UPSのようなバッテリーバックアップシステムを構築するにはどうすればよいですか？

ご存知のように、Raspberry Piはそれほど多くの電力を消費しません（5v + 700mAが仕様です）。

DIYのような方法で停電のバッテリーバックアップを構築したいと思います。サージ保護やその他の派手なオプションは必要ありません。わずかな停電や電圧低下からのセキュリティだけが必要です。

Raspberry Piとそれを実行するために使用している電話充電器の間にバッテリーバックアップを配置するにはどうすればよいですか？

あなたの質問は、Electric Design Stackexchengeサイトにより適しています-OliのようなGurusをいつでも信頼して、最新の回路を簡単に設計できるためです。

この質問は、もっと多くのラズベリー人から来るように求められると思うので、これは実際にあなたの質問に答えるのにとても良い場所です。

私の答えは、あなたがやりたいことを完全に制御できるように、独自の回路を設計することです。

回路が処理する必要があります...

1. 最初に必要な回路の種類を決定します。USB 5Vを搭載していますか？または多分12ボルトのソースによって？また、3.3V / 1.5Vなどの低電源から電力を供給することもできますが、電力の変換は非常に非効率的です。また、この決定は、使用する電圧レギュレータの種類（もしあれば）にも基本的に貢献します。
2. 通常の動作中にバッテリーを充電した状態に保つ（また、各タイプのバッテリーには、充電特性、鉛酸、Ni-Cd、Li-Ionなどが必要です）
3. 回路は、主電源（USB + 5V）が電力の供給を停止したときなどを検知する必要があります。
4. お使いのタイプのバッテリーを充電するためのバックアップ回路と、主電源がオフのときに主回路に電力を戻す可能性のある埋め込み回路。
5. オプション。Raspberry PIのI / Oシステムに接続する回路にトリガーを作成して、ユーザーとメール、テキストメッセージの送信、電話の発信、アラームのトリガー、キッチンライトの点灯を行います。

インターネットを検索する場合、ほとんどのUPS回路および回路には、110V / 220VをDC 12ボルトに下げる変圧器が含まれます。

• 鉛蓄電池で使用される非常に簡単な回路を次に示します（充電が簡単で、長時間充電を維持します）他の種類の電池を回路で充電しようとしないでください...彼らはそれを爆破します！

部品表：

• R1-39オーム1 / 2W
• D1、D3、D4-1N4001または同様のダイオード
• D2-13Vツェナー定格1W
• C1-定格25Vの220uF電解コンデンサ
• C2-定格10Vの10uF電解コンデンサ
• IC-7805または同様の5Vレギュレーター
• BAT-最低1.2Ah定格の12V鉛蓄電池
• DC入力-12ボルトDC

• インターネットを調べているときにこの回路を見つけました。この男は、ノートブックをかなり引き裂き、いくつかの部品をリサイクルして適切なシステムを作ります-出力電圧を5Vに調整することを忘れないでください

• 最終回路-多くの人が使用するのが最も簡単で、おそらく最も使用しやすいものの1つは、小さなリチウム電池を使用したUSB充電UPS回路です。 これはEngineering SEで回答されました。詳細については回答を参照してください。

独自の回路を構築したくないですか？そこで利用できるこのMUPS購入のためのかなりの最終的な回路設計を概説し何を（行って、申し訳ありませんが）。

参照資料

• このウェブサイトでさらに多くの回路を見つけることができます -WebArchive https://web.archive.org/web/20161028081245/http://www.simple-electronics.com/2012/02/5v-ups-circuit.html（寄付してください）
• 検索エンジンを使用すると、他の多くの興味深い事実と解決策も見つかります
• 回路設計に関する質問がある場合は、電気工学スタックにアクセスしてください。

12vから5vへのコンバーターを構築しました

RaspberryPiの5v要件にはこれで十分です。ITは、調節可能なサーモスタット（12v）とアクティブなUSBハブ（将来）を備えたファンにも電力を供給します。すべて（Raspberry Pi、コンバーター、サーモスタット）はルーターボックスに入れられています（追加の2.5インチhdd、3Gモデム、GPSユニット用のスペースさえあります;））

このようなコンバーターは、バッテリーパック（5個以上の単三電池など）からの電力を変換し、Raspberryに5Vを安全に供給できます（電圧に注意してください！）。コンバーターはかなり小さいです（3 x 10 x 1.5cmと思います）。しかし、回路基板のはんだ付けと構築が得意であれば、もっと小さくすることができます。

これは、サンプルの回路図で使用するコンバーターです。

それは素晴らしく機能し、バッテリーから7〜40Vを接続できます。そして、5v側で最大3アンペアを得ました。

電話の充電器とバッテリーパックを切り替える必要がある場合は、スイッチを作成する必要があります（充電器からの電力が低下すると、バッテリーパックの電源が接続され、その逆も同様です）。それは非常に簡単だと思います（トランジスタ、コンデンサー...ほんの数個の要素）。または手動で行う;）

この質問は非常に興味深いものでしたが、私の自己は抵抗器などをはんだ付けしたりいじったりすることにあまり興味がなく、他の人がすぐに使える製品を期待してOPの質問に出くわすかもしれません。

だから私はこれを見つけましたが、これは私のニーズにとって実際に素晴らしいことです。購入して、数日待って、プラグインとビオラを。

DX.COMで見つけました

コメントで指摘したように。高電力消費に問題がある可能性があるようです。そのため、一日の終わりには、開けて台無しにする必要があるように見えます。ただし、モデルAには適しています。

任意の外部USBバッテリーパック過充電保護を内蔵したが、あなたのPiが停電を乗り切るのに役立ちます。それはあなたのPiのための貧乏人UPSとして単に働きます。 http://www.google.com/search?ie=UTF-8&oe=utf-8&q=usb+battery+pack

Raspberry PIのUPSを次に示します。http： //www.eevblog.com/forum/projects/raspberry-pi-server-with-diy-ups/

また、十分な変更と安全回路により、リチウム充電式セルをフロート充電できます。この場合、単一のセルとブーストコンバーターを使用して、バランス回路が不要になるようにするのが最適です。リチウム電池のフロート充電に関する情報は次のとおりです。http： //www.electronicsweekly.com/Articles/01/02/2006/37528/Float-charging-lithium-ion-cells.htm

したがって、RPiの電源のようなシンプルで信頼性の高いDIYのアップが必要です。

1. 密封された12v Pbバッテリーを入手します（5Ahバッテリーを使用します）
2. 220Vacから12vのスイッチモード電源を取得（12v 4Aを使用）
3. 車のライターをUSBプラグ（8v-24v入力、out = 5v 2A）に切り替えたモードを取得する
4. 空のバッテリーの再充電により電流を制限するために、4Aと0.5オームの5ワットの抵抗を処理できるダイオードを入手する
5. USBからユニバーサル携帯電話充電ケーブルを入手します。短いケーブル付きの10種類のプラグがあり、1つはRPiに電力を供給し、もう1つはUSBハブ用、もう1つは思いのままにジャンプします。

次のように配線します。

• 電源の+ 12vからダイオードのアノードまで

• ダイオードのカソードから5Ah Pb密閉バッテリーまで、これは220vがないときにバッテリーを消耗する電源から保護します

• 次に、バッテリーの+から「USBへのライタープラグ」+ 5v 2Aへ

、USBケーブルを差し込みます

私は必要なすべての部品の写真を載せたいと思っていましたが、10ポイントを受け取るまでこのウェブサイトで許可されていません...これが起こるとき、私は写真を投稿します

RPi（ssh、wospi、lighttpdを実行）+ Davis VPro2 +コンソール（コンソールに300mAを追加）+ usbハブを実行した結果：バッテリーで20時間後に、バッテリー電圧が13.08vから11.77vに低下しました！10vを空と考えると、これは5Ahのバッテリーで少なくとも32時間十分なジュースを必要とすることを意味します。

これは、電圧低下と安全なシャットダウンのためのスーパーキャパシタベースのUPSソリューションです。

他のUPSのような回路との主な違いは、バッテリーを使用する必要がないことです。これにより、寿命終了後のバッテリーのリサイクルなど、多くの問題を回避できます。エネルギーは、PCBにはんだ付けされたスーパーキャップに保存されます。なぜ、スーパーキャップの寿命が回路基板全体の寿命に等しいのですか？ゼロを超える温度でのみ充電するなど、過充電や温度の問題を気にする必要はありません。スーパーキャップにはメモリ効果がありません。彼らは彼らを健康に保つために放電と充電のサイクルを必要としません。

一方、スーパーキャップにはバッテリーのエネルギー密度はありませんが、回路は短時間の停電または電圧低下のみをバックアップする必要があります。数秒間1Aをバックアップするために2000mAhの容量のバッテリーは本当に必要ありません。評価してみましょう：30秒間700mAは、5Vで必要な5.9mAhの容量です。この小さな容量のバッテリーを見たことがありますか？たとえ存在したとしても、そのような小さなバッテリーから700mAを引き出すことは決してできません。言い換えれば、短時間のバックアップ時間のためのバッテリーベースのUPSは、非常に大きな容量のバッテリーを常に使用します。スーパーキャパシタは、非常に小さな容量でも数アンペアの電流をソースできます。したがって、この場合のバッテリーは最適なエネルギー貯蔵装置ではないと思います。

スーパーキャパシタを使用すると、1つのことが複雑になります。スーパーキャパシタの電圧は充電状態に依存するため、DYIについて考えると、ステップアップ/ステップダウンコンバータの必要性が少し複雑になります。

LiPo Rider Proはソーラーアプリケーション向けでしたが、USBポートはバッテリーを充電することもできるため、パネルは必要ありません。大型のLiPoバッテリーと組み合わせると、Raspberry Piを何時間も動かせるはずです。

私は似たようなものを探していて、好きな答えを見つけることができなかったので、このスタック交換のすべてのUPSの質問にこれをちょっと投稿しています。標準の既製のUPSとNetwork UPS Tools（NUT）パッケージを使用して、電源が切れたときにPiが自動的にシャットダウンできるようにします。設定手順を説明した記事を投稿しました。

https://melgrubb.wordpress.com/2014/09/05/raspberry-pi-home-server-part-15power-failures/

もちろん、あなたが本当に望んでいたのがDIYハードウェアプロジェクトだった場合、はんだ付けを必要としないと思います。

これらのいずれかを試して、スーパーキャパシタの代わりにバッテリーを使用できます。

他の人が述べたように、USB電源バンクは簡単でかなり安価なソリューションです。充電と放電を同時にサポートするものを必ず入手してください（残念ながら、通常は示されていません。それを把握する必要があります）。

Piは通常、約200 mAから500 mAの北の範囲のいずれかを消費します。後のモデルの最大値は2000 mAです。したがって、6000 mAhのパワーバンクは、3時間から1日分のバッテリー電力までを提供します。十分な容量のパワーバンクを確保してください。

Piをパワーバンクの出力に接続し、充電器を入力に接続します。電源が切れた場合、電源が回復するかバッテリーがなくなるまで、Piは動作を続けます。

制限は、PiがACまたはバッテリー電源で動作しているかどうか、またはバッテリー残量がどれだけ残っているかを知る方法がないことです。そのため、電源が復旧する前にバッテリーがなくなった場合、シャットダウンは汚れたものになります。

パワーバンクを含むより高度なソリューションについては、https：//raspi-ups.appspot.com/en/index.jspで説明しています。イーサネット接続を使用してACで実行されているかどうかを判断するデーモンが含まれています。イーサネット接続が切断された場合、バッテリー電源で実行されていると見なされます。Piの消費電力を測定し、消費量と総容量（事前に設定する必要があります）に基づいてバッテリーの充電レベルを推定します。電源が切れると、Piが完全にシャットダウンします。

上記のバリエーションとして、AC電源で動作するPiに接続されたUSB周辺機器がある場合は、デーモンを変更して電源インジケータとして使用できます。