Come installare Venus OS su Raspberry Pi e realizzare una centralina di gestione per Camper, Van o Baita con monitoraggio delle celle di una batteria LiFePO4

Quest'oggi vi vogliamo spiegare come realizzare una centralina di gestione per camper, van o baita, tramite Raspberry Pi, con installato Venus OS.
Nel tutorial vi mostreremo inoltre come monitorare le celle delle batterie LiFePO4 attraverso il bluetooth, direttamente su un pannello touch da 7", senza bisogno di acquistare un Victron Energy Cerbo GX.

Avevamo già trattato questo argomento tempo fa, spiegando come avevamo realizzato la centralina di gestione del nostro van.
Trovate l'articolo a questo link.

In questo caso la guida sarà differente, visto che utilizzeremo uno schermo touch hdmi installato a una distanza di 10m, e controlleremo anche lo stato della batteria al litio, monitorando le celle LiFePO4.

Acquistiamo un Raspberry Pi

Innanzitutto, ci serve un Raspberry Pi ed una scheda Micro SD.

Su Amazon si possono trovare le varie versioni di Raspberry Pi subito disponibili a questo link:
https://amzn.to/4ded8hk

Ci serve inoltre una scheda Micro SD (consigliamo Sandisk):
https://amzn.to/414qp4S

Procuriamoci uno schermo touch HDMI per il Raspberry Pi

Per poter comandare la centralina con comodità, abbiamo bisogno di uno schermo touch.

Scegliamo lo schermo touch HDMI da 7" più economico presente su Amazon:
https://amzn.to/4d1fWKT

Noi abbiamo realizzato la custodia in legno, ma per chi volesse si trovano delle custodie in plastica già pronte, adatte a questo modello di schermo:
https://amzn.to/3B3amuk
https://amzn.to/3MDSV66

Ovviamente è indispensabile anche un cavo HDMI:
https://amzn.to/3iNExN2

Un piccolo convertitore micro HDMI a HDMI:
https://amzn.to/4d5VOr8

Ed un cavo Micro Usb:
https://amzn.to/3BibYh0

N.B.: in caso si intendano utilizzare cavi lunghi (per esempio 10m), si dovrà acquistare una prolunga usb attiva, visto che i cavi usb normali hanno lunghezza massima di 5m. Spesso i cavi usb da 10m presenti su Amazon sono solo per ricarica e non vanno bene in questo caso, visto che non hanno i fili di trasporto dati.

Dotiamoci di relè compatibili con Raspberry Pi e Venus OS

Se si vorrà sfruttare la possibilità di accendere o spegnere alcuni apparati a 12V, 24V o 230V tramite Venus OS, sarà necessario collegare dei relè al fidato Raspberry Pi.

Attenzione: non tutti i relè funzionano correttamente, bisognerà acquistare quelli "High Level Trigger", ovvero con le uscite che si "attivano" mandando corrente (in questo caso 5V).

Per non sbagliare, è possibile acquistare questo modello, che ha un pin per l'impostazione del Level Trigger di ogni porta:
https://amzn.to/4bgxhPF

N.B.: attenzione all'acquisto dei relè, la maggioranza sono "Low Level Trigger", quindi in caso di dubbi consigliamo di utilizzare il nostro link qui sopra.

Indispensabili saranno anche alcuni cavetti "jumper wire" per collegare la scheda con i relè al Raspberry Pi:
https://amzn.to/3HhjH2x

Colleghiamo il Raspberry Pi ai relè ed allo schermo touch

Innanzitutto abbiamo alimentato tutti gli apparati a 5V da un piccolo convertitore DC 12V/24V a 5V.

Abbiamo poi connesso lo schermo touch al Raspberry Pi tramite il cavo HDMI ed il relativo convertitore.
Per quanto riguarda l'alimentazione dello schermo touch, il cavo usb va connesso direttamente ad una delle porte USB del Raspberry Pi.
Così facendo infatti si abiliterà la funzione touch dello schermo.

Questo è un convertitore DC DC Step Down da 12V/24V a 5V da 10A 50W, che abbiamo usato molte volte con il Raspberry Pi 4 (o 3), non ancora testato con il 5:
https://amzn.to/3P5UZEm

Abbiamo poi acquistato questo cavo Usb-C maschio con morsettiera per alimentare il Raspberri Pi:
https://amzn.to/3UAe1Ul

Molto utili saranno anche alcuni connettori Wago:
https://amzn.to/3VSIFt8

I 4 relè li abbiamo collegati al Raspberry Pi come segue:
- relè 1 > Pin 40 / GPIO 21
- relè 2 > Pin 11 / GPIO 17
- relè 3 > Pin 13 / GPIO 27
- relè 4 > Pin 15 / GPIO 22

Per comodità ecco qui una immagine dei numeri di Pin e GPIO del Raspberry Pi.

Scarichiamo Venus OS

Una volta eseguiti tutti i collegamenti, procediamo con lo scaricamento del Venus OS.

Il sistema operativo Victron Energy è presente in due versioni, normale o large.

La large ha installati Node-RED e Signal K server, è quindi possibile una programmazione più personalizzata, però a scanso di un maggior consumo di risorse.

Più informazioni riguardo a questa versione si possono trovare qui:
https://www.victronenergy.com/live/venus-os:large

Per il momento ci accontentiamo della versione normale, ma è possibile passare alla versione large anche in seguito, senza dover rifare tutto il lavoro da capo.

A questo link si possono scaricare le versioni (large e normale) per Raspberry Pi 5:
https://updates.victronenergy.com/feeds/venus/release/images/raspberrypi5/

A questo link le versioni per Raspberry Pi 4:
https://updates.victronenergy.com/feeds/venus/release/images/raspberrypi4/

A questo link le versioni per Raspberry Pi 3, 2 o Raspberry Pi Zero 2W:
https://updates.victronenergy.com/feeds/venus/release/images/raspberrypi2/

Mentre a questo le versioni in beta testing:
https://updates.victronenergy.com/feeds/venus/candidate/images/

Da qui scarichiamo l'ultima versione di Venus OS normale disponibile in questo momento per il Raspberry Pi 5:
https://updates.victronenergy.com/feeds/venus/release/images/raspberrypi5/venus-image-raspberrypi5.wic.gz

Mentre per chi usa il Raspberry Pi 4:
https://updates.victronenergy.com/feeds/venus/release/images/raspberrypi4/venus-image-raspberrypi4.wic.gz

Per chi invece vuole usare un vecchio Raspberry Pi 3, 2 o il Raspberry Pi Zero 2W:
https://updates.victronenergy.com/feeds/venus/release/images/raspberrypi2/venus-image-raspberrypi2.wic.gz

Installiamo Venus OS nel Raspberry Pi

Utilizziamo Balena Etcher per installare l'immagine di Venus OS nella Micro SD.
Il software è multipiattaforma, quindi funziona sia su Windows, che su Linux, etc.

Inserite la Micro SD nel PC, aprite Balena Etcher, selezionate l'immagine di Venus OS, poi la Micro SD e cliccate su "Flash".

Attendete che il software installi l'immagine e la verifichi.

Una volta terminato il processo potete rimuovere la micro sd.

Configuriamo Venus OS

Inseriamo la schedina Micro SD nel Raspberry Pi e lo alimentiamo.

In caso di Raspberry Pi 5 apparirà in automatico la schermata iniziale di Venus OS con la nuova Gui-V2.
Mentre in caso di Raspberry Pi 4 (o 3, o 2, o zero 2w) il sistema si avvierà con la Gui-V1 classica (ma qui sotto vi spiego come installare la nuova).

Non preoccupatevi se a schermo l'interfaccia apparirà stretchata oppure ruotata, o se il touch non risponderà alla perfezione, poi lo sistemeremo.

RASPBERRY PI 5

Innanzitutto impostiamo la lingua italiana:

Settings > General > Language > Italiano

Ci connettiamo poi alla rete Wi-Fi:

Impostazioni > Connettività > Wi-Fi > Connettersi alla rete desiderata cliccandoci sopra ed inserendo la password

Altrimenti se si preferisce la rete cablata, si può collegare il cavo di rete e poi si possono verificare le impostazioni qui:

Impostazioni > Connettività > Ethernet

Una volta connesso il Raspberry Pi si può visualizzare l'INDIRIZZO_IP assegnato nella pagina della rete prescelta (Wi-Fi o Ethernet).

Aprire quindi il browser sul vostro pc e digitare:

http://INDIRIZZO_IP

Si aprirà le Gui-V2 remota e per poterla visualizzare clicchiamo su "salta".

Abilitiamo l'accesso come Superutente:

Impostazioni > Generale > Accesso e Sicurezza > Livello di accesso

Con la riga "Utente e installatore" sottolineata di arancione, tenere premuta la freccia a destra della tastiera.
Apparirà il livello di accesso Superutente (in caso serva la password è ZZZ).

Confermare, tornare alla schermata precedente ed impostare una password di root:

Impostazioni > Generale > Accesso e Sicurezza > Password di root > impostare quello che si vuole

Abilitare SSH:

Impostazioni > Generale > Accesso e Sicurezza > Attiva SSH nella LAN > Abilitare

Riguardo al Raspberry Pi 5 è tutto qui, ora si può passare alla connessione dello schermo touch.

RASPBERRY PI 4, 3, 2, ZERO 2W

Innanzitutto impostiamo la lingua italiana:

Settings > Display & language > Language > Italiano

Ci connettiamo poi alla rete Wi-Fi:

Impostazioni > Wi-Fi > Connettersi alla rete desiderata cliccandoci sopra ed inserendo la password

Altrimenti se si preferisce la rete cablata, si può collegare il cavo di rete e poi si possono verificare le impostazioni qui:

Impostazioni > Ethernet

Una volta connesso il Raspberry Pi si può visualizzare l'INDIRIZZO_IP assegnato nella pagina della rete prescelta (Wi-Fi o Ethernet).

Aprire quindi il browser sul vostro pc e digitare:

http://INDIRIZZO_IP

Si aprirà le Gui-V2 remota e per poterla visualizzare clicchiamo su "salta".

Abilitiamo l'accesso come Superutente:

Impostazioni > Generale > Accesso e Sicurezza > Livello di accesso

Con la riga "Utente e installatore" sottolineata di arancione, tenere premuta la freccia a destra della tastiera.
Apparirà il livello di accesso Superutente (in caso serva la password è ZZZ).

Confermare, tornare alla schermata precedente ed impostare una password di root:

Impostazioni > Generale > Accesso e Sicurezza > Password di root > impostare quello che si vuole

Abilitare SSH:

Impostazioni > Generale > Accesso e Sicurezza > Attiva SSH nella LAN > Abilitare

In caso di Raspberry Pi 4 (o 3, o zero 2w) serve installare ed attivare la Gui-V2, quindi procediamo come segue.

Colleghiamoci al Raspberry Pi tramite SSH da un altro pc:

ssh root@INDIRIZZO_IP

Aggiorniamo i pacchetti:

opkg update

Installiamo le nuova gui-V2:

opkg install gui-v2

Cambiamo l'interfaccia attiva, abilitando la gui-v2:

opkg install start-gui-v2

Si aprirà le Gui-V2 locale e per poterla visualizzare clicchiamo su "salta".

Per tornare eventualmente alla vecchia interfaccia gui-v1:

opkg install start-gui-v1

Configuriamo lo schermo HDMI touch da 7" generico

Lo schermo touch hdmi da 7" che abbiamo acquistato ha una risoluzione maggiore di quella standard di Venus OS, quindi dobbiamo calibrarlo.

Colleghiamoci al Raspberry Pi tramite SSH da un altro pc:

ssh root@INDIRIZZO_IP

Impostiamo alcuni parametri affinchè risoluzione e calibrazione del touch siano perfetti:

nano /u-boot/config.txt
[...]
sotto:
[all]
inserire:
hdmi_group=2
hdmi_mode=87
hdmi_cvt 1024 600 60 6 0 0 0
hdmi_drive=1
hdmi_blanking=1
[...]

L'ultimo parametri hdmi_blanking serve per poter mandare in stand-by lo schermo tramite una impostazione che andremo a configurare fra poco.

Salvare con: CTRL + x

Riavviamo il sistema:

shutdown -r now

Adesso lo schermo dovrebbe apparire con la risoluzione corretta ed il touch rispondere con precisione.

Colleghiamoci di nuovo tramite SSH:

ssh root@INDIRIZZO_IP

Ora abilitiamo lo spegnimento dello schermo dopo X secondi.
Prima di tutto dobbiamo verificare quale device sia attivato.

Testiamo il primo e vediamo se succede qualcosa:

echo "1" > /sys/class/graphics/fb1/blank
echo "0" > /sys/class/graphics/fb1/blank

Se non succede nulla proviamo con il secondo:

echo "1" > /sys/class/graphics/fb0/blank
echo "0" > /sys/class/graphics/fb0/blank

Attiviamo l'auto-spegnimento, in base al device attivo (nel nostro caso il fb1):

echo "/sys/class/graphics/fb1/blank" > /etc/venus/blank_display_device

Riavviamo il sistema:

shutdown -r now

Impostiamo il tempo di spegnimento:

Impostazioni > Generale > Display e Aspetto > Tempo di spegnimento display > 30 sec

Abilitiamo i Relè

Colleghiamoci al Raspberry Pi tramite SSH da un altro pc:

ssh root@INDIRIZZO_IP

Abilitiamo tutti e 4 i relè (di default ne è abilitato solo 1):

nano /etc/venus/gpio_list
[...]
# Relay 1 Pin 40 / GPIO 21
21 out relay_1
# Relay 2 Pin 11 / GPIO 17
17 out relay_2
# Relay 3 Pin 13 / GPIO 27
27 out relay_3
# Relay 4 Pin 15 / GPIO 22
22 out relay_4
[...]

Riavviamo il sistema:

shutdown -r now

Per configurare i relè si può andare in:

Impostazioni > Integrazioni > Relè

Si vedranno solo i primi due, in quanto gli altri si possono solo accendere e spegnere.

Mentre per cambiare i nomi ed eventualmente nasconderli:

Impostazioni > Dispositivi > Relè del dispositivo GX

Infine per utilizzarli basta cliccare sull'iconcina del comando in alto a sinistra del touch (la seconda, se avete un inverter nell'impianto).

Ora è possibile disattivare il Superutente se desiderato:

Impostazioni > Generale > Accesso e Sicurezza > Livello di accesso: Utente e installatore (la password è ZZZ)

Connettersi al cloud Victron Energy VRM

Attiviamo la pubblicazione dei dati e la possibilità di comandare il sistema dal cloud Victron Energy:

Impostazioni > VRM

Impostare il livello di accesso su Completo:

Impostazioni > VRM > Livello di accesso al portale VRM: Completo

Segnare l'ID portale VRM e registrarsi tramite il link sottostante oppure il QRcode.

Ci si può registrare ed accedere da:
https://vrm.victronenergy.com/login
Una volta eseguito l'accesso, cliccare su:

Aggiungi impianto > Cerbo GX / Cerbo-S GX > Inserire l'ID portale VRM, il nome dell'impianto e confermare con "Richiedi accesso"

Per terminare colleghiamo tutti i cavi delle interfacce di comunicazione Victron Energy provenienti dallo SmartShunt, dall'Inverter, dal Regolatore di Carica, etc., al Raspberry Pi (come spiegato qui di seguito) e possiamo procedere alla loro configurazione come desiderato.

Come collegare gli apparati Victron Energy al Raspberry Pi

Per collegare tutti gli apparati Victron Energy al Raspberry Pi abbiamo diverse opzioni.

Innanzitutto se si intende connettere un Inverter/Charger della serie Multiplus o Multiplus 2, si ha bisogno di un Interfaccia MK3-USB (VE.Bus a USB):
https://amzn.to/3V1zfNJ

Per quanto riguarda tutti gli altri apparati Victron Energy ci sono delle alternative.

Se gli apparati sono solamente 1 o 2, si possono acquistare queste Interfacce VE.Direct a USB:
https://amzn.to/49jifus

Mentre se gli apparati sono più di due, conviene assolutamente acquistare l'Interfaccia USB Quadport VE.Direct di DuPPa:
https://www.duppa.net/product/usb-quadport-ve-direct/?ref=3041

Con i suoi Cavi VE.Direct molto economici:
https://www.duppa.net/product/ve-direct-jst-cable/?ref=3041

Ed un Cavo USB-C per connettere l'interfaccia al Raspberry Pi:
https://www.duppa.net/product/usb-type-c-cable/?ref=3041

Anche in ottica di un futuro upgrade dell'impianto consiglio sempre l'interfaccia da 4 porte VE.Direct di DuPPa.
Alla lunga si risparmia sempre, visto che con il tempo di tende sempre ad aggiungere qualcosina all'impianto.

Controllare lo stato della batteria al litio e monitorare le celle LiFePO4

Per chi fosse interessato ad avere il monitoring completo delle celle LiFePO4 sul sistema Venus OS, tramite bluetooth, consigliamo di seguire la guida che abbiamo scritto proprio su questo argomento. Ecco il link.

Sono pochi e semplici passaggi da seguire, che vi permetteranno di avere sempre tutto sotto controllo.

Conclusioni

Il tutorial termina qui, speriamo di essere stati chiari ed aver spiegato tutto nel migliore dei modi.

Non abbiamo trattato la connessione e la configurazione dei vari apparati Victron visto che ognuno è libero di impostare a proprio piacimento i vari parametri e quello che va bene a noi potrebbe NON andar bene per qualcun altro.

Diciamo però che la connessione di un Regolatore di Carica MPPT, di un inverter Multiplus, etc, sono delle operazioni semplici ed alla portata di tutti.
Essenzialmente basta acquistare il cavo dati usb apposito e collegarlo dall'apparato al Raspberry Pi.
Verrà poi rilevato in automatico sulla centralina con Venus OS e quindi visualizzato sullo schermo touch.

Per ogni dubbio o domanda puoi contattarci nei commenti dei video oppure tramite la pagina Contattaci.