Mini-USV mit 1-Wire Sensorik

Prof. Dr. Peter Henning · 11 Juni 2019, 18:21:01

Nachdem ich schon vor längerer Zeit mein Haupt-FHEM von einem Raspberry Pi auf einen Beelink M1 umgezogen habe, musste ich immer neidisch auf die diversen Stromversorgungskarten der Raspberrys schielen. Der WAF einer echten USV ist zu gering, um diese auch noch an den zentralen Standort zu packen.

Also habe ich jetzt für wenig Geld eine Mini-USV erstanden, die mit 12W Leistung vollauf ausreicht, um den Beelink M1 zu versorgen:
https://www.amazon.de/gp/product/B07K2Z6CFK

Als Erstes habe ich das Ding natürlich von dem blöden Aufkleber "Warranty void if tampered" befreit - so etwas ignoriere ich immer.

Das Innenleben macht einen ganz soliden Eindruck, das Ding liefert parallel 12 V und 5V und kann über PoE auch noch einen Router versorgen. Eher uninteressant, denn wenn hier der Stom ausfällt, ist der Netzzugang auch weg.

Zum Innenleben: Oben (hinten) rechts erkennt man eine grün leuchtende LED (=Netzspannung vorhanden). Fällt das Netz aus, wechselt diese auf rot. Die Chinesen haben diese beiden Signale sowie GND freundlicherweise auch noch auf einen dreipoligen Molex-Stecker direkt daneben gelegt (3,3 V Schaltspannung). Fehlen beide Signale, kann man auch noch den Ausfall des Akkus feststellen.

Also habe zunächst einmal den PoE-Injektor herausgeworfen (separate Platine unten (vorn) links, 2 Schrauben und ein Steckverbinder). Dann eine Mini-Platine mit 1-Wire DS2406 drauf, Handelsbezeichnung D2P. Der DS2406 kann 2 Schaltzustände erkennen. Damit das von der Elektronik der USV etwas getrennt ist, habe ich noch für jedes der beiden Signale einen Mosfet 2N7000 eingesetzt und deren Gates über 10kOhm mit dem Molex-Stecker auf dem USV-Board verbunden (verdrilltes Kabel orange/grün/schwarz vom D2P unten (vorne) links nach oben (hinten) rechts.

Zur Absicherung kommt parallel zum 1-Wire Chip DS2406 noch ein 1-Wire Chip DS18B20 (digitales Thermometer, im 2. Bild erkennbar neben dem rechten Akku). Dann der 1-Wire Bus noch über ein geschirmtes Kabel herausgeführt und an ein 1-Wire Interface angeschlossen.

Ergebnis: Eine wunderbare USV, mit Sensorik und Temperaturüberwachung.

https://wiki.fhem.de/wiki/Mini-USV_mit_Sensorik

LG

pah

ext23 · 16 Juni 2019, 13:57:46

Hast du auch mal geschaut wie die Akkus so gequält werden? Bekommen die Dauerladung oder ist da auch eine intelligente Laderegelung drin um die Akku zu schonen? Für eine USV die Jahrelang irgendwo als staubiges Ding ihr Leben verbringt ist ja Li nicht unbedingt die beste Akku Wahl, oder?

Gibt es gerade für 1-Wire nicht auch Batterie Überwachungs-Controller? Warum hast du sowas nicht noch verbaut? Weil Blödsinn oder?

Ich habe Server und Co an einer großen APC dran, aber für einige Geräte die etwas abseits sind hätte ich da auch Verwendung für.

/Daniel

Prof. Dr. Peter Henning · 16 Juni 2019, 16:44:36

ZitatWarum hast du sowas nicht noch verbaut? Weil Blödsinn oder?

Es ist geplant, da noch einen DS2438 für genau diesen Zweck hineinzusetzen. Steht irgendwo auf meiner Liste - dann kann ich nämlich den Akkuzustand überwachen.

LG

pah

synaps-o-dan · 16 Juni 2019, 18:51:49

Nette Idee. Was passiert, wenn die Akkus leer werden? Gibt es eine Möglichkeit, dann z.B. einen angeschlosenen Pi herunterzufahren? Was passiert, wenn dann der Strom wiederkommt?
Grüße, Daniel

Prof. Dr. Peter Henning · 16 Juni 2019, 21:45:22

Derzeit bekomme ich nur das Signal: "Netzspannung weg" - das kann bereits benutzt werden, um einen ordnungsgemäßen Shutdown des Systems durchzuführen.

Was ich derzeit realisieren kann (aber noch nicht gemacht habe...)
1.Auslöser: Netzspannung weg, FritzBox könnte mit USV noch laufen, Internet aber tot.
2.Alarmroutine im Haupt-FHEM wird gestartet. Kontaktiert enweder per FritzBox (oder, indem mit dem internen WLAN-Interface ein Accesspoint aufgemacht wird) eines meiner wandhängenden Tablets, das eine Simkarte beinhaltet. Dieses Tablet wird auch noch eine Weile mit dem internen Akku laufen und setzt (gesteuert über AMAD) eine SMS (oder einen Anruf) ab.
3. Mit dem 8,8 Ah Akku hält diese Mini-USV mein Haupt-FHEM (Beelink M1) plus ein paar Interfaces ca. 4-5 Stunden am Laufen. Wenn während dieser Zeit die Netzspannung wiederkommt (sehr wahrscheinlich), kehrt das System geordnet in den Normalzustand zurück. Dafür muss natürlich konfiguriert werden, was dann ggf. alles mit Reopen gestartet wird.

Das erweiterte Szenario - was passiert, wenn die Netzspannung länger weg ist - bedarf natürlich diverser weiterer Umbauten. Da der Beelink M1 Wake-on-LAN unterstützt (bezgl. Auto-Power-On bin ich mir derzeit nicht sicher, muss mal im BIOS nachsehen) ginge es aber, ihn nach einer Rückkehr der Spannung wieder aufzuwecken.

LG

pah

chopsor · 16 Juni 2019, 22:51:04

Hoi,

Ich wundere mich gerade, dass ich noch nie über das Ding gestolpert bin

Aber mal eine frage zu dem Beelink M1, wie viel Watt verbraucht der denn real ?

Danke.

Prof. Dr. Peter Henning · 17 Juni 2019, 03:21:13

Der Beelink M1 kommt mit einem Netzteil 12 V 1,5 A - braucht im normalen Betrieb bei mir (ohne Grafik, die GPU frisst ziemlich viel !) ca. 4-6 W. Und ist absolut wohnzimmertauglich, hoher WAF.

LG

pah

chopsor · 17 Juni 2019, 12:42:16

Ok die so niedrig hätte ich den jetzt nicht eingeschätzt da kann man ja durchaus über einen Wechsel vom Raspi nachdenken der kommt als v3b mittlerweile auch fast an die 3Watt.

Danke für die Info !

LG Daniel

ext23 · 17 Juni 2019, 20:19:43

Zitat von: synaps-o-dan am 16 Juni 2019, 18:51:49
Was passiert, wenn dann der Strom wiederkommt?
Grüße, Daniel

Pah, um nochmal kurz auf die Frage von Daniel zurück zu kommen. Wenn das Teil leer ist und Strom ist wieder da, schaltet es sich selbstständig wieder ein?

Und echtes PoE ist das aber nicht oder? Das läuft doch mit 48V Phantomspannung und nicht 15V oder 24V? Aber ich glaube ich hol mir auch mal sone Kiste.

/Daniel

synaps-o-dan · 17 Juni 2019, 20:37:09

Das mit dem Tablett + Simkarte finde ich sehr charmant.
Auto-Power-On halte ich für eine Muss-Anforderung, z.B. für den Fall, dass der Strom länger ausfällt, während man z.B. im Urlaub weilt. Sicher, man kann Redundanzen in Form von Nachbarn einbauen. Aber schöner ist es sicher, wenn das System robust ausgelegt ist.
Ein friendly reminder sei erlaubt: könntest Du dem Wiki-Eintrag noch einen Schaltplan hinzufügen?
Liebe Grüße,
Daniel

Zitat von: Prof. Dr. Peter Henning am 16 Juni 2019, 21:45:22
Derzeit bekomme ich nur das Signal: "Netzspannung weg" - das kann bereits benutzt werden, um einen ordnungsgemäßen Shutdown des Systems durchzuführen.

Was ich derzeit realisieren kann (aber noch nicht gemacht habe...)
1.Auslöser: Netzspannung weg, FritzBox könnte mit USV noch laufen, Internet aber tot.
2.Alarmroutine im Haupt-FHEM wird gestartet. Kontaktiert enweder per FritzBox (oder, indem mit dem internen WLAN-Interface ein Accesspoint aufgemacht wird) eines meiner wandhängenden Tablets, das eine Simkarte beinhaltet. Dieses Tablet wird auch noch eine Weile mit dem internen Akku laufen und setzt (gesteuert über AMAD) eine SMS (oder einen Anruf) ab.
3. Mit dem 8,8 Ah Akku hält diese Mini-USV mein Haupt-FHEM (Beelink M1) plus ein paar Interfaces ca. 4-5 Stunden am Laufen. Wenn während dieser Zeit die Netzspannung wiederkommt (sehr wahrscheinlich), kehrt das System geordnet in den Normalzustand zurück. Dafür muss natürlich konfiguriert werden, was dann ggf. alles mit Reopen gestartet wird.

Das erweiterte Szenario - was passiert, wenn die Netzspannung länger weg ist - bedarf natürlich diverser weiterer Umbauten. Da der Beelink M1 Wake-on-LAN unterstützt (bezgl. Auto-Power-On bin ich mir derzeit nicht sicher, muss mal im BIOS nachsehen) ginge es aber, ihn nach einer Rückkehr der Spannung wieder aufzuwecken.

LG

pah

Wernieman · 17 Juni 2019, 21:04:59

Sofortiges Auto Poweron hat auch Nachteile:
Wenn nach längerem Ausfall wieder "Strom da" und es wird sofort wieder angeschalten, ist er USV-Schutz mangels voller Batterien nicht gegeben. gerade aber in der Situation ist ein wiederholter Ausfall wahrscheinlicher.

Deshalb darf eigentlich der Strom erst wieder nach Totaler Füllung der Akkus "fließen" ...

Trotzdem finde ich die vorgestellte Lösung sehr interessant ...

ext23 · 18 Juni 2019, 08:33:21

Zitat von: Wernieman am 17 Juni 2019, 21:04:59
Deshalb darf eigentlich der Strom erst wieder nach Totaler Füllung der Akkus "fließen" ...

Na na na, es mal nicht zu viel erwarten von dem Ding

Aber meine APC macht das übrigens auch nicht, die gibt sofort wieder Saft raus obwohl die Akkus noch leer sind. Aber das kann man vielleicht auch einstellen, die ist aber auch 20 Jahre alt...

/Daniel

Wernieman · 18 Juni 2019, 09:04:57

Kommt auf die APC drauf an. Hatte "damals" welche, die bei 50% "Füllung" (einstellbar) wieder anschalteten. Sah ich als guten Kompromiss.

ZitatNa na na, es mal nicht zu viel erwarten von dem Ding

Deshalb schrieb ich:

ZitatTrotzdem finde ich die vorgestellte Lösung sehr interessant ...

Und vor allem: Wie warscheinlich ist es, das wir einen >4h Stromausfall in D haben. Und wenn ja, gibt es mehr Probleme als die Hausautomatisation ;o)

CQuadrat · 18 Juni 2019, 09:14:46

Zitat von: Wernieman am 18 Juni 2019, 09:04:57
Und vor allem: Wie warscheinlich ist es, das wir einen >4h Stromausfall in D haben. Und wenn ja, gibt es mehr Probleme als die Hausautomatisation ;o)

Leider nicht mehr so unwahrscheinlich:
Ich hatte letztes Jahr ca. 5 Stunden Stromausfall am Stück. Dann war der Strom für ca. 15 Minuten wieder da und dann ist eine von drei Phasen nochmals für ca. eine Stunde ausgefallen. Die Begründung war dann, dass bei einer ca. 200 m entfernten E-Ladestation eine Zuleitung durchgebrutzelt sei.
Und die kürzeren Ausfälle (< 5 Minuten) häufen sich leider auch.
Die Infrastruktur ist leider in weiten Teilen ziemlich marode.

rob · 18 Juni 2019, 11:12:10

Hallo.

Was haltet Ihr von den Meanwell Netzteilen mit Ladefunktion á la PSC-60A etc.? (https://www.meanwell.com/productPdf.aspx?i=499)

Vorteil: es ließen sich Blei-Akkus verwenden und 2 TTL-Ausgänge gibts auch (bei den größeren Versionen PSC-100/160 sinds Relais) -> z.B. 1-wire oder esp oder arduino usw.
Nachteil: bei weitem nicht so kompakt wie das von Dir pah vorgestellte schicke Ding und damit ggf. geringer WAF

Bei mir ist eh alles zentral im Keller, wo es nicht ganz so ins Auge fällt

Aber das Basteln verringert den WAF generell

Man könnte ja mit zwei Akku-Sätzen arbeiten, wobei wahrscheinlich eine externe Schaltung nötig wäre, um den Neustart am vollen 2. Satz zu gewährleisten und den 1. wieder zu laden.

Viele Grüße
rob