Wir haben festgestellt, dass in der Gemeinschaft eine große Nachfrage nach ZimaBoard-Zubehör besteht, wobei unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) eines der Hauptanliegen sind. Hier ist eine sehr kompakte und ausgeklügelte intelligente USV von dem Gemeinschaftsersteller CP0204, die wir für teilenswert halten.
Projekt-Hintergrund:
Viele Geräte, die CP0204 verwendet, wie ARM-Boxen und ZimaBoard Einplatinen-Server, nutzen meist 12V Gleichstromnetzteile. Um Schäden am Betriebszustand der Geräte und Datenverluste bei mechanischen Festplatten während plötzlicher Stromausfälle zu verhindern, entschied sich CP0204, eine intelligente USV als Notstromquelle zu entwickeln.
Entwurfskonzept:
CP0204 wählte den Einsatz ausgereifter Elektronikmodule für ein integriertes Design. Im Vergleich zu gewöhnlichen USV, die nur Notstrom liefern können, ist CP0204s Entwurf intelligenter:
- Sendet bei Stromausfall aktiv Abschaltbefehle über die USB-Schnittstelle an die Geräte
- Unterstützt Fernüberwachung des Betriebszustands über eine App
- Unterstützt Fernsteuerung der Stromversorgung zur Fernabschaltung
Hardware-Entwurf:
Hauptkomponenten:
- ESP32 S2 Mini: Steuerchip des gesamten Systems
- 12V USV-Modul: Liefert Notstrom
- 12V-zu-5V-Modul: Stromversorgung für ESP32
- 2 x 18650 Batteriehalter
- Relais und weitere Bauteile
(Entwurfsdiagramm, einige Module nicht dargestellt)
Funktionsweise:
Der ESP32 überwacht kontinuierlich die Eingangsspannung. Wenn die Eingangsspannung <12V beträgt, erkennt er einen Stromausfall und aktiviert das USV-Modul, das mit 2 x 18650 Batterien Strom liefert. Außerdem sendet er bei niedrigem Batteriestand über die USB-Schnittstelle Abschaltbefehle an die Geräte, damit diese herunterfahren.
Wi-Fi-Fähigkeiten sind ebenfalls integriert, um eine Fernüberwachung des Zustands und Steuerung der Stromversorgung über eine App zu ermöglichen.
Umsetzungsergebnis:
CP0204 hat die eigens entworfene Leiterplatte verlötet, das Steuerprogramm aufgespielt und das Ganze in ein halbtransparentes Gehäuse eingebaut, um eine kleine und praktische intelligente USV zu schaffen.
Im Betrieb mit Geräten erkennt sie automatisch Stromausfälle und benachrichtigt die Geräte zum Herunterfahren, um Datenverlust oder Geräteschäden zu vermeiden. Der Betriebszustand kann jederzeit über die App eingesehen und die Stromversorgung ferngesteuert werden.
Dank des geringen Stromverbrauchs des ZimaBoard reicht die Energie von zwei 18650 Batterien aus, um nach einem Stromausfall ein normales Herunterfahren zu ermöglichen.
Zusammenfassung:
Durch das modulare Entwurfskonzept hat CP0204 die Schlüsselfunktionen einer intelligenten USV abstrahiert und passende ausgereifte Module für die Integration ausgewählt, um schließlich einen Projektprototyp zu schaffen. Im Vergleich zu gewöhnlichen USV ist CP0204s Entwurf intelligenter, mit Software- und Hardwareerweiterungen für Zustandsüberwachung, Geräteschutz und Fernsteuerbarkeit.
