18+ Некоторые материалы сайта могут содержать информацию, запрещенную для детей.

Запись от AZM на субдомене raspberrypi
Все записи на субдомене: Raspberry Pi как использовать, проекты на и для Raspberry Pi

Бесперебойное питание для Raspberry PI
Источники бесперебойного питания для обычных компьютеров не совсем подходят для обеспечения бесперебойным питанием мелких устройств потребляющих единицы ватт и питающихся от низких напряжений, это связано с тем, что в обычных ИБП энергия запасается в аккумуляторе 12 вольт, в то время как на выходе формируется на выходе 220 вольт переменного тока частотой 50Гц да ещё и с расчётом на значительную нагрузку, что связано с потерями соизмеримыми с потреблением небольшого устройства, вроде Raspberry pi. Более того, многие ИБП не рассчитаны на длительную (3-5 часов) работу от аккумулятора в принципе.

Источник бесперебойного питания для Raspberry PI
После некоторых размышлений, я решил сделать самостоятельную схему бесперебойного питания для своей Raspberry pi.
В качестве хранилища резервной энергии был выбран герметичный свинцовый аккумулятор напряжением 12 вольт и ёмкостью 2.3 ампер/часа применяемый для бесперебойного питания охранных систем.
Общая блок-схема источника бесперебойного питания для Raspberry pi такая:
Блок схема источника бесперебойного питания для Raspberry pi


Я не стал применять коммутацию источников с помощью реле, потому что реле это механика, а механика на мой взгляд не очень надёжна, да и на диодах схема коммутации проще, коммутация проходит "мягко", без скачков и выбросов напряжения. Что до упрощения схемы, то тут сильно не разгуляешься, ведь даже если взять аккумулятор на напряжение не 12, а 6 вольт и источник сетевого питания с выходным напряжением 5 вольт, всё равно потребуется преобразователь - для зарядки аккумулятора, а при сетевом источнике питания 5 вольт и необходимом малине напряжении питания 5 вольт, диоды уже не поставить, ведь на них падает приблизительно 0.5 вольта, пришлось бы ставить реле, которым потребовалось бы управлять некой схемой отслеживающий падение напряжения с сетевого источника питания.

Комплект всего, что потребуется для создания источника бесперебойного питания для малины (сама малина на фото, что бы по ней оценить габариты, это модель B, без плюса):
комплект блоков для создания источника бесперебойного питания малины (PRI)


В качестве преобразователя "12 вольт -> 5 вольт" (DC/DC понижающий импульсный преобразователь) применён купленный в магазине модуль собранный на микросхеме MP3207 (выходной ток до 3 ампер).
В продаже есть разные модули понижающих преобразователей, например, на микросхеме LM2596 (aliexpress.com - LM2596 Power Module DC-DC Buck Converter Step Down), подойдёт любой на ток не менее 2 ампера с возможностью выставить выходное напряжение 5 вольт.
Мой модуль выглядит вот так (на фото обведён красным):


Блок питания выбрал "из кучи" он у меня валялся уже без корпуса и изначально выдавал напряжение 12 вольт, но немного "уличной магии с паяльником" и он начал выдавать 14.2 вольта, с учётом падения напряжения на диоде через который он включается в схему и получается как раз 13.7 вольта на клеммах аккумулятора (при отключенном аккумуляторе).
Производитель аккумулятора написал на корпусе самого аккумулятора, что его надлежит заряжать током не более 0.67 ампера и в буферном режиме держать под напряжением от 13.5 до 13.8 вольта, так аккумулятор обещает прожить 5 лет (кому интересно, могут прочитать статью в интернет: Ликбез по кислотным аккумуляторам), что бы ограничить ток заряда в схеме и присутствует резистор 16 Ом, его мощность должна быть порядка 0.5 ватта или больше, при зарадке полностью разряженного аккумулятора на нём будет выделяться 0.24 ватта тепла.

Собранные компоненты согласно блок схеме выглядят вот так:

пока ещё не расчертил и не заказал корпус для своей малины, всё это выглядит неприглядно, но это работает.

Сколько малина сможет проработать от такого источника?
Энергоёмкость моего аккумулятора, ватт/часов = 12 вольт * 2.3 ампер_часа = 27.6 ватт/часа.
Пиковое потребление малины в режиме "просто загруженной операционки, апача и мускуля" = 5 вольт * 0.47 ампера = 2.35 ватта.
Соответственно проработать малина может без учёта КПД преобразователя = 27.6 / 2.35 = 11.74 часа или 11 часов 44 минуты.
Приму КПД преобразователя "12->5" за 80%, хотя производитель заявляет 90%, но будем реалистами, ведь есть падение напряжения на диодах коммутации, на проводах, итого получаем: 11.74 часа * 0.8 = 9.39 часа или 9 часов 23 минуты.
Мне этого вполне достаточно для реализации моих проектов у меня дома. У меня ещё ни разу не отключали свет на такой долгий срок.
Кому этого мало, могут поставить аккумулятор большей ёмкости.

Что где покупалось:

* Аврора, системы безопасности Новосибирск - Аккумулятор FB 12-2.3 Ач
Купить аккумулятор в крупной компании занимающейся охранными системами оказалось гораздо выгоднее чем в компьютерных конторах и даже специализированных компаниях торгующих аккумуляторами, думаю потому, что для компаний вроде указанной выше аккумуляторы это расходник и сопутствующий товар, в то время как в других компаниях это основной товар на который делают ставку и лупят цены.

* Радиосфера, Новосибирск - Понижающий DC-DC конвертер на MP2307
Изначально конвертор был с выходным напряжением на 3.3 вольта, но немного "уличной магии с паяльником" и он стал на 5 вольт выходного напряжения.

Задать свои вопросы/обсудить можно здесь:
Форум на raspberrypi.ru - Бесперебойное питание для Raspberry PI - как сделал я.

Добавлено: 1031 дн 23 час 17 мин 38 сек назад | Внесений правок: 2 | Последняя правка: 1031 дн 23 час 9 мин 14 сек назад



Raspberry Pi как использовать, проекты на и для Raspberry Pi