Comment créer un système de sauvegarde de la batterie de type UPS?

Comme nous le savons tous, le Raspberry Pi n’utilise pas vraiment beaucoup de puissance (5v + 700mA est la spécification).

J'aimerais construire une batterie de secours en cas de panne de courant, de manière très bricolage. Je n'ai pas besoin de protection contre les surtensions ni d'autres options fantaisistes, mais simplement d'une protection contre les coupures de courant mineures et les baisses de tension.

Comment puis-je mettre une pile de secours entre le Raspberry Pi et le chargeur de téléphone que j'utilise pour l'exécuter?

Votre question est plus adaptée au site de Electrical Design Stackexchenge - Parce que vous pouvez toujours compter sur les gourous, comme Oli, pour vous aider à concevoir des circuits faciles et à jour.

Je pense que beaucoup d'autres Raspberrians vont poser cette question, donc c'est en fait un très bon endroit pour répondre à votre question.

Ma réponse ira plus dans l'ingénierie de votre propre circuit afin que vous puissiez avoir le plein contrôle de ce que vous voulez qu'il fasse.

Le circuit devrait gérer ...

1. Décidez initialement du type de circuit dont vous avez besoin. Alimenté par USB 5V? ou peut-être par une source de 12 volts? Vous pouvez également l’alimenter à partir d’une source d’alimentation inférieure, telle que 3,3 V / 1,5 V, mais est très inefficace pour convertir le courant. Cette décision contribue également de manière fondamentale au type de régulateur de tension que vous allez utiliser… le cas échéant.
2. Garder la batterie chargée pendant le fonctionnement normal (chaque type de batterie nécessite également des caractéristiques de charge, acide de plomb, Ni-Cd, Li-Ion, etc.)
3. Le circuit doit détecter quand l'alimentation principale (USB + 5V) cesse de fournir de l'énergie ou similaire.
4. Le circuit de secours pour charger votre type de batterie et un circuit intégré pour éventuellement renvoyer l’alimentation dans le circuit principal lorsque celui-ci est hors tension.
5. Optionnel. Créez un déclencheur dans le circuit qui se connecte au système d’E / S du Raspberry PI pour vous envoyer un e-mail, un message texte, émettre un appel téléphonique, déclencher une alarme ou éteindre les lumières de votre cuisine.

En recherchant sur Internet, la plupart des circuits UPS et des circuits informatiques comprendront un transformateur permettant de réduire les tensions 110V / 220V à 12 Volts DC.

• Voici un circuit très simple utilisé avec des batteries plomb-acide (elles sont faciles à charger et se maintiennent très longtemps). N'essayez pas de charger un autre type de batterie avec un circuit ... elles vont exploser!

Liste des pièces:

• R1 - 39 ohms 1 / 2W
• D1, D3, D4 - 1N4001 ou diode similaire
• D2 - 13V classé Zener 1W
• Condensateur électrolytique C1 - 220uF évalué à 25V
• Condensateur électrolytique C2 - 10uF évalué à 10V
• IC - 7805 ou régulateur 5V similaire
• BAT - Pile au plomb de 12V avec une capacité nominale d'au moins 1,2 Ah
• Entrée CC - 12 volts cc

• J'ai trouvé ce circuit en fouillant sur Internet. Ce type déchire un ordinateur portable et recycle quelques pièces pour en faire un système correct - N'oubliez pas de réguler la tension de sortie à 5V

• Le circuit final - l’un des moyens les plus simples et probablement celui que beaucoup de gens préféreraient utiliser est un circuit UPS à charge USB utilisant de petites batteries au lithium. Engineering SE a répondu à cette question . Veuillez vous reporter à la réponse pour plus de détails .

Vous n'avez pas envie de construire vos propres circuits? Il y a ce MUPS disponible à l'achat (disparu, désolé) qui fait à peu près ce que la conception finale du circuit décrit.

Références

• Vous pouvez trouver beaucoup plus de circuits sur ce site - WebArchive https://web.archive.org/web/20161028081245/http://www.simple-electronics.com/2012/02/5v-ups-circuit.html (s'il vous plaît faire un don)
• Les moteurs de recherche trouveront également de nombreux autres faits et solutions intéressants.
• Visitez Electrical Stack si vous avez des questions sur la conception des circuits.

J'ai construit un convertisseur de 12v à 5v

Cela suffit pour le besoin en 5v de RaspberryPi. Il donne également le courant pour le ventilateur avec thermostat réglable (12v) et même un hub USB actif (à l'avenir). Tout (Raspberry Pi, convertisseur et thermostat) est enfermé dans une boîte de routeur (j'ai même de la place pour un disque dur 2,5 "supplémentaire, un modem 3G et / ou une unité GPS;))

Un tel convertisseur peut convertir l’alimentation d’une batterie (par exemple de 5 piles AA ou plus) et SAFELY donner 5V pour Raspberry (attention à la tension!). Le convertisseur est assez petit (je pense 3 x 10 x 1,5 cm). Mais si vous êtes doué pour souder et construire des cartes de circuit imprimé, vous pouvez le faire plus petit.

C’est le convertisseur que j’utilise avec un exemple de schéma.

Cela fonctionne très bien, vous pouvez connecter de 7 à 40 V à partir de piles. Et nous avons max 3 ampères du côté 5v.

Si vous devez basculer entre le chargeur de téléphone et le bloc-batterie, vous devez créer un commutateur (lorsque l’alimentation provenant du chargeur s’éteint, le bloc-batterie est connecté et vice-versa). Je pense que c'est assez simple (transistor, condensateur ... juste quelques éléments). Ou le faire manuellement;)

J'ai trouvé la question très intéressante, mais je ne suis pas vraiment intéressée par la soudure et le tripotage avec des résistances, etc., et je suis sûr que d'autres personnes pourraient trébucher sur la question de l'OP avec l'espoir d'un produit prêt à l'emploi.

J'ai donc trouvé cela qui, pour mes besoins, serait en fait génial. Achetez, attendez quelques jours, branchez et alto.

Je l'ai trouvé sur DX.COM

Comme indiqué dans les commentaires. Il semble qu’il pourrait y avoir un problème de consommation d’énergie élevée… donc en fin de journée, il va falloir l’ouvrir et l’amuser. Mais il convient au modèle A.

Toute batterie USB externe avec protection intégrée contre la surcharge aidera votre Pi à survivre à une panne de courant. Cela fonctionnera simplement comme un homme pauvre UPS pour votre Pi . http://www.google.com/search?ie=UTF-8&oe=utf-8&q=usb+battery+pack

Voici un UPS pour le Raspberry PI: http://www.eevblog.com/forum/projects/raspberry-pi-server-with-diy-ups/

De plus, avec des changements suffisants et des circuits de sécurité suffisants, les piles rechargeables au lithium peuvent être chargées à la charge. Dans ce cas, il est préférable d'utiliser une seule cellule et un convertisseur élévateur de sorte que des circuits d'équilibrage ne soient pas nécessaires. Voici quelques informations sur les piles au lithium à charge flottante: http://www.electronicsweekly.com/Articles/01/02/2006/37528/Float-charging-lithium-ion-cells.htm

Vous voulez donc un simple bricolage fiable comme un bloc d'alimentation pour votre RPi:

1. obtenir une batterie scellée 12v Pb (j'utilise une batterie de 5 Ah)
2. obtenir une alimentation à découpage de 220Vac à 12v (j'utilise 12v 4A)
3. obtenir une voiture plus légère à la prise usb (8v - 24v entrée, sortie = 5v 2A) mode commuté
4. obtenez une diode pouvant gérer 4A et une résistance de 0,5 ohm à 5 watts pour limiter le courant en rechargeant une batterie vide
5. Procurez-vous un câble de charge USB vers téléphone portable universel. Il comporte 10 prises différentes avec des câbles courts, un pour alimenter le RPi, un autre pour le hub USB, un autre pour tous les sauts à l’esprit ..... encore beaucoup à gauche

Câblez-le comme suit:

• du + 12v de l'alimentation à l'anode de la diode

• de la cathode de la diode à la batterie scellée 5Ah Pb, cela protège contre l’alimentation en décharge de la batterie en l'absence de 220v

• Puis du + de la batterie vers la "prise allume-cigare vers usb" + 5v 2A

, branchez le câble USB

J'aimais mettre une photo de toutes les pièces nécessaires, mais je ne suis pas autorisé par ce site Web avant d'avoir reçu 10 points ... quand cela se produira, alors je posterai la photo.

Résultats de l'exécution du RPi (ssh, wospi, lighttpd) + console Davis VPro2 + (console ajoutée 300mA) + concentrateur USB: après 20 heures d'utilisation, la tension de la batterie est passée de 13,08v à 11,77v! Considérant que 10v est vide, cela signifie assez de jus pour au moins 32 heures sur une batterie de 5 Ah coûte 30 USD, le tout neuf

Voici une solution UPS à supercondensateur pour les baisses de tension et les arrêts sécurisés.

La principale différence par rapport aux autres circuits de type UPS est qu’il n’est pas nécessaire d’utiliser des batteries. Cela permet d'éviter de nombreux problèmes, tels que le recyclage des piles après la fin de leur vie, l'énergie est stockée dans les supercaps qui sont soudées au PCB. Pourquoi pas, quand la durée de vie des supercaps est égale à celle de l’ensemble du circuit imprimé? Vous n'avez pas à vous soucier de la surcharge et de tous les problèmes de température, comme charger uniquement à des températures supérieures à zéro. Les supercaps n'ont pas d'effet mémoire. Ils n'ont pas besoin de décharge et de cycles de charge pour rester en bonne santé.

D'un autre côté: les supercaps n'ont pas la densité d'énergie des batteries, mais le circuit ne devrait sauvegarder que les pannes de courant ou les baisses de tension à court terme. Vous n’avez vraiment pas besoin d’une batterie d’une capacité de 2000 mAh pour sauvegarder 1A pendant quelques secondes. Laissez-nous évaluer: 700mA pendant 30 secondes est une capacité de 5,9 mAh dont vous avez besoin à 5V. Avez-vous déjà vu une batterie avec cette petite capacité? Même si elle existait, vous ne seriez jamais capable de tirer 700mA d’une batterie si petite. En d'autres termes: l'onduleur à batterie pour des temps de sauvegarde courts TOUJOURS utiliser des batteries avec une capacité extrêmement surdimensionnée. Un supercondensateur est capable de générer un courant de quelques ampères même à de très petites capacités. Je pense donc que les batteries ne sont pas le dispositif de stockage d'énergie optimal dans ce cas.

Une chose est un peu compliquée à utiliser avec des supercondensateurs: la tension au supercondensateur dépend de l'état de charge, de sorte que la nécessité d'un convertisseur élévateur / abaisseur rend l'utilisation un peu compliquée si vous pensez à DYI.

Le LiPo Rider Pro était destiné aux applications solaires, mais le port USB peut également charger la batterie, vous n’avez donc pas vraiment besoin d’un panneau. Couplé avec une batterie LiPo plus grosse, il devrait permettre au Raspberry Pi de rester en vie pendant plusieurs heures.

Je suis en train de poster cela dans toutes les questions d'UPS sur Stack Exchange parce que je cherchais quelque chose de similaire et que je ne trouvais jamais les réponses qui me plaisaient. J'ai donc fini par le rechercher moi-même. Vous pouvez utiliser un onduleur standard standard et le package Network UPS Tools (NUT) pour permettre à un Pi de s’éteindre lui-même en cas de panne de courant. Je viens de poster un article que j'ai écrit avec des instructions pas à pas pour le configurer:

https://melgrubb.wordpress.com/2014/09/05/raspberry-pi-home-server-part-15power-failures/

Bien sûr, si ce que vous recherchiez vraiment était un projet de matériel de bricolage, je crains que cela ne nécessite aucune soudure.

Vous pouvez en essayer un et utiliser une batterie au lieu d'un super condensateur.

Comme d'autres l'ont déjà indiqué, une banque d'alimentation USB est une solution simple et relativement peu coûteuse. Assurez-vous d’en obtenir un qui prenne en charge la charge et la décharge en même temps (ce qui, malheureusement, n’est généralement pas indiqué - vous devrez le comprendre).

Le Pi consomme généralement entre ~ 200 et 500 mA au nord; pour les modèles ultérieurs, le maximum est de 2000 mA. Ainsi, une banque de puissance de 6000 mAh vous donnera entre 3 heures et une journée d’alimentation sur batterie; assurez-vous de disposer d'une banque d'alimentation d'une capacité suffisante.

Branchez votre Pi à la sortie de votre banque d’alimentation et le chargeur à son entrée. Si le courant est coupé, votre Pi continuera à fonctionner jusqu'à ce que le courant soit rétabli ou que la batterie s'épuise.

Les limitations sont que le Pi n'a aucun moyen de savoir s'il fonctionne sur secteur ou sur batterie, ou combien de charge de batterie est disponible. Par conséquent, si la batterie s’épuise avant que l’alimentation soit rétablie, l’arrêt sera malpropre.

Une solution plus avancée, impliquant également une banque d'alimentation, est décrite à l' adresse https://raspi-ups.appspot.com/en/index.jsp . Il comprend un démon qui utilise la connexion Ethernet pour déterminer s’il fonctionne sur le secteur. Si la connexion Ethernet est interrompue, cela suppose qu’elle fonctionne sur batterie. Il mesure la consommation d'énergie du Pi et estime le niveau de charge de la batterie en fonction de la consommation et de la capacité totale (à configurer au préalable). Lorsque le courant est épuisé, le Pi s'arrête proprement.

En variante, si un périphérique USB est connecté au Pi fonctionnant sur secteur, vous pouvez modifier le démon pour l’utiliser comme indicateur de puissance.