Овој проект претставува автономен, робустен и пренослив соларен јазол со целосно отворен хардвер. Наместо комерцијални „паметни клупи“ со затворена електроника, комерцијални тајни и скапи договори за сервисирање, градиме модуларна соларна работна станица и микро-мрежа чијшто секој шраф, кабел, електрична шема и линија код се транспарентни, поправливи и слободни за репликација од заедницата.

Пренослив отворен хардвер и синхрон MPPT контролер

Станицата е конструирана во засилено алуминиумско куќиште од стандардни конструкциски профили (2020/2040) и термо-третирано дрво, погодна за јавни паркови, планинарски домови, фестивали на отворено или како резервно напојување при кризни состојби: - Фотоволтаичен систем: Склоплив или фиксен 120W монокристален панел со висока ефикасност (22.5%) со широка апсорпција при низок агол на сончевите зраци. - Отворен синхрон MPPT контролер: Напреден контролер со следење на максималната работна точка (MPPT) базиран на синхрон buck претворач со прекинувачка фреквенција од 20 kHz и ефикасност на конверзија над 98%. Контролерот користи адаптивен алгоритам на пертурбација и набљудување (Perturb & Observe) што динамички ја одредува точката на максимална моќност ($P = V \times I$) дури и при брзи промени на сончевото зрачење и делумно засенчување. - USB-C Power Delivery (PD) и брзо полнење: Четири независни DC-DC buck-boost конвертори заштитени од куса врска, способни за испорака на стандардни USB-PD напони (5V, 9V, 12V, 15V, 20V) со моќност до 65W по порта за директно напојување на лаптопи, радиостаници, медицински пумпи и телефони.

Безбедно LiFePO4 складирање (12V / 24V архитектура)

За складирање на соларната енергија користиме Lithium Iron Phosphate (LiFePO4) технологија конфигурирана како 4S пакет (12.8V номинално, 20Ah / 256Wh) или проширлива 8S архитектура (25.6V 100Ah за поголеми стационарни инсталации): - Термичка стабилност и долговечност: LiFePO4 хемијата има неспоредливо повисок праг на термичко бегство (>270°C) и не поддржува самозапалување, обезбедувајќи над 3.500 циклуси на длабоко празнење (80% DoD) без деградација на капацитетот. - Smart BMS со активна заштита: Паметен систем за менаџмент на батеријата со поединечно следење на напонот на секоја ќелија (HVD: 3.65V, LVD: 2.50V), активен балансер со пренос на струја од 1.2A и интегрирана двојна NTC температурна сонда. - Хардверска заштита од замрзнување: BMS-от вклучува апсолутна хардверска блокада на полнењето при температури под 0°C за да спречи деструктивно таложење на метален литиум врз графитната анода, додека празнењето непречено функционира до -20°C.

Индустриска RS485 / Modbus телеметрија

За разлика од комерцијалните уреди што користат затворени Bluetooth апликации, станицата комуницира преку индустрискиот стандард Modbus-RTU преку галвански изолирана RS485 магистрала: - Читање регистри во реално време: Микрокомпјутерот периодично испраќа барања до соларниот контролер преку RS485 на 9600 baud, читајќи ги регистрите за: влезен напон на панелот ($V_{\text{pv}}$), соларна струја ($I_{\text{pv}}$), напон на батеријата, струја на полнење/празнење, дневна енергија во kWh и температура на ладилникот. - Следење на потрошувачката по порти: Дигитални I2C сензори (INA226) на секоја поединечна USB-C порта ја мерат испорачаната струја со 16-битна прецизност. - Локално складирање без облак: Податоците се запишуваат во локална InfluxDB временска база на самиот уред и се визуелизираат преку лесен локален Grafana графички интерфејс. - LoRa пренос на далечина: На секои 15 минути, станицата пакува компресиран бинарен телеметриски пакет од 32 бајти и го емитува преку Meshtastic / LoRaWAN мрежата на 868 MHz за јавно следење на соларната мапа.

Локален раб-сервер (Raspberry Pi 4 Edge Node)

Во вентилираното IP65 заштитено куќиште е сместен микрокомпјутер Raspberry Pi 4 Model B (со 4GB RAM) што се напојува директно од соларната магистрала преку ефикасен buck регулатор (5.1V / 3.5A): - Имунитет на прекини на струја (Read-Only Root): Оперативниот систем (DietPi / Alpine Linux) работи со root податочен систем само за читање преку overlayfs. Ова гарантира дека нагли падови на напонот или празнење на батеријата никогаш нема да ја оштетат microSD картичката или оперативниот систем. - Автономен Wi-Fi пристапен јазол: Локален безжичен пристап преку hostapd и dnsmasq што обезбедува дигитални сервиси за сите корисници во радиус од 50 метри без потреба од интернет. - Kiwix знаење во џеб: Комплетни офлајн огледала на Wikipedia, медицински прирачници за прва помош, слободни учебници и OpenStreetMap картографски плочки за цела Македонија. - Локален чат и метеорологија: Интегриран сензор BME280 за атмосферски притисок, релативна влажност и температура, спарен со капацитивни сонди за влажност на почвата околу настрешницата. - Слободна документација: Сите шеми за KiCad, монтажни цртежи и Python скрипти за Modbus читање се слободно достапни на нашето git складиште.