Wykupienie własnego serwera do postawienia na nim dowolnej aplikacji fediwersum, jak Mastodon czy PeerTube, może wydawać się jedynym wyjściem. W końcu potrzebujemy prywatnego adresu IP, który nie zmieni się w trakcie korzystania z serwera, aby każdy mógł trafić na naszą platformę. Ja wybrałem inną drogę – zarejestrowanie karty SIM ze stałym adresem IP i uruchomienie własnego serwera, który za pomocą modułu GSM będzie łączył się z siecią w celu udostępnienia treści. To jednak nie wszystko! Całość będę chciał przygotować z wykorzystaniem Raspberry Pi w bardzo ciekawej wersji przemysłowej, złożyć w skrzynce technicznej i uruchomić za pomocą układu z akumulatorami ładowanymi panelami solarnymi.
Założenia projektu
Główne założenie jest bardzo proste – uruchomienie serwera Linux, na którym skonfiguruję własną instancję Mastodona, aby następnie podzielić się treścią z użytkownikami fediwersum. Za serwer posłuży mi minikomputer RaspberryPi w wersji RevPi Core z systemem Ubuntu Server. Do łączenia z siecią wykorzystam moduł GSM 4G Elproma RBMTX-LITE oraz kartę SIM ze stałym adresem IP. Do środka trafi także switch zarządzalny, który połączy wszystkie urządzenia i pozwoli w razie potrzeby dołożyć więcej urządzeń (myślę o rozbudowaniu układu w przyszłości o sterownik PLC z czujnikami temperatury, ładowania i otwarcia drzwi). Jako zasilanie wykorzystam układ z akumulatorem 12V ładowanym z panelu solarnego z odpowiednim zasilaczem. Akumulator będzie ładowany z panelu solarnego z wykorzystaniem odpowiedniego regulatora napięcia. Całość będzie złożona w skrzynce technicznej z tworzywa i będzie działać jako samodzielny układ, nie wymagający dostępu do zasilania z sieci.
Jak łatwo zauważyć w planie jest kilka niewiadomych – pojemność akumulatora, rozmiar i moc paneli solarnych, typ regulatora napięcia oraz takie detale jak rozmiar skrzynki czy rozmieszczenie elementów. Wszystko to planuję dobrać w taki sposób, aby układ potrafił działać samowystarczalnie przez cały rok – także w miesiącach zimowych, gdzie ładowanie potrafi być bardzo ograniczone. Układ musi więc wytrzymać około 42-48 godzin na naładowanym w pełni akumulatorze, akumulator nie może być więc zbyt mały, ale nie może też być zbyt duży, aby panel solarny zdążył go naładować. Dochodzi do tego sama wydajność prądowa panelu, która będzie miała wpływ na jego rozmiar (nie chcę zrobić z tego zestawu ogromnego żagla). W kolejnym wpisie przedstawię dokładne wyliczenia, w których na podstawie zużycia energii przez zawartość szafy dobieram odpowiedni akumulator oraz panel solarny.
Niezbędne komponenty
Do wykonania projektu niezbędne będzie skompletowanie dość rozbudowanego zestawu zawierającego nie tylko serwer, moduł GSM czy akumulator, ale także całe wyposażenie pozwalające na złożenie wszystkiego w rozsądnie wyglądającą i działającą całość. Potrzebne będą zatem takie elementy jak:
- skrzynka techniczna z płytą montażową,
- szyny DIN do zamontowania elementów,
- komputer RevPi Core z kartą pamięci 32-64GB,
- moduł GSM ze złączem RJ45 i możliwością rozbudowanej konfiguracji,
- switch sieciowy zarządzalny,
- akumulator o odpowiedniej pojemności,
- panel solarny o odpowiedniej mocy ładowania,
- regulator ładowania o odpowiedniej wydajności,
- zabezpieczenie akumulatora przed nadmiernym rozładowaniem,
- przewody do połączenia elementów,
- złącza kablowe (tak zwane zugi) na szynę DIN,
- korytka grzebieniowe do maskowania przewodów,
- śruby, złączki, konektory (pozostałe drobne materiały).
Nie jest tego mało, ale zdecydowanie nie jest to projekt z gatunku „rakieta kosmiczna”. Przy odpowiednim przygotowaniu, przeliczeniu wartości sprzętu i dobrym planowaniu wszystko powinno dać się złożyć w 2-3 dni, a następnie uruchomić skrzynkę w terenie jako zestaw gotowy do pracy.
Plan działania
Jak przy każdym projekcie, tak i tutaj, zaczynam od zaplanowania niezbędnych czynności. W pierwszej kolejności skupię się na matematyce. Po sprawdzeniu w kartach katalogowych urządzeń ich zużycia energii przeliczę zużycie w ciągu doby, następnie dobiorę do tego odpowiednie akumulatory. Posiadając wiedzę o pojemności akumulatorów będę wiedział jaki będzie minimalny (oraz optymalny) typ paneli solarnych. Znając powyższe będę mógł dokupić brakujące elementy, określić rozmiar skrzynki technicznej oraz przejść do planowania rozmieszczenia elementów na płycie montażowej. Tutaj na szczęście mam całkiem sporo doświadczenia, gdyż z różnego typu szafami sterowniczymi i skrzynkami technicznymi mam do czynienia na co dzień w pracy.
Dalsze kroki
Po złożeniu w skrzynce wszystkich elementów i przeprowadzeniu testów zasilania będę mógł przejść do instalacji systemu oraz konfiguracji sieci. Układ będzie musiał zadziałać tak, aby router GSM był jednocześnie switchem, serwerem DHCP oraz bramą domyślną dla urządzeń w sieci. Na szczęście moduł GSM wybrany przeze mnie do tego projektu posiada wszystkie niezbędne możliwości konfiguracji, w tym automatyczne przydzielanie adresów IP czy przekierowywanie portów. Co prawda jest to moduł 4G, ale do treści, które planuję publikować na platformie Mastodon przepustowość modułu w zupełności wystarczy.
W przeciągu najbliższych dwóch tygodni powinno udać mi się wykonać wszystkie obliczenia oraz zebrać większość niezbędnych komponentów aby zacząć wdrażać plan w życie. Jeśli jesteście ciekawi postępów prac to zapraszam na Sociale (przede wszystkim na Mastodona). Będę co jakiś czas dodawał informacje o postępach w kompletowaniu sprzętu. Jak zawsze komentarze są do Waszej dyspozycji. Z chęcią odpowiem na wszelkie pytania.
