Benutzer:Andreas Plank/Sandkasten2: Unterschied zwischen den Versionen

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==LibreSolar==
 
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===Einführung===
 
  
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[[File:Libresolar_bms_icon.png|430px]]
 
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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. Sonnenkollektoren) und stromspeichernden Komponenten (Bsp. Lithium Ionen Batterien). Dazu wurden als anfängliche Open Source Hardware Projekte zunächst ein [https://de.wikipedia.org/wiki/Maximum_Power_Point_Tracking '''M'''aximum-'''P'''ower-'''P'''oint-'''T'''racker]-Laderegler (MPPT) –zur Maximalen-Leistungspunkt-Suche – und ein [https://de.wikipedia.org/wiki/Batteriemanagementsystem '''B'''atterie-'''M'''anagement-'''S'''ystem] (BMS) für Lithium-Ionen-Akkus entwickelt.
 
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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/ '''H'''amburg '''O'''pen '''O'''nline '''U'''niversity] (HOOU) eine offene digitale Lernplattform erstellt werden
 
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===Systemübersicht===
 
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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.
 
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<div class="endash-list">
 
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* MPPT: Solarladeregler
 
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* BMS-Controllerboard
 
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* BMS-Switch-N-Sense
 
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</div>
 
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<gallery widths="800" heights="400" perrow="2" caption="LibreSolar Batterie-Management-System">
 
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Bms24v_board_20161217.jpg | BMS – links Mainboard, rechts Switch-N-Sense
 
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</gallery>
 
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Der elektronische Hardware Aufbau besteht allgemein aus einem Kommunikationsinterface, der µC Einheit, der Leistungselektronik und der Messelektronik.
 
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Die Details können auf [https://libresolar.github.io/elements/ libresolar.github.io] unter dem Reiter Hardware nachgeschlagen werden.
 
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In nachfolgender Abbildung ist das Systemlayout zu erkennen. Die MPPT Komponenten können modular erweitert werden, je nach benötigter Solarleistung.
 
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<gallery widths="800" heights="400" perrow="2" caption="System-Übersicht, Schaltungsschema">
 
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Bms12v systemuebersicht.png | Übersicht:  Durch Verwendung mehrerer MPPTs kann eine höhere Amperzhal erreicht werden
 
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</gallery>
 
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Das LibreSolar BMS bietet eine Vielzahl von Vorteilen, u.a. folgende:
 
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<div class="endash-list">
 
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* integrierter Balancer
 
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* 12{{nnbsp}}V, 24{{nnbsp}}V, 36{{nnbsp}}V und 48{{nnbsp}}V Version
 
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* ...
 
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</div>
 
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===Einordnung; ähnliche Technologien===
 
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[http://makeable.de/mlab/makeable/sbms4080/ Vgl. SBMS4080 und SBMS100 von Dacian Todea]
 
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Das LibreSolar BMS ist eine neuere BMS-Generation und bietet in etwa den gleichen Leistungsumfang wie das etwas ältere SBMS4080 nebst einigen zusätzlichen Features:
 
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<div class="endash-list">
 
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* kann auch 48{{nnbsp}}V und 36{{nnbsp}}V (daher auch gut für EV geeignet)
 
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* Modularisierter Aufbau
 
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* verbesserte Sicherheits-Features
 
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</div>
 
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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.
 
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===Rahmenbedingungen===
 
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...
 
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===Anwendungen===
 
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<div class="endash-list">
 
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* stationär, als Solarspeicher mit Li-Akkus für vorzugsweise Solar-Strom bzw. sonstige alternative Energien.
 
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* Elektro-Mobilität, 36V und 48V Variante
 
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* OpenNanoGrid, lokales smartes Niedervolt-Stromnetz
 
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</div>
 
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===Nebenaspekte / Überlegungen / Ausblick===
 
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<div class="endash-list">
 
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* Beschaffbarkeit von Komponenten
 
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* PCB-Stückzahlen  ==> Serienfertigung
 
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</div>
 
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=== 12/24/48{{nnbsp}}V===
 
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Mainboard-Dokumentation siehe [https://github.com/LibreSolar/BMS48V/blob/master/README.md LibreSolar BMS48V auf GitHub]
 
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<gallery widths="420" heights="400" perrow="2" caption="BMS48V">
 
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LS_BMS_PCBs.jpg |  BMS 48V PCBs Prototyp
 
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LibreSolar_BMS48V_board.png | Mainboard PCB Layout mit STM32F072 32-Bit Arm CPU und TI bq76940 Balancer-Chip
 
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</gallery>
 
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=== Switch-N-Sense ===
 
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ON/OFF-Schalter, die Mosfets können über 60{{nnbsp}}A 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)
 
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Englische Dokumentation siehe [https://github.com/LibreSolar/Switch-N-Sense LibreSolar Switch-N-Sense auf GitHub]
 
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<gallery widths="420" heights="400" perrow="2" caption="Switch-N-Sense Mosfetschalter">
 
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LS_switch_n-sense.jpg | Switch-N-Sense PCB Prototyp
 
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Switch-N-Sense.png | Switch-N-Sense PCB Layout
 
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</gallery>
 
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=== MPPT 20{{nnbsp}}A ===
 
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Dokumentation des Solar-Ladereglers [https://github.com/LibreSolar/MPPT-Charger_20A LibreSolar MPPT 20{{nnbsp}}A in GitHub]
 
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<gallery widths="800" heights="600" perrow="2" caption="20&#8239;A Solarladeregler mit Maximum Power Point Tracking (MPPT)">
 
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MPPT_charger_20A_rendered.png | Neue Version V.08, passend für Hammont Gehäuse
 
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<!-- MPPT_charger_20A_bot.png | Through-Hole Bestückungsseite -->
 
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<!-- MPPT_charger_20A_top.png | SMD Bestückungsseite -->
 
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</gallery>
 
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=== Benutzeroberfläche / Direct User Interface ===
 
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OLED-Keypad mit WLAN Anbindung (IoT)
 
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<gallery widths="420" heights="400" perrow="2" caption="Benutzeroberfläche mit OLED-Display">
 
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Lsbms_oled.jpg | OLED-Display mit BMS an 36V LiFePO4-Akku (= 12 Zellen)
 
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</gallery>
 
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(... todo)
 
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=== Visualisierung ===
 
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<div class="endash-list">
 
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* Raspberry Pi 3 als Server
 
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* [https://github.com/emoncms/emoncms emoncms], [https://github.com/case06/liquid liquid]
 
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</div>
 
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−
Dazu Diskussionsseite im Forum unter [https://forum.opensourceecology.de/viewtopic.php?f=48&t=769]
 
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== Entwicklungsschritte / Tool-Chain ==
 
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<div class="latex-style-list">
 
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* Schaltplan und PCB-Layout:
 
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** KiCAD,  Projektbezogene Bibliotheken [https://github.com/LibreSolar/KiCad-symbols LibreSolar KiCad-symbols] [https://github.com/LibreSolar/KiCad-footprints LibreSolar KiCad-footprints]
 
−
* Software-Entwicklung:
 
−
** Flashen mit Nucleo-Board
 
−
** Platformio-IDE
 
−
** Versionierung mit [https://github.com/CollectiveOpenSourceHardware CollectiveOpenSourceHardware (GitHub)]
 
−
* ... (tbc)
 
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</div>
 
−
== Organisatorisches ==
 
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−
===Entwickler-Team===
 
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−
; [[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:
 
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<div class="endash-list">
 
−
* W1
 
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* W2
 
−
* W3
 
−
* W4
 
−
* ...
 
−
</div>
 
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-->
 
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===Entwicklungszeitplan und Log===
 
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; 03.10.2016 : Projektstart, [https://github.com/LibreSolar/BMS48V/blob/master/README.md LibreSolar GitHub-Repository (github.com)]
 
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; 28.01.2017 : Projekt-Seite im Wiki erstellt
 
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<!--
 
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* milestones x,y,z
 
−
* ...
 
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-->
 
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===Aktueller Entwicklungs-Status===
 
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; 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.
 
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<!-- ===ToDo next===
 
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* a,b,c
 
−
* ...
 
−
 
−
===Open Tasks===
 
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−
* 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>
 
−
 
−
=== Kontakt ===
 
−
* [[Michel Langhammer]] – persönliche Nachricht
 
−
* [https://forum.opensourceecology.de/viewforum.php?f=47 forum.opensourceecology.de] – Talk, Diskussion, BuildReports im OSEG Forum
 
−
 
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== Literatur und Links ==
 
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−
* Deutschsprachiges Board im OSEG-Forum zum LibreSolar BMS, [https://forum.opensourceecology.de/viewforum.php?f=48  forum.opensourceecology.de]
 
−
* Github-Repository der cos(h) Arbeitsgruppe, [https://github.com/CollectiveOpenSourceHardware CollectiveOpenSourceHardware (github.com)]
 
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−
== Presse ==
 
−
 
−
* Vorstellung des LibreSolarBMS beim “BAC21 Energy and Open Hardware&nbsp;– Workshop in Brüssel” (28.11.2016), http://makeable.de/blog/?p=874
 
−
 
−
[[Category:OSEG - Bereich Technologie]]
 
−
[[Category:OSEG - Zn/O Brennstoffzelle]]
 
−
[[Kategorie:Solarenergie]]
 
−
[[Kategorie:Batterie Management System]]
 

Aktuelle Version vom 10. August 2022, 12:03 Uhr

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