Stromausfall Überbrückung

  • Servus

    Ich möchte meinen Pi gegen Stromausfälle schützen. Derzeit hat er schon etwa 3 überstanden, aber vieleicht macht die SD-Karte bald schlapp.
    ZIEL: Stromausfall überbrücken, wenn zu lange-> Shutdown und automatischer Reboot bei einsetzender Netzspannung.

    Folgende Skizze ist geplant:

    Erklärung:
    Ein Netzgerät wandelt die 230V in 12V um. Diese hängen an der (12V Blei) Batterie an und werden danach auf 5V umgewandelt. Sobald die Netzspannung zusammenfällt, soll die Batterie entladen werden (ohne Unterbruch). Das Bricklet von Tinkerforge soll dann überprüfen, ob von der Batterie eine gewisse Spannung unterschritten wird (Akku entleert sich) . Dann fährt der Pi herunter.

    3 verschiedene Stromausfälle:

    1. Stromausfall und Netzspannung kommt, bevor Pi ausgeschaltet:
    Pi läuft normal weiter, und Akku wird wieder aufgefüllt.

    2. Stromausfall länger als das 100%ige Entladen der Batterie: Pi fährt herunter und Pi ist Stromlos. Sobald das die Netzspannung wieder kommt, fährt der Pi hoch, und die Batterie füllt sich wieder.

    3. Stromausfall länger als die Ausschaltschwelle, aber Netzspannung kommt, bevor Batterie leer.
    Pi fährt herunter und ist dauernd unter Stromversorgung. Wenn die Netzspannung wieder kommt, fährt der Pi nicht automatisch hoch. Das ist das Big-Problem.

    meine Lösung:
    Im Fall 3 kommt nun das Relais (Skizze oben) zum Zug. Sobald die Netzspannung fehlt und der Pi heruntergefahren hat, soll das Relais den Batteriezufluss unterbrechen. Wenn die Netzspannung wieder kommt, schliesst der Schalter des Relais wieder und der Pi startet.

    der Optokoppler ist dazu da, den Pi von den 12V am Relais galvanisch zu "trennen"

    Fragen:
    Was für ein GPIO Port kann ich wählen, der das Realis steuern kann? (Ausgeschaltet-> Relais Schalter öffnen)
    Kennt ihr vergleichbare Projekte, die man kaufen kann?
    Ist das so realisierbar, oder gibt es Überlegungsfehler?
    Läuft das mit dem Aufladen der Batterie so?

    Vielen Dank, Gruss Lukas

    Einmal editiert, zuletzt von Lukasibk (15. September 2013 um 23:02)

  • Find das eine sehr interessante Idee - hab nach sowas auch schon mehr mals gesucht aber leider nie gefunden :(


    Ich bin nicht mehr so bewandert was Schaltpläne angeht aber ich vermisse einen Kondensator um zwischen den Schaltzuständen "Netzspannung ist weg" und "Batterie muss übernehmen" quasi zu überbrücken sodass es keine Spannungsschwankung gibt, denn darauf reagiert der RaspberryPI ziemlich empfindlich

    Und kann man nicht lieber gleich von 230V auf 5,25V runter wandeln anstatt noch einen Zwischenschitt zu nehmen?

    Welche GPIO Pins du dafür nutzen kannst, kannst du hier nachlesen: http://wiringpi.com/pins/special-pin-functions/
    So wie ich das verstehe brauchst du dann ja 2 Pins, einen um dem RPI zu sagen "shutdown" und einen anderen um das Relais zu schalten, ggf noch ein Pin um vielleicht die Spannung zu messen damit der RPI das abschalten selber entscheidet?

    Vielleicht helfen dir auch folgende Links:
    http://www.raspberrypi.org/phpBB3/viewtopic.php?f=75&t=13434
    http://www.mikrocontroller.net/topic/281203
    http://www.erik-bartmann.de//download/PiMeUp_MCP3008.pdf
    http://www.erik-bartmann.de//download/PiMeUp_MCP3208.pdf


    PS: Zum entwickeln von Schaltplänen/Steckplatinen/Leiterplatten empfehle ich Fritzing (mein Favorit) oder EAGLE zu benutzen ;)

  • Ich denk mal daß die Schaltung so nicht funktionieren wird. ( Wo ist denn der Minus an deinem Netzteil und falls es der untere Anschluß ist, ist die Diode in Sperrichtung eingebaut, wobei der Optokoppler dann auch nicht funktionieren wird. ) Für die Steuerung eines Relais am GPIO Port müsstest Du eine Treiberstufe verwenden ( Transistor, IC o.ä. ), da das Relais vermutlich mehr Strom benötigt als der RPi bereitstellen kann. Für die Batterie bräuchtest Du evtl. einen Laderegler, wenn Du nicht einen Bleiakku verwenden willst. Benutz mal die Such Funktion, ich glaub es gab da schonmal etwas in der Art.

  • Wenn Du den Akku so betreiben willst, nimmst Du am besten einen Bleigel-Akku und ein Netzteil mit 14,5 Volt. Wird in jeder Alarmanlage so gemacht. Diode in die +-Leitung reicht, - kommt auf GND.

    Um das Relais zu schalten brauchst Du auf jeden Fall einen Transistor, fürs automatische Wiedereinschalten einen zweiten.
    Zum Ansteuern vom Pi aus kannst Du den RxD-Pin (GPIO 15) nehmen, da liegt während des Betriebs Spannung an und wenn der Pi sauber runtergefahren ist liegt der auf GND.
    Den zweiten Transistor steuerst Du mit der Spannung vom Netzteil vor der Diode an. Beide Transistoren parralel schalten das Relais.
    5Volt-Versorgung für den Optokoppler sind zuviel für den Pi, da müssen 3,3Volt ran.

    Dann sollte das ganze funktionieren.

  • orb: Da bin ich deshalb drauf gekommen: http://blog.moneybag.de/raspberry-pi-g…tims-powerpack/


    Habe aber gerade folgende, sehr interessante Seite gefunden: http://www.eevblog.com/forum/projects…r-with-diy-ups/

    Das sieht doch schon sehr gut aus :)

    Spoiler anzeigen

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    Liste mit benötigten Teilen

    Spoiler anzeigen


    1x Planar Epitaxial Schaltdiode, DO35, 100V, 0,15A (1N 4148)
    1x Anschlussklemme 2-polig, RM3,5 (AKL 059-02)
    1x Einbaufassung, 5mm, Innenreflektor, schwarz (EBF I-5 S)
    1x Hohlstecker, Øi= 2,5mm Øa=5,5mm, Schaft: 9mm (HS 25-9)
    1x Leistungs-MOSFET P-Ch TO-220AB 55V 74A (IRF 4905)
    0x Automatik Steckerlader 600 mA / 2V / 6V / 12V (LADER AS)
    1x Duo-LED, 5mm, 3pin, rot / grün (LED 5 RG-3)
    1x Komparator, DIP-8 (LM 311 DIP)
    1x Metallschichtwiderstand 1,00 K-Ohm (METALL 1,00K)
    1x Metallschichtwiderstand 10,0 K-Ohm (METALL 10,0K)
    1x Metallschichtwiderstand 100 K-Ohm (METALL 100K)
    1x Metallschichtwiderstand 110 K-Ohm (METALL 110K)
    1x Metallschichtwiderstand 120 K-Ohm (METALL 120K)
    1x Metallschichtwiderstand 294 Ohm (METALL 294)
    1x Metallschichtwiderstand 5,10 K-Ohm (METALL 5,10K)
    1x WIMA Folienkondensator, Rm 2,5mm 100nF (MKS-02 100N)
    1x Pfostenbuchse, 14-polig, mit Zugentlastung (PFL 14)
    1x Pfostenbuchse, 26-polig, mit Zugentlastung (PFL 26)
    1x Sicherungshalter, 5x20mm, max. 6,3A-250V (PL 112000)
    1x Schaltregler TSR-1 Serie, 5.0 VDC, 1 A (TSR 1-2450)
    1x USB-Einbaubuchse, A, gew., 2-Port, Printmontage (USB AW-2)
    1x Wartungsfreier Blei-Vlies-Akku 0,8 Ah 12 V (WP 0,8-12)
    1x Wippenschalter rund, 1x EIN - AUS (WS R13-112 AAAA)
    1x Wannenstecker, 14-polig, gewinkelt (WSL 14W)
    1x Zener-Diode 1,3W 3,3V (ZD 3,3)
    1x Zener-Diode 1,3W 5,6V (ZD 5,6)

    1x Polystrolgehäuse 198x178x72mm (TEKO AUS22)

    weiss aber nicht ob die Anzahl stimmt, hab das dem Warenkorb entnommen..

    Die Kosten belaufen sich auf umdie 70eu

    Das benötigte bash Script:

    Spoiler anzeigen

    Im Anhang der Schaltplan


    PS: Wenn sich jemand das PCB dafür ätzen lässt dann bitte bescheid geben, vielleicht wollen das ja noch mehr :)

  • Hallo Zusammen

    Danke für die vielen Punkte, die ergänzt oder geändert werden müssen.

    Hier der neue Schaltplan:

    Ich habe an einen Blei-Akku mit 12V gedacht, deshalb die 2 Schritte. (230-12-5V).

    Gruss Lukas

  • mein Kurzfassung, wie orb schon schrieb
    sinnvoll 12V Blei(gel) Akku, laden Konstantspannung, von 12V aus dem Akku mit KIS Schaltregler auf 5V für den PI, den Netzausfall stellt man optimal an 230V fest mit kleine Nachtleuchte oder Kontrollicht und Photowiderstand galvanisch getrennt, wer natürlich elektrisch Vollprofi ist kann auch die 230V befragen, Vorschaltkondensator und Optokoppler. Wenn also die 230V ausfallen weiss das der PI durch seine GPIO die er pollt und kann shutdown einleiten, nach X Wartezeit, abhängig von der Akkukapazität und was noch zu tun ist, ist der Akku groß genug muss er nicht mal runterfahren wenn die Spannung wiederkommt, durch Bleiakku und Konstantspannungsladung muss man nicht mal den Ladevorgang überwachen im Gegensatz zu allen anderen Akkus.

    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)

  • Ich belebe diesen Thread mal, weil ich vorgestern beim recherchieren über eine gute Sache gestolpert bin. Da hat jemand eine USV-Platine für den RasPi entwickelt, die nach meiner Meinung einen sehr guten Eindruck macht. Man kann damit sowohl Stromausfälle überbrücken (je nach Kapazität der Ersatzstromquelle) aber auch den RasPi bei aufgespielter Software ordnungsgemäß runterfahren, so dass ein Stromausfall dem RasPi nichts anhaben kann. Die Sache scheint mir sowohl bei der Anwendung als Multimediacenter als auch für Anwendungen der Hausautomation wirklich sinnvoll zu sein. Ich habe für meinen Shop welche geordert, würde Euch aber empfehlen mal auf piusv.de zu gehen, da kann man vorbestellen, unterstützt so die weitere Entwicklung und erhält auch noch einen guten Preis. Lieferbar sind die Teile leider erst im Dezember.

  • Ein Jahr ist vergangen, und so richtig bin ich noch nicht weitergekommen. Die PIUSV, wie vorhin gezeigt wurde, habe ich ausprobiert. Diese USV ist jedoch nicht für den Dauergebrauch geeignet. Nach ein paar Wochen sind alle 6 1.5V Batterien, die als USV hätten dienen sollen, leer. Das ist wohl ein Hardware/Software Problem der 1. Version dieser USV.
    Jetzt wird aber eine neue USV vorgestellt, die einige Probleme lösen sollte. Auch Blei-Akkus kann man nun als Batterie verwenden.
    Gruss Lukas

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