Abbiamo notato che nella comunità c’è una grande richiesta di periferiche per ZimaBoard, con l’UPS che rappresenta una delle principali preoccupazioni. Ecco un UPS intelligente molto compatto e sofisticato realizzato dal creatore della comunità CP0204 che abbiamo ritenuto valesse la pena condividere con voi.
Contesto del progetto:
Molti dispositivi utilizzati da CP0204, come le scatole ARM e il Server a scheda singola ZimaBoard, usano per lo più alimentatori a corrente continua da 12V. Per evitare danni allo stato di funzionamento dei dispositivi e la perdita di dati su dischi rigidi meccanici durante improvvise interruzioni di corrente, CP0204 ha deciso di sviluppare un alimentatore UPS intelligente come fonte di energia di riserva.
Concetto di progettazione:
CP0204 ha scelto di utilizzare moduli elettronici consolidati per un design integrato. Rispetto agli UPS ordinari che possono solo fornire energia di riserva, il progetto di CP0204 è più intelligente:
- Invia attivamente comandi di spegnimento ai dispositivi tramite interfaccia USB durante l’interruzione di corrente
- Supporta il monitoraggio remoto dello stato di funzionamento tramite app
- Supporta il controllo remoto dell’erogazione di energia per realizzare l’interruzione remota dell’alimentazione
Progettazione hardware:
Componenti principali:
- ESP32 S2 Mini: chip di controllo dell’intero sistema
- Modulo UPS 12V: fornisce energia di riserva
- Modulo da 12V a 5V: alimentazione per ESP32
- Porta batterie 2 x 18650
- Relè e altri componenti
(Schema di progettazione, alcuni moduli non mostrati)
Principio di funzionamento:
L’ESP32 monitora continuamente la tensione in ingresso. Quando la tensione in ingresso <12V, rileva l’interruzione di corrente e attiva il modulo UPS per fornire energia utilizzando 2 batterie 18650. Inoltre, quando la batteria è scarica, invia tramite l’interfaccia USB comandi di spegnimento ai dispositivi, invitandoli a spegnersi.
Viene inoltre aggiunta la connettività Wi-Fi per consentire il monitoraggio remoto dello stato e il controllo dell’erogazione di energia tramite app.
Effetto dell’implementazione:
CP0204 ha saldato la scheda PCB progettata su misura, caricato il programma di controllo e l’ha racchiusa in un contenitore semitrasparente per creare un alimentatore UPS intelligente piccolo e pratico.
Quando collegato ai dispositivi, può rilevare automaticamente le interruzioni di corrente e notificare ai dispositivi di spegnersi per evitare la perdita di dati o danni ai dispositivi. Lo stato di funzionamento può inoltre essere visualizzato e l’erogazione di energia controllata da remoto tramite app in qualsiasi momento.
Grazie al basso consumo energetico di ZimaBoard, l’energia contenuta in due batterie 18650 è sufficiente per consentire uno spegnimento normale dopo l’interruzione di corrente.
Riepilogo:
Attraverso il concetto di progettazione modulare, CP0204 ha estratto le funzioni chiave di un UPS intelligente e ha selezionato moduli maturi appropriati per l’integrazione, creando infine un prototipo di progetto. Rispetto agli UPS ordinari, il progetto di CP0204 è più intelligente, con ampliamenti software e hardware per il monitoraggio dello stato, la protezione dei dispositivi e il controllo remoto.
