DIYインテリジェントUPS：ZimaBoard用モジュラーパワーケース

エヴァ・ウォン

IceWhale author

エヴァ・ウォン は テクニカルライター であり ZimaSpaceの常駐ティンカーでもあります。 生涯のオタクであり、 ホームラボとオープンソースソフトウェアに情熱を持っています。彼女は複雑な技術的概念をわかりやすく、 実践的なガイドに翻訳することを専門としています。エヴァはセルフホスティングは楽しくあるべきで、怖がるものではないと信じています。彼女のチュートリアルを通じて、コミュニティが ハードウェアのセットアップを解明する手助けをしています。初めてのNAS構築からDockerコンテナの習得まで。

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

コミュニティ内でZimaBoard周辺機器の需要が非常に高く、UPSが主要な関心事の一つであることに気づきました。こちらはコミュニティクリエイターCP0204による非常にコンパクトで洗練されたスマートUPSで、ぜひ皆さんと共有したいと思います。

プロジェクト背景：

CP0204で使われる多くの機器、例えばARMボックスやZimaBoardシングルボードサーバーは、主に12V DC電源を使用しています。突然の停電による機器の動作状態の損傷や機械式ハードドライブのデータ損失を防ぐため、CP0204はバックアップ電源としてインテリジェントUPS電源の開発を決定しました。

設計コンセプト：

CP0204は成熟した電子モジュールを使った統合設計を選択しました。単にバックアップ電源を提供するだけの一般的なUPSと比べて、CP0204の設計はよりインテリジェントです：

停電時にUSBインターフェース経由で機器にシャットダウン命令を積極的に送信
アプリを通じた動作状況の遠隔監視をサポート
電源出力の遠隔制御をサポートし、遠隔での電源遮断を実現

ハードウェア設計：

主な構成部品：

ESP32 S2 Mini：システム全体の制御チップ
12V UPSモジュール：バックアップ電源を提供
12Vから5Vへのモジュール：ESP32への電源供給
18650バッテリーホルダー2本分
リレーなどの部品

(設計図、一部モジュールは表示されていません)

動作原理：

ESP32は入力電圧を継続的に監視し、入力電圧が12V未満になると停電と判断し、UPSモジュールを起動して18650バッテリー2本で電力を供給します。また、バッテリー残量が少なくなるとUSBインターフェースを使って機器にシャットダウン命令を送り、機器のシャットダウンを促します。
Wi-Fi機能も追加され、アプリを通じて状態の遠隔監視と電源出力の制御が可能になりました。

実装効果：

CP0204はカスタム設計のPCB基板をはんだ付けし、制御プログラムを書き込み、半透明の筐体にパッケージングして、小型で実用的なインテリジェントUPS電源を作成しました。

機器に接続すると、停電を自動検知し、データ損失や機器損傷を防ぐためにシャットダウンを通知します。動作状況はいつでもアプリで確認でき、電源出力も遠隔操作可能です。
ZimaBoardの低消費電力のおかげで、18650バッテリー2本の電力で停電後の正常なシャットダウンが可能です。

概要：

モジュラー設計のコンセプトを通じて、CP0204はインテリジェントUPSの主要機能を抽象化し、適切で成熟したモジュールを選択して統合し、最終的にプロジェクトのプロトタイプを作成しました。一般的なUPSと比べて、CP0204の設計はよりインテリジェントで、状態監視、機器保護、遠隔制御のためのソフトウェアおよびハードウェアの拡張が施されています。