellung_Akkumulatorparameter.svg| Einstellung Akkumulatorparameter
</gallery>
*Unter dem Reiter „TX“ Port „normale Kommunikation“ einstellen
*Unter dem Reiter „RX“ Port „Ein/Aus Fernsteuerung“ einstellen
*Unter dem Lastausgang „Immer aus“ einstellen
*Straßenlichtfunktion „aus“ einstellen

====Akkumulator====
Im vorliegenden Projekt werden neun Zellen a 3,2V des Lithium-Eisen-Mangan-Phosphat Akkumulator von Innopower INNO-LFMP 60 AH (1,73kWh) verwendet. Diese wurden inklusive Transport im Jahr 2018 für 313 €/kWh netto bezogen.
Detaillierte Infos zum Aufbau, Verkabelung und Anschluss an das BMS ist in der Doku auf [https://wiki.opensourceecology.de/24-48V_BMS] in der Rubrik BMS 24V im Abschnitt "Schematischer Aufbau, Komponenten Akkumulator" zu finden.

====Arduino Board, Mosfetplatine, Stromversorgung====
=====ArduinoBoard=====
Die Steuerzentrale des Solarspeichers ist das Arduino Board. Hier laufen alle Informationen aus den Teilkomponenten wie Laderegler, Modbuszähler, Batteriemanagementsystem und Temperatursensoren zusammen. Das Arduino Board errechnet die jeweils aktuelle Leistungsvorgabe für den Wechselrichter und stellt dem Raspberry Pi die notwendigen Daten zur Visualisierung über das Node Red User Interface bzw. Volkszähler Frontend zur Verfügung.
Es wird ein Arduino Mega 2560 verwendet, das über vier serielle Hardware-Schnittstellen verfügt.
*Schnittstelle 1: Binärprotokoll zum BMS
*Schnittstelle 2: Modbus-Protokoll zum Modbuszähler
*Schnittstelle 3: VE.direct Serial Communication zum Laderegler
*Schnittstelle 4: Textbasiertes Protokoll zum Raspberry Pi
*Software Schnittstelle 1: RS 485 zum Wechselrichter
Die Zusammenhänge und Kommunikationsprotokolle der einzelnen Komponenten des Solarspeichers sind in der Abbildung "Systemkomponenten und deren Schnittstellen" in Abschnitt "Detaillierter Systemaufbau" zu erkennen.
Das Arduinoboard sitzt in einem Kunststoffgehäuse direkt unter der sogenannten Arduinoplatine und ist mit allen Pins mit dieser verbunden.
Auf der Arduinoplatine sitzen die Pegelwandler (MAX 485) für die Kommunikation mit Wechselrichter (Senden) und Modbuszähler (Empfangen), RJ45 Buchsen für den Anschluss des Wechselrichters sowie des Modbuszählers per Cat5 Kabel, die Erzeugung einer Konstantspannung für die Logik auf der Mosfetplatine, der Sicherungshalter zur Absicherung des Spannungsteilers zur Batteriespannungsmessung, ein R-C Glied für die Glättung des Steuersignals des Heizstabes, ein Reset Taster sowie ein Analog-Digitalwandler für vier analogen Eingänge. In folgender Abbildung ist das Platinenlayout mit den entsprechenden Platinenschnittstellen dargestellt.
<gallery widths="700" heights="793" perrow="2>
File:Abbildung_15_Arduinoplatine_und_deren_Schnittstellen.png | Arduinoplatine und deren Schnittstellen
</gallery>
Die Klemmen Stromversorgung DC (5V) und Eingang Stromsensor werden derzeit nicht benutzt und stammen noch aus einer früheren Projektphase. Der Schaltplan sowie das Boardlayout sind hier als .zip downloadbar [[:File:Arduino und Mosfetplatine Eagle Files.zip]].

=====Mosfetplatine=====
Die Aufgabe der Mosfetplatine besteht darin große Stromverbraucher wie die angeschlossenen Wechselrichter sowie den Schaltschranklüfter und die Heizstabansteuerung, gesteuert über das Arduinoboard, an- und auszuschalten. Die Platine ist für einen maximalen Stromfluss von maximal 11A bei 33V für die Versorgung der Wechselrichter ausgelegt. Jeweils zwei Mosfets (IRL1404-Z; Leistungs-MOSFET N-Ch TO-220AB 40V 160A) schalten parallel einen Ausgang. Die maximale Strombelastbarkeit eines Mosfets beträgt 75A (sofern 17W Abwärme zuverlässig abgeführt werden können --> auf der Mosfetplatine ist dies nicht vorgesehen).
Die Leistungsansteuerung der Wechselrichter ist so programmiert, dass die Mosfets wenn möglich nicht unter Last trennen. Vier LED’s zeigen optisch den jeweils aktuellen Schaltzustand der Mosfets an. Über zwei Potentiometer und einer logischen Schaltung ist eine Hardwareabschaltung für die Vermeidung der Überladung bzw. Tiefentladung vorgesehen. Es kann somit die Hysterese des An- und Ausschaltens der Mosfets eingestellt werden. Diese logische Schaltung (Komparator, Fliflop, And) benötigt eine Konstantspannung, die, neben der normalen Betriebsspannung von 5V über ein Flachbandkabel vom Arduino Board der Mosfetplatine zur Verfügung gestellt wird. Dieser hardwareseitige Tiefentladeschutz (und zusätzlich der Überladeschutz) wird derzeit primär vom BMS Controller- bzw. Leistungsboard übernommen. Die Hardwareabschaltung auf der Mosfetplatine kommt aus einer früheren Projektphase ohne Batteriemanagementsystem und dient nun als sogenannte zweite hardwareseitige Hintersicherung des Tiefentladeschutzes.
In folgender Abbildung ist das Platinenlayout mit den entsprechenden Platinenschnittstellen dargestellt.
<gallery widths="671" heights="742" perrow="2>
File:Abbildung_16_Mosfetplatine_und_deren_Schnittstellen.png| Mosfetplatine und deren Schnittstellen
</gallery>
Der Schaltplan sowie das Boardlayout sind hier als .zip downloadbar [[:File:Arduino und Mosfetplatine Eagle Files.zip]].
Arduino- und Mosfetplatine haben eine Kantenlänge von 110 mm x 110mm und wurden bei Platinenbelichter incl. Bohrungen für jeweils 22€ hergestellt. Die Bestückung erfolgte von Hand. Die Materialkosten incl. Bauteile belaufen sich pro Platine incl. Platinenherstellung auf 70€. Die Platinen wurden an das Gehäuse Bopla ET-217, 122x120x55 angepasst, sodass an allen vier Ecken die Platine ausgespart werden muss. Platinenbelichter konnte diese Aussparungen nicht selbst herstellen. Die Platine wird mit vier Abstandsbolzen und M3 Schräubchen im Gehäuse befestigt. An das Gehäuse wird zur Hutschienenbefestigung mithilfe metrischer Schrauben und Muttern zwei Hutschienenhalter BOPLA TSH 35 befestigt. Die notwendigen Einzelteile sind in der Exceltabelle „PV_Berechnung_Energiespeicher“ (siehe Kapitel "Berechnung, Simulation, Auslegung, Kostenberechnung, Optimierung" in dieser Doku) im Registerblatt „Kosten Arduino- und Mosfetplatine“ im Detail einzusehen.
<gallery widths="800" heights="393" perrow="2>
File:Abbildung_17_Arduino-_und_Mosfetplatine_im_Gehäuse_(Deckel_geöffnet).pdf| Mosfetplatine und deren Schnittstellen
</gallery>

=====Quellcode Arduinoboard=====
Um über die serielle Schnittstelle zwischen BMS und Arduino-Board im Binärprotokoll (siehe "Systemkomponenten und deren Schnittstellen" im Abschnitt "Detaillierter Systemaufbau") im Intervall von (0,25sec - 1sec) alle relevanten Daten ohne Datenverlust übertragen zu können, ist es derzeit noch notwendig im Arduino den seriellen Puffer für den Dateneingang (Receive)zu vergrößern. Dies geschieht durch Änderung der Variable SERIAL_RX_BUFFER_SIZE von 64 auf 128 (byte) in einem beliebigen Texteditor (z.B. Notepad++, gesamte RAM-Speichergröße des Arduino Mega beträgt 8kB). Der zusätzliche Speicher für die vier Schnittstellen wird vom Gesamtspeicher abgezogen. Eine Anleitung ist unter folgendem Link zu finden:<br>
[http://shelvin.de/arduino-serial-buffer-size-aendern/]<br>
Je nach Installation ist die Datei „HardwareSerial.h“ auch unter folgendem Verzeichnis zu finden:<br>
C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\arduino\avr\cores\arduino<br>
VORSICHT: Die Änderung des seriellen Puffers wirkt sich global auf die Kompilierungssoftware Arduino aus und somit auf jedes kompilierte Projekt.<br>

Der Quellcode für das Arduinoboard ist in der gleichnamigen und frei zur Verfügung stehenden Programmierumgebung Arduino geschrieben und ist derzeit strukturiert in verschiedene Programmteile, deren Funktionen in der folgenden Tabelle beschrieben sind. Ein funktionsfähiger Zwischestand des Arduino Quellcodes (Arbeitsversion, noch in der Entwicklungsphase) ist unter folgendem Link abrufbar [[:File:Arduinocode_Soldorado_Open_Solar_System_20190705.zip]].

{| class="wikitable"
|-
! Tabname !! Funktionsname !! Beschreibung
|-
| Hauptprogramm || Void setup() ||
*Definition globaler Variablen.
*Definition aller verwendenten hardware und softwareseitigen Schnittstellen und Pins
|-
| ADS1115 || void ADS1115() ||
*Auslesen des A/D Wandlers ADS1115 für Akkumulatorspannung, Schaltschranktemperatur und Boilertemperatur
|-
| BMS || void BMS_logging() ||
*Auswerten der empfangenen Daten vom BMS und Übergabe an Variablen zur weiteren Verwendung im Gesamtcode
|-
| BMS || void serialEvent_BMS() ||
*Empfangen der Daten vom BMS aus dem Puffer der Schnittstelle. Vollständig empfangene Zeilen sind mit einer /n (newline) getrennt
|-
| Batterie || void battState() ||
*Definition der Ein- und Ausschaltschwellen für diverse Verbraucher wie Wechselrichter, Heizstab, Schaltschranklüfter, Mosfetplatine
|-
| Heizstab || void Heizstab() ||
*Ein- und Ausschaltkriterium Regelgröße
|-
| Heizstab || void Heizstab_control() ||
*Regelroutine für Heizstab in Abhängigkeit des Ladestromes des Akkumulators
|-
| LR (Laderegler) || void serialEvent_LR() ||
*Empfangen der Daten vom Laderegler aus dem Puffer der Schnittstelle. Vollständig empfangene Zeilen sind mit einer /n (newline) getrennt
|-
| Modbus || boolean modbus() ||
*Empfangen der Daten von den Modbuszählern aus dem Puffer der Schnittstelle. Routine wird erst ausgeführt, wenn ein vollständiger Datensatz im Puffer vorhanden ist.
|-
| Modbus || uint32_t byte_to_uint32(byte byteArray(), byte pos) ||
*Variablenumwandlung von byte in Integer
|-
| Modbus || float byte_to_float(byte byteArray(), byte pos) ||
*Variablenumwandlung von byte in float
|-
| Output || void send_raspberry() ||
*Ausgabe aller Daten über die Schnittstelle, die im Raspberry zum Loggen oder zum Darstellen im UI von Node Red erscheinen sollen
|-
| Updates || - ||
*Möglichkeit der Dokumnetation neuer Codeänderungen
|-
| WR (Wechselrichter) || void calcPower() ||
*Ständige Neuberechnung des Wechselrichtersollwertes in Abhängigkeit des Systemstatus (Tag oder Nachtbetrieb, geregelte Einspeisung oder Volleinspeisung
|-
| WR (Wechselrichter) || void sendPowerAESGI4(int P_WR_temp) ||
*Senden der Daten zur Leistungsreduktion an den Wechselrichter umgerechnet in Stromstärke
|-
| WR (Wechselrichter) || Loop ||
*Systematischer Aufruf der obigen Funktionen in den jeweiligen Tabs des Programmiercodes
|}

=====Weiterentwicklung=====
In Zukunft soll aus den bisher zwei Einzelplatinen Arduinoplatine und Mosfetplatine eine gemeinsame Platine entstehen, die mit 24V- 48V Systemen kompatibel ist. Die Vereinigung vereinfacht und vergünstigt die Leiterplattenherstellung und Platinenbestückung sowie die Gehäusekonstruktion. Der Verkabelungsaufwand innerhalb des Schaltschranks minimiert sich. Folgende neuen Features sollen zusätzlich integriert werden:
*Alle Anschlüsse werden mit einem geeignetem Steckersystem ausgestattet
*Integration eines seriellen Anschlusses für das Datenkabel vom BMS und Trennung über einen elektronischen Isolator (Dual-Channel Digital Isolators ADuM1200) um Störströme zu vermeiden
*Nutzung der vorhandenen RJ45 Buchse als softwareseitige Schnittstelle (software serial) für den Wechselrichter
*Anschlussmöglichkeit für Display und Drehzahlsteller (Rotary Encoder) an den „interrupt pins“ des Arduino
*Integration einer bidirektionalen Kommunikation zu den Victron Ladereglern
Folgendes Bild zeigt, wie eine kombinierte Arduino und Mosfetplatine aussehen könnte.
<gallery widths="800" heights="468" perrow="2>
File:Abbildung_18_Kombinierte_Arduino-_und_Mosfetplatine.svg| Kombinierte Arduino- und Mosfetplatine
</gallery>

=====Stromversorgung=====
Die Mosfetplatine bezieht die Versorgungsspannung über ein Flachbandkabel direkt von der Arduinoplatine. Die Arduinoplatine wiederum kann entweder direkt mit 7,5 V Gleichspannung versorgt werden oder wird per USB Kabel mit dem Raspberry Pi verbunden und erhält darüber seine Stromversorgung. Letztere Variante entspricht dem vorliegenden Schaltschrankaufbau. Das Raspberry Pi wiederum wird über ein Hutschienennetzteil versorgt.

====Raspberry Pi====
Das Raspberry Pi besitzt die Aufgabe alle relevanten Parameter und Messwerte des Systems zu loggen, auf einer SD Karte zu sichern und über das Volkszähler Frontend auszugeben. Eine regelmäßige Sicherheitskopie der Datenbank erfolgt auf einen USB Stick. Weiterhin stellt das Raspberry Pi Informationen für das Node-Red User Interface (UI) bereit und übernimmt die Steuerung der über Wlan steuerbaren Home Automationsaufgaben wie z.B. schaltbare Steckdosen uvm. Weiterhin ist das Raspberry für die Fehlerauswertung des Gesamtsystems zuständig und informiert den Besitzer z.B. per Mail oder Twitter über dessen Status.
Das Raspberry Pi wird zur Hutschienenmontage in folgendem Gehäuse untergebracht:
(Voelkner: RASPBERRY HUTSCHIENEN-GEH RASPB B+2B3B.<ref name="voelkner1">[https://www.voelkner.de/ RASPBERRY HUTSCHIENEN-GEH RASPB B+2B3B auf voelkner.de]</ref>
<gallery widths="541" heights="171" perrow="2>
File:Abbildung_19_Hutschienengehäuse_für_Raspberry_Pi.svg| Hutschienengehäuse für Raspberry Pi
</gallery>

=====Manueller Reset/Neustart des Raspberry Pi‘s=====
Um für Wartungszwecke das Gesamtsystem schnell ausschalten bzw. herunterfahren und neu starten zu können werden in das Gehäuse des Raspberry Pi's zwei Schalter installiert (Herunterfahren/OFF und Reset/ON). Das dazu notwendige Platinenlayout ist unter folgendem Link verfügbar: [http://www.gtkdb.de/index_18_2680.html] Nachfolgend dargestellt ist der Schaltplan mit den erwähnten zwei Tastern S1 (Herunterfahren/OFF) und S2 (reset/ON).
<gallery widths="800" heights="209" perrow="2>
File:Abbildung_20_Schaltplan_für_Taster_Herunterfahren_und_Reset_Raspberry.svg| Schaltplan für Taster Herunterfahren und Reset Raspberry Pi
</gallery>
Der Reset-Taster S2 löst einen harten Reset des BCM 2835 aus. Weiterhin ist es möglich mit diesem Reset-Taster das Raspberry nach dem herunterfahren wieder aufzuwecken.
Der Resettaster verbindet im Falle des Resets beim Raspberry 3 GND mit RUN. Je nach Raspberryversion sind diese zwei direkt nebeneinander angeordneten Pins an anderer Stelle auf der Platine verortet. Ein direktes Verbinden der Pins führt zu einem sofortigen Reset bzw. Anschalten des Raspberry Pis. In der Regel muss zur Benutzung dieser Pins eine Zweierpinleiste eingelötet werden.
Um das Herunterfahren (bzw. ebenfalls Neustart) des Raspberrys zu initiieren, wird der PIN GPIO4 mit dem Taster S1 über den Widerstand R2 330Ohm auf Masse gezogen. Ist der Taster geöffnet liegt an GPIO 4 ein "High" Signal an.
Damit das Raspberry den Pin GPIO 4 kontinuierlich überwacht, wird ein zusätzliches Python-Skript benötigt. Erstellung und Installation sind unter folgendem Link erklärt:<br>
[http://www.gtkdb.de/index_36_2238.html]<br>
Wird Schalter S1 (Herunterfahren/OFF) für mindestens 0,5 Sekunden und kürzer als 3 Sekunden gedrückt, initiiert das Python-Skript einen Neustart des Systems. Wird Schalter S1 jedoch für mehr als 3 Sekunden betätigt, fährt das System herunter und kann anschließend von der Stromversorgung getrennt oder über den Reset Button wieder aufgeweckt werden.
Da das Raspberry Pi über das USB Kabel die Haupsteuereinheit (Arduino Board) mit Strom versorgt wird, wird dieses dann ebenfalls ausgeschalten.

=====Auswahl sd Karte=====
Die Anzahl der Schreibvorgänge auf der sd Karte wird bestimmt über die Anzahl der geloggten Kanäle (Systemparameter) sowie über das eingestellte Log-Intervall im volkszähler. Es hat sich herausgestellt, dass handelsübliche (Consumer) Micro-SD Karten, die direkt in das Raspberry eingesteckt werden zum Teil schon nach kürzester Zeit völlig unbrauchbar werden und ohne Backup sämtliche Logdaten verloren sind. Im industriellen Bereich werden spezielle SD Karten verwendet, die deutlich robuster gegen häufige Schreibzugriffe und äußere Umwelteinflüsse sind. Diese industriellen SD Karten (industrial grade) werden eingeteilt in die MLC- (Multi-Level Cell) und die SLC (Single-Level Cell) Technologie. Detaillierte Infos sind zu finden unter:
https://www.elektronikpraxis.vogel.de/zehn-gruende-die-fuer-industrie-sd-karten-sprechen-a-284360/

Vorteile der industriellen SD Karten im Schnellüberblick:
*hohe Zuverlässigkeit und Langlebigkeit
*Schreibzyklen von 100.000 (SLC Flash) und für MLC-Flash (10.000) statt 200-300 in neueren SD Karten für Consumer-Anwendungen
*aufwändige Fehlerkorrekturalgorithmen (z.B. Hamming Code) um Lese- bzw. Schreibfehlern vorzubeugen
*gleichmäßige Verteilung der Schreibzugriffe auf alle Flash-Zellen durch das Wear-Leveling Verfahren.
*Sicherer Schutz bei Stromausfall durch markieren fehlerhafter Sektoren
*Rundum verschweißtes Gehäuse lässt SD Karte unempfindlich gegen äußere Spannungseinflüsse werden
*Vergrößerte Mechanische Stabilität
*Extra dicke und stabile Goldauflage auf Kontakten zur Erhöhung der Kontaktsicherheit und Lebensdauer<br>
Im Projekt wurde folgende SD Karte eingesetzt:
Transcend micro SDHC Card C10 Industrial
16GB für 30€ incl. Versand und MwSt.

=====Betriebssysteminstallation=====
Auf [https://volkszaehler.org/] wird ein Image für den Raspberry Pi angeboten, das die vollständige Betriebssysteminstallation incl. Volkszählersoftware enthält. Installation und Einrichtung sind unter folgendem Link beschrieben [https://wiki.volkszaehler.org/howto/raspberry_pi_image].<br>
Folgende Skripte müssen nach der Betriebssysteminstallation noch manuell hinzugefügt werden:<br>
======Wpa_supplicant.conf======
Dieses Skript beinhaltet alle Informationen über das Netzwerk, in das sich das Wlan des Raspberrys einwählen soll.
#Ausführbare Datei anlegen unter /etc/wpa_supplicant/ oder im Boot Verzeichnis der Linux Installation
#Folgender Dateiinhalt in einer Datei namens Wpa_supplicant mit der Endung .conf ablegen. Dabei unter dem Platzhalter >xxx< die jeweiligen Wlan Logindaten eintragen:
<syntaxhighlight lang="text">
country=DE
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1

network={
ssid=">xxx<"
psk=">xxx<"
key_mgmt=>xxx<
}

network={
ssid=">xxx<"
psk=">xxx<"
key_mgmt=>xxx<
}

</syntaxhighlight>

3. Beim nächsten Neustart des Raspberry Pi's wird das Skript ausgeführt

======Vzlogger.conf======
Mit diesem Skript wird die Verknüpfung zwischen der eindeutigen UUID eines Kanals und den eingehenden Daten der seriellen Schnittstelle hergestellt.
(Ausführliche Erklärung siehe Abschnitt „Einrichtung der Kanäle im „web Frontend“ und in der Konfigurationsdatei „vzloggerconf“ unter
[[24-48V BMS]]

======Push-server.service======
Dieses Skript aktiviert den sogenannten push-Server (siehe
Abschnitt „Starten des vzloggers über WinSCP“ unter [[24-48V BMS]] bzw. unter [https://wiki.volkszaehler.org/software/middleware/push-server]). Die Datei ist hier abrufbar: [[:File:push-server.zip]]

======Shutdownbutton.py======
Siehe Abschnitt "Manueller Reset/Neustart des Raspberry Pi’s" in dieser Dokumentation. Die Datei ist hier abrufbar: [[:File:shutdownbutton.zip]]

======Vzsqlbackup.sh======
Dieses Skript legt eine wöchentliche Sicherung der einige hundert MB großen Volkszähler-Datenbank mit Speicherdatum auf einem USB Stick an. Insgesamt bleiben immer die zwei älteren abgespeicherten Datenbankspeicherstände erhalten. Alle Älteren werden gelöscht.
Das Skript vzsqlbackup.sh wird wöchentlich automatisch ausgeführt, angestoßen von folgendem Befehl, der in der, auf einer Linuxinstallation existierenden Datei Crontab, angelegt werden muss. Hierfür wird die Eingabeaufforderung unter WinSCP gestartet, um per Kommandozeile über Menü --> Befehle --> „In PuTTY öffnen“ folgendes einzutippen: (siehe auch Beschreibung unter [[24-48V_BMS]] BMS Doku Unterkapitel “ Starten des vzloggers über WinSCP„ :
<syntaxhighlight lang="bash">
# crontab öffnen
crontab -e
# Folgende Zeile eintragen:
# jeden Sonntag um 22Uhr wird ein Backup erzeugt
00 22 * * 0 /usr/local/bin/raspiBackup.sh
</syntaxhighlight>

Zum Erstellen des Skripts vzsqlbackup.sh wird zuerst eine leere, mit root Rechten ausführbare Datei angelegt, die unter einem der folgenden Links abgespeichert sein muss:
#System-Scripte mit Root-Rechten: "/usr/local/sbin"
#Allgemeine User-Scripte mit Benutzer-Rechten: "/usr/local/bin"

Folgender Inhalt wird im Skript niedergeschrieben.
Für >xxx< wird ein beliebiges Passwort vergeben. Es erfolgt beim Anlegen des Backups keine Passwortabfrage, da dies ja automatisch ausgeführt werden soll.

<syntaxhighlight lang="bash">
#USB Stick mounten
mount /dev/sda1 /mnt/stick

#Backupdatei anlegen und abspeichern
mysqldump -u vz-admin ->xxx< volkszaehler > /mnt/stick/pi/mysqlvzbackup-$(date +%Y%m%d-%H%M%S).sql

#älteste Datei im Verzeichnis löschen
ls -tr /mnt/stick/pi/mysqlvzbackup* | head -n -2 | xargs rm -v

#Ende Skript
exit 0
</syntaxhighlight>

=====Datenübergabe Arduinoboard zu Raspberry Pi=====
Zum Einrichten der Kanäle im Raspberry Pi siehe Abschntt Vzlogger.conf. Folgende Kanäle werden derzeit vom Arduinoboard an das Raspberry übergeben:

*Batterie Spannung von Laderegler 1
*Energieerzeugung Laderegler 1 + 2
*Leistung Laderegler 1 + 2
*Summe Leistung Laderegler 1 + 2
*Ladestrom Laderegler 1 + 2
*Summe Energieerzeugung Laderegler 1+2
*Summe Ladestrom Laderegler 1 + 2
*Ladestatus Laderegler 1 + 2
*Errorstatus Laderegler 1 + 2
*Vorgabewert Heizstabansteuerung
*Saldierte Leistung Zweirichtungszähler
*Leistungsbezug Zweirichtungszähler
*Leistungseinspeisung Zweirichtungszähler
*Erzeugungsleistung PV
*Einspeiseleistung PV
*Temperatur Schaltschrank
*Temperatur Boiler
*Sollwert Leistung Wechselrichter
*Sollwert Stromaufnahme Wechselrichter
*Balancing Status
*SoC (State of Charge)
*Batteriespannung
*Lade-/Entladestrom
*Temperatur Batterie 1 + 2
*Zellspannung 1 - 9
=====Einrichtung der Kanäle im „web Frontend“ und in der Konfigurationsdatei „vzloggerconf"=====
Das Einrichten von Kanälen im „web Frontend“ sowie in der Konfigurationsdatei „vzlogger.conf“, die Bedienung des Web Frontends, das Starten des „vzloggers über WinSCP und letztendlich den Export von Datenbanksätzen ist ausführlich beschrieben unter der Dokumentation [[24-48V_BMS]] im Kapitel 5.

=====Übertragungsgeschwindigkeit der seriellen Schnittstelle zwischen Arduino und Raspberry=====
Um die Übertragungsgeschwindigkeit der seriellen Schnittstelle zwischen Arduino und Raspberry zu erhöhen (Standard 9600) bzw. an den derzeitigen Arduinocode anzupassen (115200) muss folgende Zeile in der vzlogger.conf nach der Zeile "device" eingefügt werden:
<syntaxhighlight lang="xorg.conf">
"device": "/dev/ttyACM0",
"baudrate": 115200,
"aggtime": 30,
</syntaxhighlight>

=====Arduino komfortabel über das Raspberry Pi flashen=====
Um einen neuen Arduinocode komfortabel direkt vom Raspberry Pi auf das Arduino zu flashen, sind folgende Schritte zu befolgen:<br>
1. Um den Vz logger zu stoppen, folgende Zeile in das Eingabefenster (putty) in WinSCP eingeben:
<syntaxhighlight lang="bash">
sudo systemctl stop vzlogger
</syntaxhighlight>
2. Navigiere in das “home” Verzeichnis und liste alle vorhandenen Ordner auf:
<syntaxhighlight lang="bash">
ls
</syntaxhighlight>
3. Ins Unterverzeichnis „Arduino“ wechseln (change directory):
<syntaxhighlight lang="bash" >
cd Arduino
</syntaxhighlight>
4. Code kompilieren mit richtigem Dateinamen (in diesem Falle "PV-System_20190629"):
<syntaxhighlight lang="bash" >
arduino-cli compile --fqbn arduino:avr:mega PV-System_20190629
</syntaxhighlight>
5. Code auf Arduino flashen mit richtigem Dateinamen (in diesem Falle "PV-System_20190629"):
<syntaxhighlight lang="bash" >
arduino-cli upload --fqbn arduino:avr:mega --port /dev/ttyACM0 PV-System_20190629
</syntaxhighlight>
6. vz-logger starten
<syntaxhighlight lang="bash">
sudo systemctl start vzlogger
</syntaxhighlight>
Eine ausführliche Anleitung zur Installation der benötigten Pakete ist unter folgendem Link zu finden [https://github.com/arduino/arduino-cli/blob/master/README.md]

=====Einrichtung Node-Red=====
Die freie Entwicklungsumgebung Node-Red bietet über eine grafische Oberfläche die Möglichkeit Anwendungsfälle im Bereich Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) intuitiv im Baukastensystem per drag&drop umzusetzen. Die einzelnen Bausteine werden durch das Ziehen von Verbindungen verbunden. Der Quellcode ist im JavaScript geschrieben. Über Benutzerdefinierte Bausteine, die ebenfalls mit JavaScript gefüllt werden können, besteht somit die Möglichkeit den individuellen Anforderungen gerecht zu werden. Weiterhin besteht die Möglichkeit über ein Webinterface Daten in unterschiedlichster Weise übersichtlich darzustellen, um bspw. dem Solarspeicherbesitzer einen schnellen Überblick über Ladezustand, Spannungsniveau, Ladestrom und Fehlermeldungen zu geben.
Über die Exportfunktion können komplette Flows exportiert und in neuen Projekten funktionsfähig importiert werden.
Im vorliegenden Projekt wird Node-Red für folgende Funktionen verwendet:<br>

# Abgriff der Push-Daten von volkszähler zur Darstellung im Webinterface:
#* Ladestrom
#* Akkuspannung
#* Error-Code
#* Ladezustand Akkumulator
#* Aktuelle Stromerzeugung
#* Aktueller Stromverbrauch
#* Zellbalancing
#* Heizstabbetrieb
#* Heizstableistung
#* Boilertemperatur
# Mailversand an Solarspeicherbesitzer bei Error
# Berechnung der eingesparten CO<sub>2</sub> Menge
# Wetterbericht für den aktuellen und die nächsten zwei Tage
# Berechnung der eingespeisten und verbrauchten Energie (Erzeugung, Verbrauch) für den aktuellen und die letzten zwei Tage
# Ansteuerung der Funksteckdose (wahlweise manuelle Bedienung, automatische Anschaltung bis Tagesende bei Stromüberschuss, automatische Anschaltung nur explizit bei Stromüberschuss

Node-Red ist über einen beliebigen Browser über das Wlannetz, in dem auch das Raspberry registriert ist, über folgenden Link (IP des verwendeten Raspberry = 192.168.1.2) erreichbar:<br>
http://192.168.1.2:1880/<br>
Wie im folgenden Abschnitt beschrieben, sollte die Programmierumgebung über ein Passwort vor unberechtigtem Zugriff geschützt sein.
Das sogenannten Dashboard oder „UI – User Interface“ ist die optisch ansprechende Schnittstelle für den Nutzer, um die erfassten Datenströme zu visualisieren. Über verschiedene Zeiger, Balken, Schalter und Ausgaben ist es möglich sich eine professionelle Oberfläche zu gestalten.
Der in diesem Projekt verwendete Flow besitzt die in folgender Abbildung dargestellte Oberfläche.
<gallery widths="1039" heights="437" perrow="2>
File:Abbildung_20.22_User_Interface_(Weboderfläche_von_Node_Red).svg| User Interface (Weboderfläche von Node Red)
</gallery>
Das User Interface ist über folgenden Link zu erreichen<br>
http://192.168.1.2:1880/ui/#/0<br>
Im UI gibt es folgende Rubriken:<br>

# '''Wlan-Steckdose'''<br>Es kann über das Dropdownmenü zwischen drei verschiedenen Betriebsarten unterschieden werden:
#* '''Manuell''': Manuelles Einschalten der Wlan gesteuerten Steckdose über den Schalter „switch“ im Dashboard
#* '''Takten''': Die Steckdose wird automatisch angeschaltet (Verbraucher hinzugeschalten) zur Stromüberschussverwertung, so lange der Akkumulator voll ist. Fällt die Akkumulatorladung aus der Erhaltungsladung (Float) in die Ladung (Bulk) schält die Steckdose wieder aus.
#* '''Anbleiben''': Die Steckdose wird automatisch angeschaltet (Verbraucher hinzugeschalten) zur Stromüberschussverwertung. Auch wenn der Solarertrag nachlassen und der Akkumulator dadurch entladen werden sollte, bleibt die Steckdose bis 17 Uhr angeschalten. Die Uhrzeit ist im Quellcode natürlich variabel.
# '''Akku'''
#* Anzeige SOC (State of Charge) Akkumulator
#* Anzeige Akkumulatorspannung
#* Anzeige Lade- und Entladestrom (Positiv und Negativ)
# '''Wechselrichter'''
#* Anzeige aktuelle Wechselrichterleistung
#* Anzeige letzter 20 min Wechselrichterleistung
#* Anzeige Modbusleistung
# '''Boiler'''
#* Anzeige Heizstableistung
#* Anzeige Boilertemperatur
# '''Fehlermeldungen'''
#* Ausgabe Fehlermeldungen Arduino
#* Ausgabe Fehlermeldungen BMS
#* Akku Balancing
#* Anzeige welche Zelle aktuelle gebalanct wird. Das Zellbalancing findet nur im geladenen Zustand des Akkumulator statt.
# '''Allgemein'''
#* Anzeige der seit Inbetriebnahme der Anlage eingesparte Co2 Menge
#* Schaltschranktemperatur
# '''Allgemein gestern / Allgemein heute'''
# Darstellung der wichtigsten Tagesdaten des laufenden und des vorhergehenden Tages wie:
#* Erzeugung WR in [kWh]
#* Erzeugung Laderegler (LR) [kWh]
#* Eingesparte Stromkosten [€]
#* Solare Deckung [%]
#* CO<sub>2</sub> Einsparung [kg]
#* Gesamtstromverbrauch [kWh]
# '''Wettervorhersage morgen, übermorgen, überübermorgen'''
#* Anzeige einer Kurzwettervorhersage zur Einschätzung des Solarertrags der kommenden Tage

Der Flow befindet sich noch im Entwicklungsstadium, eine Zwischenstand steht hier zum Download bereit [[:File:Nodered Flow.zip]].

=====Installation von Node-Red=====
Die folgende Installationsanleitung erfolgt in Anlehnung an das Youtube-Video „Node-Red Tutorial Part 1 Installation Haus Automatisierung“.<ref name="youtube2">[https://www.youtube.com/watch?v=ktGprvHi5jU auf youtube.com]</ref>
In der Regel ist auf dem Image der Linuxinstallation Raspian Strech Node-Red schon installiert, aber nicht in vollem Funtkionsumfang wie es hier benötigt wird. Deshalb muss zunächst ein Update der vorhandenen Programmpakete durchgeführt werden mit:
<syntaxhighlight lang="bash">
update-nodejs-and-nodered
</syntaxhighlight>
Es erfolgt die Abfrage “Are you really sure to do this?”
Mit „Yes“ bestätigen.
Die Installation kann bis zu 20min dauern. Im Anschluss wird die installierte Version angezeigt und mittels Häckchen der Erfolg der Installation einzelner Komponenten angezeigt.
<gallery widths="726" heights="269" perrow="2>
File:Abbildung_21_Installationsübersicht_Node-Red.svg| Installationsübersicht Node-Red
</gallery>
Um die Node-Red Oberfläche vor ungewolltem Zugriff zu schützen, wird nun noch der sogenannte "Node-Red-admin" installiert. Dies erfolgt global und nicht im Node-Red Verzeichnis:
<syntaxhighlight lang="bash">
sudo npm install -g node-red-admin
</syntaxhighlight>
Um nun ein sicheres Passwort zu generieren wird folgender Befehl eingeben:
<syntaxhighlight lang="bash">
node-red-admin hash-pw
</syntaxhighlight>
Nun wird ein beliebiges Passwort eingeben, das „gehasht“ werden soll. Den nun angezeigten Hash kopieren und wie folgt beschrieben in der „config“ eintragen.<br>
Folgende Datei öffnen:<br>
<syntaxhighlight lang="bash">
vi ~/.node-red/settings.js
</syntaxhighlight>
Folgende Zeilen einkommentieren und den generierten Hashcode unter „password“ einfügen, sowie einen "username" vergeben.

<gallery widths="731" heights="187" perrow="2>
File:Abbildung_22_Hashcode_und_Passworteingabe_für_Node_Red.svg| Hashcode und Passworteingabe für Node Red
</gallery>
Datei speichern mit folgendem Befehl
<syntaxhighlight lang="text">
:wq
</syntaxhighlight>
Nun muss noch der automatische Node Red Start bei Systemstart eingestellt werden mit:
<syntaxhighlight lang="bash">
sudo systemctl enable nodered.service
</syntaxhighlight>
Ein Restart des Programms nach Installation durchführen:
<syntaxhighlight lang="bash">
sudo service restart
</syntaxhighlight>
Ein Zugriff auf die Programmieroberfläche erfolgt über einen beliebigen Browser in der Eingabezeile über die IP des Raspberry Pi's (z.B. 192.168.1.2:1880).
Um auf die Nutzeroberfläche zur professionellen Darstellung von Flowergebnissen (Dashboard) von Node-Red zu gelangen, wird dieses nun wie folgt installiert:
Auf der Programmieroberfläche unter dem „Burgermenü“ rechts oben auf „Manage palette“ klicken, dann auf „install“ und in die Suche „dashboard“ eingeben. „Node-red-dashboard installieren“ klicken.
Der Zugriff auf das Dashboard erfolgt über die IP des Raspberry Pi's (z.B. 192.168.1.2/ui).

=====Installation von MQTT bzw. des MQTT Brokers=====
Anleitung in Anlehnung an folgende Tutorials <ref>[https://www.open-homeautomation.com/de/2016/06/09/install-an-mqtt-broker-on-your-raspberry-pi/ install-an-mqtt-broker-on-your-raspberry-pi],auf open-homeautomation.com.</ref><ref>[https://randomnerdtutorials.com/how-to-install-mosquitto-broker-on-raspberry-pi/ how-to-install-mosquitto-broker-on-raspberry-pi],auf randomnerdtutorials.com.</ref><br>
Zuerst muss das “Repository” mit folgenden zwei Befehlen hinzugefügt werden:
<syntaxhighlight lang="bash">
wget http://repo.mosquitto.org/debian/mosquitto-repo.gpg.key
sudo apt-key add mosquito-repo.gpg.key
</syntaxhighlight>
Nun das Verzeichnis wechseln:
<syntaxhighlight lang="bash">
cd /etc/apt/sources.list.d/
</syntaxhighlight>
Die Pakete updaten:
<syntaxhighlight lang="bash">
sudo apt-get update
</syntaxhighlight>
Nun wird die „mosquitto stretch list“ für verschiedene Pakete hinzugefügt:
<syntaxhighlight lang="bash">
sudo apt-get install mosquitto mosquitto-clients python-mosquitto
</syntaxhighlight>
Tritt folgende Fehlermeldung auf, folgenden Workaround durchführen:<br>
<syntaxhighlight lang="bash">
# Fehlermeldung: „Konnte nicht alle Pakete installieren, folgende Pakete haben unerfüllte Abhängigkeiten: mosquitto: Hängt ab von libwebsockets3 (>=1.2)ist aber nicht installierbar“
</syntaxhighlight>
1. Zurück aus dem Verzeichnis /etc/apt/sources.list.d ins Grundverzeichnis wechseln über: cd<br>
2. Manuelle Installation des fehlenden Paketes mit folgenden zwei Befehlen:<br>
<syntaxhighlight lang="bash">
wget http://ftp.nz.debian.org/debian/pool/main/libw/libwebsockets/libwebsockets3_1.2.2-1_armhf.deb
sudo dpkg -I libwebsockets3_1.2.2-1_armhf.deb
</syntaxhighlight>
3. Erneuter Installationsversuch von mosquitto durchführen:
<syntaxhighlight lang="bash">
sudo apt-get install mosquito mosquito-clients
</syntaxhighlight>
4. Starten des MQTT Broker
<syntaxhighlight lang="bash">
sudo service mosquito start
</syntaxhighlight>
In der Programmieroberfläche von Node-red kann nun der Node „mqtt“ auf die Oberfläche gezogen werden (vgl. hierzu auch Kapitel Funksteckdose). Ist das Node angeklickt, so erscheint wie in folgender Abbildung dargestellt, das folgende Fenster. Dort unter Server und Topic abgebildete Inhalte eintragen.
Ein Klick auf den Stift hinter dem Eingabefeld Server führt zu dem abgebildeten Eingabefenster:
Auch hier den Servernamen „localhost“ eintragen. Unter dem Register„Security“ müssen nun nochmals die oben erwähnten Anmeldedaten eingegeben werden. Abschluss der Einstellungen mit der Schaltfläche „Update“. Für weiterreichende Infos zur Ansteuerung einer Funksteckdose über das MQTT Protokoll siehe Abschnitt „Funksteckdose“.
<gallery widths="736" heights="201" perrow="2>
File:Abbildung_23_Bearbeitung_MQTT_Node.svg| Bearbeitung MQTT Node
</gallery>

=====Funksteckdose=====
Im vorliegenden Projekt wird die Wlan Steckdose Sonoff Tasmota S 20 Smart verwendet und über NodeRed auf dem Raspberry angesteuert. Diese Steckdose kommuniziert über das MQTT Protokoll mit dem Raspberry, das im Internet der Dinge weite Verbreitung gefunden hat. Vor Verwendung der Steckdose für die eigenen Zwecke muss die Firmware auf dem integrierten Chip ESP 8266 neu geflasht werden.
Neuerdings ist es auch möglich einen Steckdosen-Schalter mit Tasmota auch fertig geflasht zu kaufen z.B. unter:
<ref>[https://www.delock.de/produkte/H/11826/merkmale.html/ Steckdosen-Schalter mit Tasmota fertig geflasht],auf www.delock.de.</ref><br>

Die theoretischen Grundlagen zur Wlan Steckdose sind unter folgenden Links zu finden:

*Generelle Beschreibung der Sonoff Tasmota S20 Funksteckdose<ref>[http://sonoff.itead.cc/en/products/residential/s20-socket Generelle Bechreibung der Sonoff S20],auf www.itead.cc.</ref>

Unter Youtube sind folgende Tutorials zu empfehlen:<br>

1. Sonoff Teil 4 - FHEM-Integration haus-automatisierung
<ref>[https://www.youtube.com/watch?v=BzeSkapYDrU FHEM-Integration haus-automatisierung],auf www.youtube.com.</ref><br>
2. Sonoff Teil 17 - Die verfügbaren Befehle und die Konsole
<ref>[https://www.youtube.com/watch?v=anCUWB-Ere8 Die verfügbaren Befehle und die Konsole],auf www.youtube.com.</ref><br>

Weitere Infos zur Sonoff-Tasmota Steckdose sind unter Github zu finden:<ref>[https://github.com/arendst/Sonoff-Tasmota/wiki/Commands Infos zur Sonoff-Tasmota Steckdose],auf www.github.com.</ref>, <ref>[https://github.com/arendst/Sonoff-Tasmota/wiki/MQTT-Overview Infos zur Sonoff-Tasmota Steckdose],auf www.github.com.</ref>

Weitere Infos zum MQTT Protokoll sind unter folgenden Links zu finden:<br>

1. Beschreibung des MQTT (Message Queue Telemetry Transport) Protokolls:
<ref>[https://de.wikipedia.org/wiki/MQTT Beschreibung des MQTT (Message Queue Telemetry Transport) Protokolls],auf www.wikipedia.org.</ref>
<ref>[https://www.heise.de/developer/artikel/Kommunikation-ueber-MQTT-3238975.html Beschreibung des MQTT (Message Queue Telemetry Transport) Protokolls],auf www.wikipedia.org.</ref><br>
2. Funkkommunikation zwischen Raspberry Pi’s mittels MQTT Broker/Client:
<ref>[https://tutorials-raspberrypi.de/datenaustausch-raspberry-pi-mqtt-broker-client/ Funkkommunikation zwischen Raspberry Pi’s mittels MQTT Broker/Client],auf www.tutorials-raspberrypi.de.</ref>

Um die Steckdose über das Raspberry selbst ansteuern zu können, muss die Firmware des IC’s ESP8266 geflasht werden. Eine Beschreibung und ein Wiki sind hierzu unter folgenden Links zu finden:
<ref>[https://github.com/arendst/Sonoff-Tasmota Flashen der Firmware auf ESP8266],auf www.github.com.</ref>
<ref>[https://github.com/arendst/Sonoff-Tasmota/wiki Flashen der Firmware auf ESP8266],auf www.github.com.</ref><br>

Das unter folgendem Link vorhandene Tutorial erklärt den Hardwareanschluss des IC’s ESP8266 zu flashen:
<ref>[https://github.com/arendst/Sonoff-Tasmota/wiki/sonoff-s20 Hardwareanschluss zum Flashen der Firmware auf ESP8266],auf www.github.com.</ref><br>

Folgendes Tutorial beschreibt den Software-flash mit dem Esp-Tool:<ref>[https://github.com/arendst/Sonoff-Tasmota/wiki/Esptool Beschreibung Software-flash mit dem Esp-Tool],auf www.github.com.</ref>

Voraussetzungen zum Flashen der Software der Sonoff Tasmota Funksteckdose sind:
#Youtube-Video: „NodeRed Tutorial Part 1 Installation Haus Automatisierung“<ref name="youtube2" />
#Installation von Node-Red und dem Node-Red Dashboard auf dem Raspberry (siehe Abschnitt Einrichtung Node-Red )
#NodeRed/UI vor fremden Zugriff schützen (siehe Abschnitt Einrichtung Node-Red )
#MQTT Client installieren durch Hinzufügen des mosquitto repository (siehe Abschnitt Einrichtung Node-Red )
#Wlan Steckdose einstecken
#Installation eines MQTT-Brokers auf dem Raspberry Pi (siehe Abschnitt Einrichtung Node-Red )

Sind alle oben genannten Voraussetzungen erfüllt, so ist die Weboberfläche der Steckdose über deren IP zugänglich. Um die richtige IP herauszufinden ist es ratsam diese nach Einstecken der WLAN Steckdose in den Routereinstellungen auszulesen.
======Weboderfläche der Wlan Steckdose======
<gallery widths="369" heights="256" perrow="2>
File:Abbildung_24_Weboderfläche_der_Wlan_Steckdose_mit_der_IP_192.168.1.5.svg| Weboderfläche der Wlan Steckdose mit der IP 192.168.1.5
</gallery>
In der Weboberfläche der Wlan-Steckdose gibt es unter "Main Menu" --> "Konsole" die Möglichkeit direkt Befehle an die Steckdose zu senden:
Hier können alle Befehle aufgelistet in <ref>[https://github.com/arendst/Sonoff-Tasmota/wiki/Commands Sonoff-Tasmota Commands],auf www.github.com.</ref> direkt an die Steckdose gesendet werden und die Antwort direkt beobachtet werden. Z.B. „Power on“ –> Steckdose an; „Power off“ --> Steckdose aus.
Der Pfad unter dem die Steckdose später über das MQTT Protokoll vom Raspberry aus erreichbar sein wird, kann selbst gewählt werden und ergibt sich aus der Hierarchiestruktur, die im eigenen Smarthome erwünscht ist. Hier im Beispiel soll die Steckdose die Schreibtischlampe an- und ausschalten. Die Steckdose ist erreichbar unter /SmartHome/Buero/Schreibtischlampe.
Dabei bezeichnet man die Hierarchiestufe „Schreibtischlampe“ als „Topic“ und /cmd /stat /tele als „Prefix“.
Siehe hierzu auch folgende Abbildung.
<gallery widths="738" heights="222" perrow="2>
File:Abbildung_25_Hierarchiestruktur_MQTT_Protokoll_und_definition_des_Prefix_cmd,_stat_und_tele.svg| Hierarchiestruktur MQTT Protokoll und definition des Prefix cmd, stat und tele
</gallery>
Je nachdem ob ein Befehl gesendet oder ein Response an der Steckdose ankommt, ist dann der Pfad entsprechend abgeändert zu …/tele oder …/stat oder …/cmd<br>

Bsp.: In unserem Beispiel heißt das Topic „Schreibtischlampe“. Für die Konfiguration der Funksteckdose also im Feld „Topic“ „Schreibtischlampe“ eintragen.
Der Pfad „full topic“ soll heißen: <br>
/SmartHome/Buero/%topic%/%prefix%<br>
Also folgende Einstellungen im Webinterface der Steckdose vornehmen:
<gallery widths="207" heights="405" perrow="2>
File:Abbildung_26_Konfiguration_der_Wlan_Steckdose_über_das_Webinterface.svg| Konfiguration der Wlan Steckdose über das Webinterface
</gallery>
Passend zu den Einstellungen in der Wlan Steckdose sind nun auch in Node Red einige Einstellungen vorzunehmen:

1. Zuerst Folgenden Flow mit zwei MQTT Nodes und einem Schalter (switch) aufbauen, der in diesem Beispiel den Namen Schreibtischlampe erhält. Das Dashboard ist erreichbar über die jeweilige IP es Raspberry Pi's 192.168.1.2:1880/
<gallery widths="729" heights="152" perrow="2>
File:Abbildung_27_Flow_für_Wlan_Steckdose_gesteuert_über_MQTT_Protokoll.svg| Flow für Wlan Steckdose gesteuert über MQTT Protokoll
</gallery>
2. Im MQTT IN Node sowie im MQTT OUT Node folgende Einstellungen vornehmen:
<gallery widths="730" heights="434" perrow="2>
File:Abbildung_28_Einstellungen_MQTT_Node_IN_und_OUT.svg| Einstellungen MQTT Node IN und OUT
</gallery>
3. Mit „Done“ und „deploy“ Eingaben bestätigen. Nun sollte die Funksteckdose beim Schalten des „Switch“ Nodes hörbar klacken und sich dabei an- und aus schalten.

====Temperatursensoren====
Die Temperaturmessung im Schaltschrank sowie am thermischen Speicher erfolgt mittels LM35 Temperatursensoren (Precision Centigrade Temperature Sensors). Diese analogen Sensoren sitzen im TO-92 Gehäuse, haben eine Temperaturgenauigkeit von +-0,5°C (±¼°C at room temperature and ±¾°C over a full −55°C to 150°C temperature range) und sind für einen Temperaturbereich von -55°C bis 150°C ausgelegt. Der LM 35 ist bei der Herstellung kalibriert in Grad Celsius. Die Ausgangsspannung ist direkt linear zur Temperatur ( Linear 10 mV/°C). In folgender Abbildung ist die Anschlusssituation aus dem Datenblatt erkennbar.
<gallery widths="207" heights="245" perrow="2>
File:Abbildung_29_Anschlusssituation_Temperatursensor_LM_35.svg| Anschlusssituation Temperatursensor LM 35
</gallery>
Der Temperatursensor wird mit +5V versorgt und kann direkt an einen digitalen Eingang des Arduino angeschlossen werden.
Der LM35 in Form im TO-92 Gehäuse wird folgendermaßen fertig konfektioniert:
*An die drei Beinchen Verlängerungskabel ansetzen und mit Schrumpfschlauch gegen Kurzschluss sichern
*Den Temperaturfühler mit Anschlusskabel in eine leere Temperaturfühlerhülse (Durchmesser 6mm) schieben
*Ggf. mit Isolierband/wasserdichtem Isolierband oder Silikon abdichten
*Leitungsenden mit Kabelschuhen ausstatten

====Heizstabregelmodul====
Zur Überschussstromverwertung (bei Nichteinspeisung ins Netz) wird ein Heizstab integriert in den Hauswarmwasserspeicher installiert. Dieser Heizstab kann bei Bedarf modulierend bis zu 30A Überschussstrom in Wärme umsetzen. Das Regelmodul (DC 10-50V Drehzahlsteller Motor Regler Controller 60A PWM 12V 24V 48V 3000WTE573) wird verwendet, um den Heizstab per Pulsweitenmodulation (PWM) in seiner Leistung zu regeln. So wird es möglich zu jedem Zeitpunkt genau den Strom in Wärme zu verwandeln, der nicht zur Ladung des Akkumulators oder zur Deckung des Stromverbrauches im Haushaltes verwendet wird.
Die Ansteuerung des Motorreglers, der in der Nähe des Heizstabes sitzen sollte, erfolgt wiederum über einen geglätteten 0-5V Pegel (R-C Glied auf der Arduinoplatine) gesteuert über einen Analogausgang des Arduino.

Der Motorregler besitz folgende technischen Daten:

{| class="wikitable"
|-
! Überschrift !! Überschrift
|-
| Frequenz || 15000 Hz
|-
| Nennstrom || 60 A (Maximale Leistung)
|-
| Spannungsversorgung || 10 - 50V DC
|-
| Steuermotorleistung || 0,01 - 3000 W
|-
| 12 V, 24 V, 36 V, 50 V || 720 W (max), 1440 W (max), 2160 W (max), 3000 W (max)
|-
| Bereitschaftsstrom || 0,04 A
|-
| Regelbereich || 5 - 100%
|-
| PCB Größe || 22 x 87 x 32mm
|-
|}

Über ein Relais wird der Motorregler an und ausgeschalten, um in Zeiten mit wenig Überschussstrom (Winterperiode) oder bei Gefahr des Überhitzens des Wasserspeichers den Heizstab komplett deaktivieren zu können.
Um ein Überhitzen des Wasserspeichers zu vermeiden, wird die Wassertemperatur über einen Temperatursensors (LM 35 siehe Abschnitt „Temperatursensoren“) überwacht und ggf. der Heizstab deaktiviert oder gedrosselt.
Das Heizstabregelmodul und alle weiteren Anschlüsse für Heizstab und Temperatursensoren sind in ein Gehäuse eingepasst, das zusammen mit dem Relais auf eine Hutschiene montiert wird.
<gallery widths="467" heights="146" perrow="2>
File:Abbildung_30_Heizstabmodul.png| Heizstabplatine
</gallery>
Verdrahtung und Anschluss siehe Verdrahtungsplan im Abschnitt "Aufbau des Systems".
Zum Anschluss des Heizstabregelmoduls ist somit eine zweiadrige 6mm^2 Leitung vom Schaltschrank sowie eine geschirmte Daten- und Steuerleitung 2x2 Adern (z.B. LIYCY TP 2X2X0,5) notwendig.<br>
Weiterentwicklung:<br>

Es zeigt sich, dass die Qualität der verwendeten PWM Platine nicht den Erwartungen entspricht. Zum wiederholten Male brennen Mosfets schon bei 50% (ca. 30A) der vom Hersteller angegebenen maximalen Last (60A) durch.
Zur Lösung dieses Problems ist es angedacht, eine eigene PWM Platine aus drei Hochleistungsmosfets mit Kühlkörper und einem eigenen Mosfettreiber zu konstruieren. Die Absicherung der Mosfets vor Überlastung und Kurzschluss erfolgt mithilfe eines High Side Switch mit Kühlkörper.
Ein erster Prototyp besteht bereits, muss aber an Tagen mit viel Sonne noch getestet werden. Weitere Konstruktionsdetails folgen in Kürze an dieser Stelle.

====Absicherungskonzept====
Das System verfügt über mehrere Sicherungsautomaten bzw. Schmelzsicherungen. Wie auch im Verdrahtungsplan im Abschnitt "Aufbau des Systems" zu erkennen ist, wird der Akkumulator im Pluspolkabel mit einer 32A Neozyd Schmelzsicherung abgesichert. Ein Sicherungsautomat erwies sich als ungeeignet, da Rückkopplungen zwischen BMS und Sicherungsautomat ungewohnten Geräusche verursachten. Der Pluspol zur Heizstabplatine ist ebenfalls mit einer 32A Neozyd Schmelzsicherung ausgestattet. Weiterhin sind die PV Module über 16A Sicherungsautomaten abgesichert. AC seitig ist der Solar-Schaltschrank im Haushaltsschrank mit einem 16A Sicherungsautomat abgesichert. Weiterhin verfügen die Laderegler jeweils über eine 20A (Auto-)Schmelzsicherung. Bei Schaltschrankwartungen ist dafür zu sorgen, dass dieser über die Sicherungen sowohl AC als auch DC seitig spannungslos geschalten wird.
Reihenfolge für Abschaltung der Anlage (Einschaltung erfolgt in umgekehrter Reihenfolge):
#Heizstabsicherung abschalten
#PV Module abschalten
#BMS ausschalten
#Raspberry ausschalten
#Akkumulatorsicherung ausschrauben
#AC seitige Sicherung im Haushaltschaltschrank abschalten

====Modbuszähler====
Zur phasen- und richtungsweis korrekten Erfassung des Hausverbrauchs der Phasen L1 bis L3 sowie der Solareinspeisung ins Hausnetz werden Hutschienenmodbuszähler eingesetzt, die per Modbusprotokoll über ein CAT5 Kabel mit dem Arduino kommunizieren. Die erfassten Werte werden für die Regelstrategie des Wechselrichters benötigt. Es ist angedacht bei Systemen mit modernen digitalen Stromzählern mit IR-Schnittstelle und geeigneter Auflösung den Solar- und Hausverbrauch direkt über die IR-Schnittstelle auszulesen und dem Arduino zu übermitteln.

=====Zweirichtungszähler für Hausverbrauch=====
Zur Erfassung des Hausverbrauches kommt folgender Zweirichtungszähler zum Einsatz:
{| class="wikitable"
|-
! Überschrift !! Überschrift
|-
| Modell || Drehstromzähler für Hutschiene
|-
| Fabrikat || DVH4013
|-
| Herstellerbezeichnung || 4-Leiter Direktanschlußzähler für Wirkenergie
|-
| Klasse || B
|-
| Spezifikation || 3 x 230 / 400 V, 5 / 65 A
|-
| Messwerke || +A, -A
|-
| Tarife || 4
|-
| Sonstiges || mit LCD-Display 7-stellig, mit MID-Konformitätszertifizierung
|}

<gallery widths="479" heights="258" perrow="2>
File:Abbildung_31_Modbuszähler_3_Phasen_Zähler.svg| Modbuszähler 3 Phasen Zähler
</gallery>
Der Einbau erfolgt durch eine autorisierte Elektrofachkraft in den Hausschaltschrank des jeweiligen Objektes direkt nach dem verplombten Eingangszähler des Netzbetreibers.

'''Anschluss Modbuskommunikation'''

Der Anschluss der Modbuskommunikation erfolgt an Klemme 22 auf die grün-weiße Ader eines CAT5 Kabels und an Klemme 23 auf die grüne Ader des CAT 5 Kabels.

=====Zähler für Solareinspeisung=====
Die Solareinspeisung des einphaisgen Miniwechselrichters AE Conversion serfolgt über einen 16A Sicherungsautomat auf eine beliebige Phase im Hausschaltschrank. Folgender Einphaseneinrichtungszähler kommt zum Einsatz:
{| class="wikitable"
|-
! Überschrift !! Überschrift
|-
| Modell || Einphasen-Stromzähler für Hutschiene
|-
| Fabrikat || SDM120 Modbus
|-
| Spezifikation || 5(45)A 230V
|-
| Sonstiges || RS485 Modbus and pulse output,
|}

<gallery widths="207" heights="245" perrow="2>
File:Abbildung_32_Modbuszähler_Solar_1_Phasen_Zähler.svg| Modbuszähler Solar 1 Phasen Zähler
</gallery>
Der Einbau erfolgt durch eine autorisierte Elektrofachkraft in den Hausschaltschrank des jeweiligen Objektes noch vor dem Sicherungsautomaten des Wechselrichters.

'''Anschluss Modbuskommunikation'''

Der Anschluss der Modbuskommunikation erfolgt an Klemme 9 auf die grün-weiße Ader eines CAT5 Kabels und an Klemme 10 auf die grüne Ader des CAT 5 Kabels.
Beide Modbuszähler werden in Reihe miteinander verbunden. Hierzu dient bisher ein CAT 5 Adapter mit Minischraubklemmen, der in einem Gehäuse auf der Hutschiene befestigt werden kann.
<gallery widths="320" heights="125" perrow="2>
File:Abbildung_33_CAT_5_Adapter.svg| CAT 5 Adapter mit Minischraubklemmen
</gallery>

====Batteriemanagementsystems (BMS) Libre Solar====
Eine ausführliche Anleitung zum Bau und zum Verständis des Batteriemanagementsystems (BMS) für den Akkumulator ist unter folgendem Link zu finden [[24-48V_BMS]].

===Aufbau des Systems===
Ziel des Systemaufbaus ist es so einfach und kompakt wie möglich alle Systemkomponenten des Solarspeichers in einem Standardschaltschrank unterzubringen. Die Befestigung mithilfe des Hutschienensystems auf einer geerdeten Grundplatte bietet sich an. Die Kabelführung erfolgt in ausbrechbaren Verdrahtungskanälen, die Stromverteilung erfolgt mithilfe von Wagoklemmen.
Mess- und Steuerleitungen sollten im Besten Falle getrennt von den leistungsführenden Leitungen z.B. in zweikammerigen Verdrahtungskanälen verlegt werden. Ziel ist es alle Mess- und Steuerleitungen mit eindeutigen Steckern zu versehen, sodass schnell die passenden Buchsen auf den jeweiligen Platinen gefunden werden können.
Die Pulsweitenmodulation (PWM) des Heizstabregelmoduls erzeugt ein elektromagnetisches Störfeld welches die Temperaturmessung am Trinkwarmwasserspeicher (sofern die Messleitung des Temperatursensors in der Nähe der Heizstabversorgungsleitungen liegt) stört. Aufgrund dessen ist das Heizstabregelmodul extern in der Nähe des Trinkwarmwasserspeichers angebracht. Das Anschlusskabel zum Heizstab ist somit kurz und es treten keine elektromagnetischen Störungen entlang des Verbindungskabels Solarschaltschrank --> Haushaltsschaltschrank auf.
Aufgrund der Notwendigkeit der dreiphasigen Strommessung am Hauseingangszähler sitzt der dreiphasige Modbuszähler extern im Hausschaltschrank und ist mit einem CAT5 Kabel mit dem Solarspeicher verbunden. Die Modbusmessung der Solareinspeisung erfolgt im vorliegenden Projekt ebenfalls im Hauschaltschrank, kann aber genauso direkt im Schaltschrank des Solarspeichers gemessen werden.
Die Reihenschaltung der Solarmodule erfolgt im vorliegenden Projekt mithilfe von gebrückten Wago-Doppelreihenklemmen. Um Kabelmeter und Leitungsverluste zu vermeiden ist zu empfehlen die Verschaltung der Module mittels PV Stecker direkt auf dem Dach herzustellen. Somit erreichen nur noch 2 x 6mm^2 Ölflexkabel den Schaltschrank.
Es ist zu empfehlen den Schaltschrank so zu dimensionieren, dass der Lithium-Akkumulator ebenfalls im unteren Teil des Schaltschrankes Platz findet. Im vorliegenden Projekt dienten zuerst große geschlossene Bleiakkumulatoren als Energiespeicher, die außerhalb und direkt hinter dem Schaltschrank zur Aufstellung kamen. Nach Ersatz der Bleiakkumulatoren durch einen LiFePo4 Akkumulator kam mangels Platz im Schaltschrank auch dieser außerhalb zur Aufstellung.
Da die Wechselrichter für die Montage unter dem Solarmodul auf dem Dach gedacht sind, gibt es an deren Gehäuse nur zwei stark exzentrische Laschen zur Befestigung. Im vorliegenden Projekt werden die Wechselrichter mithilfe zweier Gewindestangen, Muttern und großen Unterlegscheiben flach übereinander befestigt. Es besteht alternativ auch die Möglichkeit mithilfe von Winkeln den Wechselrichter um 90° gedreht im Schaltschrank unterzubringen.
<gallery widths="486" heights="287" perrow="2>
File:Abbildung_34_Wechselrichteranordnung_im_Schaltschrank.svg| Wechselrichteranordnung im Schaltschrank
</gallery><br>
Interne Systemkomponenten
*Wechselrichter
*Laderegler
*BMS
*Lüfter
*Raspberry
*Arduinoplatine, Mosfetplatine
*Stromversorgung
*Sicherungsautomaten
*Wagoverteiler
*Temperatursensor Schaltschrank
Externe Systemkomponenten<br>
*Modbuszähler
*Zähler Solareinspeisung
*PV Module
*Heizstabregelmodul
*Temperatursensor Trinkwasserspeicher
*Akkumulator
====Schaltschrank====
Im vorliegenden Projekt ist folgender Schaltschrak im Einsatz:
*Schaltschrank (H / B / T) 600mm x 600mm x 300mm IP65 für ca. 100€
*Kabeleinführung: oben
*Türanschlag: rechts
====Materialliste====
Eine ausführliche Materialliste inklusive Preise stehen für das vorliegende Projekt in der Exceltabelle „PV_Berechnung_Energiespeicher“ (siehe Kapitel "Berechnung, Simulation, Auslegung, Kostenberechnung, Optimierung" in dieser Doku) im Registerblatt „Kostenberechnung 2.Prototyp LiFePo“ zur Verfügung.

====Verdrahtungsplan====
Unter folgendem Link ist der Schaltplan des Solarspeichers entweder als .pdf oder als einzelne .svg Dateien abrufbar .
*[[:File:Schaltplan Schaltschrank gesamt.pdf]]
*[[:File:svg Dateien.zip]]

====Systemwirkungsgrad====
Um die Gesamteffizienz des Solarspeichersystems zu untersuchen sind im Folgenden vier Beispieltage ausgewählt und die erzeugten und umgesetzten Energiemengen dargestellt. Die Graphiken der jeweiligen Tagesverläufe sind unter folgenden Links abrufbar:<br>

*20.07.2019: Erzeugungs- und Verbrauchsprofil [[:File:Abbildung 34.2 20.07.2019- Erzeugungs- und Verbrauchsprofil.pdf]]
WR Leistung (hellgrün), Solarerzeugung (orange), Regelgröße Heizstab (rot), State of Charge (SOC) (grün), Boilertemperatur (blau) <br>

*23.07.2019: Erzeugungs- und Verbrauchsprofil [[:File:Abbildung 34.3 23.07.2019- Erzeugungs- und Verbrauchsprofil.pdf]]
Erzeugungs- und Verbrauchsprofil : WR Leistung (hellgrün), Solarerzeugung (orange), Regelgröße Heizstab (rot), State of Charge (SOC) (grün), Boilertemperatur (blau)<br>

*24.07.2019: Erzeugungs- und Verbrauchsprofil [[:File:Abbildung 34.4 24.07.2019- Erzeugungs- und Verbrauchsprofil.pdf]]
Erzeugungs- und Verbrauchsprofil : WR Leistung (hellgrün), Solarerzeugung (orange), Regelgröße Heizstab (rot), State of Charge (SOC) (grün), Boilertemperatur (blau)<br>

*22.07.2019: Erzeugungs- und Verbrauchsprofil [[:File:Abbildung 34.5 22.07.2019- Erzeugungs- und Verbrauchsprofil.pdf]]
Erzeugungs- und Verbrauchsprofil : WR Leistung (hellgrün), Solarerzeugung (orange), Regelgröße Heizstab (rot), State of Charge (SOC) (grün), Boilertemperatur (blau) <br>

'''Auswertung Systemgesamteffizienz (Solaranlage mit 1kWp)'''
{| class="wikitable"
|-
! Betrachtungszeitraum !! 20.07.2019: !! 22.07.2019 !! 23.07.2019 !! 24.07.2019
|-
| Systemkonfiguration || 1x WR 350 W, Heizstabbetrieb, WR auf Volleinspeisung sobald Akkumulator annähernd voll || 1x WR 350 W, Heizstabbetrieb, WR auf Volleinspeisung sobald Akkumulator annähernd voll

|| 1x WR 350 W, Heizstabbetrieb, WR auf Volleinspeisung sobald Akkumulator annähernd voll

|| 1x WR 350 W, Heizstabbetrieb, WR auf Volleinspeisung sobald Akkumulator annähernd voll
|-
| '''Energieerzeugung''' || || || ||
|-
| Ladereglererzeugung || 3,81 kWh || 4,03 kWh || 4,13 kWh || 4,1 kWh
|-
| '''Energieverbrauch''' || || || ||
|-
| Temperaturerhöhung Boiler || 882 kJ bzw. 0,25 kWh || 655 kJ bzw. 0,18 kWh || 1961 kJ bzw. 0,54 kWh || 0,34 kWh
|-
| Wechselrichterleistung || 3 kWh || 3,03 kWh || 3,38 kWh || 3,38 kWh
|-
| Ladedifferenz Akku/24h || Morgens SOC 54 %, abends SOC 63 %, 6,3 Ah = 0,18 kWh
|| Morgens SOC 60 %, abends SOC 79 %, 13,3 Ah bzw. 0,38 kWh
|| Morgens SOC 78 %, abends SOC 60 %, 12,6 Ah bzw. 0,36 kWh
|| Morgens SOC 60 %, abends SOC 50 %, 7 Ah bzw. 0,20 kWh

|-
| '''Systemwirkungsgrad''' || || || ||
|-
| Nutzen / Aufwand || = (0,25 + 3) / (3,81 - 0,18) = 89,5 % || =(3,03 + 0,18) / (4,03 - 0,38) = 88 % || =(0,544 + 3,38) / (4,13 + 0,36) = 87,4 % || = (0,34 + 3,382) / (4,1 + 0,2) = 86,5 %
|-
|}

===Berechnung, Simulation, Auslegung, Kostenberechnung, Optimierung===

Das Exceltool stellt folgende Funktionen zur Verfügung:
*Simulation eines Batteriespeichersystems in Anlehnung an das durchgeführte Projekt
*Material und Preisliste der verwendeten Materialien
*Möglichkeit der energetischen und wirtschaftlichen Optimierung eines Solarspeichers
Das Exceltool ist unter folgendem Link downloadbar: [[:File:200104_Berechnung_Simulation_Optimierung_Energiespeicher_Soldorado_Open_Solar_Systems.zip]]
====Beschreibung der einzelnen Registerkarten====
Registerkartenübersicht
*Registerkarte 1 Begriffsdefinitionen
*Registerkarte 2 Anleitung --> Infos zur Benutzung des Exceltools
*Registerkarte 3 Deckblatt --> Eingabe der Eingabedaten und Ausgabe der Ergebnisse
*Registerkarte 4 Optimierung --> Möglichkeit der Optimierung der Speichersystemauslegung
*Registerkarte 5 Berechnung --> Speicherberechnung
*Registerkarte 6 Kostenberechnung 2.Prototyp LiFePo --> Hauptblatt der Kostenberechnung der untersuchten vier Systemtypen
*Registerkarte 7 Ladereglerauslegung --> Auslegung und Dimensionierung verschiedener Systemkombinationen aus PV Modulen und Laderegler
*Registerkarte 8 Kosten BMS Platine --> Unterblatt zur Kostenberechnung
*Registerkarte 9 Kosten Heizstabmodul --> Unterblatt zur Kostenberechnung
*Registerkarte 10 Kosten Systemtyp 4 Minipv --> Unterblatt zur Kostenberechnung
*Registerkarte 11 Kosten Verbindungsmodul Modbus --> Unterblatt zur Kostenberechnung
*Registerkarte 12 Kosten Spannungswandlermodul --> Unterblatt zur Kostenberechnung
*Registerkarte 13 Kosten Arduino- und Mosfetplatine --> Unterblatt zur Kostenberechnung
*Registerkarte 14 solare Einstrahlung --> Wetterdatenbank für solare Einstrahlung in Abhängigkeit der Dachausrichtung
*Registerkarte 15 Lastprofilablage --> Datenbank unterschiedlicher Lastprofile in Abhängigkeit vom Jahresgesamtstromverbrauch des Haushalts
*Registerkarte 16 Hintergrunddaten
*Registerkarte 17 Änderungsmanagement

====Registerkarte 1 „Begriffsdefinitionen“====
*Autarkiegrad [%]
Direkt (bzw. indirekt über Batterie) verbrauchte solar erzeugte Strommenge im Haushalt in Prozent gemessen am jährlichen Stromverbrauch.

Autarkie = direkt (bzw. indirekt über Batterie) verbrauchte solare Strommenge / Stromjahresverbrauch

*Eigenverbrauch bzw. Systemwirkungsgrad [%]
Direkt verbrauchte Strommenge gemessen am jährlichen Verbrauch.

Eigenverbrauch = direkt (bzw. indirekt über Batterie) verbrauchte solare Strommenge / jährliche Erzeugung

*Systemwirkungsgrad
Systemwirkungsgrad in Prozent sagt aus, wieviel der eingestrahlten Energie auf die PV Mdule letzendlich verwendet wurde

====Registerkarte 2 Anleitung====
Infos zur Benutzung des Exceltools.

====Registerkarte 3 Deckblatt====
Hier werden unter den Zeilen „Eingabedaten“ alle relevanten Eckdaten der PV Berechnung eingegeben und unter Ergebnisse alle relevanten Berechnungsergebnisse ausgegeben. Bei der Eingabe ist zu empfehlen die jeweiligen Hinweise in den Eingabezellen zu beachten.
Eingabedaten sind im Einzelnen:
*Modulwirkungsgrad in % z.B. 16%
*Wirksame Modulfläche in m^2 z.B. 1,66m^2
*Modulanzahl
*Dachausrichtung (Auswahlmöglichkeit durch hinterlegten Datensatz für Standort Stuttgart bei 30° Dachneigung: Ost, Süd-Ost, Süd, Süd-West, West)
*Dachneigung: bisher nur 30° möglich
*Systemspannung (zur Berechnung der Batteriekapazität) z.B. 24 oder 48V
*Batteriegröße in Ah zur Berechnung der Batteriekapazität in Wh
*Maximal zugelassene Tiefentladung der Batterie in %: zur Berechnung der effektiv zur Verfügung stehenden Batteriekapazität z.B. 50% bei Bleiakkumulator, 80% bei LiFePo Akkumulator
*Batteriewirkungsgrad z.B. 70% bei BleiAkkumulator, 90% bei LiFePo
*Systemkürzel (definiert für Systemtyp 1 + 2 mögliche Systemkombinationen aus PV Modulen und Ladereglertypen. (Batteriespannung - Modultyp - Anzahl PV Module – Preis) (für Kostenberechnung)
*Anzahl Batteriezellen (für Kostenberechnung) z.B. 2x 12V bei BleiAkkumulator und 24V Systemspannung oder 15x3,2V bei LiFePo Zellen für ein 48V System
*Anzahl Miniwechselrichter (für Kostenberechnung)
*Miniwechselrichtertyp von AE Conversion z.B. 350W oder 500W (für Kostenberechnung)
*Wechselrichterwirkungsgrad z.B. 92%
*Stromkosten in €/kWh (für Kostenberechnung)
*Stromkostensteigerung pro Jahr (für Wirtschaftlichkeitsberechnung) in % (bisher nicht verwendet)
*Stromjahresbedarf der zu versorgenden Wohnung/ des Hauses in kWh (für die Berechnung eines geeigneten Verbrauchsprofils
*Typ Verbrauchsprofil: bisher nur EFH möglich (geplant MFH)
*Primärenergiefaktor Strom nach EnEV (Berechnung der eingesparten Co2 Emissionen)
*Einspeisevergütung Strom in €/kWh zur (für Amortisationsberechnung)
*Systempreis €/kWp (bisher nicht verwendet)
*Wärmekosten €/kWh (für Amortisationsberechnung)
*Staatliche Förderung Speicher/Solaranlage für Wirtschaftlichkeitsberechnung (bisher nicht verwendet)
*Installationslänge Solarschaltschrank zu Haushaltsschaltschrank (für Kostenberechnung)
*Installationslänge Solarmodule zu Haushaltschaltschrank (für Kostenberechnung)
*Installationslänge Solarmodule zu Solarschaltschrank

Die Berechnungsergebnisse werden für vier Systemtypen berechnet, die wie folgt definiert sind:
*'''Systemtyp 1:''' Speichersystem mit Akkumulator, Eigenverbrauch und Heizstab ohne Netzeinspeisung.
*'''Systemtyp 2:''' Speichersystem mit Akkumulator, Eigenverbrauch und Netzeinspeisung
*'''Systemtyp 3:''' konventionelles System mit Eigenverbrauch.<br>
Hinweis zu Systemtyp 3:<br>
Die Kostenberechnung ist hier sehr einfach gehalten und erfolgt anhand des Systempauschalwertes in €/kWp, der im Deckblatt in der Zelle „Systempreis“ definiert wurde (z.B. 1300€/kWP). Um ein „konventionelles System“ energetisch abzubilden, ist die „Summe der effektiven Wechselrichterleistung“ auf für konventionelle Systeme übliche Werte anzuheben indem z.B. die Anzahl der Wechselrichter im Eingabefeld „WR Typ AE Conversion(350W oder 500W)“ angehoben wird.

*'''Systemtyp 4:''' Minipv ohne Speicher, Direkteinspeisung Steckdose. <br>
Hinweis zu Systemtyp 4:<br>
Diese Systemkonfiguration ergibt Sinn für kleinere Systemkombinationen mit z.B. 2-3 Solarmodulen.

'''Allgemeine Hinweise:'''
Für eine nachvollziehbare Systemauslegung und Kostenberechnung wurden für Systemtyp 1 und Systemtyp 2 sogenannte Systemkürzel eingeführt. Diese bestehen aus drei Zahlen getrennt durch Bindestrich (Bsp.: 33V-60-4). Dabei steht die erste Zahl für die Batteriespannung (28,8V, 33V oder 48V), die zweite Zahl für den Modultyp (60 zellige Module oder 72 zellige Module) und die dritte Zahl für die Modulanzahl (3 - 20 Module).
Diese Systemkürzel müssen im Deckblatt in der Zelle „Systemkürzel“ korrekt definiert werden und manuell darauf geachtet werden, dass die zu einem Systemkürzel dazugehörigen Werte in den anderen Eingabezellen wie „Systemspannung“ (28,8V, 33V oder 48V), „Modultyp“ (60-zellig oder 72-zellig) und die „Modulanzahl“ korrekt eingegeben sind.

Folgende Berechnungsergebnisse werden angezeigt:
*effektive Batteriegröße [Wh]
*Anzahl Ladezyklen pro Jahr [-]
*eingestrahlte Solarenergie pro Jahr [kWh/m^2/a]
*zur Verfügung stehende Solarenergie in Bezug auf konkrete Anlage (incl. ηModul und ηWR) [kWh]
*verwendete Solarenergie [kWh]
*vorgegebenes jährliches Lastprofil [kWh]
*Eigenverbrauch (ohne Wärme, nur Strom) [%]
*Batteriespeicherverluste [kWh/a]
*Prozentualer Anteil eingespeister Leistung an max. möglichem [%]
*Autarkiegrad [%]
*Strom an WW Speicher [kWh/a]
*Netzeinspeisung Überschuss [kWh]
*Gewinn durch Einspeisevergütung und selbst verbrauchten Strom [€]
*Aufwand/Kosten ohne MwSt [€]
*Amortisation [a]
*Eingesparte Co2 Menge [t/a]

Hinweis: Ist in der Registerkarte Optimierung das Häkchen Optimierung aktiviert, so sind alle rot eingefärbten Eingabefelder in der Registerkarte Deckblatt inaktiv/nicht aktuell!

====Registerkarte 4 Optimierung====
Diese Registerkarte soll unter Beachtung und mithilfe gezielter Veränderungen verschiedener Randbedingungen bei der Optimierung der Speichersystemauslegung unterstützen und helfen, dass der Nutzer ein energetisch und wirtschaftlich optimales Speichersystem auswählt.
Um die Optimierung für die Systemtypen 1 und 2 anzuschalten muss das Häkchen Optimierung aktiviert sein. Beachte, dass dann in der Registerkarte Deckblatt alle rot eingefärbten Eingabefelder inaktiv/nicht aktualisiert werden.
Die Registerkarte Optimierung bietet die Möglichkeit zwei Optimierungsziele festzulegen und diese in Bezug zueinander in einem 2 D Diagramm darzustellen und auszuwerten in Abhängigkeit von bis zu 5 Stellgrößen.

Optimierungsziele können sein:
*Autarkiegrad [%]
*Eigenverbrauch [%]
*Systemgesamtkosten [€]
*Amortisationszeit [a]

Stellgrößen können sein:
*Modulanzahl [St]
*wirksame Modulfläche [m^2]
*Dachausrichtung
*Dachneigung [°]
*Batteriegröße [Wh]
*Anzahl Wechselrichter [St.]
*Wechselrichtertyp (350W oder 500W)
*Stromkosten [€]
*Stromkostensteigerung pro Jahr [€/a]
*Stromjahresbedarf [kWh/a]
*Typ Verbrauchsprofil
*Einspeisevergütung [€/kWh]
*Wärmekosten [€/kWh]
*staatliche Förderung Speicher/Solaranlage [€]

Mithilfe der Dropdownfelder können die Optimierungsziele sowie die Stellgrößen ausgewählt werden. Die Optimierungsziele berechnen sich selbst neu in Abhängigkeit von den eingegebenen Zahlen unter den Stellgrößen.
Mithilfe des Buttons Zwischenergebnisse einloggen werden die zwei Berechnungsergebnisse für eine Systemkombination in das Diagramm übernommen. Mithilfe des Buttons Zwischenergebnisse löschen werden alle vorhandenen Zwischenergebnisse gelöscht.

Beispiel:<br>
Optimierungsziel 1: x-Achse: Amortisationszeit<br>
Optimierungsziel 2: y-Achse: Autarkiegrad<br>
Stellgröße 1: Batteriegröße. Diese variiert zwischen 20 und 200Ah.

<gallery widths="479" heights="261" perrow="2>
File:Abbildung_35_Systemaulsegung_anhand_des_Exceltools.svg| Systemauslegung anhand des Exceltools
</gallery><br>

Alle anderen Parameter und Randbedingungen zur Definition der Solaranlage müssen unter dem Deckblatt vor der Optimierung eingetragen werden.

====Registerkarte 5 Berechnung====
In dieser Registerkarte erscheinen in den ersten Zeilen 1 bis 37 dieselben Eingabedaten und Berechnungsergebnisse wie auf dem Deckblatt.
In der Zeile 42 bis 8802 befinden sich die stündlichen Berechnungszwischenschritte für ein Jahr.
In den Spalten A bis V sind die Kopfzeilenbeschriftungen zu finden, die die Zwischenergebnisse beschreiben.
Es erfolgt für jede Stunde auf Grundlage des ausgewählten Wetterdatensatzes (Standort, Dachneigung) eine komplette Systemberechnung. Ausgehend von der eingestrahlten Solarenergie wird der Solarertrag abzüglich Umwandlungsverluste durch Wechselrichter und PV Modul berechnet.
Das ausgewählte elektrische Verbrauchsprofil des Haushaltes dient zur Berechnung des Stromeigenverbrauchs (Direktverbrauch Solar), der überschüssigen Ladeenergie für die Batterie, der überschüssigen Energie für den Heizstab und bei der Systembetrachtung mit Einspeisung der überschüssigen Energie zur Netzeinspeisung. Da die angegebene maximale Wechselrichterleistung bei diesem Solarspeichersystem bewusst auf 300W bzw. 500W beschränkt ist, wirkt die maximale Wechselrichterleistung als der begrenzende Faktor bei der Eigenverbrauchsberechnung. Batteriespeicher- und Umwandlungsverluste werden mitberechnet. Der Ladestatus der Batterie oder des thermischen Speichers zu jeder Stunde im Jahr sowie die Anzahl der Ladezyklen der Batterie werden berechnet.
In Zeile 8804 stehen die Jahressummen der Spalten.
Alle Ergebnisse werden zusammengefasst in den ersten Zeilen der Registerkarte Berechnung und in der Registerkarte auf dem Deckblatt.
====Registerkarte 6 Kostenberechnung 2.Prototyp LiFePo====
Um Aussagen über die Amortisationszeit und die Investitionskosten machen zu können, werden in den folgenden Registerblättern die Materialkosten des Speichers aufgeschlüsselt. Die Kostenberechnung erfolgt für die vier untersuchten Systemtypen. Die aufgelisteten Bauteile und deren Preise orientieren sich an den wahren Einkaufspreisen für den Prototypenbau im Jahre 2018/2019. Die Kostenberechnung passt sich dynamisch an das jeweils im Deckblatt ausgewählte System an. Alle Kosten sind skaliert mit hinterlegten Formeln. Deren Beschreibung ist in der Spalte N zu finden.

====Registerkarte 7 Ladereglerauslegung====

Je nach Systemgröße (Anzahl PV Module) werden unterschiedliche Ladereglergrößen verwendet. Um für die Kostenberechnung einen Preis festzusetzen, ist es somit zunächst notwendig die möglichen Modulverschaltungskombinationen festzulegen.
Für kleinere Systeme (bis max. 6 Module) ist eine Kombination mit einem 28,8V Akkumulator (9 Zellen, wie hier im Projekt verwendet) noch möglich. Alle größeren Systeme müssen einen Akkumulator mit höherer Spannung (z.B. 36 V oder 48 V) verwenden.
Die Victron Laderegler werden durch zwei Zahlen gekennzeichnet. Z.B. 100/30. Die erste Zahl steht für die maximal erlaubte Leerlaufspannung, die zweite Zahl für den maximalen Outputstrom des Ladereglers. Victron bietet Laderegler für eine Eingangsspannung von 100V, 150V ,250V an. Unter Berücksichtigung zweier Solarmodultypen (60 Zeller mit 300WP (--> Leerlaufspannung bei tiefen Temperaturen max. 45V) und 70Zeller mit 360WP(--> Leerlaufspannung bei tiefen Temperaturen max. 54V) ergeben sich die in folgender Tabelle aufgelisteten möglichen Solarmodulkombinationen für die jeweiligen Ladereglertypen. Das Systemkürzel ist wie folgt definiert: Batteriespannung - Modultyp - Anzahl PV Module - Kosten Laderegler

{| class="wikitable"
|-
! 100V Laderegler - Modulverschaltung mit 60 Zellen pro Modul für 33V Systeme !! !! !! !! !! !! !! !!
|-
| Systemkürzel || Reihe || Parallel || Anzahl 60 Zellen Module || Peakleistung Module [W] || Leistung LR Output @ 33V Akku [W] || P_LR/P_PV [-] || LR Typ || LR Kosten [€]
|-
| 33V - 60 - 4 - 202 || 2 || 2 || 4 || 1200 || 990 || 0,83|| 100/30 || 202
|-
| 33V - 60 - 6 - 303 || 2 || 3 || 6 || 1800 || 1650 || 0,92 || 100/50 || 303
|}
{| class="wikitable"
|-
! 150V Laderegler - Modulverschaltung mit 60 Zellen pro Modul für 48V Systeme !! !! !! !! !! !! !! !!
|-
| Systemkürzel || Reihe || Parallel || Anzahl 60 Zellen Module || Peakleistung Module [W] || Leistung LR Output @ 50V Akku [W] || P_LR/P_PV [-] || LR Typ || LR Kosten [€]
|-
| 48V-60-3-326 || 3 || 1 || 3 || 900 || 1750 || 1,94 || 150/35 || 326
|-
| 48V-60-6-326 || 3 || 2 || 6 || 1800 || 1750 || 0,97 || 150/35 || 326
|-
| 48V-60-9-449 || 3 || 3 || 9 || 2700 || 2250 || 0,83 || 150/45 || 449
|-
| 48V-60-12-505 || 3 || 4 || 12 || 3600 || 3000 || 0,83 || 150/60 || 505
|-
| 48V-60-15-556 || 3 || 5 || 15 || 4500 || 3500 || 0,78 || 150/70 || 556
|-
| 48V-60-18-657 || 3 || 6 || 18 || 5400 || 4250 || 0,79 || 150/85 || 657
|-
| 48V-60-21-910 || 3 || 7 || 21 || 6300 || 5000 || 0,79 || 150/100 || 910
|-
| 48V-60-24-910 || 3 || 8 || 24 || 7200 || 5000 || 0,69 || 150/100 || 910
|}
{| class="wikitable"
|-
! 150V Laderegler - Modulverschaltung mit 60 Zellen pro Modul für 48V Systeme !! !! !! !! !! !! !! !!
|-
| Systemkürzel || Reihe || Parallel || Anzahl 60 Zellen Module || Peakleistung Module [W] || Leistung LR Output @ 50V Akku [W] || P_LR/P_PV [-] || LR Typ || LR Kosten [€]
|-
| 48V-72-2-326 || 2 || 1 || 2 || 720 || 1750 || 2,43 || 150/35 || 326
|-
| 48V-72-4-326 || 2 || 2 || 4 || 1440 || 1750 || 1,22 || 150/35 || 326
|-
| 48V-72-6-326 || 2 || 3 || 6 || 2160 || 1750 || 0,81 || 150/35 || 326
|-
| 48V-72-8-449 || 2 || 4 || 8 || 2880 || 2250 || 0,78 || 150/45 || 449
|-
| 48V-72-10-505 || 2 || 5 || 10 || 3600 || 3000 || 0,83 || 150/60 || 505
|-
| 48V-72-12-556 || 2 || 6 || 12 || 4320 || 3500 || 0,81 || 150/70 || 556
|-
| 48V-72-14-657 || 2 || 7 || 14 || 5040 || 4250 || 0,84 || 150/85 || 657
|-
| 48V-72-16-910 || 2 || 8 || 16 || 5760 || 5000 || 0,87 || 150/100 || 910
|-
| 48V-72-18-910 || 2 || 9 || 18 || 6480 || 5000 || 0,77 || 150/100 || 910
|-
| 48V-72-20-910 || 2 || 10 || 20 || 7200 || 5000 || 0,69 || 150/100 || 910
|}
{| class="wikitable"
|-
! 250V Laderegler - Modulverschaltung mit 60 Zellen pro Modul für 48V Systeme!! !! !! !! !! !! !! !!
|-
| Systemkürzel || Reihe || Parallel || Anzahl 60 Zellen Module || Peakleistung Module [W] || Leistung LR Output @ 50V Akku [W] || P_LR/P_PV [-] || LR Typ || LR Kosten [€]
|-
| 48V-60-16-859 || 4 || 4 || 16 || 4800 || 4250 || 0,89 || 250/85 || 859
|-
| 48V-60-20-910 || 4 || 4 || 20 || 6000 || 5000 || 0,83 || 250/100 || 910
|-
| 48V-60-25-910 || 5 || 5 || 25 || 7500 || 5000 || 0,67 || 250/100 || 910
|}

{| class="wikitable"
|-
! 250V Laderegler - Modulverschaltung mit 72 Zellen pro Modul für 48V Systeme!! !! !! !! !! !! !! !!
|-
| Systemkürzel || Reihe || Parallel || Anzahl 60 Zellen Module || Peakleistung Module [W] || Leistung LR Output @ 50V Akku [W] || P_LR/P_PV [-] || LR Typ || LR Kosten [€]
|-
| 48V-72-9-657 || 3 || 3 || 9 || 3240 || 3000 || 0,93 || 250/60 || 657
|-
| 48V-72-15-859 || 3 || 5 || 15 || 5400 || 4250 || 0,79 || 250/85 || 859
|}

In der Registerkarte Ladereglerauslegung werden weiterhin gewählte Kabeldurchmesser, Stringanzahl sowie Anzahl an PV-Verbindungsleitungen und MC4 Stecker aufgelistet.

Mit dem hier beschriebenen Speicheraufbau sind Systeme bis max. ca. 60A bei einer Schaltschrankverdrahtung von 16mm^2 möglich/sinnvoll.

====Registerkarte 8 Kosten BMS Platine====
*Unterblatt zur Kostenberechnung
====Registerkarte 9 Kosten Kosten Heizstabmodul====
====Registerkarte 10 Kosten Systemtyp 4 Minipv====
====Registerkarte 11 Kosten Verbindungsmodul Modbus====
*Unterblatt zur Kostenberechnung
====Registerkarte 12 Kosten Spannungswandlermodul====
*Unterblatt zur Kostenberechnung
====Registerkarte 13 Kosten Arduino- und Mosfetplatine====
*Unterblatt zur Kostenberechnung
====Registerkarte 14 solare Einstrahlung====
*Wetterdatenbank für solare Einstrahlung in Abhängigkeit der Dachausrichtung. Quelle satellight.com
====Registerkarte 15 Lastprofilablage====
*Datenbank unterschiedlicher Lastprofile in Abhängigkeit vom Jahresgesamtstromverbrauch des Haushalts. Quelle: VDI 4655
====Registerkarte 16 Hintergrunddaten====
Daten die zur Darstellung in Excel dienen.
====Registerkarte 17 Änderungsmanagement====
Hier werden chronologisch nach Datum Aktualisierungen und Änderungen am Excelfile dokumentiert

== Organisatorisches ==

===Entwickler-Team===
[[Thomas Plaz]]<br>
Frank Richter

===Roadmap and Log===

* Okotber 2015 - Projektstart
* Juli 2018 - Inbetriebnahme 2. Prototyp
* November 2019 - Projekt-Seite mit Bauanleitungen im Wiki erstellt
* 2020 - Überarbeitung Absicherungskonzept BMS
* 2020 - Neukonstruktion Arduino- und Mosfetplatine in KiCAD mit Gehäuse
* 2020 - Integration der neuen Arduino- und Mosfetplatine und der damit zusammenhängenden hard- und softwareseitigen Neuerungen
* 2020 - Überarbeitung Heizstabansteuerung
* 2020 - Fertigstellung der Node-Red Oberfläche
* 2020 - Integration der Quelldaten in GitHub
* 2020 - Bau 3. Prototyp (finanzierende Interessenten für einen Speicher sind noch gesucht)
* Nachbau durch interessierte Anwender

===Aktueller Entwicklungs-Status===
Der zweite Prototyp ist seit Juli 2018 in Betrieb. Grundsätzlich funktioniert der Speicher sehr gut und zuverlässig. Dennoch gibt es noch einige Entwicklungsschritte zu tun, um im Betrieb aufgetretene Probleme zu lösen, zukünftig kostengünstiger bauen zu können und Prototypenaufbauten durch Festinstallationen zu ersetzen.
Der 3. Prototyp soll eine Qualität aufweisen, die ohne Bedenken von interessierten Anwender nachgebaut werden kann.

===ToDo next===
* Fertigstellung der Parameterauslesung über Node Red v.a. Errorfunctions
* Integration der Projektdokumentation und Quelldaten in GitHub
* U.U. Integration eines Watchdogs im Arduinocode
* Freiwerdende serielle Arduinoschnittstelle soll bidirektionalen Kontakt zu Victron Ladereglern aufnehmen
* Gehäusekonstruktion Arduino- und Mosfetplatine
* Überarbeitung des Schaltschrankes auf Normkonformität
* Redesign des Schaltschrankes / Integration des Akkumulators in den Schaltschrank / Bau des 3. Protoypen
* Nachbau und Austausch durch und mit interessierten Anwendern

Weitere Details siehe im Abschnitt "Projekthistorie und Ziele".

===Open Tasks for volunteers ;-)===

* Mitarbeit und Diskussion im und mit dem Entwicklungsteam
* Gehäusekonstruktion für die Arduino- und Mosfetplatine
* Planung und Optimierung des Schaltschrankaufbaus für den 3. Prototypen
* Übersetzung der Dokumentation und Quelldaten auf Englisch
* Integration der Quelldaten auf GitHub
* Verbreitung und Nachbau des Solar-Speichers
* Bei Interesse, auch wenn die obigen Aufgaben euch nicht 100% zusagen, kommt auf uns zu (siehe Abschnitt Kontakt) und wir sprechen direkt über Möglichkeiten der Mitarbeit im Bereich deines Interesses und deiner Fähigkeiten. Wir freuen uns schon ;-)

=== Spenden ===
Wenn euch dieses Projekt unterstützungswürdig erscheint und eine Projektzukunft gesichert werden soll, dann drückt gerne auf folgenden Button und gedenkt dabei an unsere bisherigen zeitlichen und finanziellen Aufwendungen dieses Gedankengut öffentlich zur Verfügung zu stellen:

<html>
<table><tr><td style="text-align:left; vertical-align: top; min-width: 300px; padding-left: 10px; ">

<div id="moneycontainer" class="round" style="padding: 10px 15px 10px 15px; font-size: 16px; text-align: center; background-color: #EEEEEE;">
<div id="spendencontainer" style="padding-top: 0px;">
<a href="http://wiki.opensourceecology.de/Solarspeicher_station%C3%A4r/Spenden" class="roundtable spendenbutton-small" style="display: block; text-align: center;">Spenden</a><br/>

</table>
</html>

== Literatur und Links ==

SolarBox

2020-04-18T11:16:26Z

RobinV: added meta-data table

== SolarBox ==
[[File:Solarbox_logo3.png|404px]]

<gallery widths="400" heights="600" perrow="2>
File:Boxv02-768x1024.jpg| LibreSolarBox V.02 PowerBank
</gallery>

{| class="wikitable"
|-
| ''Status'' || <font color=green>aktiv</font>
|-
| ''Phase'' || <font color=green>released</font>
|-
| ''Kontakt'' ||
* [[Oliver Schlüter]] [mailto:case06@ose-germany.de <case06@ose-germany.de>]
* Martin Jäger [mailto:martin@libre.solar <martin@libre.solar>]
|-
| ''Diskussion'' ||
* [https://forum.opensourceecology.de/viewtopic.php?f=45&t=676&p=3439#p3439 Forum]
* [https://t.me/OSEGWelcome OSEG Welcome Group] auf Telegram
|-
| ''Lizenz'' || [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de CC-BY-SA 4.0]
|-
| ''Stichwörter'' || {{Stichwörter|Batterie, Energy, Elektricity, Solar}}
|-
| ''Repository'' ||
* https://github.com/CollectiveOpenSourceHardware/LibreSolarBox
* https://github.com/LibreSolar
|-
| ''OKH Meta-Data'' || <font color=red>N/A</font>
|}

=== Einführung ===

Das OpenHardware-Projekt SolarBox befasst sich mit den Grundlagen einer unabhängigen Photovoltaik-Stromversorgung und -Speicherung mittels LiFePo4-Akkus. Ein besonderer Stellenwert liegt auch auf der grafischen Visualisierung der Solardaten zur Effizienz-Kontrolle, aber auch als Grundlage für zukünftige Weiterentwicklungen des Systems.

=== Anwendungen ===

Das Konzept beinhaltet Referenzimplementierungen auf drei unterschiedlichen Komplexitätsstufen, für jeweils drei verschiedene Anwendungsbereiche und Leistungsanforderungen:

# Stufe: '''PowerBank''' - für mobile device Anwendungen
# Stufe: '''eBike''' - für Pedelec
# Stufe: '''BaseLoad''' - für autonome Stromversorgung eines Hauses

<gallery widths="800" heights="600" perrow="2>
File:LibreSolarBox_Layout_smal.png| LibreSolarBox Baseload, monolithische Version mit Inverter und Gridswitch (nicht im Bild), für stationäre Anwendungen (Haus-PV, mit einer Kapazität von 0.9 bis zu 2,4 KWh)
</gallery>

==== '''[https://github.com/CollectiveOpenSourceHardware/LibreSolarBox Solarbox Powerbank]''' ====

Die Powerbank dient zur Versorgung mobiler Devices wie Laptop, Tablet oder iPhone, oder auch Beleuchtung bei Outdoor Aktivitäten. Die (zum derzeitigen Stand d. Technik) angestrebte Speichergröße liegt im Bereich von bis zu 72 Ah bei 12 Volt Systemspannung (= 0,9 KWh Kapazität). Dabei kommen Solarpanels von 100 bis 300 Wp Nennleistung zum Einsatz.

<gallery widths="460" heights="480" perrow="2>
File:UPKframeNG2j.png| LibreSolarBox V.02. Für Messen und Vorführungen erlaubt eine Seitenwand aus Plexiglas Einblicke ins Innere, man kann aber auch eine massive Wand einsetzen.[https://wiki.opensourceecology.de/Erg%C3%A4nzungs-Set_Boxset UniProKit BoxSet]
File:UPKframeNG2j_back.png| LibreSolarBox V.02 Der Rahmen basiert auf der [https://wiki.opensourceecology.de/Upklib UniProKit Bauteile Library].
File:lsworkshop_10.02.18.jpg| LibreSolarBox V.02-Anschlüsse: v.o.n.u: Powerswitch, CAN-Interface, USB 5V, DC 12V, MC4-Connector für Photovoltaik-Panel.
File:lsworkshop_10.02.18_p2.jpg| LibreSolarBox V.02 Akku: CAM72-Zellen von CALB mit 72Ah, Gesamt-Kapazität ca. 0.92 KWh
</gallery>



Die Solarbox Powerbank ist mittlerweile Teil eines größeren Projektes namens [[https://github.com/CollectiveOpenSourceHardware/LibreSolarBox LibreSolarBox V.02]] ,in Zusammenarbeit mit LibreSolar und der COS(H)-Arbeitsgruppe und basiert auf dem [[LibreSolar_BMS]]. Das Rahmenwerk der Box basiert auf dem [https://wiki.opensourceecology.de/Universal_Prototyping_Kit Universal Prototyping Kit], einem OpenHardware-Baukasten-System, welches bei der Entwicklung höchste Flexibiliät ermöglicht.

Eine ältere von uns entwickelte Version wird damit abgelöst und ist hier archiviert: [[Solarbox PowerBank]] (frühere Version), sowie hier: [http://makeable.de/mlab/makeable/solarbox/ SolarBox Grundlagenwissen].

==== Solarbox eBike ====

Hierbei handelt es sich um eine Art solaren Range-Extender für Pedelecs und e-Bikes. Typische Akkugrößen liegen im Bereich zwischen 360 und 540 Wh bei 36V Betriebsspannung. Damit allein kann man schon 40 bis 60Km weit fahren (mit 25 Kmh Tempo), aber wenn die Sonne scheint sollten noch größere Reichweiten möglich sein. Dies herauszufinden ist Gegenstand dieses Teilprojekts, wobei die Enwicklung eines geeigneten Ladereglers und BMS im Vordergrund steht.

Die Panelgrößen können hier variieren, zwischen kleineren Panels ab 40Wp, welche direkt am Rad befestigt werden, wie etwa am Gepäckträger, und größeren Panels bis 100Wp oder mehr, die auf einem separaten Fahradanhänger montiert sind - welcher somit auch noch Platz für einen zweiten Akku und damit noch größere Reichweiten garantiert.

Da hier eine Spannung von min. 36V erforderlich ist, benötigt man auch ein BMS, welches entsprechend viele Akkuzellen balancieren kann. Das [[LibreSolar_BMS]] in der 48V ist optimal dafür und würde natürlich auch 48V liefern können.

<gallery widths="800" heights="400" perrow="2" caption="LibreSolar BMS">
Bms24v_board_20161217.jpg | LibreSolar BMS48V - ermöglicht das Balancieren von bis zu 15 LiFePO4 Zellen. Links die Hauptplatine mit integriertem Balancer und rechts das Switch-N-Sense, ein Mosfet-Modul zum schalten von Strömen bis 60A (!!!)
</gallery>

==== '''[https://wiki.opensourceecology.de/LibreSolar_BMS#12.2F24.2F48V SolarBox Baseload]''' ====

Hierbei handelt es sich um ein Energie-Management- und Speichersystem für eine kleine Haus-Inselanlage, welches ca. 100 bis 300 W Leistung für BaseLoad-Anwendungen bereitstellten kann mit Panelleistungen bis etwa 1.2KWp und Akkukapazitäten bis 2.4 KWh (8 x 100Ah-Akkus bei 24V).

<gallery widths="460" heights="600" perrow="2>
File:Solarbox_v_05_pic_1.PNG| LibreSolarBox Monolith, mit Inverter und Netzvorrangschaltung
File:14-Maker_Faire_im_Norden_2017-7ca24f621741b471.jpg| LibreSolarBox V.01 auf der MakerFaire 2017 in Kiel
</gallery>

Damit erreicht man zwar noch keine absolute, aber immerhin eine kleine Teilautonomie und gleichzeitig ist diese Anlagen-Klasse als System für den Einstieg hervoragend geeignet. Der Ansatz einer solaren Steckdose als "all-out-of-the-box"-Lösung stellt einen alternativen Entwurf zu den sogenannten "Guerilla-Photovoltaik"-Anlagen dar, welche in punkto Storage die Akku-Speicherung mehr oder weniger aussenvor lassen und stattdessen auf eine Grid-Connection setzen. Dies ist problematisch, weil die Gridverträglichkeit der Microinverter, oder zumindest deren Zulässigkeit erhebliche Reglementierungen beinhaltet und man sich derzeit insgesamt noch in einer rechtlichen Grauzone befindet [http://www.wiwo.de/technologie/green/tech/guerilla-photovoltaik-deshalb-lassen-solaranlagen-fuer-die-steckdose-auf-sich-warten/14502486.html] und dieser Zustand im Hinblick auf Großwirtschaftliche Partikularinteressen möglicherweise noch länger anhalten könnte.

Bei der Solarbox hingegen hat man einfach eine separate, solare Steckdose, an die man eine wohldosierte Menge an "Grundlast"-Geräten anstöpselt, also zB. sowas wie die Tiefkühltruhe im Keller. Damit hat man eine Teilversorgung während der sonnenreichen Stunden, und täglich noch ein bischen darüberhinaus aufgrund der Akkukapazität. Dass der Akku dadurch belastet wird ist aufgrund der zu erwartenden hohen Zyklenzahl der LiFePo4-Technologie gut zu verkraften und ausserdem kann man die Zyklenzahl noch weiter erhöhen, im Abgleich mit (bzw. auf Kosten von) der Menge an täglicher Grundlast-Leistung. Wichtig hierbei ist, das eine Netz-Vorrangschaltung automatisch wieder auf Grid-Betrieb umschaltet, sobald die Akkus erschöpft sind und keine Sonne scheint.

Daher ist das umfangreiche sammeln und visualisieren von Daten zur Laufzeit und natürlich eine Benutzerschnittstelle zur detaillierten Systemsteuerung und -Konfiguration ein zentraler Aspekt sowohl von diesem als auch von den beiden anderen Teilprojekten. Es sollte damit jederzeit möglich sein, nicht nur den reinen Ertrag zu messen, also wieviel nutzbare Energie herauskommt, sondern auch den Roh-Input, also wieviel Energie, die vom Solarpanel kommt, kann am Ende dann auch tatsächlich genutzt werden. Damit wird der Wirkungsgrad des Systems transparent, der von vielen Faktoren wie Inverter, Akkus und dem Nutzerverhalten bzw. den situativen Rahmenbedingungen abhängig ist. Dies ist nicht nur für die Auswahl der Komponenten und damit die Systemkonfiguration wichtig, sondern auch, um für Weiterentwicklungen und Optimierungen eine Erfolgskontrolle zu haben.

Die erste Version einer völlig funktionsfähigen Solarbox basierte auf dem OpenHardware Projekt '''[http://makeable.de/mlab/makeable/sbms4080/ SBMS4080]''' und wurde auf der Makerfaire 2015 in Berlin und Hannover erstmalig der Öffentlichkeit vorgestellt [http://makeable.de/blog/?p=373]. Das SBMS4080 erfüllte alle Anforderungen ideal und seine Weiterentwicklung wurde deswegen von OSE mit unterstützt. Wir haben dazu ein kleines SBMS4080-User-Manual verfasst, welches bei der Inbetriebnahme hilfreich sein sollte.

<gallery widths="460" heights="600" perrow="2>
File:Solarbox_IMG_35561.jpg| Die allererste SolarBox
File:Sbms4080_connections.png| SBMS4080 Solar Battery Management System
</gallery>

Hier ein Link zu einem Artikel dazu im makeable.de-Blog: [http://makeable.de/blog/?p=434 SolarBox Baseload mit SBMS4080].

Das SBMS4080 wurde inzwischen durch das [https://wiki.opensourceecology.de/LibreSolar_BMS#12.2F24.2F48V LibreSolar_BMS] abgelöst. Letzteres orientiert sich in manchen Aspekten (zb. Verwendung der Mosfets) am Vorgänger, bietet aber darüberhinaus noch weitere features, wie zB. die 48V-Version, einen stärker modularen Aufbau und einen integrierten MPPT-Solarladeregler. Es stellt somit die nächste BMS-Generation dar und wird aktiv weiterentwickelt.

=== OpenNanoGrid ===

Ein weitläufigeres Ziel dabei ist auch die Schaffung eines dezentralen Niedervolt-Hausversorgungssystems auf OpenHardware-Basis. Darin können mehrere solcher SolarBoxen bzw. weitere Stromquellen und Verbraucher dezentral in das System eingegliedert und vernetzt werden. (Siehe dazu auch [https://github.com/OpenNanogrid/ON-draft] und [[DiVER]]).

[[file:48V_DC_nanogrid_structure.png|800px]]

Die Datenkommunikation erfolgt dabei über eine OpenCAN-Schnittstelle unter einem eigens dafür neuentwickelten EnergyManagement-Protokoll-Standard (auf OpenSource-Basis), siehe [https://github.com/LibreSolar/EnergyManagementProtocol OpenNanoGrid]. Im Gegensatz zum obigen Diagramm bezieht sich das Wort "Gateway" hier auf die Kommunikation via OpenCAN. Dazu kann in einzelnen Knoten (wie z.B. einer Solarbox) eine intelligente CAN-Schnittstelle implementiert werden, welche auf einem RaspiZero basiert. Dadurch wird einerseits der CAN-Bus für die Steuersignale zwischen den einzelnen Knoten etabliert, aber gleichzeitig stellt es auch ein Gateway ins lokale WLAN dar, welches genutzt werden kann für Visualisierung von Kontroll- und Statistik-Daten, die von einem Desktop-PC oder mittels einer mobile-app dargestellt werden können und somit ein weiteres Userinterface im lokalen Netzwerk bilden.

[[file:Dc_nanogrid_overview.png|800px]]

Desweiteren erlaubt eine definierte Bus-Spannung und auf den Power-Leitungen eine aktive Anpassung (per Wandler) der einzelnen Komponenten daran ein intelligentes Ressourcenmanagement .

[[file:Dc_bus_signaling.png|800px]]

=== Rahmenbedingungen ===

OK, ein maximaler Ertrag aufgrund optimaler Systemkontrolle an sich ist natürlich auf jeder der drei Ebenen wünschenswert. Es ist aber ohnehin ein Ziel des Solarbox-Projektes, die Gemeinsamkeiten aller drei Skalierungslevel zu identifzieren, um daraus ein abstraktes und übergeordnetes Modell zu erstellen, welches die grundlegenden Komponenten einer Solarbox darstellt und dokumentiert.

Konzeptuelle Gemeinsamkeiten aller drei Level sind z.B:
<div class="endash-list">
* '''Lademodus CCCV'''
* '''Balancing und BMS'''
* '''Grundkomponenten wie Panels, Akku, Laderegler'''
* '''LiFePo4, 2000 Zyklen, hochstrom- und schnellladefähig'''
* '''Netzvorrangschaltung'''
* '''Daten-Visualisierung'''
</div>

Die Skalierung hingegen bietet die Möglichkeit den Arbeitsansatz so zu gestalten, dass man zunächst auf dem niedrigschwelligen Level der Powerbank mit der Entwicklung beginnt und die daraus gewonnen Erfahrungen dann soweit möglich auf die beiden höheren Level überträgt oder aber sich eben auf die Höherskalierung konzentriert.

Im Mittelpunkt der Entwicklung steht auf jeder Ebene die Ladereglertechnik (Hardware) und Datenvisualisierung (Software), aber auch Dinge wie die Komponentenauswahl stellt gerade für Einsteiger aufgrund eines unüberschaubaren Angebotes eine schwer zu überwindende Hürde dar. Das Internet kann ist dabei nicht unbedingt hilfreich, weil in einschlägigen Foren jeder eine andere Meinung hat, welches das beste System sei ;) .

Die Solarbox hingegen bietet Referenz-Implentierungen mit erprobten Komponenten und Bezugsquellenangaben (BOMs) und Bauplänen. Daher werden die Komponenten auch als fester Bestandteil des UniProKit Baukasten-Standards in Form eines Solar-Sets in den UniProKit-Bauteilekatalog eingegliedert und etwaigen Nachbauern verfügbar gemacht.

=== Orientierung; ähnliche Technologien ===

Ladregler-Technik an sich ist nichts Neues, aber ein Grossteil davon bezieht sich auf Blei-Säure- oder NiCad/NiMh-Akkus. Im Bereich Lithium gibt es Einiges für LiPO-Akkus, das wäre theoretisch auch für LiFePO4 verwendbar, allerdings setzt das voraus, das Schwellen-Werte wie Lade- und Entlade-Schlussspannung frei prograqmmiert werden können. Bei den vielen Hersteller-Lösungen in diesem Bereich handelt es sich jedoch oft um hochintegrierte Chips, welche autonom, d.h. Nicht-uC-gesteuert, arbeiten und feste Werte sozusagen hardverdrahtet haben. D.h., man ist davon abhängig, was der Hersteller glaubt, welche Parameter sinnvoll wären. Das hängt aber wiederum von der Art der Anwendung ab, also z.B. ob man die Akku-Kapazität unbedingt bis zum letzten Quentchen ausnutzen möchte (z.B. Modellflug-Anwendung, oder Mobile-Devices) oder aber gezielt darauf verzichtet, etwa zugunsten einer Verfielfachung der Zyklenzahl (Inselanlage-Storage). Ausserdem ist die LiFePO4-Technologie noch relativ jung, so das teilweise noch gar nicht so richtig klar ist, welche Parameter tatsächlich optimal sind und was die Anzahl an bereits verfügbaren Lösungen deutlich einschränkt.

Weitere Einschränkung ergibt sich dadurch, dass der Laderegler auch "solarfähig" sein soll und dadurch, dass Laden und Entladen quasi gleichzeitig möglich sein müssen. D.h., z.B. für Pedelecs oder Modellflug verfügbare Laderegler gehen davon aus, dass der Akku während der Ladephase vom Pedelec abgeklemmt ist und nicht gleichzeitig auch genutzt wird.

Dadurch bedingt, und durch die LiFePO4-spezifischen Anforderungen an Balancing/Equalizing und BMS ergibt sich, das ein passender Laderegler keineswegs eine triviale Sache ist. Sofern hier überhaupt bereits verfügbare Lösungen existieren (was aber eher nicht der Fall ist), sind sie sehr teuer, was eine Eigenentwicklung erforderlich macht.



== Organisatorisches ==

===Entwickler-Team===

[[Oliver Schlüter]] (Hauptverantwortlicher Ansprechpartner)

Desweiteren Zusammenarbeit mit LibreSolar und der COS(H)-Arbeitsgruppe

===Roadmap, Milestones, Development-Log===

{| class="vertical-align-top"
| 02.09.2014 || Projektstart, RFC im OSEG-Blog
|-
| 13.09.2014 || Projekt-Seite im Wiki erstellt
|-
| 13.09.2014 || Das Projekt befindet sich noch in der Planungs- und Evaluierungs-Phase. Als Einstieg wird zunächst versucht, einen einfachen Solar-Laderregler für LiFePo4-Akkus im Sinne der ersten Stufe "Solarbox Powerbank" zu entwickeln, als Grundlage und um sich der LiFePO4-Technologie überhaupt erstmal anzunähern.
|-
| 03.10.2015 || Eine auf dem SBMS4080 basierte SolarBox wird auf der Makerfaire in Berlin vorgestellt.
|-
| 11.11.2016 || Vorstellung des Projekts auf dem BAC21-Workshop in Brüssel [http://makeable.de/blog/?p=874]. Seitdem Zusammenarbeit und BMS-Entwicklung mit dem LibreSolar Projekt.
|-
| 01.02.2017 || Das Projekt wird jetzt gemeinsam mit der COS(H)-Arbeitsgruppe der HAW Hamburg weiterentwickelt. Ein Prototyp namens LibreSolarBox V.01 Monolith entsteht, welcher in etwa der SolarBox Baseload entspricht.
|-
| 15.01.2018 || Mit der LibreSolarBox V.02 ensteht eine neue, abgespeckte Variante, welche besonders gut geeignet ist für mobile Anwendungen und der Solarbox Powerbank entspricht.
|-
| 20.02.2018 || Erstmalig wird ein größerer Batch von 50 MPPT-Platinen in Auftragsfertigung hergestellt und maschinell bestückt. Damit kann die Platine einem größeren Publikum zum testen zugänglich gemacht werden.
|}

===ToDo next===
* SolarBox-PowerBank als Proof-of-Concept entwickeln - Done
* Untergeordnete WIKI-Seiten für die drei Teilprojekte erstellen - Done
* Weiterentwicklung der Monolith und der V.02-Version. CAN-Bus Integration mittels RaspiZero-basiertem Gateway.
* Entwicklung eines Direct-User-Interfaces
* Software: Benutzeroberfläche als Live-Monitoring- und Visualization-System
* Backplane-Version zur Integration mehrerer MPPT-Laderegler-Module (==> größere Leistung)
* OpenNanoGrid (Intelligentes Niedervolt-Hausbus System mit dezentrallen Quellen und Verbrauchern)
* Prototyp testen, Meßdaten, Optimierung
* Wiki-Projektseite: Bill of Materials, Dokumentation
* GitHub: Sources

=== Spenden ===

<html>
<table><tr><td style="text-align:left; vertical-align: top; min-width: 300px; padding-left: 10px; ">

<div id="moneycontainer" class="round" style="padding: 10px 15px 10px 15px; font-size: 16px; text-align: center; background-color: #EEEEEE;">
<div id="spendencontainer" style="padding-top: 0px;">
<a href="http://wiki.opensourceecology.de/SolarBox/Spenden" class="roundtable spendenbutton-small" style="display: block; text-align: center;">Spenden</a>
</div>
</div>
<div style="padding: 10px 0px;"></div>
</td>
</table>
</html>

== Literatur und Links ==

{| class="wikitable"
|-
! Referenz !! Beschreibung
|-
| [http://de.wikipedia.org/wiki/Lithium-Eisenphosphat-Akkumulator] || Wikipedia zum Thema LiFePO4-Akkus
|-
| [http://blog.opensource-solar.org/wp-content/uploads/2012/01/OS-Solar-Vortrag4.pdf opensource-solar.org] || Präsentation zu OpenHardware Solar-Charger für LiFePO4-Akkus
|-
| [http://solar-ic.com/solaricdev/major-innovations/nano-grid/] || Beispiel für ein nano-grid system in Dhaka
|}

== Presse ==



[[Category:OSEG - Bereich Technologie]]
[[Category:OSEG - SolarBox]]
[[Kategorie:Projektbeschreibung]]

Multimachine lightspeed precise

2020-04-18T11:05:49Z

RobinV: more meta-data

{| class="wikitable"
|-
| ''Status'' || <font color=green>aktiv</font>
|-
| ''Phase'' || prototyp
|-
| ''Kontakt'' ||
* [[Oliver Schlüter]] [mailto:case06@ose-germany.de <case06@ose-germany.de>]
|-
| ''Diskussion'' ||
* [https://t.me/OSEGWelcome OSEG Welcome Group] auf Telegram
|-
| ''Lizenz'' || [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de CC-BY-SA 4.0]
|-
| ''Stichwörter'' || {{Stichwörter|3D-Drucken, Fräsen, UniPro-Kit}}
|-
| ''Repository'' || <font color=red>N/A</font>
|-
| ''OKH Meta-Data'' || <font color=red>N/A</font>
|}

==[https://github.com/faerietree/multimachine_lightspeed_precise Repository]==
Eine Kombimaschine aus 3D-Drucker und Platinenfräse vorwiegend bestehend aus [[Universal_Prototyping_Kit |UniProKit-Bauteilen]].

==Übersicht:==

[https://github.com/worlddevelopment/manufacturing/multimachine.md | Types of multimachines]

[[File:HOG3D_PlaDruMas-Front-2014_01_17-10_23_46.png‎ | HOG 3D PlaDruMas - Frontalansicht]]
==[http://wiki.opensourceecology.de/Erg%C3%A4nzungs-Set_Elektronik#Konstruktionsbeispiele Elektronik]==
Zuerst greifen wir auf erprobte Elektronik zurück. Später entwickeln wir im Zuge unseres Elektronik-Baukastens ein flexibles Gesamtsystem mit stärkeren Schrittmotorsteuerungen, um einerseits bei Niedrig-Leistung auf Kühlkörper verzichten zu können und gleichzeitig mit Kühlkörper genug Leistung für stärkere, beispielsweise 4A, Schrittmotoren zur Verfügung zu haben.

==Prototyp Beta==
===3D Modell===
[[File:HOG3D PlaDruMas.tar.gz | Download Model .STL and .OBJ]]

===Bilder===
Neueste zuerst.

[[File:HOG 3D PlaDruMas-Frame L-Connectors.jpg]]
Mit L-Verbindern.

[[File:HOG3D PlaDruMas-Mechanics-2014 01 17-10 51 29.png]]

[[File:HOG3D PlaDruMas-Orthogonalansicht-2014 01 17-10 24 07.png | Orthogonalansicht]]

[[File:HOG3D PlaDruMas- Interconnect-2014-01-17.png]]

[[File:HOG3D PlaDruMas-Gesamt X Achse Slider-2014 01 17-10 49 39.png | ]]

[[File:HOG3D PlaDruMas-Flachprofil Verbindung Fix-2014 01 17-10 25 53.png | Flachprofil Verbindung - Typ: Fix/Fest unter Verwendung von Hammermuttern aus dem [UniProKit]]]

[[File:HOG3D PlaDruMas-Detail Y Z-2014 01 17-10 29 40.png | Detail Y Vorderseite (man sieht auch die Y-Z-Kombination - gebaut aus [http://wiki.opensourceecology.de/Universal_Prototyping_Kit#Basis-Set_Strukturelemente UniProKit-Teilen])]]

[[File:HOG3D PlaDruMas-Detail Y-2014 01 17-10 24 52.png | Detail Y Rückseite]]

==Literatur und Links==

{| class="wikitable"
|-
! Referenz !! Beschreibung
|-
| [http://www.phenom-networks.co.uk/wades-3d-extruder-assembly-guide/] || Greg's Wade Extruder, Zusammenbauanleitung
|-
|}

[[Category:project]]
[[Category:manufacturing]]
[[Category:printer]]
[[Category:worlddevelopment]]

Zn/O-Brennstoffzelle

2020-04-18T11:03:25Z

RobinV: minor meta-data changes

[[File:zac-logo.png|377px]]

<gallery widths="300" heights="240" perrow="2>
File:ZACplus_Proto1.jpg
</gallery>

{| class="wikitable"
|-
| ''Status'' || <font color=green>aktiv</font>
|-
| ''Phase'' || prototyp
|-
| ''Kontakt'' ||
* [[Oliver Schlüter]] [mailto:case06@ose-germany.de <case06@ose-germany.de>]
|-
| ''Diskussion'' ||
* [https://forum.opensourceecology.de/viewforum.php?f=37 Forum]
* [https://t.me/OSEGWelcome OSEG Welcome Group] auf Telegram
|-
| ''Lizenz'' || [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de CC-BY-SA 4.0]
|-
| ''Stichwörter'' || {{Stichwörter|Zink-Luft-Brennstoffzelle, Zn/O-Brennstoffzelle, Batterie, ZAC+, Energy, Elektricity}}
|-
| ''Repository'' || https://github.com/case06/ZACplus
|-
| ''OKH Meta-Data'' || https://raw.githubusercontent.com/case06/ZACplus/master/okh-ZACplus.yml
|}

= Einführung =

Bei diesem Projekt geht es um die Entwicklung einer möglichst langfristigen Speicherlösung für elektrische Energie. Das Projekt besteht aus zwei Elementen:

'''1. Zink-Luft Brennstoffzelle:''' Die Zelle besteht aus einer Kohlenstoff-Kathode, welche den Luftsauerstoff weiterleitet und einer Zink-Anode. Als Elektrolyt wird in Wasser gelöstes Kaliumhydroxid (Kalilauge) verwendet. Das Zink wird hier quasi als Treibstoff kalt "verbrannt", d.h. oxidiert und es entsteht Zinkoxid (ZnO). Das theoretische Maximum der [[ZAC-Energiedichte]] liegt bei rund 1,3KWh/Kg.

'''2. [[ZnO-Recycler]]:''' Um den verbrauchten Treibstoff wieder zu regenerieren bzw. wiederaufzuladen muss das Zinkoxid unter Aufwendung von Energie wieder zu Zink reduziert werden. Dies kann auf verschiedenem Wege geschehen, z.B. bei hohen Temperaturen (>1200°C) unter Kohlenstoffzufuhr, oder einfacher, in einem galvanischen Prozess, was der hier angestrebte Lösungsansatz wäre.

Das ZAC+ bietet insbesondere im Vergleich mit allen anderen Arten von Akku-Systemen (Blei-Säure, Lithium, usw) eine Vielzahl von Vorteilen, u.a. folgende:

* Unbegrenzte Zyklenanzahl
* Unbegrenzte Lagerfähigkeit
* Unempfindlich gegen Tiefentladung und Überladung
* Simple und überall und günstig erhältliche Komponenten
* Komponenten sind absolut unschädlich für die Umwelt
* Mit Abstand die höchste Energiedichte

= Einordnung; ähnliche Technologien =

ZAC+ stellt als OSEG-Projekt eine interessante Alternative zu dem in der Top50-Liste von OSE-US aufgeführten Nickel-Eisen-Akku ("Edison-Batterie") dar. Im Gegensatz zu diesem ist aber die Technologie klarer und überschaubarer (insbesondere was die Herstellung betrifft) und die Komponenten sind einfacher zu beschaffen und vergleichsweise ungiftig und damit besser handhabbar.

Das Prinzip der Zink-Luft-Batterie ist schon seit Ende WW2 gut bekannt, kommt aber interessanterweise bislang nur als Primärzelle zur kommerziellen Anwendung bei Batterien für Hörgeräte. In neuerer Zeit erfreut es sich aber eines zunehmenden Interesses, wohl besonders aufgrund der extrem hohen Energiedichte und somit im Hinblick auf Elektromobilität. Die mögliche Eignung als stationäre Anwendung zur Langzeitspeicherung alternativ erzeugter Energie ist vielleicht aus marktpolitischen Gründen nicht sonderlich erwünscht ;)

Dennoch gibt es auch in diesem Bereich Forschung, da wäre insbesondere das Großprojekt SFERA zu nennen, bei dem als ein Teilprojekt (Solzinc) und im Rahmen einer Kooperation von Prof. Aldo Steinfeld von der ETH Zürich und dem Weizmann Institut in Israel versucht wird, hohe Temperaturen mittels einer großen Anzahl von Solarspiegeln, welche auf die Spitze eines Turmes fokussiert sind, zu erzeugen und in einer speziellen Brennkammer und unter Kohlenstoffzufuhr das Zinkoxid wieder zu reduzieren.

Es gibt einige Firmen, die versuchen eine Zink-Luft-Batterie als Akku auszulegen und dabei eine möglichst hohe Zyklenanzahl zu erreichen. Zu nennen wären dabei u.a. Leo Motors Inc., Zinc Air Inc., Revolt, Powerzinc und EOS Energy Storage. Insbesondere letztere scheinen dabei recht innovativ zu sein und auch Langzeitspeicherung mit anzupeilen.

Was die Anwendung als Brennstoffzelle angeht, so scheint hier besonders John Cooper vom Lawrence Livermore National Laboratory federführend zu sein, inzwischen ist er wohl dabei, seine Entwicklung zusammen mit ZincAir Inc. zu kommerzialisieren.

= Rahmenbedingungen =

Wünschenswert wäre eine saisonale Speicherung (einer großen Energiemenge) von Sommer zu Winter. Es wird u.a. Gegenstand des Projektes sein, herauszufinden, ob dies in einem ökonomisch vertretbaren Rahmen möglich ist. Zumindest eine Speicherung von einigen Tagen oder Wochen sollte dagegen relativ problemlos machbar sein.

Desweiteren gilt es festzustellen, welcher Wirkungsgrad erreicht werden kann, , bzw. diesen zu verbessern. Dabei gibt es vierschiedene Ansätze für Optimierungen, sowohl auf Seiten der ZAC, als auch auf Seiten des ZnO-Recyclers. Bei letzterem ist besonders die Frage des angewendeten Verfahrens entscheidend bzw. bietet noch Raum für weitere innovative Ansätze, man muss halt irgendwie den Sauerstoff aus dem ZnO rausbekommen, z.B. mittels eines einfachen elektrogalvanischen Verfahrens und unter Zuführung der zu speichernden Energie (z.B. überschüssige Photovoltaik-Energie im Sommer).

= Anwendungen =

* stationär, als Langzeitspeicher für vorzugsweise Solar-Strom bzw. sonstige alternative Energien. Solange die Primärenergie kostenlos verfügbar ist, ist die Frage nach dem Wirkungsgrad zweitrangig.

* Elektro-Mobilität. Diese Art der Anwendung könnte ev. noch interessant sein für die Elektro-Variante des OSE-Car Projekts.

= Nebenaspekte / Überlegungen / Ausblick =

Die Komponenten sind einfach zu beschaffen und die Technologie ist recht gut überschaubbar und handhabbar, auch im Hinblick auf Weiterentwicklungen und
auf die Ausgangsmaterialien bzw. Rohstoffe.Man braucht nicht viele High-Tech-Komponenten. Einzige Ausnahme dabei ist die Gasdiffusions-Elektrode aus Kohlenstoff. Hier kann wäre eine eigene Entwicklung deutlich kostensenkend. Oder man entwickelt einfachere Varianten, (z.B. gepresste Aktivkohle) und versucht dazu ein paar Eckwerte zu ermitteln um einzuschätzen, ob sich diese in einem sinnvollen ökonomischen Rahmen anwenden lassen.

== Darstellung einer [[Zink-Luft Batterie]] ==

Als erster Milestone soll eine einfache Zink-Luft-Batterie nachgebaut werden, die in etwa einer handelsüblichen Knopfzelle entspricht. Dazu wird zunächst ein einfaches Testsystem entwickelt, welches es ermöglicht, einzelne Komponenten auszutauschen und so die detaillierte Zusammensetzung zu ermitteln. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf der Entwicklung der Kathode als Gasdiffusions-Elektrode (GDE bzw. GDL = Gas Difusion Layer). GDLs gibt es auch zu kaufen, da sie bei einigen Brennstoffzellentypen gebräuchlich sind, aber die Preise dafür sind enorm hoch, so das es sich lohnen könnte, hier etwas eigenes zu entwickeln.

<gallery widths="300" heights="240" perrow="2" caption="Zink-Luft Batterie">
File:zacbat3.png|Zink-Luft Batterie Testsystem, Entwurf
File:zelle.jpg|Zink-Luft Batterie Testsystem
</gallery>

= Teile =

== Die [[Gasdiffusions-Elektrode]] ==

auch: Gas- oder Luft-Kathode

== [[Zink-Anode]] ==

Die Zinkanode kann aus Zinkplatten bestehen oder auch aus feinem Zinkpulver, zwecks größerer Oberfläche. beides wird z.B. in Batterien eingesetzt. Bei Brennstoffzellen kommen auch sog. Zink-Pellets von ca. 1mm Körnung zum Einsatz.

== [[Kathodentester]] ==

Zunächst soll eine einfache Zelle als Testsystem für Gaskathoden entwickelt werden. Diese Zelle verfügt über keinerlei Zuführungen und Ableitungen für Zink, Elektrolyt und Luft sondern wird manuell befüllt.

<gallery widths="300" heights="240" perrow="2>
File:kattest1.jpg|Zink-Luft Batterie Testsystem, Entwurf
</gallery>

== [[ZACmeter]] - Messung der Kapazität und Entlade-Charakteristik ==

Ergänzend zum Testsystem wird auch ein Mess-System benötigt, mit welchem sich die Kapazität genau bestimmen lässt und z.B. Entladungskurven aufzeichnen lassen.

== [[ZnO-Recycler]] ==

Das beim Entladen der Zelle entstandene Zinkoxid (ZnO) muss wieder recycelt werden zu Zink, um den Kreislauf zu schliessen.

= [[ZAC-Prototyp]] =

Experimenteller Prototyp mit Elektrolyt-Zirkulation

<gallery widths="300" heights="240" perrow="2>
File:ZACplus_kammer_assembly1b.png|Reaktionskammer, darunter Emscherbrunnen zur Abscheidung, Sammler, Kaskadenkammer zur Elektrolyt-Klärung u. -Rückführung
File:ZAC+-Modul-Behälter-04 top b.png|Reaktionskammer, Draufsicht
File:ZAC+-Modul-Behälter-04 side b.png|Reaktionskammer, Seitenansicht
</gallery>



= Andere Designs =

== Kompakt-Akku ==

Das ist ein etwas anderer Ansatz, bei dem es um einen wiederaufladbaren Akku geht. Dazu ein Experiment zur Umwandlung von Zinkoxid in Zink durch aufladen.

In diesem Experiment wurde ZinkOxid durch aufladen zu Zink umgewandelt. Dabei wurde die Kathode aufrecht und somit etwa im 90° Winkel zur mit Zinkoxid gleichmässig bestreuten Bodenfläche (bzw. der Anode) angeordnet.

Optimal wäre hierbei natürlich eine horizontale Ausrichtung der Kathode parallel zur Zinkoxid-Schicht, weil sich dann der Zinkschwamm zwar großflächig bilden würde, aber eben nur eine geringe Schicht-dicke hätte. Insbesondere bei einem geschlossenen Kompakt-Akku ist die Menge an Zinkoxid ja konstant und vorher bekannt, man braucht also nur den Abstand darüber zur Kathode so auslegen, das er groß genug ist und keine Kurzschlüsse entstehen können.

Es gibt allerdings ein Problem: Durch die Umwandlung ZnO zu Zn und O2 wird Sauerstoff erzeugt, der wiederum in Blasen nach oben bubbelt. Können diese Blasen also nicht nach oben entweichen und bilden eine mehr oder minder geschlossene Schicht unter der Kathode, dann wird diese quasi isoliert und es kann keine Umwandlung mehr stattfinden. (Für den Entladungsprozess hingegen wäre es aber optimal, weil der Sauerstoff hier von oben kommt.)

Vielleicht wäre eine Art 45°-Geometrie eine Möglichkeit, man müsste mal ausprobieren, ob die Blasen dann nicht vielleicht schräg nach oben entweichen würden. Vielleicht müsste man an der Kathode rütteln ;) bzw. diese einer feinen Vibration aussetzen.

Anode und Kathode bestehen aus einem sehr engmaschigen Stahlgewebe.

<gallery widths="420" heights="400" perrow="2" caption="Zinkoxid-Versuch">
zaccu1.jpg | Versuchsanordnung
zaccu2.jpg | Das weissliche Zinkoxid wird umgewandelt zu Zink
zaccu3.jpg | Der Zinkschwamm orientiert sich stark in Richtung Kathode bzw. wächst ihr entgegen ("Dentritenbildung").
zaccu4.jpg | Dem wird durch eine geeignete geometrische Annordnung entgegengewirkt: Die Kathode ist senkrecht angeordnet ...
zaccu5.jpg | ... und etwas höher aufgehängt.
</gallery>

siehe dazu auch das Eflose-Video: [[https://www.youtube.com/watch?v=39rxgQ-7VOo]]

== [[Zelle von Gschnack]] ==

Hier ein Entwurf von User Gschnack:

Diese Zelle ist bereits mit einer Zuführung und Ableitung für Elektrolyt ausgestattet. Sie besteht aus zwei gefrästen Plexiglas-Elementen, die eine Silikon-Dichtung aufweisen und von Klammern zusammengehalten werden bzw. zerlegbar sind. Als Gaskathode kommen hier kommerzielle Varianten von Quantumsphere und Electric Fuel zum Einsatz.

[[File:gschnack_zelle.png|512px|thumb|center|Bild 1: Fertige Einzelteile]]

Weitere Bilder von dieser Zelle und Erläuterungen dazu gibts hier:'''[[Zelle von Gschnack]]'''

Bislang ist die Stromausbeute bei dieser Zelle noch unbefriedigend gering und liegt deutlich unter den Erwartungswerten (vgl. theoretisches Maximum der [[ZAC-Energiedichte]], so dass wir hier noch einen systematischen Fehler od. Problem vermuten, welches wir durch Quervergleiche debuggen werden.

= Organisatorisches =

== Entwickler-Team ==

[[Oliver Schlüter]] (Hauptverantwortlicher Ansprechpartner)

== Roadmap and Log ==

* 29.07.2012 Projektstart
* 30.07.2012 Projekt-Seite im Wiki erstellt
* 17.08.2012 Seite für [[Zink-Luft Batterie]] erstellt
* 16.11.2012 Literatur- und Link-Sammlung, Referenzen zu externen Projekten erstellt
* 08.01.2013 Seite für [[Kathodentester]] und [[ZAC-Prototyp]] eingerichtet

== Aktueller Entwicklungs-Status ==

17.08.2012 Das Projekt befindet sich noch in der Planungs- und Evaluierungs-Phase. Als Einstieg wird zunächst eine einfache [[Zink-Luft Batterie]] entwickelt, als proof-of-concept.

16.11.2012 Herstellung von [[Gasdiffusions-Elektrode]], verschiedene Versuchsansätze

== ToDo next ==

* Seite f. Gaskathodenherstellung einrichten
* Seite f. ZAC Testsystem einrichten
* Rüttelsieb bauen, für Herstellung von größeren Mengen Carbonpulver zum testen
* GDL-Herstellung: Test mit Hermanns Thermodruckpresse
* Berechnung d. theoretisch maximal möglichen Energie ins Wiki einpflegen.
* Vergleich kommerzieller Gaskathoden, Wertetabelle, Bilder, Herstellerinfos, etc.

== Open Tasks ==

* Herstellung von Gaskathode
* Darstellung der ZAC
** Einfache Zelle als Testsystem für Gaskathoden entwickeln
* Darstellung des Recyclers
** Herstellung von ZnO (Zinkoxid) für Recycling-Test
* Wiki-Projektseite:
** Bildmaterial, Grafiken, Skizzen
** Ausführliche Beschreibung des Projekes:
*** Details zur Funktion und technischen Prinzipien
*** Details zum Konstruktions- und Herstellungsprozess
** Problembehandlung: Wo klemmts gerade, was hindert besonders?
** Entwurf, Planung, Design
** Entwicklung und Konstruktion
** Prototyp testen, Meßdaten, Optimierung
** Bill of Materials
** Dokumentation
** Release-Versionen, Erweiterungen
** Verbreitung, User-Gallerie

== Spenden ==

<html>
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<div id="moneycontainer" class="round" style="padding: 10px 15px 10px 15px; font-size: 16px; text-align: center; background-color: #EEEEEE;">
<div id="spendencontainer" style="padding-top: 0px;">
<a href="http://wiki.opensourceecology.de/Zn/O-Brennstoffzelle/Spenden" class="roundtable spendenbutton-small" style="display: block; text-align: center;">Spenden</a><br/>
</div>
</div>
<div style="padding: 10px 0px;"></div>
</td>
</table>
</html>

== Literatur und Links ==

{| class="wikitable"
|-
! Referenz !! Beschreibung
|-
| [http://www.osti.gov/bridge/servlets/purl/82465-7GLq8d/webviewable/82465.pdf] || "A refuelable zinc/air battery for fleet electric vehicle propulsion", F.J.Cooper,D.Fleming,D.Hargrove,R.Koopman,K.Peterman, 1995
|-
| [https://e-reports-ext.llnl.gov/pdf/329501.pdf] || "The Refuelable Zinc-air Battery: Alternative Techniques for Zinc and Electrolyte Regeneration", JF.Cooper, R.Krueger, 2006.
|-
| [http://www.osti.gov/bridge/servlets/purl/302804-RodcVn/webviewable/302804.pdf] || "Core testing of zinc/air refuelable battery modules", F.J.Cooper,R.Krueger,R.Smith,F.Tokarz, 1998.
|-
| [http://www.satnac.org.za/proceedings/2006/papers/No%20323%20-%20Lourens.pdf] || "Development of a zinc-air fuel cell for telecommunication systems" D.Lourens, M.J.Case, H.C.v.Zyl Pienaar, 2006. Enthält u.a. Beschreibung des Aufbaus einer ZAFC einschliesslich Aspekte einer kontinuierlichen Zink-Zuführung.
|-
| [http://www.groupes.polymtl.ca/jnmes/archives/2002_07/v05n03a05_p177-182.pdf] || "Zinc-Air Cell with KOH-Treated Agar Layer between Electrode and Electrolyte Containing Hydroponics Gel", R.Othman,A.H.Yahaya,A.K.Arof, 2002. Betrachtung des Einsatzes von Agar als Gel zur Einbettung von Zinkpartikeln.
|-
| [http://www.zinc-air.org] [http://web.archive.org/web/20130815162058/http://zinc-air.org/ zinc-air.org (archiviert vom 15.8.2013)] || Blog mit vielen Literaturhinweisen und Links zum Thema Zink-Luft Zelle.
|-
| [http://link.springer.com/content/pdf/10.1023/A:1004092706131] || "Regeneration of zinc particles for zinc–air fuel cells in a spouted-bed electrode", V.Jiricny, S.Siu,A.Roy,J.W.Evans, 2000. Paper über Recycling von verbrauchten Zinkelektroden.

|-
| [https://www.tu-braunschweig.de/Medien-DB/blb/BLB_pdf/BLB_Akuzil.pdf] || Kurzbeschreibung des aktuellen BMBF-Projektes "AKUZIL" der TU Braunschweig
|-
| [http://www.iset.uni-kassel.de/public/kss97/3.html] || "ZOXY Zink-Luft-Batteriesystem für ortsfeste Anwendungen". Ein Paper von 1997 des "Institut für Solare Energieversorgungstechnik" (ISET) der Uni Kassel, in welchem die Einsatzmöglichkeit für saisonale Energiespeicherung betrachtet wird.
|-
| [http://ecl.web.psi.ch/znair/index.html?forprint] || Kurzübersicht über ZOXY Technologietransfer beim Paul-Scherrer Institut, ca. von 1999 bis 2003
|-
| [http://share.iit.edu/handle/10560/1383] || IPRO313, Studentenprojekt zum Bau eines ZAFC betriebenen Autos, Diverse Berichte und Präsentationen aus 2012
|-
| [http://share.iit.edu/handle/10560/1922] || IPRO313, Studentenprojekt zum Bau eines ZAFC betriebenen Autos, Diverse Berichte und Präsentationen aus 2011
|-
| [http://upcommons.upc.edu/pfc/handle/2099.1/14452] || J.Romero-Zabaleta, 2011, Master Thesis, u.a. Infos zum Recycling Prozess.
|-
| [http://forum.opensourceecology.de/viewforum.php?f=37&sid=2d4caa7058f5a020bc626de86ff43842] || Thread im OSEG-Forum
|-
| [http://www.mpoweruk.com/zinc_air.htm] || Allgemeine, aber sehr umfassende Infos zu Energiespeicherung, Batterien etc. auf Electropedia
|-
| [http://www.buch-der-synergie.de/c_neu_html/c_10_03_batterien_u.htm] || Buch der Synergie, von A.Khammas. Unser ZAC+-Projekt ist darin auch mit aufgelistet !!!.
|-
| [http://www.heise.de/tp/artikel/21/21548/1.html] || Telepolis-Artikel über das Solzinc-Verfahren
|-
| [http://forschung-energiespeicher.info/projektschau/gesamtliste/projekt-einzelansicht/95/Zink_Luft_Akkus_fuers_Netz/] || Bericht/Übersicht über ein vom BMWi und BMBF gefördertes interdisziplinäres Forschungsprojekt namens "ZnPLUS" (von 2012 bis 2015) zur systematischen Evaluation möglicher Konzepte für einen großtechnischen Zink-Luft-Speicher im MWh-Bereich, unter Beteiligung verschiedener Firmen und Hochschulen.
|-
| [http://www.gizmag.com/iron-air-battery/23646/] || Gizmag-Artikel über Eisen-Luft-Batterie, wiederaufladbar, bis zu 5000 Vollzyklen
|-
| [http://jes.ecsdl.org/content/159/8/A1209.full] || ECS-Paper über wiederaufladbare Eisen-Luft-Batterie
|-
| [https://ironedison.com/nickel-iron-ni-fe-battery] ironedison.com || Nickel-Eisen-Batterie der Fa. IronEdison
|-
| [https://www.albancat.com/content/uploads/2015/09/CAT-Energy-Storage-Zinc-Air-Technology-LEGE0019.pdf] || Allg. Übersicht d. elektrochemischen Prozesse und Funktionsweise.
|-
| [https://www.irw-press.com/de/news/mgx-minerals-meldet-erweiterte-kapazitaet-von-zink-luft-brennstoffzellen-batterie-der-naechsten-generation_43075.html?isin=CA55303L1013] || Artikel über ZincNYX, ein kommerzielles Startup welches an einer Flow-basierten ZinK-Luft-Brennstoffzelle arbeitet (ähnliches Prinzip wie bei ZAC+)
|-
| [http://www.zincnyx.com/technology] || ZincNYX Firmenseite
|-
| [https://link.springer.com/article/10.1007/s40243-014-0028-3] || "Materials science aspects of zinc–air batteries: a review", Vincenzo,Caramia, Benedetto, Bozzini, 2014, Springer. Enthält detaillierte Informationen über grundlegende Materialeigenschaten beteiligter Komponenten.
|}

== Presse ==

{| class="wikitable"
|-
! Referenz !! Beschreibung
|-
| [http://wiki.opensourceecology.de/MakerFaire2013] || Erste öffentliche Vorstellung der ZAC+ auf der Makerfaire 2013 in Hannover
|-
|}

[[Category:OSEG - Bereich Technologie]]
[[Category:OSEG - Zn/O Brennstoffzelle]]