DIY Intelligente USV: Modulares Netzteilgehäuse für ZimaBoard

Eva Wong

IceWhale author

Eva Wong ist die Technische Redakteurin und residente Tüftlerin bei ZimaSpace. Eine lebenslange Geek mit einer Leidenschaft für Homelabs und Open-Source-Software, sie spezialisiert sich darauf, komplexe technische Konzepte in zugängliche, praktische Anleitungenzu übersetzen. Eva ist der Meinung, dass Self-Hosting Spaß machen und nicht einschüchternd sein sollte. Durch ihre Tutorials befähigt sie die Community, Hardware-Setups zu entmystifizieren, vom Bau ihres ersten NAS bis hin zur Beherrschung von Docker-Containern.

DIY Intelligent UPS: Modular Power Case for ZimaBoard - Zima Store Online

Wir haben festgestellt, dass es in der Community eine große Nachfrage nach ZimaBoard-Zubehör gibt, wobei USV eines der Hauptanliegen ist. Hier ist eine sehr kompakte und ausgefeilte intelligente USV des Community-Erstellers CP0204, die wir für teilenswert halten.

Projekt-Hintergrund:

Viele in CP0204 verwendete Geräte, wie ARM-Boxen und ZimaBoard Single Board Server, nutzen meist 12V DC-Netzteile. Um Schäden am Betriebsstatus der Geräte und Datenverlust bei mechanischen Festplatten während plötzlicher Stromausfälle zu verhindern, entschied sich CP0204, eine intelligente USV-Stromversorgung als Notstromquelle zu entwickeln.

Designkonzept:

CP0204 entschied sich für den Einsatz ausgereifter elektronischer Module für das integrierte Design. Im Vergleich zu herkömmlichen USV, die nur Notstrom liefern können, ist das Design von CP0204 intelligenter:

Sendet bei Stromausfall aktiv Abschaltbefehle an Geräte über die USB-Schnittstelle
Unterstützt Fernüberwachung des Arbeitsstatus über die App
Unterstützt Fernsteuerung der Stromversorgung zur Erreichung einer Fernabschaltung

Hardware-Design:

Hauptkomponenten:

ESP32 S2 Mini: Steuerchip des gesamten Systems
12V USV-Modul: Bietet Notstromversorgung
12V-zu-5V-Modul: Stromversorgung für ESP32
2 x 18650 Batteriehalter
Relais und andere Komponenten

(Designdiagramm, einige Module nicht dargestellt)

Funktionsprinzip:

Der ESP32 überwacht kontinuierlich die Eingangsspannung. Wenn die Eingangsspannung <12V ist, 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, um diese zum Herunterfahren zu veranlassen.
Wi-Fi-Funktionalitäten wurden ebenfalls hinzugefügt, um die Fernüberwachung des Status und die Steuerung der Stromversorgung über die App zu ermöglichen.

Umsetzungseffekt:

CP0204 hat die kundenspezifisch entworfene Leiterplatte verlötet, das Steuerprogramm aufgespielt und in einem halbtransparenten Gehäuse verpackt, um eine kleine und praktische intelligente USV-Stromversorgung zu schaffen.

Beim Anschluss an Geräte kann es Stromausfälle automatisch erkennen und die Geräte benachrichtigen, um eine Abschaltung zu veranlassen und so Datenverlust oder Geräteschäden zu verhindern. Der Arbeitsstatus kann jederzeit über die App eingesehen und die Stromversorgung ferngesteuert werden.
Dank des niedrigen Stromverbrauchs des ZimaBoard reicht die Energie in zwei 18650 Batterien aus, um nach einem Stromausfall eine normale Abschaltung zu ermöglichen.

Zusammenfassung:

Durch das modulare Designkonzept abstrahierte CP0204 die Schlüsselfunktionen einer intelligenten USV und wählte geeignete ausgereifte Module zur Integration aus, um schließlich einen Projektprototyp zu erstellen. Im Vergleich zu herkömmlichen USV ist das Design von CP0204 intelligenter, mit Software- und Hardwareerweiterungen für Statusüberwachung, Geräteschutz und Fernsteuerbarkeit.