Форумы » Эксплуатация » Питание

Бесперебойное питание для Raspberry PI - как сделал я.

AZM_SU


Сообщений: 0

отправлено 22 Январь 2015 в 22:49

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:





Полное описание на страничке Интернет:

Бесперебойное питание для Raspberry PI



Вопросы/обсуждение — в этой теме на этом сайте.

aonmaster2


Сообщений: 0

отправлено 24 Январь 2015 в 17:00

Добрый день!

AZM_SU (2015-01-22 22:49:45):
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:





Полное описание на страничке Интернет:

Бесперебойное питание для Raspberry PI



Вопросы/обсуждение — в этой теме на этом сайте.
 


Напиши мне, пожалуйста, в личку свой е-майл. Я тоже в Новосибирске, есть вопросы по pi)

На сайте твоем не нашел обратной связи(



Один из вопросов: для питания ds18b20 на расстоянии метров 20 — не опасно ли использовать 3,3В прямо с платы GPIO? у меня pi и так периодически зависает.

а если 3,3 у него на gpio идет то же, что и с питания проца — наверное, будут наводки и вообще всё может вышибить…



Может, лучше поставить DC-DC преобразователь 12 -> 3,3V и уже от него питать эти датчики?

AZM_SU


Сообщений: 0

отправлено 24 Январь 2015 в 21:36

На сайте есть мой е-майл, да я его и здесь могу написать: аzм @ аzм.su толко про датчики наверно лучше обсуждать не втихоря, а на этом форуме, я так понимаю где-то в разделе: Подключение устройств и микросхем к Raspberry Pi.



Вообще с платы не очень опасно снимать питание, всё же в отличие от самих шин GPIO (которые совсем не мощные и не имеют защит) питание идёт на плате с довольно мощного стабилизатора, который имеет встроенные защиты от перегрева и превышения тока и ещё питание обвязано ёмкостями, так что статикой и прочими неприятностями запросто не убить.



Но если подходить в вопросу префессионально, как это делают в проектировании охранных систем и промышленных, то всё что дальше нескольких сантиметров должно быть отвязано, обвязано и развязано.

man2000


Сообщений: 0

отправлено 25 Январь 2015 в 19:37

Ну что тут сказать… ОТЛИЧНО!!!

Просто, надёжно, дёшево. Сам такой же «замутил» для «умного дома» в деревне.

AZM_SU


Сообщений: 0

отправлено 26 Январь 2015 в 17:22

Система отработала уже 4 дня, могу сказать, что ничего не греется, аккумулятор «встал» на напряжении 13.62 вольта, то есть он зарядился и теперь просто держится.

Пока всё переносил по квартире, система работала от аккумулятора, потом переключал из розетки в розетку, всё тоже работало без сбоев и постоянно.



Гонять «большие, настоящие» бесперебойники явно не выгодно для RPI, потому как у «больших, настоящих» бесперебойников на трансформаторе и преобразователе 12->220 рассеивается в тепло больше энергии чем потребляет RPI вообще :)



И главное бесперебойник для RPI делается весьма бюджетно, если обычный бесперебойник будет стоить около 2000 рублей и держать по причине низкого КПД будет много меньше, то тут: 150 рублей блок питания 12в + 350 рублей на аккумулятор + 90 рублей на преобразователь 12->5, плюс проводки и пара диодов ещё рублей на 30-50.

Кроме того, 12 вольт в системе нужны, если датчики движения навешивать.

man2000


Сообщений: 0

отправлено 26 Январь 2015 в 22:41

А вот вопрос: как рассчитывалось сопротивление резистора = 16 Ом?

AZM_SU


Сообщений: 0

отправлено 27 Январь 2015 в 08:20

Минимальное напряжение на аккумуляторе, которое только может быть (далее ему уже всё, ну то есть в помойку): 10.5 вольт.

Максимальное напряжение источника питания (после диода): 13.8 вольта.

Значит максимальная разница напряжений: 3.3 вольта.

Аккумулятор у меня на 2.3 ампер/часа.

Рекомендуемый ток зарядки для свинцовых аккумуляторов 0.1С, то есть для моего случая 0.23 ампера.

Далее закон ома:

Сопротивление = Напряжение / Ток

Получается 14.34 Ом, округляем в большую сторону (меньше ток не больше, а то закипит ещё аккумулятор или греться станет, что уменьшит срок его службы) и получаем 15 Ом.



Считаем максимальную мощность которая может выделяться на резисторе:

Мощность = Напряжение * Ток

Для моего случая это:

3.3 * 0.23 = 0.759

округляем в большую сторону и получаем 1 ватт.



То есть минимальное сопротивление 15 Ом и резистор мощностью 1 ватт.

Я набрал резистор из двух полуватников, получилось 16 Ом.



Конечно, если брать ряд радиодеталей E12 то выбрать стоит резистор на 15 или 18 Ом (на 16 есть только в ряду E24).

В принципе можно поставить и на 22 Ом, ничего страшного не случиться, главное что бы сопротивление резистора не оказалось слишком велико, таким, что ток саморазряда аккумулятора превысит ток заряда, но это сопротивления уже не на омы а на тысячи ом.

Меньшее сопротивление ставить я бы не стал, это и лишняя нагрузка на блок питания при зарядке и аккумулятору не очень полезно.



Если нет резистора, то можно впилить маленькую лампочку, как раньше в карманных фонариках были, на ток 0.2 ампера или меньше и напряжение 3.5 вольта или больше. Будет светиться когда заряжается польностью разряженный аккумулятор, а по мере зарядки будет плавно гаснуть.



По хорошему в этой схеме не хватает ещё и отключалки при просадке аккумулятора до минимального напряжения, но это уже сильно паяльником махать надо, да и 7-8 часов что бы электричества небыло, это уже прям сильно через чур, можно и руками выключить, раз такое дело.

Hermit


Сообщений: 0

отправлено 19 Июнь 2015 в 11:36

Приветствую всех.

Я тут новичок, и с малинкой раньше не сталкивался. Недавно купил Raspberry Pi 2 и поставил Movian для просмотра тв-каналов через интернет, и просмотра онлайн видео с различных источников. Есть некоторые моменты, но в принципе все понятно. На просторах сети наткнулся на этот сайт, и эту тему. Может я конечно чего-то не понимаю, но не проще ли было подключить какой-то повербанк? Они изначально с хорошим запасом как по накапливаемой емкости, так и выводят 2 ампера при нужных 5 вольтах, что как я понял малинке за глаза. И при этом достаточно компактны. К тому-же можно купить только корпус с платой, а элементы 18650 снять с старых акков от ноута. Это как самый бюджетный вариант.Зачем были нужны такие сложности с 12В и свинцовым акком?

man2000


Сообщений: 0

отправлено 27 Июнь 2015 в 22:50

Зачем «сложности с 12В и свинцовым акком»? Да просто он куда как неприхотливее 18650 по режимам заряд/разряд и лучше по соотношению цена/ёмкость.

AZM_SU


Сообщений: 0

отправлено 28 Июнь 2015 в 18:14

Как правильно заметил man2000: свинцовые аккумуляторы намного менее требовательны, чем Li-ion и Li-pol.

Хуже того, Li-ion аккумуляторы не предназначены для долговременного хранения в 100% заряженном состоянии, вплоть до самовозгорания (по этому производители даже в инструкции к планшетикам и мобилкм пишут предупреждения, что не нужно держать устройство всегда включенным в зарядку).

Li-ion хороши для мобильных устройств: они лёгкие, быстро заражаются (70% ёмкости способны набрать менее чем за час).

Именно по этому мы видим Li-ion аккумуляторы в мобилках, планшетах, авиамоделях, а свинцовые аккумуляторы в ИБП (в том числе и промышленных, которые в случае аварии питают телецентры, больницы, дата-центры).

Важно так же понимать, что есть специальные линейки свинцовых аккумуляторов рассчитанных на постоянное нахождение под напряжением (именно такой я и применяю) Li-ion и Li-pol таких нет.



То, что Rasberry PI «как бы не настоящий компьютер а девайс для гиков», не означает, что его нельзя использовать в серьёзных целях, а если планировать применение в сколь ни будь серьёзных целях, то китайские непонятно как работающие (как спроектированные) повербанки и «выдернутые из убитого ноута аккумуляторы», наверно плохое начало.

Например я хочу быть уверен, что мой «бот» отработает ровно столько, сколько я рассчитал на калькуляторе, если исчезнет напряжение в электросети, не самовозгорится когда меня нет (тем более когда никого кроме кота нет) дома, что когда придёт время менять аккумулятор я не буду искать убитые ноуты, думать как же мне впихивать что-то в китайский повербанк, а просто пойду и куплю новый точно такой же аккумулятор, сниму 2 клеммы с старого аккумулятора и заново одену 2 клеммы на новый (при этом у меня питание на Rasberry PI ни на долю секунды не пропадёт — ведь вроде в этом суть «бесперебойного питания»).



На счёт корпуса и внешнего вида: решение элементарное — отдаётся на плазморезку чертёжик и из нержавейки делается аккуратный корпус в который всё вкручивается и укладывается. Или не из нержавейки, а из обычной «чёрной железки» которая потом красится, там же в порошковой окраске в матовый белый или весёлый оранжевый или в любой другой (в любом крупном городе есть фирмы которые это делают не дорого, там где производят бензоколонки, терминалы оплаты и тому подобное).



Но вообще, наверно, всё зависит от нужд для которых это самое бесперебойное питание делается, для каких нужд взят Rasberry PI.

Если «музыку слушать» и «кино скачать», то наверно ему вообще не нужно бесперебойное питание, потому что у провайдера ИБП на роутере загнётся максимум через час при отключении питания в электросети по району и этот час погоды не сделает для скачивания фильма, а музыку всё равно не послушать потому что усилитель музыкальный жрёт столько, что его никакими аккумуляторами не прокормить (200 ватт с КПД 50% даже если ничего не проигрывает и это если не ламповый а транзисторный, в ламповом ещё ниже КПД). В случае «музыку слушать» и «кино скачать» применять повербанк китайский я бы точно не стал — выгоды от бесперебойной работы нет, а есть реальная опасность прийти и увидеть в выгоревшей дотла квартире пожарников. Повербанк я бы стал применять, если бы сделал из Rasberry PI автономного робота, который работает только под моим контролем (пока я дома и он в моём поле зрения). Кстати RPI очень удобен для потуг с роботом, особенно если прибавить к нему «PS3 Eye Camera» в качестве робо-зрения.

Для того, чтобы написать сообщение в тему, необходимо авторизоваться!