Batterielose Supercap-USV -> keine Spannungseinbrüche, sauberer Shutdown

Heute ist Stammtischzeit:
Jeden Donnerstag 20:30 Uhr hier im Chat.
Wer Lust hat, kann sich gerne beteiligen. ;)
  • Hallo zusammen,

    ich bastle gerade an meinem neuen Produkt - Juice4Halt. Es geht um eine kleine USV, die aber keine Batterien sondern nur Supercaps zum Speichern der Energie verwendet. Das Modul ist vorallem dafür gedacht, um Spannungseinbrüche oder kurze Stromausfälle zu überbrücken. Die Kapazität der Superkondensatoren ist ausreichend um damit einen sauberen Shutdown ohne System-Absturz durchführen zu können.

    Ich würde mich sehr über ein Feedback von euch freuen, was Ihr davon hält, und was noch verbessert werden könnte. Die Protypen werden gerade getestet und es wird noch eine Redesign-Phase geben, also wer noch noch Ideen hat, bitte posten:

    http://www.juice4halt.com

  • Batterielose Supercap-USV -> keine Spannungseinbrüche, sauberer Shutdown? Schau mal ob du hier fündig wirst!

  • fein fein, gefällt auf den ersten Blick (besser als die Batterie USV !)

    aber:

    up to 1 minute backup time for a safe shutdown
    up to 3 seconds protection against short-term power failure or brown-out

    warum dieser Unterschied ? ob power down oder Ausfallsicherung sollte doch egal sein

    no maintenance over the life of the product

    Werbegeschwätz, stößt mir sauer auf, hatte Ford mal zu meiner Steuerkette geschrieben, hält ein Motorleben lang, Anfrage stellte ich bei 60Tkm und Kette riss bei 77Tkm, Motorschaden, keine (nennenswerte) Kulanz, Schaden über 6000 DM !

    kannst du was über die Kondensatoren schreiben ? normale Goldcaps sind nicht strombelastbar !

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

    Einmal editiert, zuletzt von jar (10. Juni 2014 um 15:10)

  • Die Kapazität der Supercaps reicht gerade aus um einen Shutdown abzudecken (ca. 30 bis 60 Sekunden). Es gibt keinen zweiten Versuch. Das heisst, wenn der Shutdown schon einmal eingeleitet wurde, dann muss er auch zuende geführt werden. Selbst wenn es möglich wäre einen Shutdown-Vorgang zu unterbrechen, weil ja die Spannung vom Netzteil wieder da ist, Kapazität für einen zweiten Shutdown gibt es nicht und bei einem zweiten Ausfall würde es zum Absturz kommen.

    Die 3 Sekunden sind gerade dafür da, um noch einen Shutdown nicht durchführen zu müssen. Das ganze Problem liegt darin, dass du immer vorausdenken musst, weil der Shutdown die paar Sekunden dauert und du dafür noch Reserven im Energiespeicher übrig haben musst.

    Klar, es ist keine gewöhnliche USV, wenn du Backup-Zeiten > 1 Minute brauchst, dann ist eine Batteriepack die bessere Wahl. Der ganze Sinn hinter Juice4Halt ist, dass man sich auf den RPi mehr verlassen kann, und nicht ständig mit Spannungseinbrüchen kämpfen zu müssen, weil ja irgendwann eine USB Festplatte bißchen mehr Strom braucht, oder ein WLAN Dongle mit mehr Leistung senden muß.


    noch ein paar Worte zu meinem Werbegeschwätz:

    Die Supercaps sind fest mit der Modul-Platine verlötet. Bei allen anderen USVs gibt es ein Batteriehalterung, wo die Batterien nach zwei Jahren ausgetauscht werden können/müssen.
    Das hat seinen Grund: Supercaps halten wirklich 10 Jahre. Keine mechanische Halterung, keine Kontakte.

    Hier ein Link zu den Supercaps:
    http://www.maxwell.com/products/ultra…=%22bcap0025%22


  • noch ein paar Worte zu meinem Werbegeschwätz:

    war ja nicht so böse gemeint wie sich das evtl. anhört, aber das kann für jedes Bauteil gelten, hält ein Leben lang, wie lange das dann ist sagt keiner und auch bei den SuperCaps, nett wenn die 10 Jahre halten sollen, bekomme ich kostenlos Ersatz wenn die nach 8 Jahren kaputt sind ?

    willst du für deine Platine 10 Jahre Garantie geben ? ;)

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)


  • war ja nicht so böse gemeint wie sich das evtl. anhört.....


    <offtopic>Jar, sei doch nicht immer so negativ...</offtopic>

    siehe oben

    sind halt meine Gedanken und Anmerkungen, wenn mir einer was verkaufen mag darf ich doch denken ;)

    vielleicht wären manche (Werbe)Worte nicht geschrieben hilfreicher :angel:

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • Es könnte passieren, dass die Supercaps keine 10 Jahre halten, besonders unter Einfluß von hohen Temperaturen und hohen Spannungen. Viel wichter ist aber, dass die Bauteile vom Hersteller für eine 10 jährige Betriebsdauer ausgelegt sind und ich sie als Kunde so einbauen kann, dass sie nicht austauschbar sein müssen. Das spart viel Kosten, weil es einfacher ist. Da hat sich schon jemand den Kopf zerbrochen, damit er so etwas versprechen kann.

    Danke für dein Feedback. Es ist immer besser ein schlechtes Feedback zu bekommen als gar keines!


  • ...Es ist immer besser ein schlechtes Feedback zu bekommen als gar keines!

    war es denn schlecht ? :s

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • Hi slado, wie die meisten von Euch wissen, betreibe ich die Seite raspiprojekt.de und bin ständig auf der Suche nach guten Ideen. Bei mir kaufen auch gerne die sogenannten early adaptors, deswegen scheint es so, als wenn die Großen ab und an mal warten wie es so bei mir aussieht, so war es bei der RasPiComm, der PiUSV, der Wolfson Audiocard ... (manchmal greift man dabei auch in die Sch..., siehe RioTBoard :stumm:) dafür habe ich aber auch bei einigen jetzt erfolgreichen Herstellern ein Stein im Brett. Also wenn Du soweit bist und einen Vertriebspartner brauchst, ich verkaufe auch experimentelle Kleinserien an mein sehr geduldiges und trotzdem dankbares Publikum :thumbs1: . Das gilt für Euch alle, ich bin keiner guten Idee verschlossen und diese hier scheint für den RasPi genau richtig zu sein.

  • Zitat von slado


    ...Es ist immer besser ein schlechtes Feedback zu bekommen als gar keines!

    Zitat von jar


    war es denn schlecht ? :s

    Ne, es gibt auch schlechte Verlierer :lol:


  • ... nur Supercaps zum Speichern der Energie verwendet. Das Modul ist vorallem dafür gedacht, um Spannungseinbrüche oder kurze Stromausfälle zu überbrücken. Die Kapazität der Superkondensatoren ist ausreichend um damit einen sauberen Shutdown ohne System-Absturz durchführen zu können.

    Ich würde mich sehr über ein Feedback von euch freuen, was Ihr davon hält, und was noch verbessert werden könnte. Die Protypen werden gerade getestet und es wird noch eine Redesign-Phase geben, also wer noch noch Ideen hat, bitte posten:

    Die Idee ist m.E. eine Punktlandung: Keine Akkus, die verschleissen usw...

    Aber:
    Ich hatte vor Monaten das auch mal angedacht und mir Gedanken/Berechnungen zu den SuperCaps gemacht: Bei meine Berechnungen kam ich bei 2 SC's (je 50F) in Reihe (wegen Spannung) nur auf ca. 30sec Brückzeit, das erschien mir etwas knapp...
    Mich hat dann aber das Lesen der Dok. von der Realisierung abgehalten: Da die Kapazität der SC's mit 20% angegeben wird, wäre eine Spannungsüberhöhung an einem der SC's über die 2,7V (bei anliegenden 5,1..5,3 V) bei Reihenschaltung möglich, was eine schleichende Zerstörung (Reduzierung der Kapazität aufgrund von Mikrodurchschlägen) im SuperCap zur Folge hätte.

    Wie ist das in deiner Schaltung gelöst? Hast du Step-Up-Regler und schaltest die SC's parallel oder gehst du das angeführte Risiko ein?

    Und: Was wird das Gadget für den Endverbraucher kosten ?

  • Vielen Dank für das Angebot, Jörg. Ich habe mich bis jetzt vorallem auf die technische Seite konzentriert, denn wenn das Ding nicht richtig funktioniert, dann braucht es auch keinen Vertrieb usw. Wie du siehst, wollte ich es zuerst der Öffentlichkeit vorstellen, um zu sehen ob überhaupt ein Interesse besteht. Je reifer das Produkt wird, desto mehr werde ich mir aber Gedanken machen müssen über Vertrieb usw. Ich schließe eine Zusammenarbeit nicht aus.


    [quote='slado','http://test.forum-raspberrypi.de/forum/index.ph…87241#post87241']

    Da die Kapazität der SC's mit 20% angegeben wird, wäre eine Spannungsüberhöhung an einem der SC's über die 2,7V (bei anliegenden 5,1..5,3 V) bei Reihenschaltung möglich, was eine schleichende Zerstörung (Reduzierung der Kapazität aufgrund von Mikrodurchschlägen) im SuperCap zur Folge hätte.

    Wie ist das in deiner Schaltung gelöst? Hast du Step-Up-Regler und schaltest die SC's parallel oder gehst du das angeführte Risiko ein?

    Und: Was wird das Gadget für den Endverbraucher kosten ?

    Ich bin mir nicht ganz sicher, ob ich dich richtig verstanden habe:
    Ist dein Bedenken die richtige Aufteilung der Spannung an den in Reihe geschalteten SCs wegen den Herstellungstolleranzen?

    Es ist eine Reihenschaltung von zwei SCs. Die Spannung in der Mitte wird genau auf der halben Spannung (5V/2) gehalten auch trotz den Unterschieden in den Kapazitätswerten. Möglich ist das durch eine Balancing-Schaltung, ein kleiner OPV speist einen kleinen Strom in die Mitte ein oder zieht einen kleinen Strom aus der Mitte raus, damit die Spannung in der Mitte immer der Hälfte entspricht.

    Bei einer maximalen Spannung von 5,3V würde an jedem der SCs max. 2,65V anliegen.

    Einmal editiert, zuletzt von slado (10. Juni 2014 um 22:55)


  • Ich bin mir nicht ganz sicher, ob ich dich richtig verstanden habe:
    Ist dein Bedenken die richtige Aufteilung der Spannung an den in Reihe geschalteten SCs wegen den Herstellungstolleranzen?

    Es ist eine Reihenschaltung von zwei SCs. Die Spannung in der Mitte wird genau auf der halben Spannung (5V/2) gehalten auch trotz den Unterschieden in den Kapazitätswerten. Möglich ist das durch eine Balancing-Schaltung, ein kleiner OPV speist einen kleinen Strom in die Mitte ein oder zieht einen kleinen Strom aus der Mitte raus, damit die Spannung in der Mitte immer der Hälfte entspricht.

    Bei einer maximalen Spannung von 5,3V würde an jedem der SCs max. 2,65V anliegen.

    Ja, genau, hast mich richtig verstanden. :thumbs1:

    Ok, die Balancing-Schaltung löst das Kapazitäts-Toleranzproblem, ok!
    An sowas hab ich mich nicht rangetraut... :daumendreh2:

    Ach ja:
    Wie sieht es mit dem Platz unter der Platine aus?
    Viele betreiben ja den RP mit passiven Kühlkörpern: Passen die [Anzeige] da noch stressfrei drunter oder braucht man da diese sehr flachen [Anzeige] oder gehen gar keine drunter??

    Und: der Preis??? :D

  • Auf den Bildern sind die zwei SCs von der Unterseite der Platine bestückt. Man kann sie auch von der Oberseite bestücken. Oder durch einen höheren GPIO-Stecker die Platine noch weiter raufschieben. Wobei den höchsten Stecker, den ich kenne ist der Adafruit Stecker (Auf dem Bild bestückt).

    Alles ist ist noch offen. Ich kann mir aber vorstellen, daß es auch Leute gibt, die alles in ein Gehäuse packen wollen und für die ist wieder das ganze zu hoch. Vielleicht könnte man Bestückungsvarianten machen? Oder eine nackte Variante, wo jeder seinen beliebten Stecker selber bestücken kann. Ich denke, daß sich das im Laufe der Zeit durch die Diskussionen herauskristallisieren wird.

    Und genau das ist auch der Punkt, warum ich über den Preis noch nichts sagen möchte, weil es noch viel zu viele Faktoren gibt, die noch unklar sind, und gleichzeitig einen großen Einfluß auf die Kosten haben.
    Bitte um Verständnis.

  • Es gibt jetzt ein Youtube-Video, wo man sehen kann wie das Modul funktioniert:

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    Einmal editiert, zuletzt von ps915 (23. Juli 2014 um 17:52)

    • Offizieller Beitrag

    Super, das sieht doch schon mal vielversprechend aus! =)
    Wirst du dein Modul für das Modell B+ abändern, oder ist das nicht nötig?

    Well in my humble opinion, of course without offending anyone who thinks differently from my point of view, but also by looking into this matter in a different way and without fighting and by trying to make it clear and by considering each and every one's opinion, I honestly believe that I completely forgot what I was going to say.

  • Nach den Informationen, die ich ich über das B+ Modell habe, sollte es kompatibel sein. Elektrisch auf jeden Fall und mechanisch sehe ich auch kein Problem. Durch den zusätzlichen DC/DC-Wandler beim B+ Modell sollte der Strom kleiner werden. Das wird sich positiv auf die Backup-Zeit auswirken.

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