รีวิว ระบบชาร์จรถให้น้องแมวแบบ หาทำ (ตอน 1)

หลังจากที่เราได้เล่าเรื่องของพวกรถ EV หรือรถไฟฟ้าไปบ้างแล้วละ อาจจะได้เห็นแล้วว่า ที่บ้านเราก็มีการใช้รถไฟฟ้าอยู่ 2 คันเลย แน่นอนว่า มันจะต้องมีการเดินระบบไฟฟ้า เพื่อชาร์จรถแน่นอน วันนี้เราจะมารีวิวกันว่า เราออกแบบ และ จัดการอย่างไรบ้าง

ระบบเดิม

ระบบเดิมก่อนที่เราจะติดตั้งที่ชาร์จรถ เราใช้มิเตอร์ 15(45) แบบ 1-Phase ซึ่งแน่นอนว่า มันไม่พอกับการชาร์จรถแน่นอน ซึ่ง Good Cat มันรับที่ 1-Phase 32A แน่นอนว่า ถ้าเสียบเข้าไป บวกบ้านเข้าไปคือ แตกแน่นอน ดังนั้น เราก็จะต้องไปขอไฟแหละ ซึ่งแน่นอนว่า เราเคยเขียนรีวิวการขอไฟไปแล้วกับ PEA และการ Implement Hardware ต่าง ๆ อ่านได้ที่ลิงค์ด้านบนเลย

นอกจากนั้น เรายังติดตัว Solar Cell ขนาด 5 kWp เข้าไปอยู่บนหลังคาอีก ทำให้เราสามารถใช้ Solar Cell ในการชาร์จรถในช่วงกลางวันได้เลย ทำให้เราเลือกที่จะไม่ขอ TOU Metre นั่นเอง แน่นอนว่า เดี๋ยวจะมาเล่าว่าทำไมเรา อยากจะสาปส่ง ไม่อยากให้ใครโดนกับบริษัทที่เราเลือกติดอีก เรียกว่า สาปส่ง ก็ไม่น้อยไปเลยจริง ๆ กับหลังจากนั้น เราติดเพิ่ม (แน่นอนว่า ไม่ได้ใช้เจ้าเดิมแล้ว) อีก 4.9 kWp ด้วยกัน ก็ทำให้บ้านเราก็จะรันอยู่ที่ 9.9 kWp กลางวันพีค ๆ เสียบรถ นอนเปิดแอร์เกาพุงเพลิน ๆ และ เราอยู่บ้านทั้งวัน

วิธีการใช้งานระบบเดิม เรารู้สึกว่ามัน เ_ย มาก ๆ เราลองวาด Diagram ง่าย ๆ เลยนะ ช่วงแรกที่เราเสียบ เราก็โอเคนะ ได้เสียบแล้ว แต่ก็ยังไม่ได้โอเคสุด เพราะชิบหาย ชาร์จอีกนานเท่าไหร่หว่า เราจะกะเวลาในการเดินทางอย่างไร จากนั้น เราต้องเอาการ์ด (เดี๋ยวเล่าด้านล่าง) ไปแตะ อะ แล้วอีการ์ดนี่คือยังไงต้องพกเหรอ หรือยังไง ไว้ในบ้าน เราก็ต้องเดินเข้าบ้านไปเอางั้นเหรอ หรือถ้าเราใส่ตู้ไว้ แล้วอะไรคือประเด็นของความปลอดภัยที่ทำให้ต้อง Tap Card อะ ไหนจะเรื่องถ้าย้ายการ์ดกันไปมา ชิบหาย หายอีก อะแมร่งเริ่มจะไม่เข้าท่าแล้ว ไม่สะดวกเลย

จากนั้นเราก็ รอ ร๊อ ร่อ รอ ไปเรื่อย ๆ เราอาจจะดูสถานะจาก Application GWM ได้แหละว่า เราชาร์จไปแล้วเท่าไหร่ ใกล้ที่จะถึงตรงที่เรา Limit ไว้ในรถหรือยังไม่ยาก ๆ ระหว่างรอ เราก็ทำงาน อยู่บ้าน นอนอะไรก็ว่ากันไป ก็อยู่บ้านอะแหละ พอเราจะหยุด เราก็ Tap Card อีก ก็ประเด็นเดิม แล้วสุดท้าย เย้ ชาร์จเสร็จแล้วก็เอาที่ชาร์จออกเป็นอันจบ

ดังนั้นสำหรับเราจริง ๆ คือ เรื่องของ Card เลย ที่สร้างปัญหาให้ชิบหายเลยละ เราไม่รู้ว่าบ้านอื่น เขาคิดยังไงนะ แต่เราเองรู้สึกว่ามันเป็นภาระสังคมมาก ๆ อาจจะเป็นเพราะความเคยชินว่าทั้งหมดของบ้านมันสั่งผ่าน App ได้มั้ง กุญแจบ้านอะไรก็ไม่ถือ เลยรู้สึกว่าการมีการ์ดสักใบเป็นหายนะมาก ๆ ทำให้เราจะต้อง Design Flow ในการใช้งานใหม่ ทำอะไรบางอย่างเพื่อให้เราตัดอีการ์ดบ้านี่ออกไป

Requirements

ทำให้ Requirement ข้อแรกของเราคือการตัดการใช้การ์ดออกไป โดยวิธีที่เราเลือกเอามาแก้ไขคือ การทำผ่าน App ไปเลย ซึ่งบ้านเรามันเป็น Smart Home ทั้งหลังอยู่แล้ว และ User อีกคนคือ แม่อิฉันเอง ก็มีใช้ App Smart Home ที่เราทำบ้างงงงงง ก็น่าจะพอแก้ปัญหา

ทำให้มันนำไปสู่อีก Requirement ที่เราอยากได้ตามมาหลังจากต่อ Smart Home คือ เราอยากเห็นข้อมูล เช่นพวกพลังงานในการชาร์จ หรือจะเป็นพวกกำลังไฟนั่นนี่ต่าง ๆ ซึ่งเราก็คิดว่า โอเค เราต้องการเห็นข้อมูลอะไรบ้าง และ อะไรบ้างที่เราสามารถเอาเข้ามาได้ มันต้อง Match กัน

GWM Charger

เพราะต้องเข้าใจว่า EV Charger ที่เราเอามาติดที่บ้าน เป็นตัวที่แถมมากับ ORA Good Cat ของ GWM เลย มันไม่ได้เป็น Smart Charger เหมือนกับพวก Enel X Juicebox อะไรพวกนั้น ข้อมูลของตัวรถ เราไม่สามารถดึงมาได้เลย ดังนั้น สิ่งที่เราพอจะทำได้จริง ๆ คือ การวัดค่าพลังงาน ที่ตัว Charger จ่ายเข้าไปที่รถนั่นเอง เท่านี้ ก็พอจะทำให้เราสามารถคำนวณค่าใช้จ่าย หรือ ต่อกับพวก Solar Cell เพื่อปรับให้มันชาร์จเมื่อเรามีไฟเหลือได้แล้ว ทำให้เราไม่ต้องไปโยกไฟจากการไฟฟ้ามากนัก

โดยสรุปคือ เราอยากที่จะรู้ว่า ทั้งเดือนเราชาร์จไปเท่าไหร่แล้ว, เรากำลังดึงไฟบ้านอยู่เท่าไหร่, มี Notification ว่าเราเริ่ม และ หยุดชาร์จแล้ว, Limit การชาร์จได้ และที่สำคัญ เริ่ม และ หยุดการชาร์จได้

นอกจากนั้น เรายังต้องการดูเรื่องของความปลอดภัยต่าง ๆ ด้วย เช่นอุณหภูมิโดยรวมของระบบที่ ถ้าร้อนมากเกินไปมันก็อาจจะเป็นตัวระบุได้ว่า สายหรือ Hardware บางอย่างของเราอาจจะมีปัญหา หรือข้อต่ออะไรบางอย่างมันหลวม หรือสายอาจจะยืดจากความร้อนและเวลาอะไรก็ว่ากันไป เป็นเรื่องของความปลอดภัยด้วย

System Design

เอาหละ หลังจากเราได้ Requirement มาแล้ว เราจะมาเริ่ม Design ระบบกัน โดยในแง่ของ Hardware เราได้รีวิวไปแล้ว ในรีวิวการขอไฟก่อนหน้านี้ คือ การติดพวก Smart Breaker ที่มีตัววัดพลังงานเข้าไปด้วย ซึ่ง จากระบบ Smart Home เรารัน Home Assistant อยู่ เราพบว่า Integration ของ Sonoff ผ่าน EWelink Platform มันโคตรเสถียร ได้ค่าที่ถี่มาก ๆ หลัก 1 วินาที ทีนึงเลย

ทำให้เราอยากได้มาก ๆ แต่เราก็หา Smart Breaker ที่ขนาดเล็ก และ ใช้ EWelink ไม่ได้เลย จนมาเจอตัวนึงที่ราคาถูกมาก ๆ แต่รันอยู่บน Tuya Platform แทน ซึ่งมันคือตัวที่คนเล่นเยอะมาก ๆ แต่แน่นอนว่า คิดว่าการเปลี่ยนเป็น Tuya จะหยุดเราได้เหรอ ไม่เดะ บ้าเหรอ

จาก Smart Metre ถ้าเราแอดเข้าไปใน App แล้ว เราจะเห็นได้เลยว่า มันได้ข้อมูลมา เรียกได้ว่าครบถ้วนมาก ๆ คือ Power (kW), Current (A), Voltage (V) และ Total Energy (kWh) เพียงพอกับที่เราต้องการเลย

แต่การ Import เข้าไปใน Home Assistant เขามี Official Integration ที่ทำให้เราสามารถเรียกผ่าน Cloud ได้เลย แต่เราไม่ต้องการทำแบบนั้น เพราะถ้าเกิดวันที่เน็ตเรามีปัญหาขึ้นมา เราไม่สามารถชาร์จรถได้เลยนะ ไม่ขำเลยนะ เป็น Critical Infrastructure ในบ้าน ดังนั้น เราจะต้องทำอย่างไรก็ได้ ให้เราไม่ต้องต่อเน็ตก็ใช้ได้ จน เรานึกถึง 3rd Party Integration อย่าง Local Tuya ที่อาศัยการเข้าไปเกาะกับ Device โดยตรงเลย ทำให้เราได้ข้อมูลโดยไม่ต้องออกเน็ตเลย แต่ว่า พอเราเอามาใช้งานกับ Smart Breaker ก็คือ มันได้ข้อมูลไม่ครบ ทำให้เราจะต้องหาทางแก้ปัญหาละ จนเราไปเจอว่า มันใช้ Library ที่ชื่อว่า tinytuya เลยลองไปโหลด แล้วเขียน Integration ขึ้นมาเองแล้ว Export เป็น Sensor ออกมาใน Home Assistant ได้ ใช้เวลาหาทำไม่เกิน 5 นาที บอกแล้ว อีแค่ Tuya หยุดชั้นไม่ได้หรอกนังทัวร์ดีย์ สุดท้าย เราเลยได้ข้อมูลทั้งหมดครบถ้วน ในลักษณะที่เรียกว่า เกือบ Real-Time เลยก็ว่าได้ โดยไม่ต้อง Polling ให้เปลืองตัวเลย สวยแหละ ดูออก ! (หรือถ้าไม่อยากหาทำแบบเรา ก็ใช้ Official Integration แล้วยอมออกเน็ตได้ ไม่มีปัญหา แต่เรื่องความ Real-time อาจจะสู้ Local ไม่ได้)

แล้วเราก็เพิ่มเข้าไปใน Energy Dashboard ของ HA ได้ตรง ๆ เลย กับเราใช้ Utility Metre เพื่อขอค่ารายเดือนไปด้วย สำหรับแสดงใน Interface

ทำให้เราได้ ค่าเป็น Sensor ออกมาใน Home Assistant เรียบร้อย ถ้าเรารู้พลังงานที่จ่ายไป เราก็ต่อเข้ากับ Utility Metre เพื่อให้มันนับเป็นรายวัน รายเดือน รายปียังได้ อีซี่ด๊อกกกกกก หรือ เราอาจจะต่อมันเข้ากับ Energy Integration ของ Home Assistant เองยังได้ จะได้เอาไปเทียบกับเครื่องใช้ไฟฟ้าอื่น ๆ ในบ้านของเราได้อีกด้วย

จริง ๆ แล้วมันน่าจะเป็นแค่ RFID Card ปกตินี่แหละ และเราว่าถ้าซื้อใหม่ได้ ไม่น่าจะ Pair กับตัวเครื่องมั้งนะ เดา ๆๆๆ

จากนั้น ปัญหามันก็อยู่ที่ Charger ของ GWM อีก ที่สาระแนปลอดภัย ต้องใช้ Card แตะก่อน ไม่งั้นมันไม่ให้ชาร์จ อันนี้ต้องขอบคุณสมาชิกในกลุ่ม ORA Good Cat Thailand เราเห็น Post นึง จากใครเราจำไม่ได้จริง ๆ ขอโทษด้วยนะครับ บอกว่า ถ้าตอนที่เราเสียบชาร์จ แล้วเราปิดไฟก่อนที่มันจะตัด แล้วรอบหน้า เราเสียบรถ แล้วยก Breaker ขึ้น มันก็จะชาร์จเลย ไม่ต้องแตะบัตรอีก เราเลยเดาว่า เครื่องมันน่าจะจำ State ไว้ ได้เลยนังทัวร์ดีย์ !!!!!!!!!!!! ความดีงามคือ Smart Breaker ไงละ ! ถามว่า แล้วเราจะรู้ได้ยังไงว่า มันชาร์จเสร็จแล้ว

อันนี้เราให้ Home Assistant โยนเข้า InfluxDB แล้วค่อยใช้ Grafana ในการ Visualise แบบเร็ว ๆ

โชคดีที่ ORA Good Cat เวลาชาร์จด้วย Wall-Charge ของ GWM เองมันกดอยู่แค่ 7 kW เท่านั้น และเมื่อเราชาร์จไปเรื่อย ๆ กำลังในการชาร์จมันจะไม่ตกด้วย หรือก็คือไม่ว่า SoC เราจะอยู่ที่เท่าไหร่ก็ตาม เราก็จะชาร์จด้วยกำลัง 7 kW หรือใกล้เคียงเสมอ ทำให้เราสามารถออกแบบ Automation มาดักทางตรงนี้ได้ ง่าย ๆ คือ ถ้าเกิด กำลังมันต่ำกว่า 6.8 kW เราก็ชิงตัดมันได้เลย แค่นี้เอง แค่ว่า ก่อนที่เราจะเปิดรอบต่อไป เราจะต้องเสียบสายชาร์จเข้ากับรถก่อน ค่อยเปิดเท่านั้นเอง ก็เป็นการสร้าง Routine ได้ง่าย ๆ แล้ว

Design ระบบ Limit การชาร์จ

และสุดท้าย ท้ายสุดคือ ระบบ Limit การชาร์จ จริง ๆ หลักการมันง่ายมาก ๆ นะ แค่ว่า เราชาร์จถึงเงื่อนไขที่เราตั้งไว้แล้วก็ให้ตัดไฟเพื่อหยุดชาร์จแค่นั้นเลย เราสามารถจัดการเขียน Automation จัดการได้ง่าย ๆ

คิดว่ามันคือเจ้ากล่องนี่แหละ ตัวปัญหาของเราในตอนนี้เลย อันนี้เราไม่ได้แงะ หรืออะไรกับรถเลยนะ แค่รับบทนางนอนใต้พวงมาลัยแล้วเอาไฟส่อง ๆ ก็เจอแล้ว

อันนี้เราไปดู Smart Charger เจ้าอื่น ๆ มาแล้วอยากทำได้บ้าง นอกจาก Limit แล้ว มันควรบอกเวลาที่จะชาร์จเสร็จได้ด้วยยิ่งดีเลย ทำให้เราสามารถกะเวลาในการออกจากบ้านได้ด้วย แต่ปัญหาที่เราเจอคือ เราไม่สามารถรู้ Current SoC ของ Battery ได้ ซึ่งก่อนหน้านี้เราพยายามที่จะเอา OBD2 เสียบเข้ากับรถ เพื่อจะเอาค่าออกมา แต่เสียบแล้วมันก็ไม่ได้เหมือนกัน จนตอนนี้ซื้อ OBDLink มาแล้ว ปรากฏว่า ก็ยังเหมือนเดิม จนมาเจอแล้วว่ามันมี Gateway คั่นอยู่ ใครมาสาย Bypass ทักมาบอกหน่อยอยากจัดการมัน !!!!!!

แต่ระหว่างนี้การ Workaround ที่เราคิดออกคือ แทนที่เราจะถามว่า เราจะชาร์จถึงเท่าไหร่ งั้นเราเอาใหม่ ในเมื่อเราไม่รู้ SoC เราก็ถามกลับกันละกันว่า เราจะชาร์จเพิ่มกี่เปอร์เซ็นต์ เพราะเรารู้กำลัง เรารู้พลังงานที่จ่ายล่าสุดได้ เรารู้ขนาดของ Battery ดังนั้นจากเปอร์เซ็นต์ที่เราใส่เข้าไป เราสามารถคำนวณกลับเป็นพลังงานที่เราต้องใส่กลับเข้าไปในรถได้นั่นเอง แต่อย่าลืมว่า มันจะมี Loss ในระบบอีกเยอะเลย ทำให้ถ้าเราคำนวณจาก ขนาด Battery ตามสเปกเลยก็อาจจะไม่ตรง แต่จริง ๆ แล้ว SoC ที่เราเห็นมันหักพลังงานที่ระบบทำให้เกินเพื่อป้องกันความเสียหายจาก Battery อยู่แล้ว (Buffer) ทำให้ถึงเราจะใช้ขนาดของ Battery จริง ๆ ตามสเปกใส่เข้าไปคำนวณ ถึงจะหัก Loss ออกแล้ว มันก็ยังใกล้เคียง หรือตรงมาก ๆ พอแล้ว

ตอนนี้ก็ค่อย ๆ เติมข้อมูลใส่เรื่อย ๆ กับคิดว่ามี Factor อื่น ๆ เกี่ยวข้องด้วย เดี๋ยวลองใส่แล้วหาพวก Correlation กับพวก Stat มา Support ก่อน ไว้มาเล่าอีกที

จริง ๆ อันนี้เรายังไม่ได้ทำนะ แต่เรากำลังพยายามที่จะหา Loss คร่าว ๆ ในระบบอยู่ เพื่อ Calibrate ให้มันตรงขึ้นหน่อย อาจจะลองค่อย ๆ ปรับ Limit การชาร์จดู เพราะเราเดาว่า ยิ่งเราชาร์จเยอะ จำนวน Energy Loss ต้องเยอะขึ้นเรื่อย ๆ แน่นอน ทำให้ค่ามันเพี้ยนออกไปมากขึ้น ถ้าเราค่อย ๆ ลองปรับดู เราอาจจะหา Curve มาช่วย Calibrate ให้มันตรงขึ้นได้ อันนี้กำลังทำอยู่เด้ออ ไม่น่ายากมาก อีซี่ Calculus 101 แค่นั้น หรือ เราอาจจะลอง Fit เข้ากับพวก Tanh ไม่ก็ Invert Sigmoid Function เดี๋ยวลองดู Fitness ก่อนว่ามันจะออกมาเป็นอย่างไร

ถ้าเราทำได้ เราก็สามารถ Calibrate on the fly ได้เลย หมายความว่า เราสามารถเก็บข้อมูลไปได้เรื่อย ๆ แล้วทำการ Fit Model ใหม่เรื่อย ๆ เมื่อรู้สึกว่ามันน่าจะไม่ตรงแล้ว แล้วอาจจะเก็บพวก Fitness ต่าง ๆ เอาไว้แล้วถ้ามันเริ่มเข้าใกล้ ๆ เรื่อย ๆ มันก็น่าจะเป็นช่วงที่เราคิดว่า Model ในการ Calibrate มันนิ่งละมั้งนะ (แต่ก็อย่าลืมว่า SoH ของ Battery มันก็จะแย่ลงเรื่อย ๆ ทำให้เลขเพี้ยนได้เหมือนกัน ยังไม่รู้ว่าจะจัดการยังไงเหมือนกัน)

เมื่อเรารู้จำนวนพลังงานที่เราจะต้องชาร์จแล้ว เรายังรู้กำลังไฟที่ชาร์จจาก Smart Breaker ที่เราเล่าไปก่อนหน้า ทำให้เราสามารถคำนวณเวลาในการชาร์จได้ Cross-multiplication ง่าย ๆ เรารู้ว่า กำลัง 1 kW ผ่านไป 60 นาที เราจะได้ 1 kWh ตามหลักไฟฟ้าเลย แล้วถ้าเราอยากได้ x kWh โดยมีกำลัง y kW (ซึ่งเรารู้ว่า y=7 จากสเปกการจ่ายไฟของเครื่อง) ละ เราจะต้องใช้กี่นาที ง่าย ๆ เลย คณิตศาสตร์เด็กประถมเลย เราก็จะรู้เป็นนาที อยากได้เป็น Format สวย ๆ ชั่วโมงนาที เราก็เอา นาทีไปหารไม่เอาเศษ กับ 60 เป็นชั่วโมง และ Mod กับ 60 เราก็จะได้นาทีออกมาสวย ๆ แล้วละ

ส่วนเวลาชาร์จที่เหลือ ก็ง่ายมาก ๆ เรา Adapt จากสูตรก่อนหน้า ก็คือ เอาจำนวนพลังงานที่ต้องการ ลบกับพลังงานที่ชาร์จไปแล้ว ไปหาแทน แต่เราใช้กำลังจริง ๆ ที่เราได้จาก Smart Breaker ใส่เข้าไปก็จบแล้วใช่ม่ะ ง่าย ๆ

สรุป

เราขอตัดจบแบบละครไทยก่อนละกัน ไม่งั้นจะยาวไป โดยสรุปคือ ในตอนนี้เรากำหนด Requirement ก็คือ การพยายาม ทำ Smart EV Charger แบบไทย ๆ ปลอม ๆ ไปเลยจ้าาา เช่นการ เริ่ม และ หยุด การชาร์จผ่านโทรศัพท์ของเรา หรือจะเป็นพวกการแจ้งเตือนต่าง ๆ และที่สำคัญคือ ระบบ การ Limit การชาร์จที่ต้อง Workaround หน่อย แต่อนาคต เราอาจจะใช้ ESP8266 ต่อกับ OBD2 แล้วดูดข้อมูล แล้วยิงกลับไปที่บ้าน เพราะเรามี Project ที่จะทำ Range Projection แบบที่ Tesla ทำ ไม่มีเงินซื้อ Tesla แต่สาระแนอยากได้ระบบเหมือน Tesla เลยทำเองซะเลย อะ นั่นแหละ แต่ระบบยังไม่จบ ตอนหน้าบอกเลยว่า หา ทำ ยิ่งกว่านี้อีก รอติดตามได้เลย