SmartEVSE
SmartEVSE
WIZnet - W55RP20-EVB-Pico
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📌 Overview
SmartEVSE는 전기차 충전기(EVSE, Electric Vehicle Supply Equipment)를 보다 유연하고 저비용으로 제어할 수 있도록 만든 공개형 충전 제어 프로젝트입니다. 핵심은 단순 충전기가 아니라, 가정·사업장 전력 상황에 따라 충전 전류를 조절하는 로드밸런싱(load balancing) 구조에 있습니다.
이 프로젝트는 다음 문제를 해결하는 데 초점이 있습니다.
- 주택 또는 소규모 사업장에서 메인 차단기 용량을 넘지 않도록 충전 전류를 자동 제어
- 스마트미터(DSMR5), CT 클램프, Modbus, Wi-Fi/Ethernet 기반 외부 제어기를 조합해 설치 환경에 맞게 확장
- 클라우드 앱, Home Assistant, Homey, EVCC 같은 외부 에너지 관리 시스템과 연동 가능성 확보
- DIY와 제품화의 중간 지점에 있는 구조로, 취미용 프로젝트를 넘어 실제 상용 충전기 모듈로 확장 가능한 형태를 제시
공식 사이트에서는 이 솔루션을 동적 로드밸런싱, MyCharger 앱 기반 사용량 가시화, 태양광 연계 충전, CE 승인, 유럽 생산, 스마트홈 연동 용이성, 낮은 조립 비용을 갖춘 스마트 충전 솔루션으로 설명합니다.
📌 Company
EdgeTech는 전기차 충전(EV Charging) 솔루션을 위한 스마트 전자 시스템을 설계하고 공급하는 기업으로, 네덜란드(Utrecht)에 기반을 둔 EV 충전 기술 회사입니다. 이 회사는 전기차 충전 인프라 구축을 원하는 기업과 제조사를 대상으로 충전기 제어 모듈, 로드 밸런싱 장치, 스마트 충전 제어 플랫폼과 같은 핵심 전자 기술을 제공합니다.
EdgeTech의 주요 목표는 전기차 충전 시스템을 보다 간단하게 구축하고 쉽게 통합할 수 있는 스마트 전자 솔루션을 제공하는 것입니다. 이를 위해 EV 충전기, 로드 밸런서, DIY 충전 제어 키트, MyCharger 앱 기반 관리 기능 등을 포함한 다양한 제품과 플랫폼을 개발하고 있으며, 가정용 충전 환경부터 기업용 충전 인프라까지 폭넓은 적용을 목표로 합니다. 또한 컴팩트한 설계와 간편한 설치 구조를 통해 충전 시스템 제조사나 서비스 기업이 자체 충전 솔루션을 개발할 수 있도록 지원하는 것이 특징입니다.
📌 Features
동적 로드밸런싱
- 메인 전력 사용량을 감시하면서 EV 충전 전류를 자동 조정하는 구조입니다.
- 가정이나 소형 상업 시설에서 계약전력 초과 위험을 줄이는 데 실질적 의미가 있습니다. 공개 사이트도 “Integrated dynamic load balancing”을 전면에 내세우고 있습니다.
여러 센싱 방식 지원
- 공개 문서 기준으로 DSMR5 스마트미터 직접 연동과 CT 클램프 기반 측정 두 방식을 모두 지원합니다.
- 스마트미터가 없는 환경에서도 적용 가능하다는 점이 설치 유연성을 높입니다.
Modbus 중심의 제어 확장성
- 설치 가이드와 사이트 설명에서 충전 포인트 제어에 Modbus가 반복적으로 등장합니다. 충전기와 외부 제어기를 분리한 구조라서, 단순 일체형 충전기보다 시스템 확장이 쉽습니다.
스마트홈 및 에너지 관리 시스템 연계 가능성
- 공개 자료에는 Home Assistant용 API/연동 정보, 커뮤니티에는 Homey 앱, Home Assistant 사용자 사례가 확인됩니다. 이는 단순 충전기보다 홈 에너지 관리 허브의 일부로 편입될 가능성을 보여줍니다.
DIY에서 제품화로 이어지는 하드웨어 구조
- 공식 사이트는 충전 모듈, Wi-Fi 모듈, DIY kit, 앱 구조를 분리해 보여주며, 최대 22kW 충전, 최대 4~8개 충전 포인트 제어, DIN 레일 하우징, 내장 kWh 미터 및 DC 누설 감지기를 강조합니다. 이 점은 단순 시연용 보드보다 실제 설치형 제품에 가깝습니다.
📌 System Architecture
SmartEVSE 시스템은 기본적으로 전력 측정 → 외부 제어기 → RS485(Modbus) → 충전기 모듈 구조로 동작한다.
프로젝트의 핵심 목적은 건물의 전체 전력 사용량을 기반으로 충전 전류를 동적으로 조절하여, 계약 전력 초과나 메인 퓨즈 과부하를 방지하는 것이다.
1. Power Measurement
전력 측정은 DSMR4/5 스마트미터 또는 문서상 지원되는 CT 클램프 기반 구성을 통해 이뤄진다.
업로드된 예제 코드에서는 DSMR5 스마트미터 데이터를 읽는 구현이 직접 포함되어 있다.
2. Controller / MCU
ESP32-S3, RP2350, Raspberry Pi Pico 2W, M5Stack, WIZnet W55RP20 등 다양한 MCU 예제가 포함되어 있다.
이 제어기는 전력 데이터를 읽고, 충전기에 전달할 목표 전류를 계산한다.
3. Communication Layer
컨트롤러와 SmartEVSE 충전기 사이의 통신은 RS485 기반 Modbus RTU로 이뤄진다.
저장소의 ModBus.cpp, SmartEVSE.cpp, ModBusRegisters.pdf가 이를 직접 보여준다.
4. SmartEVSE Charger
충전기는 전달받은 설정값에 따라 광고 전류(advertised current) 를 변경하고, 충전을 시작/중지하거나 상태값을 보고한다.
5. Upper-level Integration
상위 연동은 저장소 문서에서 EVCC, Wi-Fi/클라우드 모듈, API 기반 제어로 언급된다.
다만 업로드된 예제 소스코드는 주로 로컬 제어기와 Modbus 제어에 집중되어 있으며, 클라우드/앱 기능 자체가 이 저장소 안에 본격적으로 구현된 것은 아니다.
📌 Role and Application of the WIZnet's Chip
사용된 WIZnet 칩 : W55RP20-EVB-Pico
네트워크에서의 역할
- 첨부 소스코드 기준으로 W55RP20은 스마트미터 데이터 수집 및 외부 제어 로직 확장용 네트워크 노드 역할에 가깝습니다.
- 현재 공개 소스에서 직접 확인되는 핵심 제어 채널은 RS485/Modbus이고, W55RP20 쪽은 Ethernet 기반 연동용 확장 컨트롤러 성격입니다.
- 즉, 이 프로젝트에서 WIZnet 칩은 단순 TCP 서버 예제가 아니라, EV 충전 인프라의 센서/미터/제어기 계층을 유선 네트워크로 안정적으로 연결하는 장치로 쓰입니다.
📌 Market & Application Value
(by ChatGPT)
적용 가능한 산업 및 시장
- 가장 직접적인 시장은 가정용 EV 충전기, 소형 상업시설, 공동주택/오피스의 다중 충전기 제어, 태양광 연계 충전 시스템입니다.
- Edgetech 사이트도 가정과 직장 환경의 충전 수요를 직접 언급하며, 최대 4~8개 충전 포인트 제어를 제시합니다.
실제 구매 주체
- B2C: DIY 설치자, 스마트홈 사용자, 태양광 연계 충전 사용자
- B2B: 충전기 브랜드사, 소규모 EVSE 제조사, 설치 업체, 에너지 관리 솔루션 사업자
- 사이트 문구상 “자체 충전 솔루션을 시장에 내고 싶은 기업”을 직접 겨냥하고 있어, 단순 소비자용 제품보다 OEM/ODM형 B2B 가능성이 분명합니다.
📌 WIZnet Strategic Value
WIZnet 적용 범위 확장 사례
- 이 UCC의 핵심 가치는 WIZnet 칩을 단순 TCP/IP 데모가 아니라 EV 충전 제어·에너지 관리·스마트미터 인터페이스 영역으로 확장했다는 점입니다.
- 이는 WIZnet Maker 생태계에서 매우 중요한 메시지입니다.
“WIZnet은 산업용 유선 IoT와 에너지 제어의 실사용 노드가 될 수 있다.”
Maker 생태계 관점의 의미
- W55RP20 기반 예제는 WIZnet 보드가 단순 센서 노드보다 한 단계 위인 실제 전력 제어 시스템의 인터페이스 보드로 활용될 수 있음을 보여줍니다.
- 특히 EV 충전은 향후 성장성이 높은 시장이므로, Maker 사례가 산업 고객 설득 자료로 이어질 수 있습니다.
📌 Summary
SmartEVSE는 전기차 충전을 전력 사용 상황에 맞게 제어하는 스마트 EV 충전 시스템으로, 스마트미터와 전류 센서 데이터를 기반으로 충전 전류를 자동 조절하는 동적 로드밸런싱 구조를 중심으로 설계된 프로젝트입니다. 공개 자료와 소스코드를 종합하면 CT 센서, DSMR5 스마트미터, Modbus 기반 충전기 제어, 스마트홈 및 에너지 관리 시스템 연동 등 확장 가능한 구조를 갖추고 있으며, WIZnet W55RP20은 이러한 시스템에서 스마트미터 데이터 수집과 네트워크 연결을 담당하는 Ethernet 기반 제어 노드로 활용됩니다. 외부 정량 지표는 크지 않지만 공식 제품 사이트와 스마트홈 커뮤니티에서 실제 사용 사례가 확인되어 실사용 기반 프로젝트로 평가할 수 있으며, 가정용 스마트 충전기, 태양광 연계 충전, 소규모 다중 충전 인프라 등에서 적용 가능성이 있습니다. 전체적으로 이 UCC는 단순 IoT 통신 예제가 아니라 WIZnet 기반 유선 네트워크 기술이 EV 충전 및 에너지 관리와 같은 실제 산업 응용 환경에서 활용될 수 있음을 보여주는 사례라는 점에서 의미가 있습니다.
📌 FAQ
Q1. SmartEVSE는 무엇이며 어떻게 동작하나요?
SmartEVSE는 전기차 충전을 건물의 전체 전력 사용량에 맞게 자동으로 조절하는 스마트 EV 충전 제어 시스템입니다. 스마트미터(DSMR4/5) 또는 CT 클램프를 통해 전력 사용량을 측정하고, 외부 컨트롤러가 이를 분석하여 RS485 기반 Modbus 통신을 통해 충전기에 전달할 충전 전류를 동적으로 조절합니다.
Q2. SmartEVSE의 동적 로드밸런싱(Dynamic Load Balancing)은 무엇인가요?
동적 로드밸런싱은 건물의 전체 전력 사용량을 실시간으로 모니터링하면서 EV 충전 전류를 자동으로 조절하는 기능입니다. 가전제품 사용 등으로 전력 소비가 증가하면 충전 전류를 낮추고, 여유 전력이 생기면 충전 전류를 높여 전력 과부하를 방지합니다.
Q3. SmartEVSE는 가정의 전력 사용량을 어떻게 측정하나요?
SmartEVSE는 두 가지 방식으로 전력 데이터를 수집할 수 있습니다.
- DSMR4/5 스마트미터 직접 연동
- CT(Current Transformer) 클램프 기반 전류 측정
이를 통해 건물 전체의 전력 사용량을 파악하고 EV 충전에 사용할 수 있는 전력을 계산합니다.
Q4. SmartEVSE는 어떤 통신 방식으로 충전기를 제어하나요?
SmartEVSE는 RS485 기반 Modbus RTU 프로토콜을 사용하여 충전기와 통신합니다. 외부 컨트롤러가 계산한 충전 전류 값을 Modbus 레지스터를 통해 충전기에 전달하며, 이를 통해 충전 시작, 중지, 상태 확인 등의 제어가 가능합니다.
Q5. SmartEVSE 프로젝트에서 지원되는 컨트롤러는 무엇인가요?
SmartEVSE 저장소에는 다양한 MCU 기반 컨트롤러 예제가 포함되어 있습니다.
- ESP32-S3
- RP2350
- Raspberry Pi Pico 2W
- M5Stack
- WIZnet W55RP20 EVB Pico
이 컨트롤러들은 전력 데이터를 읽고 충전 전류를 계산한 뒤 충전기를 제어하는 역할을 합니다.
Q6. SmartEVSE 시스템에서 WIZnet W55RP20의 역할은 무엇인가요?
WIZnet W55RP20은 Ethernet 기반 네트워크 연결을 제공하는 컨트롤러로 사용됩니다. 예제 코드에서는 DSMR5 스마트미터 데이터를 읽고 EV 충전 제어 시스템과 연동하는 네트워크 노드 역할을 수행합니다. 이를 통해 EV 충전 시스템을 안정적인 유선 네트워크 환경에 통합할 수 있습니다.
Q7. SmartEVSE는 스마트홈 또는 에너지 관리 시스템과 연동할 수 있나요?
네. SmartEVSE는 다양한 스마트홈 및 에너지 관리 시스템과 연동할 수 있습니다. 예를 들어 다음과 같은 플랫폼과 함께 사용할 수 있습니다.
- Home Assistant
- Homey
- EVCC 에너지 관리 시스템
- MyCharger 앱 기반 클라우드 서비스
이를 통해 태양광 발전, 전력 요금, 가정 에너지 관리와 EV 충전을 통합할 수 있습니다.
Q8. SmartEVSE는 어떤 환경에서 활용할 수 있나요?
SmartEVSE는 다음과 같은 환경에서 활용할 수 있습니다.
- 가정용 EV 충전기
- 태양광 연계 EV 충전 시스템
- 소규모 상업 시설
- 공동 주택 또는 사무실의 다중 충전기 관리
특히 동적 로드밸런싱 기능을 통해 제한된 전력 환경에서도 안정적인 EV 충전이 가능합니다.