Як я зробив свій моніторинг для домашньої сонячної електростанції — і чому вам, можливо, теж стане в нагоді

💡 Усі статті, обговорення, новини про Mobile — в одному місці. Приєднуйтесь до Mobile спільноти!

Привіт, ДОУ. Я Іван, інженер-розробник. Останні кілька місяців, окрім основної роботи, я повільно і впевнено пиляю свій pet-project, який непомітно перетворився на стартап — Svitgrid. Це моніторинг для домашніх сонячних електростанцій: мобільний застосунок, бекенд на GCP і власна залізяка на ESP32.

Цей пост — не «купуйте, будь ласка». Цей пост — для тих, хто або вже має панелі, або копає в бік ембеддед, або хоче подивитися, як виглядає реальний side-project, який доїхав до App Store і Play Market, а не помер на стадії «архітектурного діаграмування в Excalidraw».

Контекст: чому взагалі це з’явилось

У мене, як і в багатьох з нас за останні три роки, з’явилася потреба не сидіти без світла. Купив гібридний інвертор Deye, акумулятори, панелі. До інвертора йде «фірмовий» застосунок (хто має — той зрозуміє, як це працює, і що з ним відбувається при перших же −10 на вулиці).

Натомість я хотів:

• мати по-людськи зроблений UI для зміни налаштувань інвертора — без шаманства з регістрами та трьох вкладених меню в стилі Win95.
• бачити графіки в реальному часі, без 30-секундних спінерів;
• розуміти, звідки зараз тече ват (PV → батарея → дім → мережа);
• мати прогноз на декілька днів з урахуванням погоди, щоб планувати споживання;
• ділитися доступом з родиною без «пересилки логіну і пароля»;

Спойлер: жоден з існуючих застосунків не закривав це нормально. Solarman, SolarAssistant, Home Assistant з купою YAML — у кожного є свій сорт болю. Ну і я програміст, я не можу просто терпіти — я мушу поверх свого болю накодити ще більше болю. Так і вийшов Svitgrid.

Що це таке, одним абзацом

Це застосунок для iOS/Android (плюс веб) + бекенд + опціональна edge-залізяка, яка стоїть біля інвертора і шле телеметрію в хмару 24/7. Технологічно: Flutter + Riverpod на мобільному, TypeScript + Fastify на API, Cloud Run + Firestore + Cloud Functions на GCP, ESP-IDF © на залізі.

Архітектура одним поглядом

Два паралельні шляхи доставки даних з інвертора у хмару — про це нижче окремо.

Що реально працює прямо зараз

1. Активна підтримка Deye (та родичів)

Я почав з 3-фазного Deye SG04LP3 (бо він стоїть у мене), і поступово розширив підтримку на 15+ моделей з тим самим протокольним стеком: усі однофазні і трифазні гібриди Deye, Sunsynk (це ребренд Deye), Sol-Ark (це теж ребренд для США), а також Victron через нативний Modbus TCP.

Регістрова мапа взята з open-source реверс-інженірингу спільноти (kbialek/deye-inverter-mqtt, kellerza/sunsynk) і відмаплена в єдину абстракцію — packages/inverter_protocol, спільну для застосунку і прошивки.

Якщо у вас Deye/Sunsynk/Sol-Ark — з ~95% імовірністю воно «просто заведеться» через ваш існуючий WiFi-стік (LSW-3, LSE-3, тощо).

2. Два режими збору даних: Mobile Harvester vs Edge

Ось тут найцікавіше архітектурне рішення.

Mobile Harvester — режим, у якому ваш телефон (з відкритим застосунком, у домашньому WiFi) сам опитує інвертор раз на N секунд і шле в хмару. Нуль додаткового заліза, нуль вартості, заведеться за 60 секунд — ідеально, щоб «помацати» продукт.

На практиці частина юзерів навіть виділяє під це окремий старий телефон, який живе на зарядці поруч з інвертором. Працює, але чесно: це костиль. Обмежень багато — iOS/Android агресивно вбивають фонові процеси, WiFi може відвалитися, телефон може перезавантажитися «для оновлень». У реальних умовах режим часто збоїть і в графіку утворюються «діри», про які застосунок чесно повідомляє.

Edge connector — невеличка плата на ESP32-S3, яка живиться від USB-C і робить те саме 24/7, незалежно від телефона. Опитує інвертор через WiFi, буферизує локально (на випадок втрати інтернету — ~3 години в кільцевому буфері в окремій flash-партиції), шле батчами з gzip-стисненням. Тих самих «дір» більше нема.

Чесно про статус заліза: зараз я роздаю hand-made пристрої власної збірки (два готові модулі ESP32-S3 + ESP32-H2, з’єднані по UART, у 3D-друкованому корпусі — фото нижче). Працює, але виглядає як «зроблено інженером для інженерів».

Паралельно вже розробляється повноцінна PCB-плата — з усім на одній платі, з кнопками RESET/BOOT для обох чіпів, перемикачем USB між S3/H2 для прошивки, нормальним BOM’ом і корпусом. Ось як це виглядає в 3D-рендері з KiCad:

План: коли перша партія приїде з фабрики і пройде валідацію — переходимо на «ship-ready» формат: розпакував → увімкнув → працює.

Як отримати залізяку. Якщо хочете edge-пристрій у себе вже зараз — це поточна hand-made-партія, і її можна замовити тут: svitgrid.app/gateway. Перші користувачі отримують пристрій, мою особисту увагу до сетапу і пріоритет у бета-каналі OTA.

Користувач сам вирішує, з чого почати: спробуйте з телефона, сподобалось — додайте залізяку.

2.1. Підтримка multi-inverter топологій

Окремо — про конфігурації з більш ніж одним інвертором. Я свідомо вкладаюсь у це, бо домогосподарства з 8+ кВт сонця часто мають паралельну зв’язку Deye master + slave (один master керує, slave-и тягнуть навантаження). Бачив достатньо випадків, коли в таких сетапах фірмовий застосунок або взагалі не бачить slave-інвертор, або показує його як окремий «дім» без агрегації — це боляче.

У Svitgrid це працює нормально: команди йдуть тільки в master (slave-и керуються через inter-inverter link), але метрики читаються з кожного індивідуально. Виглядає це ось так — реальний дім «RubHome», 5.9 кВт сумарної генерації з 4 PV-стрінгів, master і slave з власними батареями і температурою, 5.1 кВт експорту в мережу, плюс інтеграція з розумним навантаженням (лампочка зліва внизу) і виведений графік відключень нагорі:

Що з рештою топологій: наразі добре підтримується Deye master-slave (включно з мікс-конфігураціями). У roadmap:

• 3-фазні «віртуальні» зв’язки (3 однофазних інвертори, по одному на фазу);
• Victron-системи з кількома MultiPlus-II у parallel/split-phase через GX-bridge;
• гібридні сетапи з різними поколіннями інверторів (стара система + добавлений новий).

Якщо у вас екзотична конфігурація і ви готові побути піддослідним кроликом — пишіть, я люблю такі кейси.

3. OTA-оновлення прошивки edge-пристрою

Залізо, яке не можна оновити — це залізо, яке ти не наважишся розіслати людям. Тому з самого початку було зроблено:

• A/B-партиції на ESP32 з автоматичним rollback’ом, якщо нова прошивка не бутається;
• бінарник лежить у GCS, метадані — у Firestore;
• з адмінки одним API-викликом я викочую апдейт спочатку на свій девайс — і тут є відкрите дизайн-питання, яке я ще не закрив: чи продовжувати «push-модель» (я виштовхую апдейт на флот поетапно), чи перейти на opt-in від користувача («є нова прошивка, тицніть, якщо готові»). Перше зручніше для мене, друге чесніше для юзера — і ближче до тієї ж філософії підписаних команд, про яку нижче;
• пристрій рапортує прогрес 0–100% у heartbeat;
• SHA256 перевіряється на пристрої перед перемиканням розділу.

Перші пару раундів я флешав руками через USB і їздив у гості до користувачів. З третього раунду — пуш у production з ноута, ~хвилина до встановлення.

Чесно про фейли: OTA — це круто, поки воно працює. Але є клас змін, які через OTA не доїдеш: правки в bootloader, перерозбивка partition table, заміна самого OTA-стеку, або — мій улюблений жанр — пристрій, який вже окотився від попередньої «впевненої» прошивки і тепер просто не бутається.

У такі моменти єдиний робочий план — взяти ноут, USB-кабель і фізично дістатися до пристрою. Кілька разів я просив користувачів відправити девайс назад Новою Поштою, забирав посилку у відділенні, відкривав ноут прямо на стійці, перепрошивав на місці і одразу відправляв назад тим самим відділенням. Виглядало це приблизно так:

Сюди ж зараховую той випадок, коли я змінив sdkconfig-параметр консолі з UART0 на USBSERIALJTAG, не подумавши, і пристрій після OTA мовчки завис без жодного логу. Три години діагностики, повернення на старий конфіг руками через USB. Тепер у CI крутиться lint, який не дає такому коміту проїхати. Кожен фейл — новий тест.

4. Графіки, прогнози, план дня

Stream-графіки внеску PV/батареї/мережі, графіки фазних напруг, місячні/річні агрегати. Прогноз генерації на завтра — на основі вашої геолокації, кута/азимуту панелей, прогнозу хмарності з open-meteo.

Поверх прогнозу — дві окремі інтеграції з українським енергоринком, які варто не плутати.

1. Графіки планових відключень** — ті самі, що публікують обленерго по чергах. Я тягну їх **для всіх регіонів України** (а не тільки Києва), щоб людина з Тернополя чи Запоріжжя теж бачила свою чергу прямо в календарі. Видно, де доведеться їхати на батареях, а де можна спокійно вмикати пралку.

   Чесно: цей шматок поки що **найменш стабільний** у системі. Обленерго люблять міняти формат сторінок без попередження, місцями віддають PDF-и замість JSON, а нумерація черг між областями виглядає так, ніби її проєктували різні люди в різних реальностях. Я постійно шукаю кращі способи дістати ці дані — якщо у вас є знайомі в обленерго з API чи pre-publish-фідом, я готовий поставити пиво.

2. РДН — Ринок на Добу Наперед** — це оптова біржа електроенергії, де ціни на наступну добу визначаються погодинно (типово публікуються вдень напередодні). Я підтягую цей фід і показую погодинні ціни поруч з прогнозом генерації. Для prosumer’а це означає чітку відповідь на питання «коли продавати в мережу, а коли краще тримати в батареї» — і пропозиції планувальника типу «продати 11:00–12:00» виходять не з повітря, а з реальної біржової ціни на цей слот.

4.1. Зелений тариф і еко-метрики

Для тих, хто продає надлишок у мережу — у застосунку є повноцінний розрахунок виплат за зеленим тарифом. Не просто «ви відправили X кВт·год», а кінцева сума в гривнях з усім, що навколо: нараховано, мінус ПДФО 18%, мінус військовий збір 5%, сальдо в кВт·год. Виглядає це ось так, реальний RubHome за квітень:

70 кВт·год згенеровано за день, 60.2 з них пішло в мережу, ₴9061.82 чистими за місяць — для активного prosumer це різниця між «застосунок для гіків» і «застосунок, який окуповує сам себе». Поруч — екологічний вплив: скільки CO₂ уникнули, у скількох деревах це виражається. Дрібниця, але приємно.

4.2. Планувальник: коли застосунок підказує, а не лише показує

Більшість моніторингових застосунків зупиняються на «ось вам графік, далі думайте самі». Я хотів іти далі: щоб система сама пропонувала, що робити з цим днем — на основі прогнозу генерації, тарифу, прогнозу відключень і стану батареї.

Виглядає це як список пропозицій з обґрунтуванням «чому» і ціною «якщо пропустити». Не Excel, не «ось вам кнопка», а конкретно:

Юзер дивиться, тицяє «Затвердити» — і пристрій уже без участі телефона виконує сценарій у потрібні години. Все це опціонально, з можливістю редагувати кожну подію руками, і — нагадую секцію про безпеку — кожна команда інвертору підписується ключем користувача, а не лежить у моєму бекенді як «робота для CRON’а».

5. App Store і Google Play

Так, по-дорослому, з усіма колами пекла навколо distribution-сертифікатів, App Store Connect API keys, fastlane’ом і keystore.jks.

• iOS: App Store
• Android: Google Play

Чесно про модель: зараз застосунок доступний усім, без реклами. У майбутньому планую перейти на підписку — це єдиний спосіб тримати інфраструктуру, оновлення прошивок та підтримку нових інверторів живими, не перетворюючи продукт на чергову «безкоштовну дойну корову з рекламою всередині». Early-access користувачі отримають окремі плюшки — деталі ще обкатую разом зі спільнотою в Telegram.

Залізо: hand-made партія

Поточна ревізія edge-пристрою — це ESP32-S3 Super Mini у ролі основного контролера + ESP32-H2 як Zigbee-координатор (для розумних розеток і керованого навантаження). Дві плати спілкуються по UART, все живиться від одного USB-C, корпус — друкований на 3D. Так, ось буквально так, партіями, ночами:

Зібраний пристрій виглядає вже значно цивільніше:

Поточну партію я роблю сам, малими тиражами. Тестують на ~24 реальних будинках. Зараз ще «hand-made» серія під робочою назвою SunMk0, далі — нормальні PCB (рендер уже бачили вище).

Модель безпеки: ваш інвертор — не власність хмари

Окрема тема, на яку я витратив непропорційно багато думання — хто має право посилати команди вашому інвертору.

Звідки взялася ця параноя: у ранніх версіях ніякої такої моделі не було. Я зі свого ноута у Львові спокійно міняв налаштування інвертора користувачу в Івано-Франківську. Працювало як магія, відчувалося як суперсила — і це було дуже страшно. Якщо я можу, значить, рано чи пізно зможе хтось ще. Тому архітектура переїхала на крипто.

У стандартному варіанті (Solarman & Co.) це виглядає так: ваш інвертор підключений до серверу виробника, у них є кнопка «вимкнути / переключити режим», і теоретично будь-хто, хто отримав доступ до їхнього бекенду (співробітник, зломщик, державний орган у будь-якій юрисдикції), може смикнути ваше реле. Я з цим не згоден як user, тому в Svitgrid побудована інша модель:

• кожен пристрій / користувач має пару ключів (приватний + публічний);
• приватний ключ ніколи не залишає клієнта (телефона або edge-пристрою);
• будь-яка команда інвертору повинна бути криптографічно підписана приватним ключем;
• хмара фізично не вміє згенерувати валідну команду — вона лише транспорт, релей між підписаним повідомленням і виконавцем.

Практичні наслідки:

• я, як автор сервісу, не можу з вашого імені перемкнути ваш інвертор у режим «продати все в мережу о 3:00». Навіть якщо захочу. Навіть якщо мені виставлять пістолет до скроні.
• якщо мої сервери одного дня скомпрометують — атакувальник побачить ваші графіки, але не зможе керувати залізом. Це принципова межа.

Для мене це не «фіча з бекаба маркетингу». Це базова домовленість з користувачем: ви платите за моніторинг, ви не платите за те, щоб віддати мені ключі від хати.

Що в roadmap

• Інтеграція з Home Assistant — це топ-1 запит від спільноти, і це найближче. План: окрема HA-add-on, яка з’їсть дані з нашого API і експоне сенсори в HA. Хто з вас в HA сидить — пишіть в коменти, що для вас «mandatory», а що «nice to have».
• Smart-load control через Zigbee — увімкнути бойлер коли SOC > 80%, вимкнути конвектори коли йде імпорт.
• Розширення підтримки інверторів — у списку Huawei, Solis, Growatt. Якщо у вас стоїть щось екзотичне — пишіть, разом покопаємо регістрову мапу.

Спільнота

У мене є Telegram-чат, де живуть власники станцій (і трохи нердів-ембеддерів). Там можна:

• задати тупе питання типу «чому в мене PV2 показує −1W вночі» — і отримати відповідь без снобізму;
• репортнути баг — я зазвичай реагую того ж дня;
• запропонувати фічу;
• порівняти свої цифри з іншими користувачами — хтось на півдні постить скриншоти грудневих 8 кВт о 13:00, і це окремий жанр зимового стенд-апу.

Підписатися: t.me/ OvJeNH3sIhEyNjIy

Чесний disclaimer

Це не «вилизаний enterprise». Це pet-project, який росте з кожним новим юзером і кожним новим репортом про те, що «о 03:17 девайс перезавантажився, ось логи». Іноді я викочую беті в продакшн швидше, ніж треба. Іноді ловлю епічні баги (наприклад, нещодавно з’ясував, що зміна sdkconfig на USBSERIALJTAG mовчки вішає S3 — і витратив на це 3 години). Але це жива система: фічі під реальних людей, які мені пишуть «у мене так, а можна зробити отак».

Якщо хочете подискутувати про інженерні рішення (як ми боремося з нестабільним WiFi на edge, як організована аґреґація телеметрії, як зроблена RBAC на multi-household) — заходьте в коментарі, відповідатиму особисто.

TL;DR

• Що: моніторинг сонячних станцій (iOS/Android/Web) + опціональна edge-залізяка на ESP32. Зараз — open access; далі — підписка.
• Для кого: Deye/Sunsynk/Sol-Ark/Victron — підтримка з коробки.
• Як спробувати:
• Завантажте з App Store або Google Play.
• Запустіть Mobile Harvester з домашнього WiFi — за 60 секунд побачите свій інвертор у застосунку.
• Як купити edge-залізяку: svitgrid.app/gateway (поточна hand-made-партія, обмежена кількість).
• Спільнота і питання: Telegram-чат — я там щодня.

Дякую, що дочитали. Питання, критика, баги — все вітається.

P.S. Так, я знаю, що поки не запостиш у ДОУ — ти не справжній український pet-project. Тепер усе як треба.