Jak zbudować podobny do UPS system - podtrzymanie bateryjne -?

Jak wszyscy wiemy, Raspberry Pi tak naprawdę nie zużywa tak dużej mocy (5 V + 700 mA to specyfikacja).

Chciałbym zbudować zapasowy akumulator na wypadek awarii zasilania w sposób podobny do majsterkowania. Nie potrzebuję ochrony przeciwprzepięciowej ani żadnych innych wymyślnych opcji, tylko zabezpieczenia przed drobnymi przerwami w dostawie prądu i przerwami w dostawie prądu.

Jak mogę umieścić kopię zapasową baterii między Raspberry Pi a ładowarką telefonu, której używam, aby ją uruchomić?

Twoje pytanie jest bardziej odpowiednie dla witryny Stackexchenge projektu elektrycznego - ponieważ zawsze możesz polegać na tamtejszych Guru, takich jak Oli, aby pomóc w projektowaniu łatwych i aktualnych obwodów.

Myślę, że to pytanie zostanie zadane przez wielu więcej Raspberrian, więc jest to naprawdę bardzo dobre miejsce, aby odpowiedzieć na twoje pytanie.

Moja odpowiedź dotyczy bardziej projektowania własnego obwodu, abyś miał pełną kontrolę nad tym, co chcesz zrobić.

Obwód powinien obsłużyć ...

1. Początkowo decydujesz, jakiego rodzaju obwodu potrzebujesz. Zasilany przez USB 5V? a może przez źródło 12 woltów? Możesz również zasilać go z niższego źródła zasilania, takiego jak 3,3 V / 1,5 V, ale jest on bardzo nieefektywny w przetwarzaniu mocy. Ta decyzja zasadniczo przyczynia się również do tego, jakiego rodzaju regulatora napięcia zamierzasz użyć ... jeśli w ogóle.
2. Utrzymywanie naładowania akumulatora podczas normalnej pracy (również każdy typ akumulatora wymaga charakterystyki ładowania, kwasu ołowiowego, Ni-Cd, Li-Ion itp.)
3. Obwód musi wykryć, kiedy zasilanie pierwotne (USB + 5 V) przestanie dostarczać energię lub podobne.
4. Obwód zapasowy do ładowania typu baterii i obwód wbudowany, który może kierować zasilanie z powrotem do obwodu głównego, gdy główne zasilanie jest wyłączone.
5. Opcjonalny. Wbuduj wyzwalacz w obwód, który łączy się z systemem we / wy Raspberry PI, aby wysyłać ci e-maile, wiadomości tekstowe, wykonywać połączenia telefoniczne, uruchamiać alarm lub wyłączać oświetlenie kuchenne.

Przeszukując internet, większość obwodów UPS i schatycznych będzie zawierać transformator do zmniejszenia napięcia 110 V / 220 V do 12 V DC.

• Oto bardzo prosty obwód używany z akumulatorami ołowiowymi (są łatwe do ładowania i utrzymują ładunek przez bardzo długi czas). Nie próbuj ładować innego rodzaju baterii z obwodem ... wysadzą go!

Lista części:

• R1 - 39 omów 1 / 2W
• D1, D3, D4 - 1N4001 lub podobna dioda
• D2 - 13 V prąd zenera o mocy 1 W.
• Kondensator elektrolityczny C1 - 220uF o mocy 25 V.
• C2 - 10uF kondensator elektrolityczny o napięciu znamionowym 10 V.
• IC - 7805 lub podobny regulator 5 V.
• BAT - akumulator kwasowo-ołowiowy 12 V minimum 1,2 Ah
• Wejście DC - 12 V DC

• Znalazłem ten obwód podczas szperania w Internecie. Ten facet prawie rozrywa notebook i przetwarza kilka części, aby stworzyć porządny system - pamiętaj tylko, aby wyregulować napięcie wyjściowe do 5 V.

• Obwód końcowy - jednym z najłatwiejszych i najprawdopodobniej tego, z którego wiele osób wolałoby korzystać, jest obwód UPS zasilany przez USB z wykorzystaniem niewielkich baterii litowych. Odpowiedź została udzielona w Engineering SE, szczegółowe informacje można znaleźć w odpowiedzi .

Nie masz ochoty budować własnych obwodów? Nie jest to MUPS dostępny w sprzedaży (nie ma, przepraszam), dokłada dość dużo, co określa ostateczny projekt obwodu.

Bibliografia

• O wiele więcej obwodów można znaleźć na tej stronie - WebArchive https://web.archive.org/web/20161028081245/http://www.simple-electronics.com/2012/02/5v-ups-circuit.html (proszę podaruj)
• Korzystanie z wyszukiwarek znajdzie również wiele innych interesujących faktów i rozwiązań
• Odwiedź stos inżynierii elektrycznej, jeśli masz jakieś pytania dotyczące projektowania obwodu.

Zbudowałem konwerter z 12v na 5v

To wystarcza na wymaganie 5v RaspberryPi. IT zapewnia również moc dla wentylatora z regulowanym termostatem (12 V), a nawet aktywnym hubem USB (w przyszłości). Wszystko (Raspberry Pi, konwerter i termostat) jest zamknięte w routerze (mam nawet miejsce na dodatkowy dysk twardy 2,5 ", modem 3G i / lub moduł GPS;))

Taki konwerter może przetwarzać moc z zestawu akumulatorów (na przykład z 5 lub więcej baterii AA) i BEZPIECZNIE dać 5 V dla Raspberry (uważaj na napięcie!) Konwerter jest dość mały (myślę, że 3 x 10 x 1,5 cm). Ale jeśli jesteś dobry w lutowaniu i budowaniu płytek drukowanych, możesz zrobić to mniej.

To jest konwerter, którego używam z przykładowym schematem.

Działa świetnie, możesz podłączyć od 7 do 40 V z baterii. I mamy maks. 3 wzmacniacze po stronie 5 V.

Jeśli musisz przełączać się między ładowarką telefonu a zestawem akumulatorów, musisz zbudować przełącznik (gdy zasilanie z ładowarki spadnie, zasilanie zestawu akumulatorów jest podłączone i odwrotnie). Myślę, że to dość proste (tranzystor, kondensator ... tylko kilka elementów). Lub zrób to ręcznie;)

Uznałem to pytanie za bardzo interesujące, ale ja sam nie jestem zainteresowany lutowaniem i majstrowaniem przy opornikach i innych rzeczach i jestem pewien, że inni ludzie mogą natknąć się na pytanie OP z nadzieją na gotowy produkt.

Znalazłem więc to, co dla moich potrzeb byłoby naprawdę świetne. Kup, poczekaj kilka dni, podłącz i altówkę.

Znalazłem to na DX.COM

Jak wskazano w komentarzach. Wygląda na to, że może występować problem z wysokim zużyciem energii ... więc pod koniec dnia wygląda na to, że trzeba będzie go otworzyć i pomieszać. Ale nadaje się do modelu A.

Każdy zewnętrzny zestaw akumulatorów USB z wbudowanym zabezpieczeniem przed przeładowaniem pomoże Twojemu Pi przetrwać awarię zasilania. Będzie działać po prostu jako zasilacz UPS biednego człowieka dla twojego Pi . http://www.google.com/search?ie=UTF-8&oe=utf-8&q=usb+battery+pack

Oto UPS dla Raspberry PI: http://www.eevblog.com/forum/projects/raspberry-pi-server-with-diy-ups/

Ponadto, przy wystarczających zmianach i obwodach bezpieczeństwa, ogniwa litowe mogą być ładowane pływakowo. W takim przypadku najlepiej zastosować pojedynczą komorę i przetwornicę podwyższającą, aby obwody równoważące nie były wymagane. Oto kilka informacji na temat ogniw litowych do ładowania przez pływanie: http://www.electronicsweekly.com/Articles/01/02/2006/37528/Float-charging-lithium-ion-cells.htm

Chcesz więc PROSTEGO, niezawodnego sprzętu do majsterkowania, takiego jak powerupply dla swojego RPi:

1. dostać szczelną baterię 12 V Pb (używam baterii 5 Ah)
2. dostać zasilacz impulsowy 220Vac do 12v (używam 12v 4A)
3. weź zapalniczkę samochodową do wtyczki USB (wejście 8v - 24v, out = 5v 2A) w trybie przełączanym
4. uzyskaj diodę, która może obsłużyć 4A i rezystor 0,5 ohm 5 W, aby ograniczyć prąd przez ładowanie pustej baterii
5. uzyskaj kabel USB do uniwersalnego kabla do ładowania telefonu komórkowego, ma 10 różnych wtyczek z krótkimi kablami, 1 zasila RPi, drugi do hubu USB, drugi do tego, co skacze ... o wiele więcej

Połącz to w następujący sposób:

• od + 12 V zasilacza do anody diody

• od katody diody do szczelnie zamkniętego akumulatora 5 Ah Pb, chroni to przed rozładowaniem akumulatora przez zasilacz, gdy nie ma 220 V

• Następnie od + baterii do „lżejszej wtyczki do USB” + 5v 2A

, podłącz kabel USB

Chciałem umieścić zdjęcie wszystkich potrzebnych części, ale nie zezwala mi ta strona, dopóki nie otrzymam 10 punktów ... kiedy to się stanie, wtedy opublikuję zdjęcie

Wyniki działania RPi (uruchomione ssh, wospi, lighttpd) + konsola Davis VPro2 + (konsola dodana 300mA) + hub USB: po 20 godzinach na baterii napięcie akumulatora spadło z 13,08v na 11,77v! zważywszy, że 10 V jako pusty, oznacza to wystarczającą ilość soku przez co najmniej 32 godziny na akumulatorze 5Ah kosztuje 30 USD, wszystko jest nowe

Oto rozwiązanie UPS oparte na superkondensatorach do wyłączeń i bezpiecznych wyłączeń.

Główną różnicą w stosunku do innych obwodów podobnych do UPS jest to, że nie ma potrzeby używania baterii. Pomaga to uniknąć wielu problemów, takich jak recykling baterii po zakończeniu eksploatacji, energia jest magazynowana w superkondach, które są przylutowane do płytki drukowanej. Dlaczego nie, skoro żywotność superkaps jest równa żywotności całej płytki drukowanej? Nie musisz przejmować się nadmiernym ładowaniem i wszystkimi problemami temperaturowymi, takimi jak ładowanie tylko w temperaturach powyżej zera. Supercaps nie mają efektu pamięci. Nie potrzebują cykli rozładowania i ładowania, aby zachować zdrowie.

Z drugiej strony: superkapsy nie mają gęstości energii akumulatorów, ale obwód powinien jedynie podtrzymywać krótkotrwałe awarie zasilania lub przerwy w dostawie prądu. Naprawdę nie potrzebujesz baterii o pojemności 2000 mAh do tworzenia kopii zapasowych 1A przez kilka sekund. Pozwól nam ocenić: 700 mA przez 30 sekund to pojemność 5,9 mAh, której potrzebujesz przy 5 V. Czy kiedykolwiek widziałeś akumulator o tak małej pojemności? Nawet gdyby istniał, nigdy nie byłbyś w stanie wyciągnąć 700mA z tak małej baterii. Innymi słowy: zasilacz bateryjny zapewniający krótki czas podtrzymania ZAWSZE używaj akumulatorów o wyjątkowo dużej pojemności. Superkondensator może pobierać prąd o wartości kilku amperów nawet przy bardzo małych pojemnościach. Myślę zatem, że baterie nie są w tym przypadku optymalnym urządzeniem do przechowywania energii.

Jedna rzecz jest nieco skomplikowana przy użyciu superkondensatorów: napięcie na superkondensatorze zależy od stanu naładowania, więc potrzeba konwertera podwyższającego / zmniejszającego komplikuje użytkowanie, jeśli myślisz o DYI.

LiPo Rider Pro został zaprojektowany do zastosowań słonecznych, ale port USB może również ładować akumulator, więc tak naprawdę nie potrzebujesz panelu. W połączeniu z większą baterią LiPo, powinien utrzymywać Raspberry Pi przy życiu przez wiele godzin.

W pewnym sensie przesyłam to do wszystkich pytań UPS na tej Giełdzie Stosów, ponieważ szukałem czegoś podobnego i nigdy nie mogłem znaleźć odpowiedzi, które mi się podobały, więc sam to zbadałem. Możesz użyć standardowego, gotowego zasilacza UPS i pakietu Network UPS Tools (NUT), aby umożliwić Pi wyłączanie się po zaniku zasilania. Właśnie opublikowałem artykuł, który napisałem z instrukcjami krok po kroku, jak go skonfigurować:

https://melgrubb.wordpress.com/2014/09/05/raspberry-pi-home-server-part-15power-failures/

Oczywiście, jeśli naprawdę poszukiwałeś projektu sprzętu dla majsterkowiczów, obawiam się, że nie wymaga to lutowania.

Możesz wypróbować jedną z nich i użyć baterii zamiast super kondensatora.

Jak powiedzieli inni, power bank USB to łatwe i dość tanie rozwiązanie. Pamiętaj, aby uzyskać taki, który obsługuje ładowanie i rozładowywanie w tym samym czasie (co niestety zwykle nie jest wskazane - musisz to rozgryźć).

Pi zazwyczaj pobiera gdziekolwiek między ~ 200 a 500 mA na północ; dla późniejszych modeli maksimum wynosi 2000 mA. Tak więc power bank 6000 mAh da Ci wszystko, od 3 godzin do dziennej mocy baterii; upewnij się, że masz power bank o wystarczającej pojemności.

Podłącz swój Pi do wyjścia banku mocy, a ładowarkę do wejścia. Jeśli dojdzie do zaniku zasilania, Twój Pi będzie działał do momentu przywrócenia zasilania lub wyczerpania baterii.

Ograniczenia są takie, że Pi nie ma możliwości dowiedzenia się, czy jest zasilane prądem zmiennym, czy bateryjnym, czy też ile energii pozostało. W konsekwencji, jeśli bateria wyczerpie się przed przywróceniem zasilania, wyłączenie będzie nieczyste.

Bardziej zaawansowane rozwiązanie, obejmujące również power bank, opisano na stronie https://raspi-ups.appspot.com/en/index.jsp . Obejmuje demona, który korzysta z połączenia Ethernet w celu ustalenia, czy działa na AC - jeśli połączenie Ethernet spadnie, zakłada, że ​​działa na zasilaniu bateryjnym. Mierzy zużycie energii przez Pi i szacuje poziom naładowania akumulatora na podstawie zużycia i całkowitej pojemności (którą należy wcześniej skonfigurować). Kiedy skończy się moc, czysto wyłącza Pi.

Jako wariant powyższego, jeśli masz jakieś urządzenie peryferyjne USB podłączone do Pi, które działa na zasilaniu prądem przemiennym, możesz zmodyfikować demona, aby używał go jako wskaźnika zasilania.