Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Ladestation für E-Auto - uC oder raspberry pi?


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von Malte E. (workoft)


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Hallo,

Ich baue aktuell als Langzeitprojekt (lange, nicht weil es so komplex 
ist, sondern weil ich wenig Zeit habe) eine Ladestation für E-Autos 
(maximal zwei gleichzeitig). Das Ladeprotokoll ist denkbar einfach und 
auch von Hardware verstehe ich genug, um da etwas zusammenzubauen - aber 
natürlich soll die Ladestation nicht einfach nur den Akku voll machen.

Die Ladestation soll die Ladeleistung abhängig von der Messung am 
Netzanschschlusspunkt (verfügbar über raspberry pi mit volkszaehler.org) 
anpassen und je nach Einstellung mit PV-Überschuss laden. Außerdem soll 
sie dem Volkszähler mitteilen, wieviel sie gerade verbraucht.

Für die Kommunikation mit dem Volkszahler war zuerst RS-422 vorgesehen, 
nun stellt sich aber das Verlegen des Kommunikaionskabels als doch 
relativ aufwendig heraus, daher wird es nun wohl doch WLAN.

Nun zu meinem eigentlichen Problem - ich bin kein guter Programmierer. 
Ich habe bisher einen AVR Atmega, einen XMC 4500 von Infineon, einen 
Texas Instruments C2000 und irgendeinen ARM programmiert, alle in C. Ich 
würde allerdings nicht behaupten, dass ich eine der Plattformen wirklich 
beherrsche.
Auf Mikroprozessoren (in erster Linie unter Linux) beschränkt sich meine 
Erfahrung auf ein bisschen Java, bash, MATLAB und rudimentär python. 
Generell fühle ich mich auf Mikrocontrollern wegen des geringeren 
Funktionsumfangs und mehr Erfahrung wohler. Wenn ich jetzt aber WLAN 
verwenden und mit einem anderen Gerät kommunizieren soll, weiß ich 
nicht, wie sehr mir die Bibliotheken auf einem raspberry pi helfen - der 
volkszaehler lässt sich per http gut auslesen, prinzipiell könnte man 
aber auch eine zusätzliche Software schreiben, die über ein einfaches, 
selbst entworfenes Protokoll kommuniziert.
Ich glaube auch, dass es mir leichter fällt, ein dotmatrix-display zu 
verwenden statt eine grafische Oberfläche in beispielsweise Qt zu 
schreiben. Schick muss es ja am Ende nicht sein.
Ein Raspberry pi für eine Ladestation ist wohl auch ein wenig overkill 
und selbst der raspberry pi zero zieht auch im idle noch ein halbes 
Watt, ich denke dass ein uC da deutlich drunter bleibt.
Ein Raspberry pi macht natürlich die Fernwartung per ssh und auch das 
updaten/anpassen der Software sehr viel einfacher als ein uC.
Oder gibt es vielleicht auch besser geeignete Einplatinencomputer?

Wenn ihr mir bei meiner Entscheidung helfen könntet, wäre das schön!

Grüße,
Malte

von Stephan F. (stephanf)


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Hallo,

ich gehe davon aus, dass du eine Ladestation mit einem 
PWM-Pilotleitersignal (nach IEC61851-1, Ladebetriebsart 3) aufbauen 
willst.

Aus Gründen der Sicherheit (Echtzeitfähigkeit\Schutzfunktionen) würde 
ich für die eigentliche Ladesteuerung einen eigenen Mikrocontroller 
empfehlen. Dieser Controller kann dann z.B. mit einem Raspberry Pi 
kommunizieren. Dann ist bei einem Ausfall des Raspberry-Pis auch noch 
ein Ladevorgang möglich. Die Verfügbarkeit ist bei einer Ladesäule 
natürlich auch ein großes Thema.

Wir entwickeln aktuell einen ähnlichen Ladecontroller auf basis eines 
STM32. Als Kommunikationsschnittstellen ist ein ESP8266 (WLAN), USB 
(virtual COM-Port) und eine serielle-Schnittstelle vorhanden. Über diese 
Interfaces kann z.B. der Ladestrom vorgegeben und ausgelesen werden. Der 
ESP8266 kann über die Arduino-IDE frei programmiert werden und 
ermöglicht eine Steuerung (zum Teil auch Regelung) über MQTT. Dies kann 
natürlich mit beliebigen Protokollen erweitert werden.
Falls du interesse hast, kannst du dich mal per PN melden.

Viele Grüße,
Stephan

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