Bagaimana cara saya membangun sistem UPS - seperti cadangan baterai -?

Seperti yang kita semua tahu, Raspberry Pi tidak benar-benar menggunakan kekuatan sebanyak itu (5v + 700mA adalah spec).

Saya ingin membangun cadangan baterai untuk pemadaman listrik dengan cara DIY-ish. Saya tidak perlu perlindungan lonjakan atau opsi mewah lainnya, hanya keamanan dari pemadaman listrik kecil dan brownout.

Bagaimana saya bisa menempatkan cadangan baterai antara Raspberry Pi dan pengisi daya telepon yang saya gunakan untuk menjalankannya?

Pertanyaan Anda lebih cocok untuk situs Stackexchenge Desain Listrik - Karena Anda selalu dapat mengandalkan Guru di sana, seperti Oli, untuk membantu merancang sirkuit yang mudah dan terkini.

Saya pikir pertanyaan ini akan diajukan oleh lebih banyak Raspberrians untuk datang jadi ini sebenarnya tempat yang sangat baik untuk menjawab pertanyaan Anda.

Jawaban saya akan lebih mengarah ke rekayasa sirkuit Anda sendiri sehingga Anda dapat memiliki kontrol penuh dari apa yang Anda inginkan.

Sirkuit harus menangani ...

1. Awalnya memutuskan jenis sirkuit apa yang Anda butuhkan. Didukung oleh USB 5V? atau mungkin oleh sumber 12 volt? Anda juga dapat menyalakannya dari sumber daya yang lebih rendah seperti 3.3V / 1.5V tetapi sangat tidak efisien dalam mengkonversi daya. Keputusan ini juga secara mendasar berkontribusi pada regulator tegangan seperti apa yang akan Anda gunakan ... jika ada.
2. Menjaga baterai terisi daya selama operasi normal (juga setiap jenis baterai memerlukan memiliki karakteristik pengisian, Asam Timbal, Ni-Cd, Li-Ion, dll)
3. Sirkuit perlu merasakan ketika daya primer (USB + 5V) berhenti memberikan daya atau serupa.
4. Sirkuit cadangan untuk mengisi daya jenis baterai dan sirkuit tertanam untuk kemungkinan mengarahkan daya kembali ke sirkuit utama saat daya utama mati.
5. Pilihan. Bangun pemicu ke sirkuit yang terhubung ke sistem I / O Raspberry PI untuk mengirim dan mengirim email, pesan teks, menelepon, memicu alarm atau pergantian lampu dapur Anda.

Mencari di internet sebagian besar sirkuit dan skema UPS akan mencakup trafo untuk mengurangi 110V / 220V ke DC 12 Volts.

• Berikut ini adalah rangkaian yang sangat sederhana yang digunakan dengan baterai Timbal-Asam (Baterai ini mudah diisi dan mereka tetap mengisi daya untuk waktu yang sangat lama) Jangan coba mengisi baterai jenis apa pun dengan sirkuit ... mereka akan meledakkannya!

Daftar bagian:

• R1 - 39 ohm 1 / 2W
• D1, D3, D4 - 1N4001 atau dioda serupa
• D2 - 13V zener diberi peringkat 1W
• C1 - 220uF kapasitor elektrolitik dengan peringkat 25V
• C2 - 10uF kapasitor elektrolitik dengan peringkat 10V
• IC - 7805 atau regulator 5V serupa
• BAT - Baterai asam timbal 12V diberi nilai minimum 1.2Ah
• Input DC - 12 Volt DC

• Saya menemukan sirkuit ini ketika mencari-cari di internet. Orang ini cukup merobek notebook dan mendaur ulang beberapa bagian untuk membuat sistem yang layak - Ingatlah untuk mengatur tegangan output ke 5V

• Sirkuit akhir - salah satu yang paling mudah dan paling mungkin salah satu yang lebih disukai banyak orang adalah sirkuit UPS bermuatan USB menggunakan beberapa baterai lithium kecil. Ini dijawab di Engineering SE, silakan lihat jawaban untuk detailnya .

Tidak merasa ingin membangun sirkuit sendiri? Ada yang MUPS ini tersedia untuk pembelian (pergi, maaf) yang melakukan cukup banyak apa desain sirkuit akhir menguraikan.

Referensi

• Anda dapat menemukan lebih banyak sirkuit di situs web ini - WebArchive https://web.archive.org/web/20161028081245/http://www.simple-electronics.com/2012/02/5v-ups-circuit.html (tolong sumbangkan)
• Menggunakan mesin pencari juga akan menemukan banyak fakta dan solusi menarik lainnya
• Kunjungi Stack Teknik Listrik jika Anda memiliki pertanyaan tentang desain sirkuit.

Saya telah membangun konverter dari 12v ke 5v

Itu cukup untuk kebutuhan 5v RaspberryPi. ITU juga memberikan daya untuk kipas dengan termostat yang dapat disesuaikan (12v) dan bahkan hub usb aktif (di masa depan). Semuanya (Raspberry Pi, konverter, dan termostat) tertutup dalam kotak router (Saya bahkan punya ruang untuk hdd 2,5 "tambahan, modem 3G dan / atau unit GPS;))

Konverter semacam itu dapat mengkonversi daya dari baterai (misalnya dari 5 atau lebih baterai AA) dan AMAN memberikan 5V untuk Raspberry (hati-hati terhadap tegangan!). Konverternya cukup kecil (saya pikir 3 x 10 x 1,5 cm). Tetapi jika Anda pandai menyolder dan membangun papan sirkuit Anda bisa melakukannya lebih kecil.

Ini adalah konverter yang saya gunakan dengan skema sampel.

Ini berfungsi dengan baik, Anda dapat memasang dari 7 hingga 40V dari baterai. Dan kami mendapat maks 3 amp di sisi 5v.

Jika Anda perlu beralih antara pengisi daya telepon dan paket baterai, Anda harus membuat saklar (ketika daya dari pengisi daya turun, daya unit baterai terhubung dan begitu pula sebaliknya). Saya pikir itu cukup sederhana (transistor, kapasitor ... hanya beberapa elemen). Atau lakukan secara manual;)

Saya menemukan pertanyaan itu sangat menarik tetapi diri saya tidak benar-benar tertarik menyolder dan mengutak-atik resistor dan barang-barang dan saya yakin orang lain akan tersandung pada pertanyaan OP dengan harapan produk yang siap pakai.

Jadi saya menemukan ini yang untuk kebutuhan saya benar-benar hebat. Beli, tunggu beberapa hari, pasang dan biola.

Saya menemukannya di DX.COM

Seperti yang ditunjukkan dalam komentar. Sepertinya mungkin ada masalah dengan konsumsi daya yang tinggi .. jadi pada akhirnya sepertinya harus dibuka dan dikacaukan. Tetapi cocok untuk Model A.

Setiap baterai USB eksternal dengan built in perlindungan berlebihan akan membantu Pi Anda bertahan pemadaman listrik. Ini hanya akan berfungsi sebagai UPS orang miskin untuk Pi Anda . http://www.google.com/search?ie=UTF-8&oe=utf-8&q=usb+battery+pack

Berikut ini adalah UPS untuk Raspberry PI: http://www.eevblog.com/forum/projects/raspberry-pi-server-with-diy-ups/

Selain itu, dengan perubahan yang cukup dan sirkuit keselamatan, sel yang dapat diisi ulang lithium dapat diisi daya mengambang. Dalam hal ini yang terbaik adalah menggunakan sel tunggal dan konverter penambah sehingga sirkuit penyeimbang tidak diperlukan. Berikut ini beberapa info tentang sel lithium pengisian daya mengambang: http://www.electronicsweekly.com/Articles/01/02/2006/37528/Float-charging-lithium-ion-cells.htm

Jadi, Anda menginginkan up DIY yang SIMPLE andal seperti powersupply untuk RPi Anda:

1. dapatkan baterai 12v Pb yang disegel (saya menggunakan baterai 5Ah)
2. dapatkan power supply mode 220Vac to 12v switched (saya menggunakan 12v 4A)
3. dapatkan mobil yang lebih ringan ke colokan usb (8v - 24v input, out = 5v 2A) beralih mode
4. dapatkan dioda yang dapat menangani 4A dan resistor 0,5 ohm 5 watt untuk membatasi arus dengan mengisi ulang baterai kosong
5. dapatkan usb untuk kabel pengisian daya telepon seluler universal. Kabel ini memiliki 10 colokan berbeda dengan kabel pendek, 1 untuk memberi daya pada RPi, satu lagi untuk hub usb, satu lagi untuk apa pun yang terlintas dalam pikiran ..... masih banyak yang tersisa

Masukkan sebagai berikut:

• dari + 12v catu daya ke anoda dioda

• dari katoda dioda ke baterai disegel 5Ah Pb, ini melindungi terhadap catu daya yang menguras baterai ketika tidak ada 220v

• Kemudian dari + baterai ke "colokan yang lebih ringan ke usb" + 5v 2A

, tancapkan kabel usb

Saya ingin meletakkan gambar semua bagian yang dibutuhkan, tetapi saya tidak diizinkan oleh situs web ini sampai menerima 10 poin ... ketika ini akan terjadi, maka saya akan memposting gambar

Hasil menjalankan RPi (menjalankan ssh, wospi, lighttpd) + Davis VPro2 + konsol (konsol ditambahkan 300mA) + hub usb: setelah 20 jam pada baterai, tegangan baterai turun dari 13.08v ke 11.77v! mempertimbangkan 10v sebagai kosong ini berarti cukup jus untuk setidaknya 32 jam pada baterai 5Ah total biaya 30 USD, semuanya baru

Berikut ini adalah solusi UPS berbasis supercapacitor untuk brown-out dan shutdown yang aman.

Perbedaan utama dengan sirkuit seperti UPS lainnya adalah tidak perlu menggunakan baterai. Ini membantu untuk menghindari banyak masalah, seperti mendaur ulang baterai setelah masa pakainya habis, energi disimpan dalam supercaps yang disolder ke PCB. Mengapa tidak, ketika masa pakai supercaps sama dengan masa pakai seluruh papan sirkuit? Anda tidak perlu khawatir tentang pengisian berlebih dan semua masalah suhu, seperti pengisian daya hanya pada suhu di atas nol. Supercaps tidak memiliki efek memori. Mereka tidak perlu siklus debit dan biaya untuk menjaga mereka tetap sehat.

Di sisi lain: supercaps tidak memiliki kepadatan energi baterai, tetapi sirkuit seharusnya hanya mem-backup kegagalan daya jangka pendek atau mati. Anda benar-benar tidak memerlukan baterai dengan kapasitas 2000mAh untuk mencadangkan 1A selama beberapa detik. Mari kita evaluasi: 700mA selama 30 detik adalah kapasitas 5.9mAh yang Anda butuhkan pada 5V. Pernahkah Anda melihat baterai dengan kapasitas kecil ini? Bahkan jika itu ada, Anda tidak akan pernah bisa menarik 700mA dari baterai sekecil itu. Dengan kata lain: UPS berbasis baterai untuk waktu cadangan waktu yang pendek SELALU menggunakan baterai dengan kapasitas yang sangat besar. Super kapasitor dapat sumber arus beberapa Amps bahkan pada kapasitas yang sangat kecil. Karena itu saya pikir baterai bukanlah perangkat penyimpanan energi yang optimal dalam hal ini.

Satu hal yang agak rumit menggunakan supercapacitors: Tegangan pada supercapacitor tergantung pada tingkat pengisian, sehingga kebutuhan konverter step-up / step-down membuat penggunaannya menjadi sedikit rumit jika Anda berpikir tentang DYI.

LiPo Rider Pro dimaksudkan untuk aplikasi tenaga surya, tetapi port USB juga dapat mengisi daya baterai, sehingga Anda tidak benar-benar membutuhkan panel. Digabungkan dengan baterai LiPo yang lebih besar, seharusnya menjaga Raspberry Pi tetap hidup selama beberapa jam.

Saya agak mem-posting ini ke semua pertanyaan UPS di Stack Exchange ini karena saya mencari sesuatu yang serupa, dan tidak pernah bisa menemukan jawaban yang saya suka, jadi saya akhirnya meneliti sendiri. Anda dapat menggunakan paket UPS standar, off-the-shelf, dan Network UPS Tools (NUT) untuk memungkinkan Pi mati sendiri ketika listrik padam. Saya baru saja memposting artikel yang saya tulis dengan petunjuk langkah demi langkah untuk menyiapkannya:

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

Tentu saja, jika yang benar-benar Anda cari adalah proyek perangkat keras DIY, maka saya khawatir ini tidak melibatkan penyolderan apa pun.

Anda dapat mencoba salah satunya, dan gunakan baterai alih-alih kapasitor super.

Seperti yang telah dinyatakan orang lain, bank daya USB adalah solusi yang mudah dan cukup murah. Pastikan untuk mendapatkan yang mendukung pengisian dan pemakaian pada saat yang sama (yang, sayangnya, biasanya tidak diindikasikan — Anda harus memikirkannya).

Pi biasanya menarik di mana saja antara ~ 200 ke utara 500 mA; untuk model selanjutnya maksimal adalah 2000 mA. Jadi bank daya 6000 mAh akan memberi Anda apa pun mulai dari 3 jam hingga daya baterai sehari; pastikan Anda mendapatkan bank daya dengan kapasitas yang memadai.

Masukkan Pi Anda ke output bank daya Anda dan pengisi daya ke inputnya. Jika daya padam, Pi Anda akan terus berjalan sampai daya pulih atau baterai habis.

Keterbatasannya adalah bahwa Pi tidak memiliki cara untuk mengetahui apakah itu berjalan pada daya AC atau baterai, atau berapa banyak daya baterai yang tersisa. Akibatnya, jika baterai habis sebelum daya dipulihkan, shutdown akan menjadi tidak bersih.

Solusi yang lebih maju, juga melibatkan bank daya, dijelaskan di https://raspi-ups.appspot.com/en/index.jsp . Ini termasuk daemon yang menggunakan koneksi Ethernet untuk menentukan apakah itu berjalan pada AC — jika koneksi Ethernet turun, ia menganggapnya berjalan dengan daya baterai. Ini mengukur konsumsi daya Pi dan memperkirakan tingkat pengisian daya baterai berdasarkan pada konsumsi dan kapasitas total (yang perlu dikonfigurasikan sebelumnya). Ketika daya habis, ia mematikan Pi dengan bersih.

Sebagai variasi di atas, jika Anda memiliki beberapa periferal USB yang terhubung ke Pi yang beroperasi pada daya AC, Anda dapat memodifikasi daemon untuk menggunakannya sebagai indikator daya.