UPS para rpi

[alejolp]

Hola! En Octubre publicaron un thread sobre UPS para RPi, ahora me surge la necesidad de tener algo así para mi proyecto pero lo que linkearon allá me parece overkill.

Mi plan es alimentar la RPi con 12v y un regulador de 5v. Primero con un trafo de 12v y switchear a una batería de 12v con un relay mecánico cuando se corta la corriénte de 220v, y poner un regulador de 5v del otro lado del relay. De esta manera el regulador hace de filtro del ruido al momento de switchear de fuente, y una serie de capacitores para compensar los pocos milisegundos sin corriente cuando el relay corta. La batería está conectada a un cargador de baterías de flote, que carga la batería hasta que se llena, y la mantiene con carga.

Como regulador me conseguí unos RECOM R-78B5.0-1.0 que son reguladores switching con una eficiencia del 90%-95%, a diferencia de los lineales LM7805 que tienen una del ~40%. Esto hace que la batería dure mucho más (más del doble en teoría). Como alternativa a los RECOM están los TSR 1-2450 que venden en AdaFruit.

Como alternativa al relay mecánico están lo cargadores solares de baterías (por ej. para barcos), pero los diseños que encontré conectaban todo junto y tener a la batería cargando y gastando constantemente me hacía ruido a que la vida útil de la batería se iba a acabar más rápido. De todas formas si les interesa acá hay dos diseños de un chileno que la tiene muy clara:

[1] http://ludens.cl/Electron/solar2/solar2.html

[2] http://ludens.cl/Electron/solarreg/Solarr~1.htm

Ambos tienen la ventaja de ser muy simples. El primero no tiene protección contra descargas de batería y algunos componentes son viejos y pueden ser difíciles de conseguir si se quiere armar exactamente el circuito. En el segundo, la energía sobrante se quema en forma de calor con las resistencias de potencia, algo que no es eficiente para alimentarlo a 220v pero es muy común con paneles solares.

Me gustaría buscar una alternativa no mecánica al relay, por ejemplo con MOSFETs, pero no encontré nada que sea simple de hacer.

¿Alguno tiene a su RPi conectada a una batería, cómo lo tienen?

Saludos!

[Fernando Cassia]

2014-12-11 20:20 GMT-03:00 alejolp <ale...@gmail.com>:

Mi plan es alimentar la RPi con 12v y un regulador de 5v. Primero con un trafo de 12v y switchear a una batería de 12v con un relay mecánico cuando se corta la corriénte de 220v, y poner un regulador de 5v del otro lado del relay. De esta manera el regulador hace de filtro del ruido al momento de switchear de fuente, y una serie de capacitores para compensar los pocos milisegundos sin corriente cuando el relay corta. La batería está conectada a un cargador de baterías de flote, que carga la batería hasta que se llena, y la mantiene con carga.

Yo creo que si alimentas el regulador directamente de la bateria con el cargador estas basicamente teniendo una UPS "on-line".
Que es mejor que toda la complejidad del switching
No creo que afecte en nada la vida util de la bateria, como no la afecta en las UPS "On line" que son las mas caras y las que se usan en la mayoria de las empresas...

FC

[Fernando Cassia]

2014-12-11 20:20 GMT-03:00 alejolp <ale...@gmail.com>:

Como regulador me conseguí unos RECOM R-78B5.0-1.0 que son reguladores switching con una eficiencia del 90%-95%

Gracias por el dato, no los conocia!.
Si podés compartir el dato de donde los venden y cuanto cuestan se agradece!.

Yo en 5V 1A conocia estos de Maxim pero con 90% de eficiencia. Nunca habia oido de mas de 90%

http://www.maximintegrated.com/en/products/power/switching-regulators/MAX17502.html

FC

--

During times of Universal Deceit, telling the truth becomes a revolutionary act
Durante épocas de Engaño Universal, decir la verdad se convierte en un Acto Revolucionario
- George Orwell

[alejolp]

On Friday, December 12, 2014 2:52:56 PM UTC+1, Fernando Cassia wrote:

2014-12-11 20:20 GMT-03:00 alejolp <ale...@gmail.com>:

Como regulador me conseguí unos RECOM R-78B5.0-1.0 que son reguladores switching con una eficiencia del 90%-95%

Gracias por el dato, no los conocia!.
Si podés compartir el dato de donde los venden y cuanto cuestan se agradece!.

Están en Farnell:

http://uk.farnell.com/webapp/wcs/stores/servlet/Search?catalogId=15001&langId=44&storeId=10151&categoryId=700000004424&pageSize=25&beginIndex=1&showResults=true&pf=111784521

[Fernando Cassia]

2014-12-12 20:37 GMT-03:00 alejolp <ale...@gmail.com>:

Están en Farnell:

http://uk.farnell.com/webapp/wcs/stores/servlet/Search?catalogId=15001&langId=44&storeId=10151&categoryId=700000004424&pageSize=25&beginIndex=1&showResults=true&pf=111784521

Gracias! Mandan a Argentina?
Igual voy a llamar a SYC de calle Parana y otros a ver si aqui hay y a qué precio, y si me contestan, les cuento.

FC

[Fernando Cassia]

2014-12-11 21:35 GMT-03:00 Fernando Cassia <fca...@gmail.com>:

Yo creo que si alimentas el regulador directamente de la bateria con el cargador estas basicamente teniendo una UPS "on-line".
Que es mejor que toda la complejidad del switching

Fijate este diagrama, y adaptalo, por empezar cambiando el 7809 por un 7805...

O el regulador que tenes.

http://www.circuitdiagram.org/images/9v-battery-backup-circuit.gif

Contanos como te fue. :)

[alejolp]

On Saturday, December 13, 2014 4:22:21 AM UTC+1, Fernando Cassia wrote:

Contanos como te fue. :)

Parece que funciona :) Acá hay una foto:

https://www.flickr.com/photos/alejolp/16057607572/

Armé el circuito básico del relé que conté antes y al momento de cortar los 220v y pasar a la batería el relé tardaba demasiado tiempo y la RPi se reiniciaba. Le puse un capacitor gigante que tenía a mano y tampoco ayudó, saqué la cuenta y necesito un cap de al menos 1F para aguantar la rPi. El relé corta mucho después que se cortan los 220v porque la fuente que estoy usando tiene unos capacitores adentro que conservan algo de carga, y los relés necesitan menos corriente que la rPi para andar.

Buscando un poco más a fondo encontré que alguien tuvo el mismo problema y lo resolvió con un comparador de tensión y un transistor para controlar el relé. Cuando la tensión cae por debajo un valor fijado por un preset, corta el relé. Así que le agregé a mi circuito el comparador y ahora parece funcionar bárbaro.

La página de donde saqué la idea es esta: http://mresoftware.com/ups_12V.htm

La diferencia es que no tenía a mano ninguno de lo componentes de ahí, y tuve que improvisar con lo que tengo en mi caja de herramientas. Después de ver eso me di cuenta que es muy parecido a lo que hace el chileno en su cargador solar, que también usa dos comparadores.

Otra cosa que hice fue poner dos relés en lugar de uno, y con el segundo relé cortar el cargador de batería. Puse el tester en modo amperímetro y con el cargador conectado se perdía algo de energía, no es mucho pero yo esperaba cero. Así que el cargador está eléctricamente aislado cuando no hay 220v.

Saludos

[Edgardo Li Santi]

Lo que tenés que hacer es sensar la tensión de red para la bobina del rele, separada de la fuente, o sea podes hacer que la bobina del rele se alimente sin trafo poniendo unos capasitores y resistencias directo a 220V, para no tengas el retardo de los capacitores.
Te paso un circuito, si no lo compredes decime.
De la salida alimentas la bobina, el zener tiene que ser de 12v.

http://www.unicrom.com/cir_fuente_sin_trafo.asp

Saludos, Edgardo.

[alejolp]

Hola, ya lo resolví con un comparador (lo que conté antes), cuando la tensión cae desde 12 a 9 el rele conmuta con la bateria. Además, en vez de un zener como referencia usé un LM336Z-5.0 que es mucho mejor que un diodo zener (lo que tiene tu circuito). Acá explican por qué los zener no funcionan:

U2 is a voltage reference IC. You cannot replace it by a standard Zener diode! Zeners are much too unstable! If you can't find this chip locally, you may use the ubiquitous 7805 regulator instead, but the power drain from the battery will be higher. In this case, of course you don't need R8, but you would need a 1uF capacitor at the 7805 output.

http://ludens.cl/Electron/solarreg/Solarr~1.htm

Saludos

[Dorce Marzi Jose Anibal]

Yo realice un circuito con un comparador y un zener y un par de transistores, pero no funciona bien, como si no respetara mi preset. Si funciona para activarse (baja tension de la bateria) pero no corta. Simule la bateria con una fuente variable y recien corto a los 19v, muy raro. Ahora volvi al diseño  para ver en donde esta el problema. Intentaré lo que comenta el amigo y reemplazare el zenner.

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[Marcelo Andres]

Alejo, muy buen proyecto. Tenes documentado el circuito para compartir?
Un abrazo, Marcelo

El 17/01/2015 07:31, "alejolp" <ale...@gmail.com> escribió:

[alejolp]

Marcelo,

Si, lo acabo de publicar acá:

http://alejolp.blogspot.com/2015/01/12v-ups-para-raspbery-pi.html

Saludos

Ale

[alejolp]

On Monday, January 5, 2015 at 2:01:06 PM UTC+1, Edgardo Li Santi wrote:

Lo que tenés que hacer es sensar la tensión de red para la bobina del rele, separada de la fuente, o sea podes hacer que la bobina del rele se alimente sin trafo poniendo unos capasitores y resistencias directo a 220V, para no tengas el retardo de los capacitores.
Te paso un circuito, si no lo compredes decime.
De la salida alimentas la bobina, el zener tiene que ser de 12v.

Me quedé pensando sobre esto; no soy electrónico, soy informático, y si bien la teoría dice que este circuito funciona... el instinto me dice que es una mala idea conectar una Rpi directo a 220v. No por nada todas las fuentes usan un transformador, justamente poque te ofrece un nivel de seguridad mayor, si tu zener se quema tenés 220v directo en un relé o rpi, y humo y fuego y ambulancias y pi-ru pi-ru pi-ru...

[Edgardo Li Santi]

Con esto solo alimentas la bobina del rele conmutador, el Zener limita la tensión en conjunto con la resistencia que limita la corriente, por su puesto si tu rele es de 12 Volt. usas un Zener de 12 V.

Por otro lado tenes 5 volt. regulados y por el otro tenés la alimentación por baterias. Todo eso va al común del rele.
En el normal cerrado colocas alimentación por red


                              5 volt Regulados  Red -------------------->   <-- \
                                                                                              \ ====> Comun del rele a la Raspi
                              5 volt X Baterias         -------------------->

                              El Negativo es comun <-----------------------------------------> Raspi

Con el circuito sin trafo alimentas la bobina del rele. Como no tenés capasitores cuando la red se corte, automaticamente se conmuta a la batería.
No se como dibujartelo y subirlo, cualquier duda consultame, saludos, Edgardo.   Piru Piru