Hemos observado que existe una gran demanda de periféricos para ZimaBoard en la comunidad, siendo las fuentes de alimentación ininterrumpida (SAI) una de las principales preocupaciones. Aquí presentamos un SAI inteligente muy compacto y sofisticado creado por el miembro de la comunidad CP0204, que consideramos valioso compartir con ustedes.
Antecedentes del Proyecto:
Muchos dispositivos usados por CP0204, como cajas ARM y el Servidor de Placa Única ZimaBoard, utilizan principalmente fuentes de alimentación de corriente continua de 12V. Para evitar daños en el funcionamiento de los dispositivos y la pérdida de datos en discos duros mecánicos durante cortes repentinos de energía, CP0204 decidió desarrollar una fuente de alimentación SAI inteligente como respaldo.
Concepto de Diseño:
CP0204 optó por usar módulos electrónicos maduros para un diseño integrado. En comparación con un SAI común que solo puede proporcionar energía de respaldo, el diseño de CP0204 es más inteligente:
- Envía activamente comandos de apagado a los dispositivos mediante la interfaz USB durante un corte de energía
- Soporta monitoreo remoto del estado de funcionamiento a través de una aplicación
- Permite el control remoto de la salida de energía para lograr el corte remoto de energía
Diseño del Hardware:
Componentes principales:
- ESP32 S2 Mini: Chip controlador de todo el sistema
- Módulo SAI de 12V: Proporciona energía de respaldo
- Módulo de 12V a 5V: Fuente de alimentación para el ESP32
- Portapilas para 2 baterías 18650
- Relé y otros componentes
(Diagrama de diseño, algunos módulos no mostrados)
Principio de Funcionamiento:
El ESP32 monitorea continuamente el voltaje de entrada. Cuando el voltaje de entrada es <12V, determina que hay un corte de energía y activa el módulo SAI para suministrar energía usando 2 baterías 18650. Además, cuando la batería está baja, utiliza la interfaz USB para enviar comandos de apagado a los dispositivos, indicándoles que se apaguen.
También se añadieron capacidades Wi-Fi para permitir el monitoreo remoto del estado y el control de la salida de energía mediante una aplicación.
Resultado de la Implementación:
CP0204 soldó la placa de circuito impreso diseñada a medida, cargó el programa de control y la alojó en una caja semitransparente para crear una fuente de alimentación SAI inteligente pequeña y práctica.
Al conectarse a los dispositivos, puede detectar automáticamente fallos de energía y notificar a los dispositivos para que se apaguen y así evitar la pérdida de datos o daños en los equipos. El estado de funcionamiento también puede ser consultado y la salida de energía controlada de forma remota en cualquier momento mediante la aplicación.
Gracias al bajo consumo de energía de ZimaBoard, la energía almacenada en dos baterías 18650 es suficiente para permitir un apagado normal tras un corte de energía.
Resumen:
A través del concepto de diseño modular, CP0204 abstrajo las funciones clave de un SAI inteligente y seleccionó módulos maduros apropiados para su integración, creando finalmente un prototipo del proyecto. En comparación con un SAI común, el diseño de CP0204 es más inteligente, con ampliaciones de software y hardware para el monitoreo del estado, protección de dispositivos y control remoto.
