Forum Debian Users Gang

Witam.

Jako że mój RPi bardzo dziarsko steruje mi piecem CO, światłem w pokoju i paroma drobiazgami umilającymi życie postanowiłem wyposażyć go w zasilaczyk awaryjny.

Tyle że...

Poszukałem trochę po sieci ale nic ciekawego nie znalazłem, i jakoś tak przy kolejnym piwie urodził mi się pomysł :)

Założenia:

1) RPi powinien działać non stop i nie być narażony na chamskie wyłączanie prądu
2) Zaniki zasilania są stosunkowo rzadkie i są albo bardzo krótkie (tzn. bateryjne zasilanie powinno wystarczyć na taką przerwę) albo stosunkowo długie (jakaś awaria - wtedy baterie powinny pozwolić na prawidłowe zamknięcie systemu)
3) RPi ma włączonego watchdoga
4) Baterie są odłączane w momencie zatrzymania się RPi
5) Nie planuję na dziś automatycznego ładowania akumulatorów
6) Koszt jest sprawą pierwszoplanową.
7) Wykorzystuję dowolny pin GPIO dający sie ustawic jako wejście do detekcji obecności zasilania sieciowego oraz pin TxD jako informację o działaniu RPi
8) Mam aktualne backupy na wypadek gdyby to wszystko jednak zdechło.

Jako że w elektronika przestałem się bawić gdzieś tak pod koniec zeszłego tysiąclecia wolałbym, aby ktoś mądrzejszy zerknął na to i się wypowiedział czy to ma szanse zadziałać. A jeśli tak - aby nieco mi pomógł (choćby wprowadzając potrzebne zmiany w układzie czy przynajmniej podając właściwe wartości rezystorów i dokładne typy elementów).

W wersji pierwszej zakładam, że dysponuję zasilaczem 7.5 V oraz czterema ogniwami AA - potrzebna będzie przetwornica obniżająca napięcie do 5V.

[img]http://polip.com/zasilacz/zasilacz_rpi.png[/img]

Rezystory:
R1, R4, R5 - 10k
R2, R3, R6, R7 - 1k

Tranzystory: np. BC 308 i BC 338

Transoptor: np. PC817 lub (w wersji drugiej) PC827

Diody:
D1 - D4: 1N5822
D5 - nie wiem, ale pewnie pierwsza z brzegu się nada

Przekaźnik: nie mam pomysłu

Przetwornica wraz z koniecznymi kondensatorami (wartości?) nie została ujęta na schemacie.

Zasada działania:

Przy zasilaniu z sieci przetwornica zasilana jest przez diodę D2 z 7.5V. Jednocześnie napięcie podane zostaje przez D1 na transoptor powodując ustawienie wybranego pinu na 0, oraz poprzez D4 na przekaźnik. Baterie są odcięte poprzez diodę D3 (napięcie baterii jest niższe niż przychodzące z zasilacza).

Po starcie RPi pin TxD ustawia się automatycznie na 1. Powoduje to przejście obu tranzystorów w stan przewodzenia i podanie dodatkowo napięcia z kolektora T2 na przekaźnik.

Przy zaniku zasilania przekaźnik wciąż jest zasilany z T2, przetwornica dostaje prąd z baterii ale na pin wejściowy zostaje podany stan wysoki.

Działający z crona prosty programik sprawdza, czy RPi ma zasilanie. Jeśli dwa kolejne (co minutę) odczyty pokażą brak zasilania, wywołany jest po prostu "halt". RPi grzecznie się zamyka, odmontowuje kartę i odłącza pin TxD. Jeśli w tym momencie dalej nie mamy zasilania, przekaźnik odpada, przetwornica nie dostaje zasilania i cały system czeka na prąd. Jeśli w międzyczasie zasilanie wróciło - przetwornica wciąż działa i watchdog po chwili startuje komputer.

Program wygląda mniej więcej tak:

#!/bin/bash
pin=<wstaw numerek>
plik=/run/shm/power.test
gpio mode $pin input
stan=`gpio $pin read`
if [ "$stan" = "0" ] ; then
    rm -f $plik
elif [ -f $plik ] ; then
    halt
else
    touch $plik
fi

Największy problem sprawi chyba przekaźnik - z jednej strony cewka musi mieć stosunkowo wysoką rezystancję (bo w końcu pobiera prąd z baterii), z drugiej obciążalność styku musi być wystarczająca do przełączania zasilania (zakładam jakieś 1.5 A). Tu już nie mam pomysłu - może ktoś podpowie jaki tu zastosować?

W wersji drugiej korzystamy z oryginalnego zasilacza od RPi (cięcie kosztów) oraz trzech ogniw AA zamiast czterech (napięcie max. 4.5V). Przetwornica powinna być wtedy podwyższająca napięcie (ceny obu typ‎ów są podobne). Innych różnic (poza przekaźnikiem na niższe napięcie) nie ma.

Jeśli cewka przekaźnika będzie miała wystarczającą rezystancję, tranzystory można zastąpić drugim transoptorem (np. wykorzystując drugą połówkę podwójnego). Koszt jest nieco niższy (o jakąś złotówkę), ale układ się ładnie upraszcza.

[img]http://polip.com/zasilacz/zasilacz_rpi2.png[/img]

Dioda D4 jest potrzebna jedynie wtedy, gdy napięcie przepuszczone przez D3 i T2 jest niewystarczające do załączenia przekaźnika, ale wystarczy do jego podtrzymania.

I jak - byłby ktoś chętny do pomocy?