На самом деле резервное питание мы будем делать для ONT (Optical Network Terminal), но т.к. способ подходит для всех подобных устройств с 12v питанием, то обобщил до "роутера".
Цель: сделать устройство которое при отключении электроэнергии сможет питать роутер некоторое время. При этом: на устройстве должна быть индикация напряжения аккумулятора, при переключении с основного контура питания на резервный основной контур питания должен разрываться полностью и наоборот.
Реализовать задуманное было решено следующим образом. Переключение контуров будет осуществляться 3х позиционным (1 - питание от роутера, 0 - нет питания, 2 - питание от аккумулятора) 6 контактным переключателем. Индикация напряжения через вольтметр подключенный к аккумулятору и минус которого разорван механическим переключателем для клавиатуры. Аккумулятор (далее АКБ) свинцово-кислотный(AGM) для ИБП. Корпус 3D печать исходя из размеров корпуса АКБ и всех остальных компонентов. Заряд АКБ от ЗУ для автомобильных АКБ.
Собираем необходимые компоненты
Аккумулятор
Аккумулятор был выбран CSB GP 1272 исходя из хороших отзывов. Стоимость 20$ на момент покупки. (Вы можете выбрать любой другой ИБП аккумулятор)
Корпус
Был смоделирован в FreeCAD и распечатан на 3D принтере. Толщина 3мм.
Ссылки на скачивание: FCStd и stl
Переключатели и вольтметр
3х позиционный переключатель ссылка на AliExpress, стоимость 1.5$ на момент покупки.
Вольтметр ссылка на AliExpress, стоимость 1$ на момент покупки. (Я брал зеленый)
Механический переключатель для клавиатуры у меня уже был. Gateron, продаются на AliExpress. Предположим цену в 1$ за штуку. Главное не купите случайно оптический переключатель, иначе ничего не получится.
Остальное
Провод от блока питания к роутеру вам придется обрезать на середине. Понадобится так же паяльник, гибкие провода, клеммы либо "крокодилы" для АКБ. Провода покупал тут.
Собираем устройство
Разрезаем провод блока питания роутера по полам, концы зачищаем.
Продеваем провода части на которой остался разъем для подключения к роутеру через отверстие напротив надписи Šabaš, далее продеваем через отверстие 3х позиционного переключателя и соединяем любым доступным вам способом с контактами 1 и 2 (средние) 3х позиционного переключателя. В дальнейшем все плюсы и минусы должны быть подключены по тем же цифрам.
Таким же образом, как в предыдущем пункте, соединяем провода от блока питания роутера с контактами 1b и 2b, продевая через отверстие слева от надписи Šabaš.
Провода от аккумулятора продеваем через отверстие справа от надписи Šabaš и соединяем с контактами 1a и 2a переключателя.
На эти же контакты подключаем вольтметр, при этом минус вольтметра разрываем переключателем для клавиатуры.
Запихиваем на место переключатели и вольтметр.
Крепим корпус на АКБ (я использовал двусторонний скотч + ленту липучку).
Готово. Все контакты я паял. Места где есть оголенные участки проводов и контактов можно изолировать силиконовым герметиком на всякий случай. Вольтметр и переключатели встали плотно на свои места миллиметр в миллиметр (оставлял запас 0.5 мм для отверстий при моделировании отверстий корпуса).
Итого
Мы получили простое и надежное устройство для резервного питания роутера. Стоимость 23.5$ + стоимость 3D печати и ЗУ для АКБ, если у вас его нет. Устройство позволяет в одно касание переключить роутер на резервное питание и наоборот или вообще выключить. Напряжение АКБ мы видим при нажатии на механический переключатель от клавиатуры.
Стоит написать, что на AliExpress есть готовые платы, которые автоматически переключают питание на резервное при отключении регулярного. Мне такой вариант не подходит, однако знайте что такой вариант тоже есть, при этом роутер все равно успеет выключиться.
Заряд и разряд АКБ
Здесь я попытаюсь расставить все точки над і в вопросе эксплуатации подобных АКБ. Опираться я буду на документацию от производителя.
Емкость 7.2Ач мы получим при разряде от 13.3 Вольт до 10.5 Вольт.
10.5 Вольт соответствует 0% заряда АКБ, 13.3 100%.
Чем на больший процент вы разряжаете АКБ тем меньше она прослужит. Если всегда разряжать до 0% то хватит на 260 циклов заряда/разряда. Если разряжать до 70% (12.5 В) то хватит на 1200 циклов.
Хранить АКБ в разряженном состоянии вредно (будет деградация), АКБ должна хранится в заряженном состоянии.
Заряжать АКБ можно напряжением от 13.5 до 15 вольт. Чем больше напряжение, тем быстрее заряд. При этом чем быстрее заряд, тем выше температура. Чем выше температура, тем меньше АКБ прослужит.
Так же важна и сила тока при заряде. Максимальный ток заряда 0.3С.
Полностью с документом можно ознакомиться по этой ссылке.
Мой роутер (оптический терминал) по паспорту потребляет 15 Вт, при этом с 13.3 до 12.5 вольт батарею он разряжает за 5 часов. Исходя из этого можно сделать вывод о том, что реальное потребление ниже. Могу предположить, что при разряде до 10.5 вольт АКБ хватит на 8-10 часов.
Комментарии (42)
xSVPx
04.08.2024 16:35+5Документация от производителя акб - это неплохо. Однако по этой документации они вечные :), а на практике даже если брать вдвое дороже - хватает на пару лет в лучшем случае. Исключения бывают, но их немного.
Совершенно непонятно зачем всё это городить, если можно купить несколько банок лития, нормальную плату умеющую заряжать и переключать питание и собрать устройство гораздо более компактное, удобное и более дешевое в эксплуатации. Роутеру такой монструозный акб зачем ?
VT100
04.08.2024 16:35Сколько сжирает вольтметр? Позволяет ли он запрограмировать желаемый уровень разряда и выдачу сигнала?
ivanstor
04.08.2024 16:35+4Возникает вопрос, а есть ли вообще смысл в бесперебойном питании роутера (терминала) на вводе интернета в квартиру?
У меня было 2 возможности удостовериться, что смысла нет.
1) Частные дом, оптика. При отключение света на улице всегда отключался и интернет. Видимо, девайс на столбе, от которого шли кабели в соседние дома, питался от общей сети. Проверял специально, питая входной терминал + роутер от мощного повербанка.
2) Квартира в многоквартирном доме. Медь. Абсолютно та же ситуация. Видимо, отключается коммутатор в подъезде.
Конечно, возможны варианты, когда интернет не будет отключаться в подобных случаях и мне просто дважды не повезло.
HardWrMan
04.08.2024 16:35+3У нас GPON, у прова на улице ящики с ИБП. Сама АТС тоже на генераторах. У меня когда весь район гаснет интернет и стационарный телефон работают, пока мои батареи не сядут.
VPNk
04.08.2024 16:35+1О каких ИБП идёт речь? Технология Gigabyte Passive Optical Network. Слово passive означает, что на линии от станции до абонента нет активного оборудования. Более подробно: на станции установлен OLT, к примеру Huawei MA5600, плата gpon к примеру на 4 порта, с одного порта идёт одно волоконный кабель на пассивный сплиттер 1го каскада например на 16 портов, уже с которого подключены 16 пассивных оптических коробок, в свою очередь в которые подключены по 4 абонента. Кроме OLT, питание которого обеспечивает провайдер и ONT, питание которого обеспечивает абонент активного оборудования нет. Если пропадет питание на станции интернета у вас не будет в любом случае, т.к. отвалится концентрация. Для абонентского ONT, к примеру Huawei HG 8245h, есть решение (резервное питание) от вендора, через разъем BBU.
inkpot
04.08.2024 16:35+1Есть смысл. На личном примере - частный дом, оптика ростелеком. Роутер воткнут в старенький APC Back UPS ES 700 + несколько камер видеонаблюдения там же. При отключении света упс питал роутер и камеры почти два часа, сейчас меньше потому что батарея старая. Забыл написать - интернет работал.
bschepan
04.08.2024 16:35У меня интернет мобильный (симка в рутер воткнута), так что в случае полного блэкаута связь отрубится, когда у базовых станций аккумы сядут (а это часов 5-6 как минимум, по крайней мере, по смутным воспоминаниям такого события несколько лет назад).
YourChief
04.08.2024 16:35+1Оптика оптике рознь. Если FTTX и свитч провайдера выключается вместе с общим электричеством, то нет. PON таким страдать не должны -- там всё оборудование пассивное. Буквально стекляшки просто без какого либо питания. Я живу в регионе, где часто и надолго выключают свет, поэтому только резервное питание роутера и PON-терминала спасает -- даже сотовые сети работают плохо.
Atsil
04.08.2024 16:35+1У нас тоже гпон. После отключения света инет живёт ещё часа 4. Ростелеком поставил свои ИБП в шкаф с оборудованием.
iamkisly
04.08.2024 16:35Не стоит исключать мобильный интернет. Как резервный канал очень даже работает
Dmitry_Dor
04.08.2024 16:35+1способ подходит для всех подобных устройств с 12v питанием, то обобщил до "роутера".
Для 12v (от роутера и до Mini-PC) в принципе можно дёшево и сердито:
/idea
AlexMih
04.08.2024 16:35+4Не совсем понятно, а как происходит зарядка АКБ? Она для зарядки подключается к штатному блоку питания роутера? (Чтобы избежать подобных глупых вопросов, неплохо бы привести схему электрическую принципиальную, а не просто фото непонятно куда идущих проводов).
Dmitry_Dor
04.08.2024 16:35Прошу прощения, решил что это вопрос к моему посту выше. Удалил ответ.
/sorry
Dolios
04.08.2024 16:35Цель: сделать устройство которое при отключении электроэнергии сможет питать роутер некоторое время.
Зачем, цель какая? Если у вас сработал автомат, так просто пойти и включить его. Если электричество вырубилось во всём доме, то обесточено оборудование провайдера в подъезде, какой толк от того, что ваш роутер онлайн?
morpheuz
04.08.2024 16:35+2У автора PON, оборудование, которое зависит от электричества, стоит у провайдера, а на улице(подъезде, доме) пассивные делители.
И с высокой долей вероятности отсутствие электричества дома никак не скажется на отсутствии интернета.
Тем более у провайдера бесперебойники тоже стоят, и скорее всего некоторое время продержатся.
Но, проще купить повербанк c PD и сквозной зарядкой, и триггер PD вместе с переходником на разъем питания роутера и ONU.Вот мой пример использования роутера от повербанка, и потребление при спидтесте.
Astroscope
04.08.2024 16:35при переключении с основного контура питания на резервный основной контур питания должен разрываться полностью и наоборот
Не оспаривая спрошу, почему? На мой дилетантский взгляд - мы ведь о роутере, который хорошо если два ампера при 12V берет, вполне рационально сделать зарядное устройство для аккумулятора исходя из типа и напряжения выбранной батареи - совсем необязательно около 12V, разве что чисто практически для свинца это фактический стандарт и упираться во вроде как существующие в природе 6V батареи просто незачем, и нагрузить его параллельно самой батареей и DC-DC преобразователем с выходом нужного нам напряжения. В случае пропадания сети или какое у нас там еще внешнее питание, для DC-DC и его нагрузки ничего не поменяется, как и в случае возобновления сети и заряда разряженной батареи. Для больших мощностей это, быть может, не самое рациональное решение из-за потери на зарядном устройстве и последующем инверторе, а для малых - вполне, на мой взгляд, приемлемый вариант.
В случае конкретно 12V доступен чит - 3S Li-Ion батарея, после которой DC-DC практически не нужен вовсе, потому что максимум выходного напряжения в 12,6V лишь на 5% выше номинальных 12.0V, а просадка по мере разрядки критична далеко не для всех устройств - большинство роутеров будут стабильно работать до отработки BMS самой батареи, пусть напряжение при этом снизится до менее чем 9V.
Kononvaler
04.08.2024 16:35+2Для роутера вообще нет номинальных 12в, внутри будет несколько преобразавтелей в 5в , 3.3в. если посмотреть на конденсатор на входе питания, а он скорее всего будет с запасом вольт на 20, то смело могу заявить что ваш роутер будет чудесно работать в диапазоне от эдак 7 до 15 вольт.
Садите его напрямую на батарейку и лишь озаботтесь её зарядом, и будет вам бесперебойный роутер без всяких отключений.
Дома и на работе кинетики в такой связке на пятый год пошли. Еще и юсб модем резервный в роутере сидит. 7 ач с пиайкой хватает на 5-6 часов.
Без рубильников и вольтметров
Kononvaler
04.08.2024 16:35На али прикупил преобразователь Poe в 12в, сразу с разьемами. Не нужен и адаптер будет, один ютп от пое свитча , который будет на полноценном юпсе питать его и камеры видеонаблюдения.
Astroscope
04.08.2024 16:35Для роутера вообще нет номинальных 12в
На наклейке на корпусе есть - это и есть номинальные.
внутри будет несколько преобразавтелей в 5в , 3.3в. если посмотреть на конденсатор на входе питания, а он скорее всего будет с запасом вольт на 20, то смело могу заявить что ваш роутер будет чудесно работать в диапазоне от эдак 7 до 15 вольт.
Верно. Но это годится для тех, кто в состоянии открутить несколько винтов и самолично убедиться в том, что вы, как я уже отметил, правильно говорите. К какому-то "левому" гуманитарию такой подход применить нельзя.
Садите его напрямую на батарейку и лишь озаботтесь её зарядом, и будет вам бесперебойный роутер без всяких отключений.
Верно, с оговоркой выше.
Дома и на работе кинетики в такой связке на пятый год пошли. Еще и юсб модем резервный в роутере сидит. 7 ач с пиайкой хватает на 5-6 часов.
По моему скромному мнению, если блекаут длится пять-шесть, а то и более часов, то во первых уже наверняка пора включать резервный генератор, а во вторых не всякий провайдер столько времени сможет сам проработать от батарей. Но, тут тот случай, когда запас карман не тянет - не те размеры и цены батарей, чтобы не взять с запасом.
Без рубильников и вольтметров
Бендер Родригес осуждаэ. А еще, будь у вас вольтметр на условной Ардуине - вот вам готовая статья на Хабр. А так что? :)
kenomimi
04.08.2024 16:35+1Уже давно китайцы производят вот это. Печатаешь корпус и готово.
Есть даже готовые ИБП, но, судя по цене, там батареи скорее всего будут из мусорного бака за китайской фабрикой.
А если хочется свинец, то РИП для пожарки и его аналоги, только обязательно смотреть на защиту от глубокого разряда - не все ее ставят, но она критична.
Astroscope
04.08.2024 16:35Уже давно китайцы производят вот это.
Там вход, насколько можно судить по фото, 5V. Если нам на выходе нужно 12V @ 2A (это я немного с потолка, но более-менее для не самого примитивного роутера реалистичная цифра получается), то есть 24W, то даже для недостижимых 100% КПД нам нужно 5V @ 4.8A только для питания нагрузки, а еще нужно чем-то заряжать разряженные батареи, причем не месяцами, а за пару часов, то есть не менее ампера на каждую банку. Для батареи - при номинальных 3.7V (для 2P) потребуется довольно чувствительный, но совершенно посильный ток в 6.5A при гипотетическом 100% КПД, а при реальном КПД - в районе 7A или больше, особенно по мере разряда. А вот как для реальных источников пяти вольт - USB-портов и разношерстных зарядок для телефонов, потребный ток в 8~9A и близко не посилен, там все, что свыше 2.4A, редкость и нестандарт, а поддержка QC или PD из фото платы как бы совсем не следует.
lightman
04.08.2024 16:35+1Лично я, как и многие, сейчас применяю для роутера компьютерный бесперебойник APC 700, но мне не нравится огромная собирающая пыль коробка да ещё с двойной конвертацией 12 -> 220 -> 12. С удовольствием бы поменял на компактное современное прилично выглядящее устройство, напрямую питающееся от батареи и дающее полную информацию о своей работе и статусе батареи, автоматически выполняющее её обслуживание (разрядка-зарядка). Причём чтобы можно было подключить как компьютерную, так и автомобильную и даже несколько параллельно. Ещё из пожеланий: чтобы было несколько выходов под разные устройства, лично у меня их три: 2 роутера и NAS. Ещё что-то придумать, чтобы разные выходные вольтажи поддерживало: 12, 19 и тд И самое главное чтобы было со всеми защитами, дабы не спалило хату
Непонятно почему такие устройства не выпускаются промышленно в больших масштабах. У нас на районе отключения света зачастили в последние годы. А в этом году с весны происходят уже стабильно раз в месяц. Причём это не какой-то дачный кооператив на отшибе цивилизации, а дом в центре почти миллионника. По всей видимости нарастает износ инфраструктуры ЖКХ. А значит спрос на подобные устройства будет возрастать.
Уважаемые Кулибины и предприимчивые люди, дарю вам бесплатную бизнес-идею. Это ваш шанс разбогатеть, дерзайте, выходите на рынок, пока ниша свободна.
vvzvlad
04.08.2024 16:35Уважаемые Кулибины и предприимчивые люди, дарю вам бесплатную бизнес-идею. Это ваш шанс разбогатеть, дерзайте, выходите на рынок, пока ниша свободна.
https://wirenboard.com/ru/product/wb-ups-v2/
Тысячи их. "ИБП для СКУД" погуглите.
karacurt
04.08.2024 16:35+2Статья вполне качественна, только устройство по принципу "иначе не загребешься".
Если упростить - авито->apc 300/500->500-1000руб.
плюс поменять батарейку, плюс шкафчик подходящий.
в итоге при пропадании питания ничего не отваливается** и паяльником не шуровать.
** по крайней мере роутер Asus и свитч D-Link такой билд тянет вполне.
ruYeti
04.08.2024 16:35+11) Лайк за то, что не литий.
2) Подобные ИБП (а точнее БПП - блок бесперебойного питания) на 12 В продаются в готовом виде. Например, ИБП РАПАН на 12 В и 2 А стоит менее 1500 рублей без АКБ. Внутри есть место для 7Ач свинца/AGM. Но у 99% подобных ИБП есть две ОГРОМНЫЕ проблемы:
а) цепь питания при наличии сети 230 В и цепь зарядки АКБ - это одна цепь. Роутеру нужно 12 В, но АКБ от 12 В не зарядится. Поэтому в данной цепи напряжение около 13.5 В (в некоторых моделях есть подстроечный резистор). На практике - роутеру ничего от этого не будет, а вот видеорегистратор системы видеонаблюдения с жёстким диском внутри может этот самый диск спалить.
б) в режиме работы от АКБ также нет стабилизации - напряжение на роутере будет равно напряжению АКБ, т.е. по мере разрядки АКБ оно будет падать от 13.5 до примерно 10.5. Теоретически ваш роутер может отключиться уже на 11 В, после чего напряжение на аккумуляторе немного восстановится, роутер снова включится, напряжение снова просядет и такой цикл может повторяться десятки раз.
В общем, главная проблема - отсутствие нормальной стабилизации напряжения на выходе.
VIVAKO
04.08.2024 16:35В БП для слаботочки на выходе порядка 13 В. И нормально регистраторы работают. Хотя тут поле для эксперимента. Если уж совсем боязно - на Алике есть платы преобразователей напряжения со стабилизатором. Стоят пару сотен рублей.
pornoserver
04.08.2024 16:35У mean well есть прекрасная серия блоков питания с функцией UPS по демократичной цене. Серия называется PSC и заточена под свинцовые аккумуляторы. Сам использую PSC-60A для питания роутера и NAS.
randomsimplenumber
04.08.2024 16:35Не вижу особого смысла в специальном бесперебойном питании только роутера. Можно смотреть котиков на телефоне некоторое время, и всё? Если изобретать бесперебойник, то достаточно мощный, чтобы работал комп, холодильник, свет..Я слышал, их изобрели уже.
saboteur_kiev
04.08.2024 16:35+1В наших краях огромный смысл.
бесперебойник для xpon и вайфай роутера оставляет тебя на связи. Плюс ноутбук в инете.Вариантов уйма.
Банально повербанк со сквозной зарядкой и USB-DC переходникГелевый аккумулятор с инвертором, подороже. но 18000 mah держит более суток легко. Тоже сквозная зарядка.
Зарядные станции это уже по богатому, и их не хочется ставить на сквозную зарядку, но с вариантом от солнечных батарей - очень даже норм для лета. Если же жить в доме, то для роутера вполне и зимой может потянуть.
Ikolo92
04.08.2024 16:35Вещь в целом полезная, но конкретно эта реализация имеет смысл только как самоделка. На Али 150 рублей стоит плата бесперебойника на 9 или 12 вольт, входное вообще 5-9/12, то есть встроенная повышайка. К этой плате батарейку за 700 рублей на 10к мАч и вот готовый ИБП для низкотоковых устройств.
QualityLab
Идея хорошая. ИБП для роутера в основном дороже, если брать качественный. Но у меня вопрос - зачем отдельно для роутера? У меня бесперебойник (старенький уже, но короткие отключения E еще тянет, хотя пора менять) стоит на входе - на роутер и два компа. Или это как раз вариант, когда на ПК отдельно есть, а на роутер ИБП нет?
HardWrMan
А я вот хочу избавиться от большой жужжащей коробки на шлюзе, которая требует полной замены батарей каждые 2 года. Поэтому, для GPON, WiFi AP и свича поставил низковольтный UPS на литии:
А для самого шлюза я пока ещё собираю конструктор на низковольтном 24V ATX PSU:
Anne-Marie
Я такое не умею) поэтому придется жить с жужжалкой
HardWrMan
Кадр из видоса, где я собирал схему...
garry_f
А сам видос где-то можно глянуть?