Gör-det-själv intelligent UPS: Modulärt strömskal för ZimaBoard

Eva Wong

IceWhale author

Eva Wong är teknisk skribent och fast boende fixare på ZimaSpace. En livslång nörd med en passion för hemma-labb och öppen källkod, hon specialiserar sig på att översätta komplexa tekniska koncept till tillgängliga, praktiska guider. Eva anser att självhosting ska vara roligt, inte skrämmande. Genom sina handledningar ger hon gemenskapen verktygen att avmystifiera hårdvaruinstallationer, från att bygga sin första NAS till att bemästra Docker-containrar.

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

Vi har märkt att det finns en stor efterfrågan på ZimaBoard-tillbehör i communityn, där UPS är en av de största frågorna. Här är en mycket kompakt och sofistikerad smart UPS från communityskaparen CP0204 som vi tyckte var värd att dela med dig.

Projektbakgrund:

Många enheter som används i CP0204, såsom ARM-boxar och ZimaBoard Single Board Server, använder oftast 12V DC-strömförsörjning. För att förhindra skador på enheternas arbetsstatus och förlust av data på mekaniska hårddiskar vid plötsliga strömavbrott beslutade CP0204 att utveckla en intelligent UPS-strömförsörjning som reservkraft.

Designkoncept:

CP0204 valde att använda mogna elektroniska moduler för integrerad design. Jämfört med vanliga UPS som bara kan ge reservkraft är CP0204:s design mer intelligent:

Skickar aktivt avstängningskommandon till enheter via USB-gränssnitt vid strömavbrott
Stödjer fjärrövervakning av arbetsstatus via app
Stödjer fjärrstyrning av strömförsörjningen för att möjliggöra fjärravstängning

Hårdvarudesign:

Huvudkomponenter:

ESP32 S2 Mini: Kontrollchip för hela systemet
12V UPS-modul: Ger reservkraft
12V till 5V-modul: Strömförsörjning för ESP32
2 x 18650 batterihållare
Relä och andra komponenter

(Designschema, vissa moduler visas inte)

Arbetsprincip:

ESP32 övervakar kontinuerligt ingångsspänningen. När ingångsspänningen <12V bedömer den att strömavbrott inträffat och aktiverar UPS-modulen för att leverera ström med hjälp av 2 x 18650-batterier. Dessutom, när batteriet är lågt, använder den USB-gränssnittet för att skicka avstängningskommandon till enheterna och uppmanar dem att stänga av.
Wi-Fi-funktioner har också lagts till för att möjliggöra fjärrövervakning av status och styrning av strömförsörjningen via app.

Implementeringseffekt:

CP0204 lödde den specialdesignade PCB-kortet, flashade styrprogrammet och förpackade det i ett halvgenomskinligt hölje för att skapa en liten och praktisk intelligent UPS-strömförsörjning.

När den är ansluten till enheter kan den automatiskt upptäcka strömavbrott och meddela enheterna att stänga av för att förhindra dataförlust eller skador på enheten. Arbetsstatus kan också ses och strömförsörjningen styras på distans via app när som helst.
Tack vare ZimaBoards låga strömförbrukning räcker kraften i två 18650-batterier för att möjliggöra normal avstängning efter strömavbrott.

Sammanfattning:

Genom det modulära designkonceptet har CP0204 abstraherat nyckelfunktionerna hos en intelligent UPS och valt lämpliga mogna moduler för integration, vilket slutligen skapade en projektprototyp. Jämfört med vanliga UPS är CP0204:s design mer intelligent, med mjukvaru- och hårdvarutillägg för statusövervakning, enhetsskydd och fjärrstyrning.