USV für lokale Kleingeräte im Eigenbau - Ideen, Lösungen, Erfahrungen?

[Gernott]

Hallo die Runde

Interessante Diskussion das ist. Plane auch gerade eine kleine USV für die Fritzbox und den FHEM-Raspi+2 USB-Sticks (hmusb und nanoCUL), um einige Stunden zu überbrücken (wir hatten hier letztens einen einpoligen Erdschluß über einige Stunden, wo auf der betroffenen Phase nur noch 50 V ankamen).
Dabei bin ich über die interessante Palette von Schaltnetzteilen mit USV-Funktion von Meanwell gestolpert, siehe hier:https://www.meanwell-web.com/en/products/ac-dc-power-supply/enclosed-type/51-60-w/ad-55.
Da kann man direkt einen Blei-Gel-Akku dranhängen. Habe ganz spontan ein 12 V Gerät AD-55 für gerade 10 € bei Ebay gekauft. Es gibt auch Dual-Varianten, z.B. mit 12 V und 5 V (ADD-55A). Die müßte man aber wahrscheinlich direkt in China bestellen. Bei Aliexpress finden sich auch noch sehr preiswerte Klone, das wäre mir aber dann doch zu heiß.
Das Ganze noch in ein passendes Blechgehäuse und fertig. Was haltet Ihr davon?

Auf den Raspi müßte man dann trotzdem noch ein separates Modul draufpacken, was ihn dann runterfährt, wenn dann auch der Saft aus der USV augeht. Am besten gefiele mir das S.USV advanced. Dort kann man direkt die 12 V aus der USV an den Weitbereichseingang anschhließen. Der mitgelieferte kleine Akku speist dann nur das finale Runterfahren. Leider das teuerste Teil an der ganzen Lösung. In Summe bleibt das dann immer noch unter 100 €.

Gruß
G.

[Marlen]

Hallo G.

bin auch auf der Suche nach einen USV für Raspberry & Fritzbox.....

Wie und was hast du es jetzt gemacht?

LG
  Marlen

[Gernott]

Die USV:

• Mini-ATX Gehäuse
• Gepuffertes Netzteil Meanwell AD-55A, 50 W
• Bleigel-Akku Panasonic VdS Blei-AGM-Akku LC-R127R2PG1, 12V, 7,2 Ah
• 2x 5 V DC/DC Wandler 3A zur Versorgung zweier USB-Buchsen
• 2x Hohlbuchsen für 12 (Ausgang Netzteil)
• div. Kabel, Netzbuchse, Stecker etc.

Das Netzteil lädt im Netzbetrieb dauerhaft den Bleigel-Akku. Bei Netzverlust schaltet es unterbrechungsfrei auf die Akkuversorgung. Bei ~ 10 V Akkuspannung schaltet die USV dann hart ab.

Für diesen Fall habe ich auf dem Raspi noch eine S.USV advanced mit einem kleinen 300 mAh LiPo. Der dient aber nur zum kontrollierten Runterfahren des Raspi, wenn die USV aufgegeben hat. Die S.USV advanced hat eine Fremdeinspeisung, die bei mir 12 V von der USV bekommt. Der Raspi wird also nur über die Platine versorgt. Für die S.USV gibt es übrigens auch ein fhem-Modul zur Überwachung.

Ein Raspi 3 allein läuft mit dem Akku etwa 4 h. Mit Fritzbox habe ich es noch nicht getestet, kommt aber demnächst. Insgesamt läuft es für mich perfekt. Versuche mich gerade noch an einer Akkuüberwachung per Homematic-Nachbausensor.
Der Hauptaufwand waren die mechanischen Arbeiten am Gehäuse. Das Netzteil gibt es auch nur an wenigen Ecken. Meins war von (siehe oben).
Vorsicht beim Aufbau, Netzspannung und Schutzleiter im Gehäuse.

Gruß
G.

[Marlen]

Interessant interessant!

Hast du mal ein Bild davon?
Umschalten tut da aber nix, das läuft quasi immer über den Akku...oder?
Is das gut für den Akku, wenn er quasi immer geladen wird!?

LG
  Marlen

[Pfriemler]

Bleigels haben meist zwei Spannungen angegeben - ich habe neulich die vierte in einen 20 Jahre alten Handstaubsauger eingebaut. Die eine ist für zyklische Ladung und die andere bringt den Akku nicht auf Volladung, aber er erträgt dieses Spannung  dauerhaft. Bei dem Handstaubi hatte sich der Einsteller vergriesgnaddelt und die zu hohe Spannung hatte den letzten Akku in 2 Jahren gegrillt.
Will sagen: mit der richtigen Spannung versorgt übersteht so ein Akku die hier schon erwähnten 8-10 Jahre. Laden tut er sich dabei quasi selbst - es gibt kein Management von außen, der Erhaltungsladestrom stellt sich von allein ein. Ist bei Lithium übrigens nicht anders. Bei dieser Betriebsweise kann man den Verbraucher direkt parallel zum Akku schalten - das Netzteil bestückt dann den Verbraucher mit Energie und nebenbei gehen ein paar Milliampere in den Akku als Erhaltungsladung.

Die weiter oben von mir beschriebene kleine Powerbank habe ich mit vier altgedienten Laptopzellen bestückt (4P). Neulich hat ein Hausbewohner einen Stromausfall am Server verursacht. Die Powerbank hat den Raspi mehr als vier Stunden am Leben gehalten. Danach startete er noch einmal kurz. Mit der morgendlichen Wiederversorgung lief alles wieder hoch. Glück gehabt, denn ich habe keine Vorkehrungen zum gezielten Herunterfahren getroffen (sträflich, ich weiß).

Der Tip mit dem Meanwell ist gut, schaue ich mir mal an, die Fritte braucht noch einen Puffer.

[Gernott]

Hast du mal ein Bild davon?
Umschalten tut da aber nix, das läuft quasi immer über den Akku...oder?
Is das gut für den Akku, wenn er quasi immer geladen wird!?

Die Ladeschaltung der Meanwells ist für diese Art Akkus ausgelegt. Im Prinzip stellt sich der Strom bei einer Ladeschlussspannung auf einen niedrigen Wert ein. Der Akku muß auch dafür ausgelegt sein. Der von mir genannte Typ geht. Irgendwann ist er auch fertig. Kostet aber nicht die Welt.
Die Umschaltung erfolgt elektronisch. Im Web habe ich Oszillogramme gefunden, wo jemand die Umschaltung aufgezeichnet hat und keine Unterbrechung der Versorgung festgestellt wurde. Die Umschaltung erfolgt elektronisch, intern ist nur ein Relais zur Selbsthaltung. Die Ausgangsspannung ist über ein Poti etwas regelbar und wird von einem Wandler konstant gehalten, auch wenn die Akkuspannung schon absinkt. Die Last hängt also nicht direkt am Akku. Mein Raspi zuckt nicht beim Umschalten.
Datenblatt findest Du u.a. bei Meanwell im Netz. Die Teile gibt es auch für höhere Leistungen und für die Hutschiene.

Foto mache ich mal die Tage, wenn ich das Teil nochmal aufmache.

Gruß
G.

[Pfriemler]

Auf die Fotos bin ich auch gespannt drauf. Eilt aber nicht. Momentan tendiere ich mehr zum DRC-40 oder DRC-60 - auch aus Sicherheitsgründen (Trennung von Netz- und Niederspannungsseite). Ist nicht wesentlich teurer, sogar etwas kleiner und hat verdeckte Anschlüsse. Das AD-55 müsste ich noch in ein extra Gehäuse packen, weil mein "Schaltkasten" zugänglich sein muss.
Wenn man nach den richtigen Begriffen sucht, ist alles ganz einfach ... danke nochmal für die Augenöffnung.

[HomeAlone]

Eventuell ist ja auch so etwas hier für Dich interessant:
http://www.stall.biz/project/usv-fuer-homematic-ccu2-und-raspberry-mit-wirkungsvollem-ueberspannungsschutz

Da wird die USV mittels Supercaps realisiert. Wäre ein gänzlich anderer Ansatz und ist definitiv eine Bastellösung.

Viele Grüße
Sascha

[Pfriemler]

Sehr schön, auch eine nette Lösung mit den Goldcaps. Aber 9 Minuten sind nicht das was mir reicht.
Mittlerweile neige ich dazu, den Meanwell direkt in den Sicherungskasten zu bauen und meinen Fundus an fetten Lautsprecherkabeln zu plündern - vorausgesetzt der Spannungsabfall über 10 Meter 4 qmm ist dann doch nicht zu groß, ich muss das nochmal nachrechnen ...

[peterk_de]

Ich habe 3 verschiedene DC-USVs seit ca. einem Jahr im Einsatz:

- Das Teil hier: Mini-Box picoUPS-100 12-V-DC-Mikro-USV-System/Batterie-Notfall-System https://www.amazon.de/dp/B005TWE4GU/ref=cm_sw_r_cp_api_X5KLybC32QKV1 hängt an meiner Intel-NUC und einem Standard-Alarmanlagen-Bleigel-Akku. Hält ca. 12-18h durch. Vorteil: Sehr geringer Zusatzverbrauch und recht billig, Handhabung super einfach.

- Meine Fritzbox und ein wichtiger LAN-Switch hängt jeweils hier dran: POWERWALKER DC SecureAdapter 12V 12VDC/12W Li-Ion Netzteil Mini USV Hohlstecker 5,5mm/2,5mm https://www.amazon.de/dp/B01649HDVE/ref=cm_sw_r_cp_api_78KLybSNTQTDR ... hält aber nur max. ne Stunde. Da könnte man aber bequem noch ein paar 18650er Zellen parallel ranbasteln, die mitgelieferte  ist billigst, aber leicht gegen was Anständiges zu tauschen und das Ding ist halt super klein.

- In meiner Alarmsirene war viel Hohlraum, da hab ich auch nen Bleigel-Akku drin, und der hängt einfach dauerhaft an nem normalen 12V-Lader-Beigel-Lader ... Stützzeit vermutlich im Bereich von Wochen

[UweH]

Ich habe bei einer USV sowas im Einsatz: https://www.elkoba.com/de/Netzteil-Notstrom-USV-12V-AD-155-A.html

Gruß
Uwe

[Gernott]

Hallo die Runde der Interessierten

Habe fertig, daher jetzt die Bilder. Das Gehäuse ist ein Sharkoon Minitower aus der Bucht. War das billigste, was es gerade gab.
Es gibt zwei Hohlbuchsen für 12 V direkt vom Netzteil und zwei USB-Buchsen für 5 V. Jede wird von einem eigenen Step-Down-Wandler betrieben, abschaltbar wegen Standby-Verbrauch. In der blauen Box ist ein Arduino Nano zur Spannungsmessung per Homematic (modifizierter Wettersensor-Sketch), per Sicherung direkt am Akku.

Update
Im Anhang noch ein Spannungstrendiagramm des Akkus für einen Netzausfall. Last sind eine Fritzbox 7390 und ein Raspi. Überbrückungszeit dürfte etwa bis 4 Stunden sein. Eine Sache wäre noch anzumerken. Die Ladespannung des Meanwell-USV-Netzteils ist an die einstellbare Ausgangsspannung gekoppelt, d.h. wenn 12 V Ausgangsspannung eingestellt werden, wird der Akku nur auf 11.5 V geladen. Habe daher 13 V eingestellt und gehe mal davon aus, daß die internen Spannungsregler der Fritzbox das dauerhaft aushalten. Damit wird der Akku auf etwa 12.5 V aufgeladen.
Wenn man den Akku wirklich voll haben will (13.4 V), braucht man die volle Spannung von ca. 13.8..14 V und müßte dann für 12 V Ausgangsspannung noch einen Up/Down (Sepic)-Konverter vorschalten.

Viele Grüße
G.

[birdy]

Hallo Zusammen

Ich spiele mit dem Gedanken mir eine DC USV zu bauen. Versorgen möchte ich damit mein FHEM Server mit Infrastruktur.
Das wäre:

• FHEM Server (Intel NUC / 19V / 8.4W)
• CUN ( 5V / 1.1W)
• Switch (12V / 6.1W)

Neben der klassischen USV Funktionalität möchte ich das Ding auch noch gleich als Pufferspeicher benützen. Ich möchte den gratis Strom des Tages (Mini PV-Anlage geplant ) für die Nacht zwischenspeichern. Da ich ja sowieso Akkus benötige, kann ich diese auch gleich etwas grösser dimensionieren.
Das Ganze sollt dann nicht nur den FHEM Betrieb sicherstellen, sondern auch darin eingebunden sein. Also Laden wenn die Sonne scheint und der Strom ,,gratis" ist, oder wenn die die Akkuspannung unter einen definierten Schwellwert fällt.

Was denkt ihr, könnte der folgenden Aufbau  funktionieren???
Festspannungsnetzgerät ca. 38 V  -> Solarladeregler (z.B. LS2024B mit Modbus-Anbindung)  -> 2 x Blei Akku 12V (Gel oder AGM ) Zyklusfest in Serie -> 3 x StepDown Wandler 5V, 12V, 19V

Weiss jemand wie diese Solarladeregler funktionieren, kann man bei diesen den Ladestrom, passend für die Akkus einstellen. Oder saugen die einfach alles ab was die PV-Anlage (bei mir Netzgerät) hergibt?

Schon mal vielen Dank für Eure Ideen und Tipps.
birdy

[Edi77]

Die Solarladeregler nehmen so viel Strom wie sie bekommen zum laden der Akkus.