UPS Inteligente DIY: Caja de Energía Modular para ZimaBoard

Eva Wong

IceWhale author

Eva Wong es la Redactora técnica y manitas residente en ZimaSpace. Una geek de toda la vida con pasión por los homelabs y el software de código abierto, se especializa en traducir conceptos técnicos complejos en guías accesibles y prácticas. Eva cree que el autoalojamiento debe ser divertido, no intimidante. A través de sus tutoriales, empodera a la comunidad para desmitificar las configuraciones de hardware, desde construir su primer NAS hasta dominar los contenedores Docker.

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

Hemos notado que existe una gran demanda de periféricos para ZimaBoard en la comunidad, siendo el UPS una de las principales preocupaciones. Aquí presentamos un UPS inteligente muy compacto y sofisticado del creador comunitario CP0204 que pensamos que vale la pena compartir contigo.

Antecedentes del proyecto:

Muchos dispositivos usados en CP0204, como cajas ARM y ZimaBoard Single Board Server, usan mayormente fuentes de alimentación de 12V DC. Para evitar daños en el estado de funcionamiento de los dispositivos y pérdida de datos en discos duros mecánicos durante cortes de energía repentinos, CP0204 decidió desarrollar una fuente de alimentación UPS inteligente como fuente de energía de respaldo.

Concepto de diseño:

CP0204 eligió usar módulos electrónicos maduros para un diseño integrado. En comparación con un UPS común que solo puede proporcionar energía de respaldo, el diseño de CP0204 es más inteligente:

Envía activamente comandos de apagado a dispositivos vía interfaz USB durante cortes de energía
Soporta monitoreo remoto del estado de funcionamiento vía app
Soporta control remoto de la salida de energía para lograr corte remoto de energía

Diseño de hardware:

Componentes principales:

ESP32 S2 Mini: Chip de control de todo el sistema
Módulo UPS 12V: Proporciona energía de respaldo
Módulo 12V a 5V: Fuente de alimentación para ESP32
Porta baterías para 2 x 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 un corte de energía y activa el módulo UPS para suministrar energía usando 2 baterías 18650. Además, cuando la batería está baja, usa 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 vía app.

Efecto de la implementación:

CP0204 soldó la placa PCB diseñada a medida, cargó el programa de control y la empaquetó en una carcasa semitransparente para crear una fuente de alimentación UPS inteligente pequeña y práctica.

Cuando está conectado a dispositivos, puede detectar automáticamente fallos de energía y notificar a los dispositivos para que se apaguen y así evitar pérdida de datos o daños en el dispositivo. El estado de funcionamiento también puede verse y la salida de energía controlarse remotamente vía app en cualquier momento.
Gracias al bajo consumo de energía de ZimaBoard, la energía 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 UPS inteligente y seleccionó módulos maduros apropiados para la integración, creando finalmente un prototipo de proyecto. En comparación con un UPS común, el diseño de CP0204 es más inteligente, con expansiones de software y hardware para monitoreo de estado, protección del dispositivo y control remoto.