De Victron GX IO-Extender 150

[MJ de Bruijn]

De Victron GX IO-Extender

Een uitbreiding van de invoer- en uitvoermogelijkheden (I/O) van een GX-apparaat.

In deze bijdrage bespreek ik enkele (persoonlijke) ervaringen met het gebruiken van de Victron GX IO-Extender 150. Hierbij richt ik me met name op de digitale uitgangen.

Een standaard Cerbo GX biedt meerdere digitale en analoge ingangen alsmede twee relais waarmee andere apparaten bediend kunnen worden. De GX-IO Extender voegt daar meerdere (voornamelijk) uitgangen aan toe. Om volledig te zijn:

- twee groepen van ieder vier digitale in- of uitgangen.
- vier PWM uitgangen voor besturingstoepassingen.
- twee bi-stabiele relais.
- Een solid-state schakelaar voor DC-belastingen.
.

Inhoudsopgave

- Installeren van de GX-IO Extender
- Aansturen van de Extender vanuit Node Red
- Aansturing via een transistor of een FET
- Aansturing via een optocoupler
- Wel of niet een netwerk
- Het reguleren van een SolarEdge PV omvormer
.

Installeren van de GX-IO Extender

Het installeren van de GX-IO Extender is (in theorie) een fluitje van een cent. Op zich is dat waar, maar er zitten addertjes onder het gras.

Een Cerbo GX heeft drie USB aansluitingen. Alleen de twee linker zijn te gebruiken voor de Extender. De meest rechter is alleen geschikt voor het leveren van 5 volt zonder communicatie. Als de twee linker USB-poorten al in gebruik zijn (zoals bij mij) moet je een USB-hub gebruiken.
Na insteken van de USB-kabel moet de Extender in theorie automatisch herkend worden. Nee dus. De Firmware van de Cerbo GX moet voldoende actueel zijn om te weten dat de Extender kan bestaan. In mijn geval was een upgrade naar versie v3.66 voldoende.

Let op: Nu maak ik nog vaak gebruik van de 'oude' Remote Console, de 'gui-v1'. In de Device List is aldaar de Extender niet zichtbaar.



In de 'nieuwe' Remote Console, de 'gui-v2', is de Extender wel zichtbaar. Als je daar geen rekening mee houdt kun je lang zoeken waarom het lijkt of de Extender niet is aangesloten of herkend.



Met de wissel-knop linksboven kun je de stand van de Extender-relais en IO-uitgangen zichtbaar maken en eventueel wijzigen.


.

Aansturen van de Extender vanuit Node Red

Het 'nut' van de Extender is het kunnen aansturen vanuit de Victron omgeving. Dit gaat met de programmeer-'taal' Node Red. Node Red is beschikbaar via de 'Large' variant van de Firmware. Indien dit nog niet beschikbaar is moet de Firmware hiervoor worden bijgewerkt,

Net als bij de Firmware wist mijn Node Red omgeving nog niet van het bestaan van de Extender af. Ook hier was een upgrade van Node Red nodig. Dit gaat samen met een update van het Venus systeem. In mijn geval werkte versie v3.1.15 goed.

In het palette menu van Victron zijn nu twee nieuwe nodes beaschikbaar: 'Switch' en 'Switch Control'.
De Switch Node geeft de actuele status van de IO-poorten of relais weer.



De Switch Control Node kan gebruikt worden om de status van IO-poorten of relais in te stellen.



Je kunt nu de uitgangs-poorten van de IO uitgangen van de Extender aan- of uitzetten.


.

Aansturing via een transistor of een FET

Belangrijk is dat deze digitale uitgangen slechts maximaal 4 mA kunnen leveren. Deze wordt aangeboden via een 560 ohm interne serie-weerstand. Deze uitgangen zijn niet geschikt om rechtstreeks een extern relais te schakelen. Victron zegt zelf: "Hiervoor is een transistor of een FET nodig". Gelukkig kan het veel simpeler; lees verder.

In de documentatie van Victron wordt het gebruik van een transistor of een FET aanbevolen om een extern apparaat (zoals een relais) aan te sturen. Ik heb dit uitgeprobeerd en (natuurlijk) werkt dit.

Een traditioneel schema is het volgende, waarbij als transistor een BC517 wordt gebruikt. Links wordt de aansturing (ingang) aangesloten. Bij een 5 volt aansturing is een weerstand van 2k2 ohm gebruikelijk. Omdat een digitale uitgang van de GX-IO Extender een zeer kleine stroom levert kan de weerstand geheel worden weggelaten.



In plaats van met een relais kun je dit ook testen met een led. Bij een voedingsspanning van 5 volt heeft deze een serie-weerstand van 220 tot 330 ohm nodig.



Zoals uit deze schema's blijkt is ook hiervoor een externe voedingsspanning (van 5 volt) nodig.
.

Aansturing via een optocoupler

Gelukkig blijkt dat je ook gebruik kunt maken van een optocoupler. Het blijkt dat het uitgangsvermogen van een digitale uitgang van de GX-IO Extender voldoende is om een optocoupler aan te sturen. De uitgang van de optocoupler kan worden gebruikt om een extern apparaat te schakelen (bij kleine vermogens) zonder dat er een aanvullende stroombron nodig is.



Ook dit kun je testen met een ontwikkel-bord. De ingang van de optocoupler sluit je aan op de plus en min van een digitale uitgang van de Extender. De optocoupler heeft een klein rond 'deukje' bij de plus.
De uitgang van de optocoupler krijgt een positieve voedingsspanning via een serie-weerstand van 220 of 330 ohm. Deze zit tegenover de pin met het 'deukje'. De andere pin wordt verbonden met de plus (anode) van de led. Dit is het langere pootje.



De min (kathode) van de led wordt verbonden met de nul (massa) van de stroombron (5 volt).



Als je dit werkend hebt gekregen kun je de uitgang van de optocoupler gebruiken in combinatie met een veelheid aan apparaten. Denk aan een relais-blok met acht relais (van die blauwe blokjes). Het tekort aan relais dat vaak besproken werd in relatie tot de Cerbo GX is hiermee behoorlijk opgelost.
.

Wel of niet een netwerk

Veel externe apparaten zijn aan te sturen via een netwerk of Wifi. Tevens zijn er bijbehorende protocollen. Victron ondersteunt standaard meerdere protocollen. Daarnaast kunnen bij gebruik van Node Red aanvullende protocollen via add-ons worden toegevoegd. Nadeel van al deze methoden is dat er een netwerk beschikbaar moet zijn.

Een netwerk (Lan of Wifi) en de gebruikte protocollen hebben enkele nadelen:
- er is een router nodig, deze heeft stroom nodig;
- bij afwezigheid van spanning is er geen netwerk;
- een netwerk kan worden ge-update of worden herstart;
- een netwerk kan om onbekende redenen korter of langer 'down' zijn;
- protocollen kunnen opverwacht (na een update) niet meer werken.

Bij een off-grid situatie kan het ook zijn dat solar-converters via frequency-shifting moeten worden 'geknepen'.
Ook dat is iets waar ik niets van moet hebben. Dit is mijn stokpaardje.
Zie: M.J. de Bruijn - Power control en frequency shifting, een persoonlijke mening.

Om al deze situaties te vermijden prefereer ik een directe aansturing met klassieke bedrading en zonder afhankelijkheid van (net)spanning. Dit is waar de GX-IO Extender in beeld komt.
.

Het reguleren van een SolarEdge PV omvormer

Het reguleren van een PV-omvormer is nodig bij (onder andere) een off-grid situatie. Er zijn diverse methoden beschikbaar, bijvoorbeeld via frequency-shifting of aansturen via Modbus. Deze methoden kunnen en zullen onder omstandigheden werken, maar soms ook niet (zie hierboven).

Eerder heb ik een aansturing gemaakt van mijn SolarEdge omvormer met behulp van een ESP8266 EspHome module. Deze was via optocouplers aangesloten op de daarvoor bestemde ingangen van de SolarEdge. Via vier contacten kunnen vier signalen verbonden/aan/+5v of verbroken/uit/0v worden doorgegeven. Hiermee kunnen 16 standen worden ingesteld om het vermogen van de SolarEdge te reguleren.
Zie: SolarEdge Power Reduction Control met ESP8266

Door een wijziging van de EspHome toegangs-verificatie werkte deze oplossing opeens niet meer. Dit was voor mij de directe aanleiding om naar een alternatief (de Extender dus) te zoeken.

Met de Extender kan ik vier optocouplers direct aansturen en de uitgangen van deze optocouplers kunnen de SolarEdge direct aansturen. Er is geen netwerk nodig, geen externe voedingsspanning, geen protocol. Alles is 100% binnen het eigen eco-systeem geregeld.

Dit is de aansluiting binnen de SolarEdge



Rood en zwart zijn +5 volt en massa. Blauw, geel, groen en wit zijn de ingangen L4, L3, L2 en L1. Wanneer deze met +5v worden verbonden is zo'n ingang aan. Wanneer er geen verbinding is, is de ingang (default) uit.

Deze draden zijn vlak bij de Extender verbonden met de uitgangen van vier optocouplers. De plus is doorgelust.



De ingangen van de optocouplers (vier roze draden) zijn aan de uitgangen IO-1, IO-2, IO-3 en IO-4 van de Extender verbonden. Deze uitgangen leveren de benodigde +5v stuurspanning. De zwate draad is de (gedeelde) massa. Deze heb ik op een IO-uitgang aangesloten.

Binnen mijn Victron Node Red applicatie kan ik nu eenvoudig het uitgangsvermogen van de SolarEdge reguleren.

Disclaimer: ik weet dat heel veel andere methoden en opties bestaan om andere apparaten aan te sturen of te bedienen en dat mensen daar heel tevreden over zijn. Prima. Mijn bijdrage is alleen om dit alternatief ook te noemen.

Andere onderwerpen:
Het grote Victron Aansturing topic.
Het grote Victron Off-Grid topic.
Victron - Mijn ESS - MESS

[ Voor 102% gewijzigd door MJ de Bruijn op 01-11-2025 14:00 ]

[pd3jcw]

Voor degene die een mk2 Cerbo GX hebben, deze heeft drie 'volwaardige' USB poorten. Dus niet meer de genoemde beperking.

[Beer070]

Leuke optie, en vanuit less = more zeker interessant.
Ik zou eigenlijk wat sturing will doen op gebruikers en daar zijn extra io poorten ook interessant, specifiek om veel gebruikers zoals een warmtepomp, en combinatie circulatie pomp nog steeds te kunnen laten werken in ‘failed conditions’.