ИБП для роутера
Вначале был свет, и было хорошо. Внезапно, отключили электричество, и родилась идея.
Дома имеется планшет и пара телефонов, которые позволяют пользоваться интернетом без шнурка к розетке. Инет приходит через 3G модем и раздается роутером через Wi-Fi. Остается мелочь – заставить работать роутер при отсутствии электричества.
Вот тут я и вспомнил про старенький источник бесперебойного питания (ИБП) Back-UPS 300. Вполне себе рабочий девайс, но давно пылящийся по причине того, что «ничего он не тянет, да и нафиг он нужен».
Идея такая – упростить схему, исключив преобразование в 220В, понижать 12В сразу в 5В и получить приличное время автономной работы.
Схема на back ups 300 нашлась довольно быстро и, после беглого изучения, решено брать питание напрямую с АКБ. То есть, для будущего ИБП, требуется только цепь заряда АКБ, а большая часть элементов текущей схемы просто не нужна. Отключить неиспользованные цепи можно, выпаяв несколько резисторов и демонтировав реле.
На ebay был заказан преобразователь напряжения KIS-3R33S. Входное напряжение 6В-23В, на выходе получаем заветные 5В, 3А.
Родной блок питания роутера, если верить наклейке, выдает ток до 2,5 А, так что заказанного преобразователя должно хватить.
При длительном отсутствии электричества ИБП будет работать до тех пор, пока не убьет аккумулятор, а значит, нужно ставить устройство защиты аккумуляторной батареи (УЗАБ). После непродолжительного поиска схема была выбрана: Радиокот
С небольшой доработкой выглядит она так:
Схема почти ничем не отличается от оригинала – добавил резисторов, где нужно, ну и жестко задал предел отключения от АКБ 10,5В заменив подстроечник на 2 резистора. Резисторы R1 – 4.7кОм и R2 – 4,3кОм подбирались экспериментально тем самым подстроечником. Реле использую выпаянное с основной платы. Так как индикация мне не нужна, то и часть выводов компаратора не задействована.
Успешного пуска не получилось. Замеры тока показали разряд АКБ при работе от сети. Микросхема TL780-15, отвечающая за зарядку АКБ, регулирует ток в зависимости от напряжения на выходе, а значит, при заряженном аккумуляторе, ток, проходящий через микросхему, крайне мал, и для питания подключенного устройства используется аккумулятор. Да и диоды в цепи заряда рассчитаны на ток не более 1А, а это несколько маловато для одновременного заряда АКБ и питания роутера. Даже если их заменить на более мощные элементы, наверняка, не выдержит этот маленький трансформатор. Жаль.
Перехожу к плану «Б»!
Для того чтобы устройство работало правильно демонтирую основную плату и возвращаю назад ранее снятый трансформатор.
Методом измерения сопротивления определяю контакты первичной обмотки трансформатора, обмотка имеет НАИБОЛЬШЕЕ сопротивление (белый и черный). Крайне аккуратно подключаю ее к 220В. Ничего не бахнуло, не гудит, не греется, значит угадал все сделал правильно. Провожу замеры напряжение на вторичных обмотках, нахожу подходящее (красный и желтый).
Решение принято, нужно разделить схему заряда и схему питания роутера. За заряд АКБ будет отвечать та самая микросхема с основной платы.
Также беру (выпаиваю) с платы клеммы, пусть ИБП будет разборный.
В голове все сошлось, должно получиться, перехожу к изготовлению платы. Все когда-то приходится делать в первый раз. Рисую, печатаю, обезжириваю плату, переношу утюгом — результат неудовлетворительный (начал отрывать лист не дав остыть), чищу, печатаю, переношу утюгом, даю остыть, отмачиваю прилипший лист. Вроде все получилось. Любуюсь. И тут Остапа понесло… Выбираю картинку, подбираю размер, печатаю, переношу утюгом, отмачиваю.
Вроде все хорошо, травлю. Для первого раза, по моему, неплохо получилось.
Высверливаю отверстия, размещаю и паяю элементы.
Подключаю. Все работает – любуюсь.
Проверка токов – норма.
Проверка нагрева элементов – греется реле. Правильно, и будет греться! Реле на 12В подключено в цепь 18В. Заменено на 24В. Работает даже от 10В, не греется, включается тише. Хорошо иметь кучу «хлама» под рукой.
Размещаю преобразователь напряжения и на заднюю стенку ИБП вывожу USB разъемы, планшет или телефон зарядить. Также закрепляю разъем для вывода 10В-18В для питания роутера.
В самом роутере устанавливаю второй преобразователь напряжения, места хватает.
Почему именно так…
Роутер с 3G модемом расположен на чердаке, а ИБП должен стоять в помещении. Соответственно длина кабеля составляет около 7 метров и, чтобы быть уверенным в стабильной работе роутера, питающее напряжение 5В формируются в самом роутере.
Устанавливаю дополнительные ребра жесткости, чтобы компенсировать отсутствие основной платы.
Монтирую кнопки, собираю устройство, делаю принт на морду.
Индикации не планировалось, но преобразователь напряжения внес свои коррективы
Если бы делал все сначала:
1. Нарисовал схему перед началом работ, а не после (как сейчас при написании статьи). Держать все в голове, конечно, можно, но появляются глупые ошибки.
2. Разместил все элементы на одной плате, избавившись от лишних проводов.
Мои расходы: DC Converter KIS-3R33S 2шт. — $5,3; операционник LM358N 1шт — 10руб.
Пользуясь случаем, благодарю моего коллегу Дмитрия за дельные советы и оказание помощи при изготовлении данного устройства.
PS: ИБП исправно работает с сентября – месяца. С тех самых пор отключений света ни разу не происходило.
ИБП для роутера
На моей фазенде хоть и проведено оптоволокно для добычи Интернет, но электропитание склонно к частому отключению. Бывало, сидишь так, работаешь за компом, а ботом бац и «всё пропало!». Но расстраивает и беспокоит не просто отключение электричества. Все многочисленные системы «умного дома» завязаны так или иначе на беспроводную сеть, да на выход в интернет. Что толку, если я могу посмотреть удаленно есть у меня электричество или нет, если вся интернет система, состоящая из оптического модема и корневого роутера, потухла при отключении этого самого икстричества.
Немного подумавши, решил поставить ИБП. Обычный источник бесперебойного питания, кои продаются на любом углу. Мой выбор пал на относительно недорогой ИБП от известной только в РФ фирмы IPPON, такие «бесперебойники» стоят у меня на производстве и отлично тянут «серваки», коммутаторы и прочую периферию. Немного поразмыслив, решил, что одного часа работы для интернет системы мне недостаточно, поэтому приобрел ИБП помощнее. Это и стало моей ключевой ошибкой.
Каково было мое изумление, когда новенький ИБП держал сеть всего-то минут пять. Я уже было подумал, что все, кранты, продали мне устройстве с залежалой батарейкой. Уже было поднял руку на покупку новой, но для порядку решил прочитать, что же пишут в сети по схожим проблемам. А дело оказалось вовсе не в батарейке. Повинуясь давлению зеленых, многие, если не все, производители ИБП отключают выходы в случае работы от батарей при условии, что сам ИБП не может обнаружить никакую нагрузку на своем выходе. Дескать, нечего энергию тратить просто так, безосновательно, если все равно ничего не подключено.
Мой оптический модем питается от адаптера на 12 вольт с током 1.2 А, а роутер просит те же самые 12 вольт, но уже 1.8 А. Суммарно максимальная потребляемая мощность 36 ватт, а на практике, она скорее всего болтается в районе 10-15 ватт максимум. Такая нагрузка у мощного ИБП вообще не определяется, оттого он и выключается ровнехонько через пять минут, благополучно посчитав, что нагрузка либо сама отключилась, либо ее там вообще не было. Покопавшись еще немного в сети, обнаружил, что на этих самых IPPON данный режим можно отключить, достаточно только убрать на плате соответствующую перемычку в виде мощного резистора. Упоминаний данного процесса на страничках «пострадавших» премножество, да и на самих платах обычно приводится соответствующая инструкция, где и что отрезать. Но увы, аппаратное отключение «зеленого режима» недоступно у новых моделей. Там все намертво зашито в прошивку и без визита в сервисный центр убрать вредную функцию никак.
Пришлось немного пораскинуть мозгами, собрать коллективный разум в кучку и поискать альтернативные решения. А IPPON поставить на защиту от вырубания питания у стационарного компьютера. Там нагрузка идет порядка 100 ватт и ИБП должен ее чуять безупречно.
Нормальные герои, всегда идут в обход.
Для решения проблемы запитывания роутера и оптического модема можно пойти как минимум двумя путями. Путь первый — экзотический. Наши китайские товарищи наладили производство своеобразных ИБП, на основе литиевых элементов, совмещенных с обычным источником питания. Не требуется никакого дополнительного оборудования или установок. Просто меняется родной адаптер питания на новый. Пока присутствует электропитание, все работает в штатном режиме, а вот когда оно отключается, питание переключается на литиевый аккумулятор. Стоят такие гибриды вполне доступных денег.
Блок питания с встроенным литиевым ИБП
На «быстром алике» даже замечен специализированный производитель подобной техники под брендом Wonderful Green Power (или сокращенно WGP). Ассортимент, честно, впечатляет. Различные по мощности, по напряжению, по размеру и дизайну. В общем устройства есть на любой вкус. Но, устройства в Китае, да еще и на литиевых аккумуляторах (ехать будут месяц, а то и два), меня немного притормозили. И пришлось поискать другие альтернативы.
В качестве вариации обнаружилось сразу несколько отечественных производителей (насчитал минимум пятерых: Давикон, AccordTec, Бастион, Болид, К-Инжиниринг), выпускающих специализированные ИБП, выдающие постоянный ток, вместо переменного. К таким ИБП, как правило, подключаются различные охранные системы, системы видеонаблюдения и все прочее, что требует для своего питания постоянный ток. Выпускаются такие устройства для работы с одним или несколькими кислотными аккумуляторами используемыми в обычных офисных ИБП. Таким образом, поставив ИБП постоянного тока, получаем на выходе нужное напряжение и без промежуточной генерации переменного тока, а потом обратно постоянного. Эффективность такой системы куда выше, чем традиционное решение.
Продукция отечественных производителей нацелена в первую очередь на профессиональных установщиков, которые по долгу службы разбираются в номенклатуре, и с немыслимыми обозначениями кодов и моделей устройств. Поэтому на сайтах магазинов, что занимаются реализацией ИБП постоянного тока, в лучшем случае, будет картинка устройства, да краткие, не всегда верные характеристики. За очень редким исключением, мне удавалось найти документацию на то или иное устройство. А хотелось бы изучить аппараты поподробнее перед покупкой.
Монстроидальный монстр на 24А и два аккумулятора
ИБП постоянного тока выпускаются в различных корпусах: настенное крепление, потолочное крепление, крепление на DIN-рейку, корпус из металла, корпус из пластика, на один аккумулятор или на два. Более того, существуют модели дающие различные выходные напряжения, а также различные функции по контролю за зарядкой, выходным напряжением. Это то, что удалось выяснить, собирая по крохам информацию в сети. Меня больше всего беспокоило наличие возможности по регулировке выходного напряжения. На большинстве из ИБП на 12 вольт оно заявляется как 13 вольт, хотя на многих есть регулировка. Ничего плохого из-за слегка повышенного напряжения для таких устройств, как роутер или модем, не будет. Так как внутри у них используются дополнительные стабилизаторы для получения рабочего напряжения (обычно 5В). Но питать постоянно я бы их таким напряжением не стал, во избежание перегрузки и перегрева тех самых стабилизаторов. При работе же от батареи никакой настройки выходного напряжения нет. Сколько есть напряжения на аккумуляторе, столько и отдается в линию. Хотя есть модели, которые выдают 5 вольт на выходе, там понятное дело есть стабилизатор и беспокоиться не о чем.
Для меня неоспоримым преимуществом ИБП постоянного тока стала относительно демократичная цена, да работа с мощными кислотными аккумуляторами. У меня как раз завалялся слегка БУ аккумулятор на 9 А*ч. С мизерным потреблением подключенных устройств, такой аккумулятор обеспечил бы часы работы моего интернет-подключения.
AccordTec ББП-40
Мой выбор, после нескольких дней метаний и раздумий, в конечном итоге пал на ИБП от AccordTec с интригующим наименованием ББП-40. Разобраться обозначениями всех этих ББП не так уж и просто, особенно с учетом того, что наименования уже регулируются IEC 62040-5-3. И ничего выдумывать не следует. Ан, нет. Каждый из производителей, словно нарочно, пытается замудрить голову несчастному покупателю.
Итак, я взял ИБП постоянного тока в металлическом корпусе, регулируемым выходом на около 12 вольт, и номинальной нагрузкой до 4А. Так, сказать, опять с небольшим запасом. Вдруг, у меня модем поменяется или роутер обновится. Тем более, что разница в стоимости между менее мощной моделью не такая уж и большая. И да, металлический корпус (толщина металла вместе с краской 0,9 мм) мне показался более адекватным, тем более что установка устройства планируется во сгораемом помещении, поэтому, чем больше металла, тем лучше.
Бесперебойник на 12 воль от Accordtec. Два индикатора, металлический корпус, предохранители и шурупы для установки. Да, еще инструкция мельчайшим шрифтом.
Поставка ИБП на 12 вольт, прямо скажем, спартанская: сам ББП-40, набор шурупов и дюбелей для крепления к стене, инструкция, запасные стеклянные предохранители и, собственно, все. Да, впрочем, ничего другого и не особо нужно. Зачем переплачивать за лишние элементы, которые далеко не всем нужны?
Продолжаем осмотр источника бесперебойного питания. На входной группе по питанию, туда, куда подключается 220В, обнаружен еще один вход на том же клемнике. Он подписан как GND, что по всей видимости означает подключение защитного заземления. Но проверить сию гипотезу мне не удалось, для этого нужно было отцепить плату от корпуса, а она установлена на самозащелкивающихся клипсах, кои все вместе ни коим образом отцепляться не пожелали. Впрочем, поскольку я использовал для подключения двухпроводной кабель, то к данному контакту ничего подключать, на всякий случай, тоже не стал. Да и в документации по данному вопросу полный молчок.
Плата Accordtec 40М. Судя по дате, весьма свежего релиза.
По поводу выходного напряжения. Немного выше по тексту я сетовал, что повышенное напряжение может быть вредно для подключаемого оборудования. Дескать работать будет с перегрузкой, сильнее греться и скорее выйдет из строя. Для целей подстройки выходного напряжения на плате имеется регулятор напряжения, призванный для регулирования именно выходного напряжения. Однако, минимум, что мне удалось на нем установить стало 13,5 вольт, что немного странно, так как в документации отражено обратно, максимальное напряжение, которое можно установить на выходе есть 13,7 вольт. Возможно, что измеряемые напряжения завышены без нагрузки, но перепроверять уже не оставалось сил, наступил поздний вечер. Тем более, что последующие испытания показали, что подключенное оборудование работает в абсолютно штатном режиме, без перегрева и прочих артефактов.
Корпус устройства предназначен для установки на стену. В комплекте идут шурупы и дюбеля для установки всего этого на бетонную стену. Но стена у меня выполнена из различных пород опилок, поэтому комплектные метизы ушли в гаражные закрома, а на свет появились универсальные черные саморезы. Знатоки знают, что их можно применять везде и без малой тени зазрения.
Первое включение и первичное тестирование ИБП на 12 вольт.
Для прокладки входящего и выходящего кабелей в корпусе предусмотрены как отверстия в задней части, тогда кабель выходит прямо в стену, так и по бокам. В крышке прорезаны специальные ушки, которые можно слегка отогнуть и в образовавшуюся щель пропихнуть кабель. Так же в корпусе имеются вентиляционные прорези, но в процессе работы сильного нагрева обнаружено не было, хотя по плате видно, что два радиоэлемента прикручены к весьма массивным радиаторам.
Кстати, на внешнем корпусе нет никаких кнопок или переключателей. Для включения ИБП на него следует подать питание. Далее он работает совершенно самостоятельно.
К клеммам аккумулятора на 34W подключены щупы точного мультиметра (крышка с ИБП предусмотрительно снята). Начинаю процедуру измерения живучести системы 12-вольтового ИБП.
После установки устройства в месте эксплуатации и выдержки его сутки, для устаканивания заряда аккумулятора, настало время натурного испытания. При подключенной полной нагрузке, а это мощный роутер и оптический модем я вынул вилку из розетки. Визуально ничего не поменялось. Устройства нагрузки все так же продолжали помигивать своими лампочками, Wi-Fi и интернет в целом никуда не пропали. Я замерил напряжение на выводах аккумуляторной батареи и отправился по своим делам.
Статистика аккумулятора по разряду под нагрузкой.
Измерение напряжения производилось не только при начале испытания, но и каждый час. Всего меня хватило на 6 часов испытания и все данные я свел в единую таблицу с указанием глубины разряда. За это время напряжение упало до 12,1 вольта, что означает остаток заряда примерно в размере 45%. Согласно инструкции по эксплуатации на прибор, автоматическое отключение происходит при напряжении в 10,5 вольт, что на мой взгляд уже ниже пороговой глубины. И если экстраполировать характеристику разряда, то к уже полученным 6 часам, следует добавить еще 13 часов и окажется, что один аккумулятор в купе с ББП-40 будет питать интернет сервисы целых 18 часов. Результат, явно, скажем, не феноменальный, но и не такой уж и плохой. Получить свыше 12 часов резервной работы от устройства общей стоимостью менее полусотни «грязных зеленых бумажек», на мой взгляд более чем интересно.
Таким образом, могу с уверенностью сказать, что попытка обеспечить надежным питанием устройства для ввода и раздачи интернет, с успехом решена. Поначалу у меня еще была мысль, поставить ИБП на два аккумулятора или вообще автомобильный, дабы длительность бесперебойной работы устремлялась в бесконечность, но и текущий результат близок к совершенству. Особенно с учетом того, что остальные системы загородной информационной структуры, такие, как PoE-коммутатор и микросервер, не обеспечены столь емким источником бесперебойного питания и с ними еще предстоит поработать. Но об этом уже в одной из следующих статей.
Опубликовано 31.08.2019 автором kvv213 в следующих категориях:
DIY железо статья
МикроИБП(UPS) для роутера. Что проще купить или сделать?
Вспомнил в последнее время далёкие девяностые. Переехал недавно в небольшой подмосковный город и в нашем доме постоянные проблемы со светом. Очень часто мигает а иногда отключают на час — другой.
Для настольных ПК я купил бесперебойники, а вот с роутером сложнее. Он у меня далеко стоит от компьютера. Тащить к нему провод сетевой от UPSа через всю комнату не хочется. Покупать отдельный большой UPS тоже не камильфо. Однако из-за коротких сбоев по питанию он виснет, а из-а длинных просто отрубается.
И появилась у меня мысль — а не сделать ли отдельный «микроUPS». Типа маленькая коробочка в которой есть вход и выход. Во вход вставляешь провод от блока питания роутера. Внутри коробочки зарядка для аккумуляторов и сами аккумуляторы. пока напряжение на входе есть, роутер питается напрямую от компа, как только пропадает — от аккумуляторов. Возможно для этого придётся ещё импульсник простенький сделать. Ради прикола и для универсальности можно сделать автомат, который запоминает напряжение поданного на него питания и когда оно пропадает выдаёт с управляемого импульсника именно это напряжение. И вуаля, когда отрубили свет, можно без проблем хотя бы с мобильных устройств выходить в инет!
В связи с этим у меня несколько вопросов.
1) Не встречал ли кто подобных устройств в продаже?
2) Купили бы Вы подобное устройство?
3) А может Вы хотели бы своими руками собрать подобное устройство и Вам будет интересно прочитать о том как это сделать на Хабре?
Заранее спасибо за Ваше мнение, оно очень важно для меня.
- Вопрос задан более трёх лет назад
- 33619 просмотров
1 комментарий
Оценить 1 комментарий
Какой выбрать источник бесперебойного питания для домашнего WI-FI роутера?
Возникла потребность в источнике бесперебойного питания для домашнего WI-FI роутера. Либо какая-то другая альтернатива, например, роутер с аккумулятором. Но таких я не нашел, только портативные.
ИБП должен выдерживать 1.5-2 часа. Сам роутер потребляет 12V, 0.5А.
- Вопрос задан более трёх лет назад
- 13808 просмотров
2 комментария
Оценить 2 комментария
Откуда такие данные — 12V, 0.5А. ?
Замеряли или посмотрели на блоке питания?
Camaro67 @Camaro67 Автор вопроса
АртемЪ: На блоке питания указано.
Решения вопроса 2
Сисадмин, Беларусь
Эконом-вариант: Аккумулятор для бесперебойника 5 Ач 12 Вольт или 7 Ач, и самое дешевое автоматическое зарядное из автомагазина. Должно хватить на 10 часов, пока аккум новый На пару часов хватит, как аккум «износится» — через 3-4 года.
Ответ написан более трёх лет назад
Нравится 1 2 комментария
Не факт что самый эконом вариант- дешевые ИБП стоят дешевле чем зарядка и аккумулятор зачастую
Camaro67 @Camaro67 Автор вопроса
Большое спасибо за помощь.
Системный администратор со стажем.
Я так предполагаю что 12V, 0.5А это данные блока питания роутера.
Значит роутер потребляет на самом деле меньше.
12*0,5=6ватт..
На 2часа 12ватт/часов.
Т.е подойдет любой обычный компьютерный ИБП, так же подойдет любой повербанк умеющий выдавать 12вольт.
Ответ написан более трёх лет назад
Camaro67 @Camaro67 Автор вопроса
Обычный ИБП точно подойдет? А то мне говорили, что энергии тратиться намного больше т.к. много энергии уходит на преобразование. И разнице большой нет, что к ИБП подключен только один роутер или роутер и еще другие устройства время работы будет все равно выходить не больше 30 минут.
Camaro67: Ну во первых вам там копейки энергии нужно, поэтому подойдет в любом виде. Т.е можете включить БП от роутера в ИБП.
Чтобы не тратить энергию на преобразование подключайте свой роутер прямо к аккумулятору ИБП.
Время работы будет разным в зависимости от нагрузки, с таким маломощным роутером два часа точно протянет.
Camaro67 @Camaro67 Автор вопроса
Большое спасибо за помощь.
насколько мне известно, не все блоки питания можно втыкать в ИБП. некоторые перегреваются и выходят из строя, из-за специфического формата напряжения на выходе с ибп.
ton1: Где поподробнее об этом посмотреть? Спасибо.
ton1: Не все.
Импульсные можно — им пофиг. Они переменку с ИБП выпрямляют им пофиг на форму.
Трансформаторные — тут уже проблема. Они будут гудеть и греться вместо работы.
Т.е ИБП выдает вместо синусоиды, страшную такую аппроксимацию синусоиды, в итоге кпд трансформатора понижается в разы, и вместо трансформации тока, он пускает ток на нагрев обмоток.
АртемЪ: Спасибо за развёрнутый ответ.
АртемЪ: Я так понял не любой: многие из них начинают умирать после 5-ти минутной нагрузки.
Дѣаволъ: Почему не любой? Посмотрел статью — не понял в чем проблема.
АртемЪ: Там в комментах написано. Итог: в бюджетных моделях производители экономят на качественных компонентах (ИХМО, это все, что до киловатта). После гарантийного срока начинаются проблемы. Под нагрузкой выше 5-ти минут возрастает вероятность перегрева компонентов, течь лака на обмотках, и как следствие — КЗ. Ещё утверждение: изменённая синусоида приводит к быстрому износу не обслуживаемых ИП.
Дѣаволъ: Разумеется. Все бюджетные модели рассчитаны на кратковременную нагрузку не более 3-15минут. Это норма. Если ставить нормальные компоненты, то цена габариты и вес изделия будет очень не бюджетным.
Но вам то не надо держать полную нагрузку, у вас там нагрузка от роутера считанные ватты, поэтому любой бесперебойник спокойно будет тянуть такую нагрузку в режиме 24/7 пока не сядет аккумулятор.
Вот если бы вы компьютер подключили к нему потребляющий этак ватт 200, и попытались продержать часа два-три, тогда да, перегреется. Нагрев зависит напрямую от нагрузки.