UPS Intelligente Fai-da-Te: Case di Alimentazione Modulare per ZimaBoard

Eva Wong

IceWhale author

Eva Wong è la Technical Writer e smanettatrice residente di ZimaSpace. Una geek da sempre con una passione per homelab e software open source, si specializza nel tradurre concetti tecnici complessi in guide pratiche e accessibili .Eva crede che l'auto-hosting debba essere divertente, non intimidatorio. Attraverso i suoi tutorial, dà potere alla community di demistificare le configurazioni hardware, dalla costruzione del primo NAS al dominio dei container Docker.

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

Abbiamo notato che nella community c'è una grande richiesta di periferiche per ZimaBoard, con l'UPS come una delle principali preoccupazioni. Ecco un UPS intelligente molto compatto e sofisticato del creatore della community CP0204 che abbiamo ritenuto valesse la pena condividere con voi.

Contesto del progetto:

Molti dispositivi utilizzati in CP0204, come le ARM box e il ZimaBoard Single Board Server, utilizzano per lo più alimentatori DC da 12V. Per prevenire danni allo stato di funzionamento dei dispositivi e la perdita di dati da hard disk meccanici durante interruzioni improvvise di corrente, CP0204 ha deciso di sviluppare un alimentatore UPS intelligente come fonte di alimentazione di backup.

Concetto di design:

CP0204 ha scelto di utilizzare moduli elettronici maturi per un design integrato. Rispetto agli UPS ordinari che possono solo fornire alimentazione di backup, il design 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'uscita di potenza per ottenere l'interruzione remota dell'alimentazione

Progettazione hardware:

Componenti principali:

ESP32 S2 Mini: Chip di controllo dell'intero sistema
Modulo UPS 12V: Fornisce alimentazione di backup
Modulo 12V a 5V: Alimentazione per ESP32
Portabatterie 2 x 18650
Relè e altri componenti

(Diagramma di progettazione, alcuni moduli non mostrati)

Principio di funzionamento:

L'ESP32 monitora continuamente la tensione di ingresso. Quando la tensione di ingresso <12V, determina un'interruzione di corrente e attiva il modulo UPS per fornire energia utilizzando 2 batterie 18650. Inoltre, quando la batteria è scarica, utilizza l'interfaccia USB per inviare comandi di spegnimento ai dispositivi, invitandoli a spegnersi.
Sono state aggiunte capacità Wi-Fi per consentire il monitoraggio remoto dello stato e il controllo dell'uscita di potenza tramite app.

Effetto dell'implementazione:

CP0204 ha saldato la scheda PCB progettata su misura, caricato il programma di controllo e l'ha confezionata in un involucro 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 prevenire la perdita di dati o danni ai dispositivi. Lo stato di funzionamento può anche essere visualizzato e l'uscita di potenza 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 lo spegnimento normale dopo un'interruzione di corrente.

Sommario:

Attraverso il concetto di design modulare, CP0204 ha astratto 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 design di CP0204 è più intelligente, con espansioni software e hardware per il monitoraggio dello stato, la protezione del dispositivo e il controllo remoto.