Fórum Root.cz

Hlavní témata => Hardware => Téma založeno: Hamparle 03. 09. 2020, 22:54:21

Název: DIY UPS 5V USB z powerbanky
Přispěvatel: Hamparle 03. 09. 2020, 22:54:21
Řešili jste někdo něco podobného - viz nadpis? Jak mít záložní napájení 5V pro nějaký miniserver typu raspberry nebo arduino udělátka (i když ty asi většinou  dělají ve smyčce jednu věc a žádný stav, co by ztratili asi není a mohou z fleku se restartovat)? Nemusí to být nutně powerbanka...

Jak ošetřit "vybavovací prodlevu" než se zdroj zapne? Například mám powerbanku(paradoxně noname a čínskou, s nízkou kapacitou). Zařízení je napájeno 2 zdroji zvlášť: powerbankou a např. ze sítě. Když vytáhnu kabel ze sítě(přesněji kabel usb kabel k zařízení z důvodu Capacity v nabíječce), zařízení jede dál. // Ale druhá značková powerbanka při vypojení chvíli přemýšlí zda se zapnout a mezitím motor, pardon board chcípne.

O jaké zařízení jde? Například zmíněné raspberry zero jako serverek. Ale může to být i raspberry s připojeným pevným diskem(nebo disk samotný nebo jen napájecí větev disku v případěp použití Y kabelu), kde by výpadek ohrozil data disku a jeho životnost

Druhá rovina je, jak to řešit softwarově - zařízení by se mělo dozvědět že došlo k výpadku, aby se buď vyplo hned nebo v dohledné době nebo aspoň třeba vypnulo a odpojilo disk a samotné by třeba jelo dál
Název: Re:DIY UPS 5V USB z powerbanky
Přispěvatel: ajne 04. 09. 2020, 06:46:12
Chápu, že to má být ultra-low cost řešení, nicméně powerbanky na tohle nejsou dělané. Jak se zachovají při neustálém power through je ve hvězdách. Některé powerbanky dokonce výstup odpojují, jiné ne, ale mají psané v návodu, že žádné zařízení nesmí být připojené na výstupu při nabíjení.

Ohledně prodlevy přepnutí - opět to není use case tohodle zařízení, takže tato doba bude u každé powerbanky jiná a řekl bych, že se dokonce může i někdy měnit při každém takovém přepnutí - nemůžete čekat garantované chování, není to UPS.

Ad poslední topic, ohledně informace o vypnutí - to by si člověk musel dobastlit, nejjednodušeji asi použít indikační diody na powerbance, vytáhnout si signál z powerbanky a přenést pro malinu, že je prádná.

A poslední věc, když jsem zkoušel malinu napájet powerbankou (ne zero, klasickou 3), tak zdroj měl 2A a fungoval úplně v pohodě, ale powerbanka (značková GP) s výstupem 2A měla permanentně blesk na obrazovce - nedostatečné napájení.

Nicméně - solidní powerbanka stojí 500+, a ne každá bude fungovat. K tomu bastlení ohledně indikace. Já osobně bych to řešil běžnou UPS s USB. Na takové řešení nemusí být UPS za desetisíce, tu spotřebu maliny+disků pokreje na solidní dobu prakticky cokoli. Jen nesmí brát tu malou spotřebu maliny jako běh naprázdno, aby nedošlo k automatickému vypnutí - nemám odzkoušeno.
Název: Re:DIY UPS 5V USB z powerbanky
Přispěvatel: Sinuhet 04. 09. 2020, 09:29:23
Známý mi na tohle před lety vymyslel zajímavý bastl.

Vezmete dvě totožné powerbanky, otevřete, a propojíte baterie (tedy plus na plus, zemi na zemi).
Z jedné powerbanky budete používat jen její vstup (napájení ze zdroje), z druhé zase jen výstup (napájení raspberry).

Žádná prodleva tam není, zatímco klasická powerbanka (ne všechny) se vám při výpadku napájení restartují, tohle běží pořád.

Čeho bych se bál, ne každá powerbanka utáhne RPi 4. Z těch mých žádná.
Název: Re:DIY UPS 5V USB z powerbanky
Přispěvatel: uwe.filter 04. 09. 2020, 10:09:48
Co se týká vlastního zálohování napájení, to by se asi dalo snadno vyřešit pomocí kombinace snižujícího (step-down) a zvyšujícího (step-up) měniče napětí plus akumulátorů. Vzniknul by tak "řetěz" např. v případě Li-ion akumulátorů [napájecí adaptér] -> [snižující měnič na 4,1-4,2 V] -> akumulátory -> [zvyšující měnič na 5 V]. Jde o to, jak by ty měniče zvládaly malé rozdíly mezi vstupním a výstupním napětím, ale to by se muselo vyzkoušet, případně zapojit akumulátory sériově (resp. sérioparalelně), což by ale zase při konverzi na 5 V snižovalo účinnost.

Indikace nízkého napětí už by asi tak snadná být nemusela (pro jeden Li-ion článek v sérii), kdysi jsem se o něco podobného zajímal (ač elektronice rozumím jen velmi základně) a řešením byl buď nějaký specializovaný obvod nebo naprogramování mikrokontroleru, který napětí hlídal. Možná by ale stačil signál od napájecího adaptéru (vhodně napěťově upravený, resp. přes optočlen) a jakmile by raspberry nadetekovalo, že signál zmizel, začal by odpočet nějaké empiricky odhadnuté/změřené doby do vypnutí, pochopitelně s vhodnou rezervou.
Název: Re:DIY UPS 5V USB z powerbanky
Přispěvatel: ajne 04. 09. 2020, 11:08:32
Známý mi na tohle před lety vymyslel zajímavý bastl.

Vezmete dvě totožné powerbanky, otevřete, a propojíte baterie (tedy plus na plus, zemi na zemi).
Z jedné powerbanky budete používat jen její vstup (napájení ze zdroje), z druhé zase jen výstup (napájení raspberry).

Žádná prodleva tam není, zatímco klasická powerbanka (ne všechny) se vám při výpadku napájení restartují, tohle běží pořád.

Čeho bych se bál, ne každá powerbanka utáhne RPi 4. Z těch mých žádná.

A funguje to? Já bych se bál, že elektronika neuřídí a neutáhne správně nabíjení dvou aku, na které není dimenzována a pumpování náboje mezi natvrdo propojenými akumulátory, protože předpokládám, že tam žádné řízení toku není.
Název: Re:DIY UPS 5V USB z powerbanky
Přispěvatel: Sinuhet 04. 09. 2020, 11:18:43
Známý mi na tohle před lety vymyslel zajímavý bastl.

Vezmete dvě totožné powerbanky, otevřete, a propojíte baterie (tedy plus na plus, zemi na zemi).
Z jedné powerbanky budete používat jen její vstup (napájení ze zdroje), z druhé zase jen výstup (napájení raspberry).

Žádná prodleva tam není, zatímco klasická powerbanka (ne všechny) se vám při výpadku napájení restartují, tohle běží pořád.

Čeho bych se bál, ne každá powerbanka utáhne RPi 4. Z těch mých žádná.

A funguje to? Já bych se bál, že elektronika neuřídí a neutáhne správně nabíjení dvou aku, na které není dimenzována a pumpování náboje mezi natvrdo propojenými akumulátory, protože předpokládám, že tam žádné řízení toku není.

Ano, funguje. Elektronika s tím problém nemá, ty baterie jsou víceméně stejné, zapojené paralelně, akorát to dobíjení trvá dvakrát tak dlouho.

Je to to samé, co tu psal předřečník, tedy měnič před baterii, měnič za baterii, akorát tady to vzniklo ze dvou powerbank.
Název: Re:DIY UPS 5V USB z powerbanky
Přispěvatel: Vykook 04. 09. 2020, 11:54:15
Pro rpi zero funguje skvěle https://www.aliexpress.com/item/32954180664.html
Přepnutí to zvládá v pohodě. Konkurenční pi-juice má myslím taky problém se sepnutím, ale je to jen jedna paní povídala.
Název: Re:DIY UPS 5V USB z powerbanky
Přispěvatel: Kit 04. 09. 2020, 13:09:35
Používám olověnou baterku na 12 V, která je permanentně připojena na nabíječku, která dává max. 13,7 V. Na baterce mám DC/DC měnič, který mi dodává potřebných 5 V. Běží mi to nonstop už několik let.
Název: Re:DIY UPS 5V USB z powerbanky
Přispěvatel: czAtlantis 04. 09. 2020, 23:43:05
Já mám jeden typ xiaomi powerbanky (10Ah co má jen jeden USB-C vstup a 1x USB-A výstup). Ta umí funkci UPS - tzn výstup je nezávislý na vstupním nabíječi baterky. Bohužel ale asi po roce provozu se baterka nafoukla. Mám ještě druhou co používám jako čistě powerbanku na cesty a ta je ok. Takže očividně tenhle typ baterek není úplně dělán na to aby se konstantně nabíjela na 100%

Asi bych šel cestou té olověné baterky a měniče. Nebo si navrhnout něco svýho, kde ale je řešen nějak líp powerpath a hlavně nabíjení pro režim UPS - nenabíjet tu Li-ion na plné napětí, a taky aby nešla veškerá energie zbytečně přes napětí baterky (ztráty na měniči dolů na 4V a zase nahoru na 5V), ale byl třeba ze 5V vstupu přímo napájen výstup a jen v případě poklesu se sepnul nějakej měnič z baterky.
Název: Re:DIY UPS 5V USB z powerbanky
Přispěvatel: czAtlantis 05. 09. 2020, 00:17:30
Nebo něco takovýho - vypadá celkem kvalitně, už jsem na to narazil dřív, ale cena mě zatím odrazovala

https://www.aliexpress.com/item/4000956124513.html
nebo další varianty od stejnýho prodejce

https://geekworm.aliexpress.com/store/group/Pi-4-UPS-HAT/1048722_516503963.html
Název: Re:DIY UPS 5V USB z powerbanky
Přispěvatel: uwe.filter 07. 09. 2020, 18:40:41
... Takže očividně tenhle typ baterek není úplně dělán na to aby se konstantně nabíjela na 100%

Obecně řečeno snad žádnému typu li-ion akumulátorů nedělá dobře provoz "na dřeň" a tipuju, že spousta těch čínských nabíjecích obvodů zrovna tohle dělá, minimálně co se týká nabíjecího napětí. Tím se při malém zvýšení kapacity, kterou je možno při vybití z článků dostat, celkem slušně zkracuje jejich životnost, než kdyby se maximální napětí drželo o nějakou tu desetinu voltu níž.
Název: Re:DIY UPS 5V USB z powerbanky
Přispěvatel: czAtlantis 07. 09. 2020, 20:41:01
Obecně mám pocit že jakýkoliv li-ion co jsou na vyšší napětí (jsou běžně modely co se nenabíjí na standardních 4,2V ale 4,3 nebo i víc) odejdou strašně rychle. Mám tu Dell notebook co má po 3 letech baterku totálně v zadeki (20%kapacity). Používán z 95% času na elektrice, baterka může mít tak 40cyklů max. Články se nabíjí na 4,35V. Oproti tomu mi přijde že běžnější baterky na 4,2V odchází pomalej. No a nejlepší je ty baterky nabíjet na třeba 80% max. To pak vydrží násobně dýl - mám tu jeden Thinkpad co má 7-8let a pořád má origo baterku - odjakživa nastaveno nabíjení na max 75% (jen vyjímečně nabitá na 100%). No a má pořád 80%kapacity.
Název: Re:DIY UPS 5V USB z powerbanky
Přispěvatel: roflrh 07. 09. 2020, 22:19:35
Používám olověnou baterku na 12 V, která je permanentně připojena na nabíječku, která dává max. 13,7 V. Na baterce mám DC/DC měnič, který mi dodává potřebných 5 V. Běží mi to nonstop už několik let.
Přesně. Na trvalý provoz používat baterii, která je na to stavěná...
Název: Re:DIY UPS 5V USB z powerbanky
Přispěvatel: czAtlantis 07. 09. 2020, 23:45:15
Což o to, ony ty li-ion by byly taky v pohodě. Bohužel neexistuje žádný zařízení co by je umělo v režimu UPS provozovat - všechno jsou to powerbanky a podobný kraviny, kde se s takovým režimem nepočítá a baterky se nabíjí naprosto na krev na 100%. Kdyby si člověk udělal vlastní obvod, dal tam 18650 článek/články a nabíjel je jen na 4,0V, tak mu vydrží dýl než ty olověný.
Název: Re:DIY UPS 5V USB z powerbanky
Přispěvatel: TechnikTom 09. 09. 2020, 15:58:22
"Vybavovací prodlevu" nejlépe ošetříte dvojicí diod.
Dají se sehnat tzv ideální diody s úbytkem 0.05V třeba při 10A.
Kombinací zapojení je pak nespočet.
Třeba spojit katody obou diod a k nim připojit dc-dc měnič - třeba tento přímo s USB konektorem pro napájení RPI.
https://www.ebay.com/itm/DC-DC-24V-12V-to-5V-5A-Step-Down-Power-Supply-Buck-Converter-USB-Charging-Module/113795052706?hash=item1a7eb6b4a2:g:SCMAAOSwt~1dD5DD (https://www.ebay.com/itm/DC-DC-24V-12V-to-5V-5A-Step-Down-Power-Supply-Buck-Converter-USB-Charging-Module/113795052706?hash=item1a7eb6b4a2:g:SCMAAOSwt~1dD5DD)

Na anodu jedné diody pak gelovou 12V baterku.
Na anodu druhé diody třeba starý zdroj pro NTB (obvykle okolo 19V - důležité aby to bylo víc než ta baterka)
Tamtéž je možné připojit případný nabíjecí obvod pro baterku nebo řídit nabíjení jinými obvody.
Indikaci výpadku hlavního napájení třeba přes optočlen.
Název: Re:DIY UPS 5V USB z powerbanky
Přispěvatel: czAtlantis 09. 09. 2020, 23:15:07
Kdybych měl navrhnout nejjednodušší obvod, tak bych vzal ten zdroj od notebooku (20V), pak dioda na výstup jak píše TechnikTom. Pak by byla olověná baterka ze které by to přes druhou diodu směřovalo taky na výstup.
Jako nabíjení bych vzal těch 20V, do série dal výkonový odpor cca 10omh a za něj stabilizátor (LM317třeba) nastavený na cca 13,6V. Ten odpor omezuje nabíjecí proud baterky. Jediný problém je že ti to neodpojí baterku a vymlátí ju to skoro na nulu...

Tady to "surové napětí" bych připojil na DC/DC měnič. Klidně to může být hotový měnič v podobě nabíječky do auta - ty jsou většinou na vstup 12-24V (i do kamionu) - tzn ideál pro naše potřeby. Nebo něco v podobě "modulu" jako např:
https://www.aliexpress.com/item/32967831140.html

Zároveň si to surové napětí můžeš vzít na napájení dalších věcí - třeba router atd. Tam to chce ale už zkontrolovat jestli zvládne těch 20V - už se mi podařilo odpálit jeden router 18V zdrojem namísto originálních 12V (naštěstí odešel jen ten integráč co dělal "palubních 3.3V a na aliexpressu stálo 10kusů asi $1). Ale například všechny Mikrotiky jsou dělaný do 28V, některý i výš.
Název: Re:DIY UPS 5V USB z powerbanky
Přispěvatel: Kit 10. 09. 2020, 00:17:18
Kdybych měl navrhnout nejjednodušší obvod, tak bych vzal ten zdroj od notebooku (20V), pak dioda na výstup jak píše TechnikTom. Pak by byla olověná baterka ze které by to přes druhou diodu směřovalo taky na výstup.
Jako nabíjení bych vzal těch 20V, do série dal výkonový odpor cca 10omh a za něj stabilizátor (LM317třeba) nastavený na cca 13,6V. Ten odpor omezuje nabíjecí proud baterky. Jediný problém je že ti to neodpojí baterku a vymlátí ju to skoro na nulu...

Místo hraní s rezistorem a stabilizátorem jsem tam vrazil PB137, který je přímo zkonstruován na to, aby se na výstup připojila olověná baterka.
Název: Re:DIY UPS 5V USB z powerbanky
Přispěvatel: czAtlantis 10. 09. 2020, 18:45:09
No, nebo. Jen si nevybereš nabíjecí proud...
Název: Re:DIY UPS 5V USB z powerbanky
Přispěvatel: Jan Fikar 15. 09. 2020, 10:13:40
Tento levný obvod z aliexpressu na jednu 18650 baterku by to měl umět:

https://www.aliexpress.com/item/33032221967.html (https://www.aliexpress.com/item/33032221967.html)
Název: Re:DIY UPS 5V USB z powerbanky
Přispěvatel: czAtlantis 15. 09. 2020, 14:28:25
Tohle těžko říct jak je zapojený - s největší pravděpodobností to bude prostě nabíječka li-ion a k tomu připlácnutej měnič na 5V (nebo i 12V verzi mají). Tzn všechna energie teče zbytečně přes 2 měniče (dolů na napětí baterky a pak nahoru na 5V). K tomu ještě navíc bude baterka konstantně nabíjená na plných 4,2V, takže životnost bude mizerná. Z popisu se nedá nic moc zjistit a recenze od uživatelů taky nejsou kdovíjak přínosné....Leda ze zvědavosti koupit a otestovat