We hebben gemerkt dat er binnen de gemeenschap veel vraag is naar randapparatuur voor ZimaBoard, waarbij een noodstroomvoorziening (UPS) een van de belangrijkste aandachtspunten is. Hier is een zeer compacte en verfijnde slimme UPS van gemeenschapsmaker CP0204 die we de moeite waard vonden om met u te delen.
Achtergrond van het project:
Veel apparaten die CP0204 gebruikt, zoals ARM-boxen en de ZimaBoard Single Board Server, gebruiken meestal 12V gelijkstroomvoedingen. Om schade aan de werking 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 ervoor om volwassen elektronische modules te gebruiken voor een geïntegreerd ontwerp. In vergelijking met gewone UPS’en die alleen noodstroom kunnen leveren, is het ontwerp van CP0204 slimmer:
- Stuurt bij stroomuitval actief uitschakelopdrachten naar apparaten via de USB-aansluiting
- Ondersteunt het op afstand volgen van de werkstatus via een app
- Ondersteunt het op afstand aan- en uitzetten van de stroomuitgang om stroomafsluiting op afstand mogelijk te maken
Hardwareontwerp:
Belangrijkste onderdelen:
- 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 onderdelen
(Ontwerpschema, sommige modules niet afgebeeld)
Werking:
De ESP32 houdt continu de ingangsspanning in de gaten. Wanneer de ingangsspanning <12V is, wordt een stroomuitval vastgesteld en activeert hij de UPS-module om stroom te leveren met behulp van 2 x 18650 batterijen. Ook wanneer de batterij bijna leeg is, stuurt hij via de USB-aansluiting uitschakelopdrachten naar de apparaten om ze uit te schakelen.
Wi-Fi-mogelijkheden zijn toegevoegd om het op afstand volgen van de status en het bedienen van de stroomuitgang via een app mogelijk te maken.
Resultaat van de uitvoering:
CP0204 heeft het zelf ontworpen printplaatje gesoldeerd, het besturingsprogramma geladen en het geheel in een halfdoorzichtige behuizing verpakt om een kleine en praktische intelligente UPS-voeding te maken.
Wanneer aangesloten op apparaten kan het automatisch stroomstoringen detecteren en de apparaten waarschuwen om uit te schakelen, zodat gegevensverlies of schade aan apparaten wordt 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 stroom in twee 18650 batterijen voldoende om na stroomuitval een normale uitschakeling mogelijk te maken.
Samenvatting:
Door het modulaire ontwerpconcept heeft CP0204 de kernfuncties van een intelligente UPS geabstraheerd en passende volwassen modules gekozen voor integratie, waarmee uiteindelijk een projectprototype is gemaakt. In vergelijking met gewone UPS’en is het ontwerp van CP0204 slimmer, met uitbreidingen in software en hardware voor statusbewaking, apparaatbescherming en bediening op afstand.
