Як створити систему резервного копіювання акумуляторної батареї?

Як ми всі знаємо, Raspberry Pi насправді не використовує стільки енергії (5V + 700mA - специфікація).

Я хотів би створити резервну батарею для відключення електроенергії в режимі самостійної роботи. Мені не потрібен захист від перенапруг або будь-які інші фантазійні варіанти, лише захист від незначних відключень електроживлення та відключення живлення.

Як я можу встановити резервну копію акумулятора між Raspberry Pi та зарядним пристроєм, який я використовую для його запуску?

Ваше запитання більше підходить для сайту Електричний дизайн Stackexchenge - Тому що ви завжди можете покластися на гуру там, як на Олі, щоб допомогти спроектувати легкі, сучасні схеми.

Я думаю, що ще багато хто з Raspberrians попросять це запитання прийти, тому це насправді дуже гарне місце для відповіді на ваше запитання.

Моя відповідь піде більше на розробку власної схеми, щоб ви могли мати повний контроль над тим, що ви хочете зробити.

Схема повинна обробляти ...

1. Спочатку вирішуйте, який тип схеми вам потрібен. Працює через USB 5V? а може, джерелом 12 вольт? Ви також можете живити його з нижчого джерела живлення, наприклад 3,3 В / 1,5 В, але це дуже неефективно при перетворенні енергії. Це рішення також принципово сприяє тому, який саме регулятор напруги ви збираєтесь використовувати ... якщо такий є.
2. Під час нормальної роботи акумулятор заряджений (також для кожного типу акумуляторів потрібні характеристики зарядки, свинцева кислота, Ni-Cd, Li-Ion тощо)
3. Схема повинна розуміти, коли основне живлення (USB + 5 В) перестає забезпечувати живлення або подібне.
4. Схема резервного копіювання для заряджання вашого типу акумулятора та вбудованої ланцюга, щоб, можливо, подати живлення назад в основний ланцюг, коли основне живлення вимкнено.
5. За бажанням. Вбудуйте тригер у ланцюг, який підключається до системи вводу / виводу Raspberry PI, щоб надсилати вам та електронною поштою, текстове повідомлення, здійснювати телефонний дзвінок, спрацьовувати тривогу або вмикати кухонні ліхтарі.

Шукаючи в Інтернеті більшість мікросхем і сфатичних засобів ДБЖ, буде включено трансформатор для зменшення напруги 110 В / 220 В до 12 В постійного струму.

• Ось дуже простий ланцюг, що використовується з свинцево-кислими акумуляторами (їх легко заряджати, і вони заряджають дуже довго). Не намагайтеся заряджати будь-який інший тип батареї ланцюгом ... вони підірвуть його!

Список частин:

• R1 - 39 Ом 1 / 2Вт
• D1, D3, D4 - 1N4001 або подібний діод
• D2 - 13 В стабілітрона номінальною потужністю 1 Вт
• Електролітичний конденсатор C1 - 220uF номіналом 25В
• С2 - 10uF електролітичний конденсатор номіналом 10В
• IC - 7805 або подібний 5В регулятор
• BAT - 12В свинцево-кислотний акумулятор номіналом 1,2Ah
• Вхід постійного струму - 12 Вольт постійного струму

• Я знайшов цю ланцюг, коли копався через Інтернет. Цей хлопець дуже сильно розриває ноутбук і переробляє кілька частин, щоб зробити гідну систему - просто пам’ятайте, щоб регулювати вихідну напругу до 5В

• Заключний ланцюг - одна з найпростіших і, мабуть, тієї, якою багато людей вважають за краще використовувати USB-заряджений блок живлення, використовуючи невеликі літієві акумулятори. На це відповіли в Інженерії SE, будь ласка, зверніться до відповіді .

Не відчуваєте, як будувати власні схеми? Там є ця МУП доступна для покупки (немає, вибачте) , що робить дуже багато , що описує остаточний розрахунок ланцюга.

Список літератури

• На цьому веб-сайті ви можете знайти набагато більше схем - WebArchive https://web.archive.org/web/20161028081245/http://www.simple-electronics.com/2012/02/5v-ups-circuit.html (будь ласка, пожертвуйте)
• Використовуючи пошукові системи, ви також знайдете безліч інших цікавих фактів та рішень
• Відвідайте стек електротехніки, якщо у вас виникли питання щодо проектування схеми.

Я побудував перетворювач від 12v до 5v

Цього достатньо для вимоги 5v від RaspberryPi. IT також забезпечує живлення вентилятора з регульованим термостатом (12 В) і навіть активним usb-центром (в майбутньому). Все (Raspberry Pi, перетворювач і термостат) укладено в коробку маршрутизаторів (у мене навіть є місце для додаткового 2,5-дюймового HD, 3G-модему та / або GPS-блоку;))

Такий перетворювач може перетворювати живлення з акумуляторної батареї (наприклад, від 5 і більше батарей АА) і БЕЗПЕЧНО давати 5 В для Малини (стежте за напругою!). Конвертер досить маленький (я думаю, 3 х 10 х 1,5 см). Але якщо ви добре займаєтесь паянням та побудовою печатних плат, ви можете зробити це менше.

Це перетворювач, який я використовую зі схемою вибірки.

Він чудово працює, від батарей можна підключити від 7 до 40В. І ми отримали макс 3 ампера на стороні 5 В.

Якщо вам потрібно переключитися між зарядним пристроєм телефону та акумуляторною батареєю, необхідно встановити комутатор (коли живлення від зарядного пристрою знижується, живлення акумуляторної батареї підключається і навпаки). Я думаю, що це досить просто (транзистор, конденсатор ... просто небагато елементів). Або робити це вручну;)

Мені це питання було дуже цікавим, але я не дуже зацікавлений у пайці та спотворенні резисторів та ін., І я впевнений, що інші люди можуть натрапити на питання ОП з надією на готовий продукт.

Тож я знайшов це, що для моїх потреб насправді було б чудово. Купуйте, зачекайте кілька днів, підключіть і віолу.

Я знайшов це на DX.COM

Як зазначалося в коментарях. Здається, що може виникнути проблема з високим споживанням енергії .. тому наприкінці дня схоже, що її доведеться відкривати і заплутувати. Але він підходить для моделі А.

Будь-який зовнішній акумулятор USB із вбудованим захистом від перезарядки допоможе вашому Pi пережити відключення електроенергії. Він просто працюватиме як бідняк UPS для вашого Pi . http://www.google.com/search?ie=UTF-8&oe=utf-8&q=usb+battery+pack

Ось ДБЖ для PI Raspberry: http://www.eevblog.com/forum/projects/raspberry-pi-server-with-diy-ups/

Крім того, при достатньому зміні та захисних схемах літієві акумуляторні батареї можуть плавати зарядженими. У цьому випадку найкраще використовувати одиночну комірку та прискорювальний перетворювач, щоб не потрібні балансуючі ланцюги. Ось інформація про літієві комірки з поплавковою зарядкою: http://www.electronicsweekly.com/Articles/01/02/2006/37528/Float-charging-lithium-ion-cells.htm

Таким чином, ви хочете, щоб ПРОПОЗИЧНІ НАДІЙНІ САЙТИ, такі як живлення для вашого RPI:

1. отримати герметичний 12 В Pb акумулятор (я використовую 5Ah акумулятор)
2. отримати джерело живлення з комутацією від 220 В до 12 В (я використовую 12 В 4А)
3. перейдіть у режим переключення легшого автомобіля на розетку usb (8 В - 24 В, вихід = 5 В 2А)
4. отримайте діод, який може працювати з 4А та резистором 0,5 Вт 5 Вт, щоб обмежити струм порожньою підзарядкою акумулятора
5. отримайте usb до універсального кабелю зарядки мобільного телефону, він має 10 різних вилок з короткими кабелями, 1 йде на живлення RPi, інший на usb-концентратор, інший на будь-які стрибки на увазі ..... ще багато залишилось

Підключіть його наступним чином:

• від + 12 В джерела живлення до анода діода

• від катодного діода до 5Ah Pb герметичного акумулятора, це захищає від джерела живлення, що зливає акумулятор, коли немає 220В

• Потім від + батареї до "легшого штекера до usb" + 5v 2A

, підключіть кабель usb

Мені подобалося розмістити фотографії всіх необхідних деталей, але мені цей веб-сайт заборонений, поки не отримаю 10 балів ... коли це станеться, тоді я опублікую картинку

Результати роботи RPi (запуск ssh, wospi, lighttpd) + консоль Davis VPro2 + (консоль додано 300mA) + концентратор usb: після 20 годин роботи на батареї напруга акумулятора знизилося з 13.08v до 11.77v! якщо вважати 10В порожніми, це означає, що достатньо соку принаймні 32 години на батареї 5 Ач загалом коштує 30 usd, все абсолютно нове

Ось джерело UPS на основі суперконденсаторів для відключення та безпечного відключення.

Основна відмінність від інших схем, що нагадують ДБЖ, полягає в тому, що немає необхідності використовувати батареї. Це допомагає уникнути безлічі проблем, як, наприклад, переробка батарей після закінчення терміну експлуатації, енергія зберігається у суперкапках, які припаяні до друкованої плати. Чому б і ні, коли термін служби суперкапсів дорівнює терміну експлуатації всієї плати? Вам не потрібно піклуватися про перезарядку та всі проблеми з температурою, як-от заряджання лише при температурі вище нуля. Supercaps не має ефекту пам'яті. Їм не потрібні цикли розрядки та зарядки, щоб зберегти їх здоровими.

З іншого боку: у суперкаперів немає щільності енергії акумуляторів, але ланцюг повинен резервувати лише короткочасні відключення живлення або вимкнення. Вам дійсно не потрібен акумулятор ємністю 2000 мАг для резервного копіювання 1А на кілька секунд. Давайте оцінимо: 700 мА протягом 30 секунд - це 5,9 мАг ємність, яка вам потрібна при 5В. Ви коли-небудь бачили акумулятор з такою малою ємністю? Навіть якби він існував, ви ніколи не змогли б витягнути 700mA з такого маленького акумулятора. Іншими словами: ДБЖ, що базується на акумуляторах, короткий час резервного копіювання ЗАВЖДИ використовуйте акумулятори з надзвичайно великою ємністю. Суперконденсатор здатний подавати струм у кілька Ампер навіть при дуже малій потужності. Тому я вважаю, що батареї не є оптимальним накопичувачем енергії в цьому випадку.

Одна справа є складною у використанні суперконденсаторів: Напруга на суперконденсаторі залежить від стану заряду, тому необхідність перетворювача на збільшення / зменшення ускладнює використання, якщо ви думаєте про DYI.

LiPo Rider Pro призначений для сонячних програм, але USB-порт також може заряджати акумулятор, тому панель вам не потрібна. У поєднанні з більшим акумулятором LiPo він повинен підтримувати Raspberry Pi протягом декількох годин.

Я начебто перекладаю це питання на всі запитання щодо ІБП на цій біржі стеків, тому що я шукав щось подібне, і ніколи не міг знайти відповідей, які мені сподобалися, тому я в кінцевому підсумку досліджував це сам. Ви можете використовувати стандартний нестандартний ДБЖ та пакет мережевих інструментів ДБЖ (NUT), щоб дозволити Pi вимкнутися, коли живлення вимкнеться. Щойно я опублікував статтю, яку я написав із покроковими інструкціями щодо її налаштування:

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

Звичайно, якщо те, що ви насправді робили, був апаратним проектом "Зроби сам", то, боюся, це не пов'язане з паянням.

Ви можете спробувати одне з них і використовувати батарею замість супер конденсатора.

Як заявили інші, банк живлення USB - це просте і досить дешеве рішення. Не забудьте отримати той, який підтримує зарядку та розряд одночасно (що, на жаль, зазвичай не зазначено - вам доведеться це зрозуміти).

Pi зазвичай тягне десь від ~ 200 до північніше 500 mA; для пізніших моделей максимум - 2000 мА. Таким чином, банк потужністю 6000 мАг дасть вам що-небудь від 3 годин до дня енергії акумулятора; переконайтеся, що у вас є банк живлення з достатньою потужністю.

Підключіть Pi до виходу вашого джерела живлення та зарядного пристрою до його входу. Якщо живлення вимкнеться, ваш Pi буде продовжувати працювати, поки не відновиться живлення або не розрядиться акумулятор.

Обмеження полягають у тому, що Pi не може знати, чи працює він від змінного струму чи від акумулятора, або скільки батареї залишилось. Отже, якщо батарея розрядиться до відновлення живлення, відключення буде нечистим.

Більш вдосконалене рішення, яке також включає банк влади, описане на https://raspi-ups.appspot.com/en/index.jsp . Він включає в себе демон, який використовує з'єднання Ethernet, щоб визначити, чи працює він від змінного струму. Якщо з'єднання Ethernet перестане, він передбачає, що він працює від акумулятора. Він вимірює енергоспоживання Pi і оцінює рівень заряду акумулятора, виходячи із споживання та загальної ємності (що потрібно заздалегідь налаштувати). Коли потужність закінчується, вона вимикає Pi чисто.

Як варіант вищезазначеного, якщо у вас є якийсь USB-периферійний пристрій, підключений до Pi, який працює від мережі змінного струму, ви можете змінити демон, щоб використовувати його як індикатор живлення.