DIY 지능형 UPS: ZimaBoard용 모듈형 전원 케이스

커뮤니티에서 ZimaBoard 주변기기에 대한 수요가 많다는 점을 알게 되었고, UPS가 주요 관심사 중 하나였습니다. 커뮤니티 제작자 CP0204가 만든 매우 컴팩트하고 정교한 스마트 UPS를 여러분과 공유할 가치가 있다고 생각했습니다.

프로젝트 배경:

CP0204에서 사용된 많은 장치들, 예를 들어 ARM 박스와 ZimaBoard 싱글 보드 서버는 대부분 12V DC 전원 공급을 사용합니다. 갑작스러운 정전 시 장치의 작동 상태 손상과 기계식 하드 드라이브 데이터 손실을 방지하기 위해 CP0204는 백업 전원으로서 지능형 UPS 전원 공급 장치를 개발하기로 결정했습니다.

설계 개념:

CP0204는 성숙한 전자 모듈을 사용한 통합 설계를 선택했습니다. 단순히 백업 전원만 제공하는 일반 UPS와 비교할 때 CP0204의 설계는 더 지능적입니다:

1. 정전 시 USB 인터페이스를 통해 장치에 종료 명령을 적극적으로 전송
2. 앱을 통한 작동 상태 원격 모니터링 지원
3. 전원 출력을 원격 제어하여 원격 전원 차단 지원

하드웨어 설계:

주요 부품:

• ESP32 S2 미니: 전체 시스템 제어 칩
• 12V UPS 모듈: 백업 전원 제공
• 12V to 5V 모듈: ESP32 전원 공급용
• 18650 배터리 홀더 2개
• 릴레이 및 기타 부품

(설계 도면, 일부 모듈 미표시)

작동 원리:

ESP32는 입력 전압을 지속적으로 모니터링합니다. 입력 전압이 12V 미만일 때 정전을 판단하고 UPS 모듈을 활성화하여 18650 배터리 2개로 전원을 공급합니다. 또한 배터리가 부족할 때 USB 인터페이스를 통해 장치에 종료 명령을 보내 종료를 유도합니다.
Wi-Fi 기능도 추가되어 앱을 통해 상태 원격 모니터링과 전원 출력 제어가 가능합니다.

구현 효과:

CP0204는 맞춤 설계된 PCB 보드를 납땜하고 제어 프로그램을 플래시한 후 반투명 케이스에 포장하여 작고 실용적인 지능형 UPS 전원 공급 장치를 만들었습니다.

장치에 연결되면 정전을 자동으로 감지하고 장치에 종료를 알려 데이터 손실이나 장치 손상을 방지합니다. 작동 상태도 언제든지 앱을 통해 확인할 수 있으며 전원 출력도 원격으로 제어할 수 있습니다.
ZimaBoard의 낮은 전력 소비 덕분에 18650 배터리 2개의 전력으로 정전 후 정상적인 종료가 가능합니다.

요약:

모듈형 설계 개념을 통해 CP0204는 지능형 UPS의 핵심 기능을 추상화하고 적절한 성숙 모듈을 선택하여 통합함으로써 최종적으로 프로젝트 프로토타입을 만들었습니다. 일반 UPS와 비교할 때 CP0204의 설계는 더 지능적이며, 상태 모니터링, 장치 보호 및 원격 제어를 위한 소프트웨어와 하드웨어 확장이 포함되어 있습니다.