Doe-het-zelf intelligente UPS: Modulaire stroomkast voor ZimaBoard

Eva Wong

IceWhale author

Eva Wong is de Technisch Schrijver en en vaste knutselaar bij ZimaSpace. Een levenslange geek met een passie voor homelabs en open-source software, zij is gespecialiseerd in het vertalen van complexe technische concepten naar toegankelijke, praktische handleidingen. Eva gelooft dat zelf-hosting leuk moet zijn, niet intimiderend. Met haar tutorials stelt ze de community in staat om hardware-setup te ontrafelen, van het bouwen van hun eerste NAS tot het beheersen van Docker-containers.

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

We hebben gemerkt dat er veel vraag is naar ZimaBoard-accessoires in de community, waarbij UPS een van de belangrijkste aandachtspunten is. Hier is een zeer compacte en geavanceerde slimme UPS van communitymaker CP0204 die we de moeite waard vonden om met u te delen.

Projectachtergrond:

Veel apparaten die in CP0204 worden gebruikt, zoals ARM-boxen en ZimaBoard Single Board Server, gebruiken meestal 12V DC-voedingen. Om schade aan de werkstatus van de apparaten en verlies van gegevens op mechanische harde schijven bij plotselinge stroomuitval te voorkomen, besloot CP0204 een intelligente UPS-voeding te ontwikkelen als noodstroombron.

Ontwerpconcept:

CP0204 koos voor het gebruik van volwassen elektronische modules voor geïntegreerd ontwerp. In vergelijking met gewone UPS-systemen die alleen noodstroom kunnen leveren, is het ontwerp van CP0204 intelligenter:

Stuurt actief afsluitcommando’s naar apparaten via USB-interface tijdens stroomuitval
Ondersteunt statusbewaking op afstand via app
Ondersteunt afstandsbediening van stroomuitgang om stroom op afstand uit te schakelen

Hardwareontwerp:

Hoofdcomponenten:

ESP32 S2 Mini: besturingschip van het hele systeem
12V UPS-module: levert noodstroom
12V naar 5V module: voeding voor ESP32
2 x 18650 batterijhouder
Relais en andere componenten

(Ontwerpschema, sommige modules niet weergegeven)

Werking:

De ESP32 bewaakt continu de ingangsspanning. Wanneer de ingangsspanning <12V is, wordt een stroomuitval vastgesteld en activeert het de UPS-module om stroom te leveren met 2 x 18650-batterijen. Ook wanneer de batterij bijna leeg is, gebruikt het de USB-interface om afsluitcommando’s naar apparaten te sturen, zodat deze kunnen afsluiten.
Wi-Fi-mogelijkheden zijn ook toegevoegd om statusbewaking op afstand en stroomuitgangscontrole via een app mogelijk te maken.

Implementatie-effect:

CP0204 heeft het speciaal ontworpen PCB-bord gesoldeerd, het besturingsprogramma geflasht en het verpakt in een halftransparante behuizing om een kleine en praktische intelligente UPS-voeding te creëren.

Wanneer aangesloten op apparaten, kan het automatisch stroomstoringen detecteren en apparaten waarschuwen om af te sluiten om gegevensverlies of apparaatbeschadiging te voorkomen. De werkstatus kan ook op elk moment via een app worden bekeken en de stroomuitgang op afstand worden geregeld.
Dankzij het lage stroomverbruik van ZimaBoard is de energie in twee 18650-batterijen voldoende om een normale afsluiting mogelijk te maken na stroomuitval.

Samenvatting:

Door het modulaire ontwerpconcept heeft CP0204 de kernfuncties van een intelligente UPS geabstraheerd en geschikte volwassen modules geselecteerd voor integratie, wat uiteindelijk heeft geleid tot een projectprototype. In vergelijking met gewone UPS-systemen is het ontwerp van CP0204 intelligenter, met software- en hardware-uitbreidingen voor statusbewaking, apparaatbescherming en afstandsbediening.