GPON технология подключения к интернету — одна из самых удачных инноваций последних лет. Она позволяет полностью избавиться от питания устройств «последней мили», что особенно актуально при длительных перебоях с электроэнергией. Почти все остальные технологии позволяют обеспечить интернет только временно — на час‑два, и время это не зависит от конечного пользователя — только от доброй воли провайдера, обеспечивающего своё оборудование источниками бесперебойного питания «на чердаке».
В случае же GPON, единственное, о чём должен позаботиться конечный потребитель — обеспечение питания терминала на своей стороне. Часть терминалов сразу снабжают встроенным WiFi роутером, но чаще всего этого не происходит и провайдер предоставляет отдельное устройство. Наиболее частая конфигурация — GPON‑терминал, потребляющий 0.5А по 12-ти вольтам, и WiFi‑роутер, потребляющий 0.3А по 9-ти.
Конечно, можно купить дорогостоящую зарядную станцию, с ёмкими аккумуляторами и быстрой зарядкой, подключить блоки питания устройств к инвертору станции на 230в, но это дико неэффективно. В моём случае потребление такой конфигурации составило 16 ватт.
Следующий вариант — купить USB‑DC преобразователи на 9 и 12 вольт, и воткнуть их в мощный пауэрбанк. Потребление сразу становится более экономичным. В моём случае оно упало до двух ватт, но я использовал достаточно дорогие устройства с поддержкой технологий QC2/QC3. Хотя, простенькие шнурки без этих наворотов и повышайками внутри шнура позволяют достичь примерно тех же параметров. К повышайкам мы ещё вернёмся...
Недостаток такого подхода — почти все пауэрбанки не поддерживают одновременный заряд и разряд, а те, что поддерживают имеют пометку, что такой режим «не рекомендуется». Для случая «не поддерживается» — придётся вручную менять устройство, переподключать, ставить на зарядку и т. п. А для случая «не рекомендуется» — там и так понятно, что деградация аккумуляторных батарей будет происходить быстрее, чем обычно. Это связано с тем, что для литиевых аккумуляторов требуется соблюдение определённого алгоритма заряда, так называемый режим «постоянный ток → постоянное напряжение», так вот — этот ток должен измеряться по аккумулятору без нагрузки. В случае, если на аккумуляторе висит нагрузка, зарядка будет происходить некорректно, и из режима «постоянный ток» он никогда не перейдёт в режим «постоянное напряжение». Это справедливо для случая достаточно большой по сравнению с зарядным током нагрузки. Например, для батареи на 10 000мАч рекомендованный ток заряда 0.5С (половина ёмкости) = 5А и жалкие 1–2 ампера на нагрузке не должны влиять, но в реальности пауэрбанки редко заряжаются рекомендованным током, так как питание они берут с USB, который ограничен по току. Есть нюансы с QC2/QC3 и PowerDelivery, но эти технологии почти не используют в дешёвых пауэрбанках, мы же движемся в сторону наиболее бюджетного варианта.
Следующий кандидат на решение проблемы — специализированные устройства. Мной в свободной продаже было найдено 3 кандидата, но самый «крутой» из них предоставляет ёмкость всего в 10 800мАч, чего по отзывам хватает только на 4–5 часов для двух указанных выше устройств. Для тех, у кого свет не выключают на столь длительное время — вполне годный вариант. Для меня — нет. Я должен обеспечит себе интернет на 8–10 часов «палюбому», а за время наличия света должен успеть зарядиться на достаточный уровень, чтобы на следующий день опять иметь интерент 8–10 часов. Можно, конечно, купить два таких устройства, поставить один на роутер, второй — на GPON‑терминал, но это «не наш метод»;) Я так и не протестировал подобные устройства, поэтому про реальное время заряда оных не имею никакой информации, а верить производителю, точнее, его маркетингу — себя не уважать. Хочу ещё раз подчеркнуть, что для многих пользователей такие устройства — вполне приемлемое решение.
Переходим к главному — «своими руками». Что нам для этого понадобится? Первое, и самое главное — умение обращаться с паяльником! Для тех, кто не умеет — лучше воспользоваться готовыми решениями или помощью специалистов.
Второе — сами аккумуляторы. Выбирать можно любые, но по параметру «цена‑качество» у меня лично эту «гонку» выиграли китайские «нонеймы» на 2000мАч.
Замеры ёмкости показали, что они соответствуют заявленным продавцом с не очень большим разбросом. Выбор ёмкости очень удачно совпал с техническими характеристиками самых дешёвых плат контроллеров заряда на чипах TP4056/DW01A. Их максимальный ток заряда — 1А, что и составляет рекомендованную половину ёмкости данных аккумуляторов.
Для максимальной эффективности заряда таких платок необходимо столько же, сколько и аккумуляторов. А сколько взять аккумуляторов? Я, в процессе экспериментов, определил, что 8 штук уверенно держат необходимую мне нагрузку в течении 15 часов, но вот полный заряд после этого требует целых 6 часов ожидания, что многовато, поэтому я увеличил свою батарею до 12-ти банок (суммарная ёмкость примерно = 85Wh). Полный эксперимент заряд‑разряд ещё не проводился, но по расчётам выходит, что этого вполне достаточно (даже избыточно).
Чем заряжать? Тут подойдёт любой блок питания на 5 вольт с хорошим током. Можно приспособить старый компьютерный блок питания, или купить БП подходящий для вашей нагрузки (предельный ток по 5-ти вольтам должен быть больше чем количество аккумуляторов * 1А). Поскольку я занимался экспериментами, то выбрал БП с завышенными характеристиками — 5В 40А — дешевый китайский полуоткрытый блок для питания светодиодных лент, но для «серийного» применения он явно избыточен.
Вариантов держателей масса, но мне приглянулись одиночный боксы для аккумуляторов с уже приштампованными проводами. Можно обойтись и вообще без них, сделав свой вариант монтажа, но возиться с этим мне было просто лень.
Понятно, что таких боксов тоже нужно столько же, сколько аккумуляторов.
А как мы из аккумулятора «достанем» 9 или 12 вольт? Существует несколько вариантов, но я выбрал самый простой — плата повышения напряжения. Таких плат сейчас очень много, с разными характеристиками, но самые дешёвые и популярные — XL6009E1 и MT3608.
У каждого из этих бюджетных решений есть свои достоинства и свои недостатки, но останавливаться на этом подробно я не буду, так как имеется куча видосиков в ютубе со сравнением этих устройств. XL6009E1 я лично забраковал (для себя), так как нижний порог рабочего напряжения для неё — 3 вольта, а плата TP4056 обеспечивает контроль разряда аккумулятора до 2.5 вольт, плюс, падение напряжение на защитном диоде... К которому я ещё вернусь. То есть, была выбрана плата MT3608, которая запускается от двух вольт. Точнее, две платы. Одну я настроил на 9, а вторую — на 12 вольт.
Теперь вернёмся к ключевому недостатку подобных повышаек — импульсная помеха. В моём случае GPON‑терминал её вполне «терпел», а вот WiFi‑роутер начал работать крайне нестабильно — связь могла пропадать секунд на 10–20 каждые пять‑десять минут. Решается данная проблема установкой двух конденсаторов на выходе из MT3608 — электролит на 470–1000мкФ, который съест основную частоту пульсаций (огибающую) и плёночного или керамического на 0.1–0.2мкФ, который задавит высокую частоту основного спектра.
Не пугайтесь навесному монтажу — это времянка (но нет ничего более постоянного, чем временное).
Возвращаясь к дешёвым USB‑DC преобразователям, упомянутым в четвёртом абзаце данной статьи — у них та же проблема! Если с ними ваш роутер начал «глючить» — думайте, как давить помеху по питанию.
Теперь про диоды. Всё это можно соединить и «на проход». То есть, когда работает блок питания, нагрузка остаётся подключенной к аккумуляторам, но этот режим не очень хорош, и те, кто хочет сделать всё «по красоте», могут сделать байпас с блока питания напрямую на нагрузку. Вот тут‑то и нужен диод (минимум один) для развязки плюса питания, иначе 5 вольт «придут» на схему зарядки с другой стороны и аккумуляторы заряжаться не будут. Лучше использовать диод Шотки, так как на диодах такого типа наименьше падение напряжения. А теперь... второй диод! Когда питание нагрузки идёт от аккумуляторов, и БП от сети не запитан, он оказывается запитан от аккумуляторов, точнее, его выходные цепи. Обычно там ничего опасного нет — пара конденсаторов, дроссель и дальше диодный мост, который «не пустит» напряжение дальше. Но это тоже лишняя нагрузка, пусть и небольшая, поэтому в цепь байпаса желательно тоже воткнуть диод, который запрёт цепи блока питания от этой паразитной деятельности.
Осталось припаять шнурки‑штеккеры на 5.5мм и всё! Не перепутайте полярность. Для такого типа штеккеров плюс всегда внутри, минус — снаружи.
Для удобства можно добавить дешёвые китайские «вольтметры» на выходы повышаек, выключатель, предохранитель и прочую «красоту». Но это уже «излишества».
P. S. Важное замечание для тех, кто купил MT3608 и не может настроить выходное напряжение — крутите резистор против часовой стрелки 30–40 оборотов. У этих плат имеется «мёртвая зона», где резистор не работает. Это связано с китайской экономией на одном резисторе, который там должен бы быть и задавать смещение, но его нет;)
Для увеличения нагрузочной способности MT3608 можно заменить дроссель на аналогичный по размерам с меньшей индуктивностью, или отмотать часть обмотки. КПД в этом случае слегка упадёт, но "перезагрузки" по перегрузке исчезнут. Поскольку у меня не было подходящего, выпаивать и мотать было лень, а WiFi-роутер иногда (при падении входного для MT3608 напряжения ниже 3.5В) принимается жрать больше, чем может обеспечить дефолтовый дроссель, я припаял ещё один такой же параллельно.
При параллельном соединении индуктивность снижается, как L = 1 / (1/L1 + 1/L2), если магнитные поля дросселей не пересекаются, иначе снижение индуктивности будет меньше. Т.е. не ставьте их бисквитиком, а расположите как-то иначе. Лично я вынес его в перпендикулярную впаянному дросселю плоскость.
По даташиту можно безопасно снижать индуктивность дросселя до 4.7мкГ, а два параллельных по 22мкГ дают примерно 11мкГ, то изменение вполне безопасное.
P.P. S. Если вас заинтересовали какие‑то подробности — прошу в комментарии. А если наберётся много интересующихся, выпущу статью с продолжением и разбором непонятных моментов более подробно.
Комментарии (114)
YMA
00.00.0000 00:00+18Ужасть... :)
Можно взять один более мощный зарядник + недорогую BMS на том же ali, собрать эту батарею в 4s3p, и на выход вместо шумящих повышаек поставить понижайки с заметно более высоким КПД.
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00+1Возиться с BMS я не хотел. 2. Цена такого решения могла стать выше (не считал, но есть такое ощущение). 3. КПД понижаек, если они не импульсные ниже, чем этих повышаек, а если импульсные, то проблема с помехой никуда не денется.
boojum
00.00.0000 00:00+3На Ali и готовое устройство недорого обойдется.
Вот такое у меня с год уже успешно трудится https://aliexpress.ru/item/1005003202950041.html
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00Про эти я и писал, что они держат недостаточно долго (для меня). Два устройства - 4-5 часов. Для большинства - соглашусь, вполне подходящий вариант.
anwender95
00.00.0000 00:00Можете, пожалуйста, посоветовать хорошие платки с али?
Я использовал только такие же, как в этой статье (смотрел обзоры AlexGyver), но может вы что-нибудь более интересное подскажете)mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00Чтобы что-то советовать, надо знать конечную цель. Какие ТТХ устройства должны получиться?
anwender95
00.00.0000 00:00+1Я имел ввиду "в целом" посоветовать платки. Может я какую-то жемчужину пропустил.
А конкретно — я сейчас юзаю эту платку как готовый ибп 5В -> 5В для orange pi zero.
https://aliexpress.ru/item/1005002982442200.html?sku_id=12000027774110127&spm=a2g2w.productlist.search_results.1.34614aa6IcQ9Vj
Особо не жалуюсь, но все никак не соберусь нарисовать и напечатать корпус.mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00Отличная платка. Для тех, у кого не открывается али.ру, ищите по названию "15W 3A 18650 Lithium Battery Charger Module DC-DC Step Up Booster UPS Uninterruptible Power Supply /Converter 5V 9V 12V AETHER". Я не знал про такую. А вообще, лучшее - враг хорошего, имхо. ) А ещё, работает - не трогай ))
markoni
00.00.0000 00:00+7Ну, хоть какую схему бы набросали от руки. Для тех, у кого фантазия не сильно богатая :)
little-brother
00.00.0000 00:00+5Если уж сильно хочется Li-Ion (я бы решал на "классическом" свинце), то как вариант решения задачи: резервированный источник питания (РИП) от охранно-пожарной системы на 12В. Есть РИП на Li-Ion аккумуляторах, или взять обычный и воткнуть "замену" в стандартном форм-факторе https://bast.ru/products/li-ion/skat-i-battery-12-7-lifepo4
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00Вы цену такого решения сложите ;)
little-brother
00.00.0000 00:00На свинце вполне вменяемо, РИП без проблем бу на Авито можно взять за недорого.
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00+1Свинец это "очень плохо". Из заявленной ёмкости вы сможете вытащить хорошо, если половину. Я даже не рассматривал варианты с этими убожеством + брать БУ - двойной риск. Сколько там осталось циклов заряд-разряд, после которых вы будете иметь геморой а потом ещё и его менять... на новый геморой?
little-brother
00.00.0000 00:00+3РИП бу, аккумуляторы новые - Leoch вполне вменяемые и стоят недорого. Главное не брать типа Force и прочий дикий ноунейм. Насчет "очень плохо" - не знаю о чем вы, но они относительно лития пожаробезопасны.
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00+1Ну, вас никто не заставляет использовать именно это решение. Разработайте своё, напишите статью, можно будет посмотреть на весь список модулей, что вы использовали, сложить цену, посчитать, стоимость за ватт-часа.
dimsoft
00.00.0000 00:00Можно найти на авито РИП, который пролежал на складе (т.е. он новый) несколько лет - в проекты они не подходят - сертификат просрочен - их продают очень дешево.
anwender95
00.00.0000 00:00Очень смущает повышенная пожароопасность лития, но сам пользуюсь им…
Вроде как в этом плане лучше литиум титанатные аккумы, но у них большая стоимость.mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00+1Берите только банки со встроенной защитой и всё будет норм. Для незащищённых желательно городить ещё и термоконтроль, который не всегда спасет. Банку с защитой отличает еле заметное колечко около одного из выводов. На фото в статье - около плюсового. Часто такие аккум. на миллиметра 3-5 длиннее незащищённых. Если бану вскрыть, чего я делать не рекомендую, то там чип типа DW01 живёт обычно, который не даст протекать большим токам. Остаются варианты с физическим повреждением, перегревом выше 70 градусов и выходом защиты из строя.
BoldDwarf
00.00.0000 00:00И сколько Ваша система может продержаться на аварийном питании по времени?
Когда я занимался подобной проблемой, то решил ее в лоб.
То есть поставил бесперебойник BackUps 800, в который и воткнул все что мне было надо.
В моем случае это:
Роутер
Оптический модем (PON - витая пара)
Сетевое хранилище Zyxel 542
Как оказалось, этого хватает примерно на 45 минут чего мне было достаточно.
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00Вы статью читали? Там написано, что на 8-ми аккумуляторах держалось 15 часов. На 12-ти должно продержаться в полтора раза дольше (ещё не тестировалось).
BoldDwarf
00.00.0000 00:00Извините, не заметил хотя и прочитал два раза.
Очень хороший результат.
В моем случае целью был не аптайм системы, а человеческое выключение NAS с тремя дисками.
Очень не хотелось выключать диски по-жесткому.
А эксперименты показали 45 минут на резерве.
shpokel
00.00.0000 00:00+1производитель в данном случае врёт, и никаких 7.2Wh там нет
как нет, если
китайские "нонеймы" на 2000мАч.
Замеры ёмкости показали, что они соответствуют заявленным продавцом
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00Да, вы правы. Я неправильно посчитал. Сейчас уберу эту фразу из статьи.
vazir
00.00.0000 00:00На сколько вы уверены в данных китайских контроллерах заряда? Литиевые батареи не любят постоянной подпитки, вздуваются... и иногда взрываются. У меня вздулось 2 ноутбука. Причем не каких то нонейма а DELL XPS и macbook pro. Причем были в режиме "использование преимущественно AC". Если в такой электронике не могут толком сделать работу от сети, как то стремно данным копеечным контроллерам доверять 24/7.
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00Связка TP4056/DW01A достаточно надёжна. Даже если сгорит TP4056, DW01A не позволит угробить аккумулятор. Вероятность, что сдохнут обе... мне кажется крайне низкой.
vazir
00.00.0000 00:00Никто не ждет что сгорят компоненты. Дело в доверии режимам заряда Li батареи, что данный контроллер обеспечит режим, чтобы батарея не начала дуться или хуже. В ноутах ничего не сгорело. Контроль режима аккумов подвел
Grey83
00.00.0000 00:00Контроллер поддерживает также измерение температуры аккумулятора (правда в платах это отключено, но при наличии паяльника и глядя в даташит можно задействовать такой режим, правда какие терморезисторы использовать — хз, не вникал, хотя можно использовать старые батареи от телефонов со встроенным термодатчиком).
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00Есть тестирования на ютубе, там достаточно подробно рассмотрен режим заряда этими модулями. В ноутах и телефонах, что дохнут со спецэффектами, проблема с тем, что неверно рассчитаны токи.
Grey83
00.00.0000 00:00+1Этим контроллерам 100 лет в обед. Достаточно погуглить информацию о них. Хорошие контроллеры. Правда максимальный ток всего 1А.
Хотя есть давно платы на основе контроллера TP5100, которые могут выдавать 2А (правда при 2А надо охлаждать платку) и поддерживают заряд 2 последовательно соединённых аккумулятора (для выбора режима на плате есть 2 контактных площадки которые нужно замкнуть между собой для выбора 8.4В, правда тогда нужно будет отдельно подключать плату балансировки).mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00Для двух аккумуляторов последовательно есть другие платы. Эти не годятся. Если правильно всё делать и не ждать, когда всё это загорится. А ток разряда с этих плат - 2.5А на один модуль. Заряд - 1А (если надо меньше, надо менять резистор запаянный по умолчанию).
Grey83
00.00.0000 00:00замечание для тех, кто купил MT3608 и не может настроить выходное напряжение
Для 9В на выходе подстроечник можно заменить на резистор номиналом 30кОм, для 12В — около 40кОм (можно 39кОм, будет около 11,5В на выходе).
Я для такого около 3 лет назад купил по сотне SMD резисторов 0805 на такие номиналы.
9В нужны были для переделки мультиметров типа DT-83x с крон на 2 элемента типоразмера AAA. А 12 — для светодиодных лет и прочих модулей.Для удобства можно добавить дешёвые китайские «вольтметры» на выходы повышаек
Лучше всё же на выход аккумуляторов, чтобы хотя бы примерно оценивать сколько ещё заряда есть в запасе. С повышаек выходное напряжение практически никак не будет меняться пока аккумуляторы не отключились защитой от переразряда.
Хотя наверное лучше купить светодиодный модуль, который показывает уровень заряда в «попугаях» в виде секторов, как индикатор уровень заряда в смартфонах. Есть на разное количество последовательно соединённых литий-ионных элементов. И стоит столько же, сколько стоят вольтметры на фотках.
Вообще можно купить плату повербанка, которая будет брать зарядку от QC3.0 (и даже PD, но такие обойдутся дороже) и показывать уровень заряда. Правда нужно будет использовать отдельную плату для защиты от переразряда, т.к. на выходе с такой платы повербанка хоть и можно получить как 9В, так и 12В (всего-то пару резисторов припаять к контактам передачи данных), но платки не сразу переключатся, но и для двух отдельных напряжений нужно 2 платы. Поэтому лучше просто использовать преобразователи на основе MT3608.
Защиту от переразряда можно взять как отдельными платами (есть в продаже как прямоугольные для использования с плоскими пакетами, так и на круглых платах для использования совместно с элементами типоразмера 18xxx), так и просто использовать платы контроля зарядки TP4056, содержащие 2 MOSFETа FS8205A (должны держать до 4А, при том, что повышайки на основе MT3608 не могут брать больше).
На счёт работы в качестве UPS: на муське находил схему, как с помощью контроллера зарядки на основе TP4056, повышайки на основе MT3608, двух диодов Шоттки, MOSFETа и резистора сделать ИБП со сквозным питанием повышайки (если я всё правильно понял).mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00+1Спасибо за интересный отзыв. Схему с муськи я не видел раньше. Мосфет в этом месте несомненно лучше, чем диод Шотки, но непринципиально, так как на малых токах можно наплевать на падение напряжения на нём, т.к. главное - выделяемая диодом мощность, а она будет мизерная. MT3608 же нормально поднимет потом до нужного. КПД чуть-чуть будет хуже, но почти незаметно.
По поводу вольтметров - вы правы, они там скорее "для форсу бандитского", а не для дела. Хотя, для финальной настройки я их даже использовал, подкручивая резисторы. Жаль, что те индикаторы, что у меня были, работают только от 5 вольт и выше, иначе я бы и на батарею повесил. Может, потом прикуплю индикатор с "полосочками", если под руку попадётся в другом каком-то заказе.
Ermito
00.00.0000 00:00У диодов Шотки ещё и обратный ток не нулевой. Нет проблемы, что tp4056 внезапно раньше заканчивает заряд?
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00Нет. Видимо, того тока недостаточно, чтобы как-то повлиять на напряжение на микросхеме.
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00Собрал ради интереса такое же, как на муське, только транзюка я такого не нашел, использовал AO3415A. Это тоже P-канальный MOSFET, напряжение открытия -0.9В, максимальное смещение затвора 8В в обе стороны, обслуживаемое исток-сток = 20В. Всё вполне ожидаемо работает. Падение напряжения на транзисторе ниже возможностей измерения моим мультиметром ))) Как и ожидается, при появление +5В транзистор закрывается относительным плюсом (5 - 4.15 = +0.85В), через резистор к минусу течё небольшой ток, на который наплевать; при исчезновении +5В транзистор мгновенно открывается, т.к. на затворе появляется -4.15В (относительно стока) - через резистор потенциал приходит с минуса. Запаса по напряжению открытия у него валом (ниже 2.5В аккум не разрядится, а трешолд - 0.9). А вот по току может быть больно... У него максимальный ток = -4А - надо быть аккуратным, чтобы его не сжечь. В моём случае - это вряд-ли - слишком нагрузка слабенькая. Если только КЗ... Но там предохранитель будет (по плану, пока - нет).
VT100
00.00.0000 00:00+5- И 9 и 12 В — это, во многом, абстракция. Эти напряжения нигде в роутере не используются напрямую, а тут-же понижаются до нужных (к примеру — 1,2, 1,8 и 3,3 В). Думаю, что в GPON так же.
- Из этого следует, что нужно было сделать сборку 3SxP. С покупным балансиром или с дешманскими 7660 (см. интернет) — другой вопрос. Ну и — контроллер заряда/разряда для 3S с подходящим входным напряжением (на мой вкус — 24 В от промавтоматики) и выходным током. Подключать батарею/контроллер разряда — напрямую к роутеру и GPON.
P.S. "Настоящая" телефонная станция — была оборудована аккумуляторным залом на несколько суток работы всех "медных" линий. А сейчас — проблема наличия связи в режиме ЧС переложена на абонента.
YMA
00.00.0000 00:00+1Кстати, это так и есть, я как-то перепутал блоки питания у роутера и GPON терминала, и они прекрасно работали от 12 и 9 вместо 9 и 12.
А вот 42 вольта от блока питания самоката (мелкий воткнул в попытке получить интернет) терминалу не понравились, и из него вышел весь белый дым, нужный для работы. :(
Hannnn
00.00.0000 00:00+1Последние полгода вынуждено экспериментировал с подобным. После всего пройденного в конечном итоге пришел к заводскому решению DC1036P/DC1018P:
— keenetic ultra/hero + USB HDD2.5 2TB ± 4 часа
— keenetic ultra/hero ± 7 часов
— GPON-модем ± 15 часов
Из «недостатков»: нету доп разъема для подключения повербанка как дополнительного источника резервного питания.mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00А что со временем заряда? Надо будет купить такую коробочку, вскрыть и покопаться с целью доработки напильником )
KillJ0y
00.00.0000 00:00+1В чип дипе есть плата контроллера ибп, есть в корпусе для ленивых, подбираем агм акб (от охранок, что без большого тока для буферного режима) ну и источник питания. Все просто ни какой пайки в варианте контроллера в корпусе (у него зажимные), обжал контакты на акб и можно подобрать зажимной штекер.
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00Эм... она про 220 или про низковольтные нагрузки? Ссылку, если можно, скиньте.
KillJ0y
00.00.0000 00:00Такая вот плата выдаёт 12в 3а
estet
00.00.0000 00:00+2Спасибо за статью. Сам исследовал этот же вопрос для питания роутера и свитча в слаботочном щитке (одно из ограничений - мало места) и так ни на чем не остановился, все варианты не помещались в щиток. Самым интересным вариантом показался OpenUPS (они сейчас блокируют доступ на свой сайт, можно в webarchive посмотреть или в кеше поисковиков) и UPS на DIN-рейку DR-UPS40 от MEAN WELL.
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00https://www.mini-box.com/OpenUPS - такое? Слишком дорого, как по мне.
fk0
00.00.0000 00:00+3Во-первых параллельное соединение аккумуляторов через разъёмное соединение или держатель с пружинкой -- путь к пожару. Потому, что контакт там закиснет, и аккумулятор заряжаться не будет, или разряжаться не будет. А потом рано или поздно разряженный аккумулятор коротнёт на группу заряженных. Или наоборот. И через аккумулятор потекут огромные токи с последующим воспламенением. Я немного преувеличиваю, но шанс есть. Параллельно аккумуляторы нужно соединять сваркой или пайкой.
Во-вторых использование Li-Ion аккумуляторов без дополнительной платы защиты -- идиотская идея. Потому, что зарядное устройство или что-то в нагрузке, да что угодно, тот же диод который препятствует зарядке аккумуляторов от штатного источника питания может выйти из строя. И дальше опять же полыхнёт. Плата защиты тоже может выйти из строя, но так чтобы два элемента в разных местах -- всё же маловероятно. Но от отказа единственного элемента следовало бы защититься.
В-третьих соврешенно непонятно как решается вопрос отключения в случае переразряда. Глубокий переразряд убивает аккумулятор. Нужен какой-то контроллер способный отключить батарею при разряде, но подключить обратно при попытке заряда, но не включать в случае когда после отключения батарея слегка "отдохнула" и напряжение слегка подросло. Иначе в "икающем" режиме прибор будет циклически перезапускаться пока не убьёт батарею. В принципе достаточно гистерезиса в пару сотен мВ между напряжением отсечки и включением.
И наконец все эти риски связанные с Li-Ion аккумулятором для стационарных устройств не имеют смысла и можно ограничиться относительно безопасной Lead Acid (кислотной) батареей, что используется в практически любой системе пожарной сигнализации и т.п. Ну будет батарея в четыре раза тяжелее и что? Зато не горит, зарядное устройство проще, батарея дешевле и т.п. Более того, на рынке (фирма Mean Well) есть готовые AC/DC источники питания с функцией подлючения кислотной батареи. Они практически изображают из себя "UPS", только с выходным напряжением 12V DC. И сами обслуживают батерею, вплоть до термокомпенсации. Купил, подключил и вообще голова не болит, само всё работает как надо.
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00-1Чем писать ерунду, почитайте лучше про платы заряда из статьи - TP4056. Там и контроль заряда, и защита, и параллелить их можно безопасно.
fk0
00.00.0000 00:00+3Во-первых объединение на одной плате контроллера заряда и схемы защиты -- очевидная глупость. Потому, что теперь схема защиты в ряде случаев перестала исполнять свою роль. А именно: не защищает от короткого замыкания при повреждении жгута проводов от аккамулятора к платам, при дефектах самой платы. При КЗ провода запросто приобретают красный цвет, а изоляция с них испаряется (если, конечно, провода не тефлоновые, например). И так КЗ в одной банке может привести к КЗ всей батареи и пожару. В нормальных условиях схема защиты должна располагаться на самом аккумуляторе. Или, по крайней мере, следует включить последовательно с аккумулятором предохранитель.
Параллельное включение DW01A -- так себе идея. Рано или поздно может возникнуть ситуация (а с пружинками -- скорей рано) когда какой-то элемент разряжен, а остальная батарея заряжена. И разряженный элемент никогда не зарядится из-за отключения защиты по току. Либо просто через него будут протекать большие токи (но недостаточные для срабатывания защиты) и убивать его потихоньку.
Параллельное включение TP4056... Они не идеальные, у них у всех разброс, в итоге половина работать не будет, вторая половина будет работать за двоих (на CV-стадии заряда). Это всё не фатально конечно, и в целом работать будет. Аргументов, почему так нельзя делать, я найти не могу.
Может лучше было спаять все элементы параллельно (предварительно их зарядить или разрядить до одинакового во втором знаке напряжения!) В разрыв одного из проводов включить предохранитель. Платы зарядных устройств соединить параллельно (выводы OUT и входы питания), и только к одной плате к клеммам B+ и B- подключить батарею. Может даже заменить на ней MOSFET'ы чтоб защита не срабатывала на больших зарядных токах (не факт, что потребуется).
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00Для случая замыкания на проводах и разъёмах ещё одна защита стоит в "голове" каждого аккумулятора. Если присмотритесь, там этакое "колечко" - в нём живёт защита.
fk0
00.00.0000 00:00Не во всех, без защиты как правило дешевле. В данном случае скорей таки да, с защитой.
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00Да, встречал изделия без защиты. Но это было очень давно. Современные - почти все с защитой. Исключение - наковыряные из батарей для ноутов и т.п. Ну и на Али можно найти (не факт, что они там не из наковыряных))
multic
00.00.0000 00:00Где вы HG2 с защитой видели? Единственная защита в этих аккумах это мембрана в + контакте, которая его отключает механически, если аккум кипеть начинает. И да с BMS и понижайкой куда проще в исполнении, надёжнее и чуть-чуть дешевле.
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00Х.з. что там за защита - не ковырял. А чтобы посчитать смету с BMS надо знать, какую топологию вы выбрали. Напряжение БП - 12в? Контроллер заряда? На какой он ток? Т.е. сколько банок сможет обслуживать? Какой BMS? На какой ток? Сколько он может банок обслуживать? Какая именно понижайка? Много вопросов, без ответа на которые сложить цену не выйдет. + доступность. Некоторые комплектухи придётся ждать несколько недель доставки, если с Али брать. А я брал всё "рядом" из наличного. Ну, пусть не в моём городе, но хоть со сроком доставки в 2-3 дня, а не ждать х.з. сколько.
olartamonov
00.00.0000 00:00Аргументов, почему так нельзя делать, я найти не могу
Модуль с большим выходным напряжением будет пробовать вгонять ток в модуль с меньшим выходным напряжением.
Чем это кончится для второго — зависит от схемотехники конкретных чипов, в трёхстраничном даташите на TP4056, написанном на пародии на английский язык, таких подробностей нет.
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00+2Есть тестирования этих модулей, есть их схема. Из схемы следует, что произойдёт самобалансировка. Пока напряжения не сравняются, ток будет течь только от банки с самым высоким напряжением. Как сравняется - подключатся по мере выравнивания остальные. Ток от одной банки к другой течь не будет. Там на выходе модуля стоит защита от подобного - разрыв минуса питания акб через пару полевых транзисторов.
olartamonov
00.00.0000 00:00Тестирование говорит в основном о том, что тестирующий был везучим человеком, это раз.
Схемы чипов у вас нет, а из схемы модуля ответа на сказанное мной не следует никак.
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00+1У меня (и в интернете) схемы чипов есть ;) А вывод следует именно из схемы модуля. Обратите внимание на сборку FS8206A и промоделируйте в голове ситуацию с двумя такими модулями. Если на выводе "B-" напряжение будет меньше, чем на "OUT-" (для случая второй платы с большим выходным напряжением), один из транзисторов закроется.
fk0
00.00.0000 00:00+2Я думаю не проблема. Если говорить о CC стадии, то при заданном токе напряжение там какое нужно. Если про CV стадию -- ну в конце концов, может же у аккумулятора напряжение быть выше, чем на выходе у микросхемы. В пределах сотни-другой милливольт. Это явно не исключительный случай (условно, поставили заряжаться перезатяженный аккумулятор).
Чем кончится: скорей ничем. Если там 10-20 вольт на выход подать, может чем-то и кончится, а так -- ничем. В даташите на выходе виден кажется P-канальный MOSFET с изолированной подложкой (чтоб он не работал как диод и не разряжал аккумулятор на отключенный внешний источник питания). Ему наверное плохо от напряжений в десяток-другой и больше вольт (пробьёт) не важно какой полярности. Остальное по барабану. Ещё усилитель, у которого скорей похожие ограничения. Защитных диодов (чтоб ток с батареи утекал на вход) -- скорей нет.
Grey83
00.00.0000 00:00+4использование Li-Ion аккумуляторов без дополнительной платы защиты
Платы контроллера заряда на фотках содержат микросхему DW01A и спаренные MOSFETы FS8205A, которые и являются защитой от переразряда/перезаряда.
…
непонятно как решается вопрос отключения в случае переразряда
Повышайки включены после этой защиты.
muromdx
00.00.0000 00:00Проблема в том, что у DW01A пороговое напряжение отключения где-то около 2,5 В. И оно никак не регулируется. А это уже слишком низкое напряжение для литиевого аккумулятора. В идеале делать схему защиты от переразряда на формирователе импульса сброса MAX809/810 и полевике, хотя это будет дороже и потребует пайки.
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00Неправда. Там пороговое 2.8
muromdx
00.00.0000 00:00В даташите на DW01A: Overdischarge Protection Voltage - от 2,3 до 2,5 В.
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00В этом модуле оно настроено на 2.8, плюс-минус 0.1В. Проверено. Мне не попадалось пока ни одного модуля с напряженем отсечки разряда ниже 2.75.
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00Да, нашел. В старых модульках так и было 2.45-2.55. Видимо, что-то подшаманили китайцы. Может, резистор смещения сменили (R5), или диод туда вкорячили. Надо будет с лупой посмотреть.
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00Написал всё это и взялся теперь сомневаться ) Поставил на разряд один модуль из последней партии. Проверим, при каком напряжении он сработает. R5 вроде нормальный, как по схеме - 100Ом (измерено 101.1).
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00Перепроверил. Вы были правы. Я что-то перепутал. Пичалька. Действительно возможен переразряд до 2.5 вольт. Есть там метод, как это решить, но требует навыка пайки smd компонентов (замена резистора R5 на диод)
olartamonov
00.00.0000 00:00+2Это нормально для защиты. Потому что не надо путать контроллер, который работает на каждом цикле заряд-разряд, и защиту, которая срабатывает один раз в жизни, когда контроллер отказал. Разные функции и разные характеристики.
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00По большому счёту, лично меня и так устраивает. Если придётся высадить все банки в 2.5 вольта, это значит, что произошло что-то совсем экстраординарное. Расчётный режим не предполагает полного разряда вообще, иначе за короткий срок батарея не успеет зарядиться. Проводил испытания для 12-ти банок. За 6.5 часов отключения света напряжение снизилось с 4.15 (штатное, в среднем) до 3.95 вольт. Затем, за два часа оно набрало заряд до штатного. Полагаю, что для полного разряда (2.5В) надо будет больше суток с аккумуляторов жить. Это точно нерасчётный режим. Хотелось бы и контроллер, но это дорого выйдет. Проще перепаять все резисторы R5 на диоды, чтобы задрать нижнее напряжение.
Grey83
00.00.0000 00:00Для IMR или INR в самый раз.
Для ICR маловато (у них должно быть не ниже 3В, как пишут в википедии).
olartamonov
00.00.0000 00:00-2Во-первых, когда я захочу, чтобы моя жена быстро подала на развод, примерно такую конструкцию я и повешу на чистой белой стене кухни рядом с красивым белым модемом. Обязательно с яркими синими вольтметрами, да.
Во-вторых, что это? Зачем это? Чем здесь делиться с окружающими? Это нечто сомнительной надёжности (вплоть до прямой пожароопасности, про Li-Ion на пружинных контактах уже выше написали, а тут ещё и ультрадешманские китайские «кроватки», боженька, но ведь есть же даже кроватки в продаже более приличные), собранное из чего попало и как попало, лишь бы подешевле и с синими светодиодами.
В-третьих, если не хочется каждую пару лет аккумуляторы менять на новые, их не надо держать заряженными более чем до 70-80 % (4,0 В на банке).mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00+7Спасибо, ваше мнение очень важно для нас. ) Ежу понятно, что это временная макетка. Не нравится, соберите красиво. А про "пару лет" - надеюсь, я это всё ещё этой осенью выкину ))
usrsse2
00.00.0000 00:00+2Это никак не может оказаться на кухне, МГТС вешает PON-терминалы у входной двери, чтобы сэкономить оптоволокно. В лучшем случае протянут подальше по прямой, если попросить (но не все соглашаются).
olartamonov
00.00.0000 00:00+2
Astroscope
00.00.0000 00:00+4Да вы читер, я посмотрю. Ведь кот (наверное кошка, да?) на фото - это гарантированный плюс не читая. :)
kolabaister
00.00.0000 00:00Я аналогичную проблему решил с помощью аккумулятора и устройства питания для систем СКУД. Они бывают монолитными (типа ББП-20 и аналогов), в коробке уже аккумулятор и контроллер заряда и раздельными (типа FARADAY Electronics UPS 30).
Плюс в том что некоторые модели контроллеров могут отдавать состояние питания и аккумулятора в прямом или косвенном виде. У меня такая система питает роутер и сервер умного дома, так что УД знает что там с питанием.
TheRaven
00.00.0000 00:00+1Автор что-то очень сильно перемудрил.
Есть готовые модули UPS для лития с выходом на 12\9В. Ставим к ней несколько аккумов параллельно и всё.
aliexpress.ru/item/33014069426.htmlmikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00Не все так просто. Проработайте схему для использования таких модулей. Там имеются дополнительные неудобства.
Grey83
00.00.0000 00:00Вот обзор этой платы (или похожей) на муське.
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00Не, такие совсем не подходят для решаемой задачи. Если бы 1-2 аккумулятора были в параллель, то да, а на масштабируемое решение - уже нет
TheRaven
00.00.0000 00:00Чем она не подходит-то? Мощности для роутера выдаёт достаточно, аккумов можно поставить сколько нужно, у них только время заряда поменяется.
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00Вот этим и не подходит - время заряда один из важнейших параметров в случае постоянного выключения света. У нас в городе одно время был график 6 часов света нет, потом 3 - есть. И этот график ещё и не всегда выдерживали. Бывало, что 15 часов нет света, а потом 2 часа только он есть. В статье указано, что меня даже 3 часа заряда не устроило и я добавлял аккумуляторов ради того, чтобы сократить время заряда. В той схеме, что вы сослались, увеличение числа аккумуляторов увеличит время заряда, а не сократит.
TheRaven
00.00.0000 00:00Ну, ваш случай несколько специфический. Среднестатистический UPS неделями ждёт тех пары часов, которые будет питать нагрузку от батарей.
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00Для таких случаев не нужно ничего городить. Есть готовые устройства за вполне вменяемые деньги. И тут в каментах на них уже ссылались. Искать в гугле по строке "ИБП для роутера".
Gadabio
00.00.0000 00:00Решал не так давно аналогичную задачу. Только у меня роутер и ONU требуют одинакового значения напряжения питания 12В. Поэтому использовал уже купленную когда-то давно свинцово-кислотную батарею 12В 7Ач. Только пришлось к ней собрать SEPIC преобразователь для выдачи 12В на устройства - так как по мере разряда акумулятора напряжение на нем может падать до 10В или повышаться до 13,5В при заряде. Последнее случается когда он работает в буферном режиме. Такой режим обеспечивается обычным импульсным 12В блоком питания выходное напряжение которого я повысил до указанного выше значения.
SEPIC собрал на микросхеме UC3843B дополнив его простенькой схемой на КР1171СП10 для отключения преобразователя от аккумулятора при падении напряжения на нем до 10В - для защиты его от глубокого разряда. Заодно добавил также небольшую схему на тиристоре для защиты потребителей от повышенного напряжения питания сверх нормы - на всякий случай. При повышении выходного напряжения SEPIC'а до 12,8В тиристор отпираясь пережигает плавкие предохранители во входной цепи преобразователя что отключает его.Таким образом роутер и ONU теперь питаются от того устройства с акумулятором постоянно. Расчетное время автономной их работы несколько часов и пока оно точно не измерялось - не пропадало надолго напряжение в сети.
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00Если бы у меня была нагрузка только на 12, я возможно и соблазнился бы использованием свинца. А так - нет.
lorc
00.00.0000 00:00Большинству роутеров и медиа-конверторов на самом деле не надо 12В. Такое напряжение просто нигде не используется. Мой коллега случайно запустил роутер вообще напрямую от 5В USB power bank. Роутер, правда, загружался нестабильно. Но сам факт...
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00Возможно, но мне важна стабильность, поэтому у меня всё "по паспорту". Полагается 9 - дал 9 )
dimao79
00.00.0000 00:00+1Можно, конечно, и так, но зачем?
Какой нибудь PSU-1210LED (гуглится по названию, судя по проблеме страну я угадал) в железном корпусе с батарейкой на 10А/ч обойдется в сотку.
В тот же корпус можно засунуть и все остальное, выведя наружу антенну вайфая, получив на выходе красивенько и пожаробезопасненько.
С вероятностью в 99% 9 вольтовый потребитель будет работать от 12.
Напряжением 13.8 вместо 12 на батарее в буферном режиме для потребителей можно пренебречь.
Если пункт 4 все-таки не дает спокойно спать совести - ставится пара понижаек до 9-10 вольт для обоих потребителей. Городить сепик в данном конкретном случае - абсолютно нет необходимости, внутри стоит понижайка до каких-нибудь 3,3 вольт, которой без разницы сколько на входе, 12 или 10.
olartamonov
00.00.0000 00:00внутри стоит понижайка до каких-нибудь 3,3 вольт, которой без разницы сколько на входе, 12 или 10
Это не совсем так. Входной ток понижайки обратно пропорционален входному напряжению, тепловыделение — [примерно] прямо пропорционально квадрату тока.
То есть нагрузка на понижайку вырастет почти в полтора раза.
dimao79
00.00.0000 00:00Об этом как раз пункт 5, если на душе неспокойно - ряд понижаек 12/9, 12/7,5, 12/5 в виде плат с алиэкспресса. Тут от них никакого вреда не будет, в отличие от запараллеливания китайского лития через такие же китайские "балансиры" и все это на большой картонной коробке.
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00+1Далась вам картонная коробка! Написано же, что это - временная макетка. Впрочем, если у кого-то есть желание разработать своё и на свинце, написать статью, сфоткать красивую коробочку, я ни разу не против - делайте. Мне эти многокилограмовые решения не нравятся изначально.
olartamonov
00.00.0000 00:00+1Ну вот у меня ребята-связисты знакомые на коленке под свои текущие нужды делают источники, низковольтные ИБП и прочее. Из тех же китайских модулей.
Свежие фотки, на той неделе:
Выглядит это бесконечно аккуратнее вашего кошмарного колхоза.
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00+1Ну, значит - они молодцы. У них законченный продукт. А у меня МАКЕТКА! Или вы считаете, что я обязан был всё довести до состояния в корпусе и лишь потом показывать? А что показывать тогда? Красивый ящик? По ящику непонятно, что там. Значит, его надо вскрыть и показывать что там. А там вас не устроит качество пайки или цвет проводов. Минус вам за такое отношение (моральный).
olartamonov
00.00.0000 00:00+1Вы вообще ничего не обязаны. Но восхищаться произведённым вами на свет ужасом тоже никто не обязан.
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00+1Напомню вам фразу из вашей же статьи: "Я — адепт золотой середины между «я сделяль» и «я задолбался»". Где эта золотая середина каждый решает сам. Хотя, есть ещё фраза "дуракам полдела не показывают". Хорошо, что не все здесь такие.
dimao79
00.00.0000 00:00Здесь не о чем писать, это будет 100500+1 вариант "Помигал светодиодом на Ардуине"
VT100
00.00.0000 00:00Вижу ошибку я в выводе Вашем...
Входной ток понижайки обратно пропорционален входному напряжению, тепловыделение — [примерно] прямо пропорционально квадрату тока.
То есть нагрузка на понижайку вырастет почти в полтора раза.Пусть входное напряжение увеличилось с 9 до 12 В (в 4/3 раза). Входной ток уменьшился до 3/4 номинального. Тепловыделение должно бы упасть до 9/16 ~ 56 %.
Можно, конечно, половить блох на изменении коэффициента заполнения импульсов. Во входном ключе — уменьшится, что ещё больше снизит тепловыделение. Но в выходном диоде (или синхронном ключе) — вырастет, что может приподнять тепловыделение.olartamonov
00.00.0000 00:00Ну в целом там да, сложным образом зависит от преобразователя, режимов его работы, синхронный или нет выпрямитель.
Но в общем случае считать «да чего ему будет, у него же всё равно 3,3 на выходе» неверно. Скорее всего — ничего не будет, но может быть что-то и будет.
dimao79
00.00.0000 00:00С 9 до 12 может быть другая проблема - тантал или электролит на 10 вольт по входу, который грустно скажет "Я устал от этого всего" и уйдет в КЗ с лотереей кто следующий: аккум, провода или картонная коробка. Либо китайский тантал или электролит на 16, который сделает то же самое.
Gadabio
00.00.0000 00:00Вариант использования готовых dc-dc рассматривался. Но он был откинут по той причине что сделать свой преобразователь мне было интереснее. Да заодно немного добавил себе опыта в изготовлении преобразователей постоянного тока. Так как такого опыта у меня мало.
Javian
00.00.0000 00:00SOHO UPS в маленьком корпусе и своими руками. Менее чем за 1500 руб habr.com/ru/company/ruvds/blog/556508
mikeveng73 Автор
00.00.0000 00:00Да, спасибо. Забавная самоделка, но не масштабируемая. И возни там... + XL6009 не даст полностью "высосать" аккумуляторы.
prefrontalCortex
Помню по опыту вейпинга, что 18650 банки, если брать никель-кадмиевые, бывают даже на 3600 mAh и более, правда, у них есть "эффект памяти". А у вас в проекте литий-ионные, надо полагать?
mikeveng73 Автор
Да. Это всё под литий-ион. Литий сейчас самый распространённый вариант. По параметру цена/качество он тоже выигрывает у всех с большим отрывом. К слову, наиболее перспективная на сегодня технология - литий-железофосфат, но оно пока дороговато в комплексе выходит.