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Peer Leben

14.03.2022,
14:52
 

USV im Eigenbau (Computertechnik)

Für einen sicheren Datenerhalt auf meinem PC mache ich mir - abgesehen von regelmäßigen Backups - Gedanken und habe derzeit das Gefühl, dass mein neuer Mini-PC nicht so gut kurzfristige Netzausfälle verkraftet, wie ein akkugestütztes Notebook oder ein herkömmliches Netzteil am PC, das ihn ja zumindest noch mit einer Periode versorgen soll und schon vieles abfängt. Mein jetziger PC wird also lediglich von einem 19-Volt-Notebook-Netzteil gespeist, von dem man leider keine Aussage zur Haltezeit der Spannung bei kurzzeitigen Netzausfall bekommt. Wenn ich eine handelsübliche USV vor dem Netzteil betreibe, würde mehr als der doppelte Energiebedarf anfallen. Sie verbraucht bei abgeschaltetem PC bereits 11 Watt, mein PC hingegen nur 9 Watt, wenn ich lediglich im Internet unterwegs bin und Texte schreibe. Auch würde die USV, wenn sie immer anbliebe, ständig 11 Watt ziehen, das Notebook-Netzteil hingegen nur 1 - 2 Watt.
Mein Gedanke ist nun, einfach drei 6-Volt-Gel-Akkus zwischen Netzteil und PC in Reihe zu schalten. Bleiakkus lieben auch den stets gefüllten Ladezustand entgegen üblichen Notebook-Akkus. Allerdings würde das kurzschlussfeste Netzteil mit Softstart-Funktion im Falle der teilentladenem Akkus abschalten, wenn sie dann einen sehr hohen Strom ziehen. Eine zusätzliche Strombegrenzung wäre erforderlich, um den Akku wieder auf die 19 Volt zu bringen. Dann erst kann die Spannung für den PC freigegeben werden. Da ich die Akkus ständig mit nur 19 Volt versorge, frage ich mich, ob sie so auch einige Jahre durchhalten werden. Ich denke so an 1 bis max. 5 Ah, weil sie den PC nur einige Minuten halten müssten. Ein anhaltender Netzausfall könnte später auch über USB-RS232 einen Shutdown auslösen oder über die IO-Pins des Raspberry Pi Microcontrollers PICO und ssh-Kommando an meinen Linux-PC gesendet werden.
Wäre solch ein Projekt nicht sinnvoll?

bigdie(R)

14.03.2022,
15:15

@ Peer Leben

USV im Eigenbau

» Für einen sicheren Datenerhalt auf meinem PC mache ich mir - abgesehen von
» regelmäßigen Backups - Gedanken und habe derzeit das Gefühl, dass mein
» neuer Mini-PC nicht so gut kurzfristige Netzausfälle verkraftet, wie ein
» akkugestütztes Notebook oder ein herkömmliches Netzteil am PC, das ihn ja
» zumindest noch mit einer Periode versorgen soll und schon vieles abfängt.
» Mein jetziger PC wird also lediglich von einem 19-Volt-Notebook-Netzteil
» gespeist, von dem man leider keine Aussage zur Haltezeit der Spannung bei
» kurzzeitigen Netzausfall bekommt. Wenn ich eine handelsübliche USV vor dem
» Netzteil betreibe, würde mehr als der doppelte Energiebedarf anfallen. Sie
» verbraucht bei abgeschaltetem PC bereits 11 Watt, mein PC hingegen nur 9
» Watt, wenn ich lediglich im Internet unterwegs bin und Texte schreibe. Auch
» würde die USV, wenn sie immer anbliebe, ständig 11 Watt ziehen, das
» Notebook-Netzteil hingegen nur 1 - 2 Watt.
» Mein Gedanke ist nun, einfach drei 6-Volt-Gel-Akkus zwischen Netzteil und
» PC in Reihe zu schalten. Bleiakkus lieben auch den stets gefüllten
» Ladezustand entgegen üblichen Notebook-Akkus. Allerdings würde das
» kurzschlussfeste Netzteil mit Softstart-Funktion im Falle der
» teilentladenem Akkus abschalten, wenn sie dann einen sehr hohen Strom
» ziehen. Eine zusätzliche Strombegrenzung wäre erforderlich, um den Akku
» wieder auf die 19 Volt zu bringen. Dann erst kann die Spannung für den PC
» freigegeben werden. Da ich die Akkus ständig mit nur 19 Volt versorge,
» frage ich mich, ob sie so auch einige Jahre durchhalten werden. Ich denke
» so an 1 bis max. 5 Ah, weil sie den PC nur einige Minuten halten müssten.
» Ein anhaltender Netzausfall könnte später auch über USB-RS232 einen
» Shutdown auslösen oder über die IO-Pins des Raspberry Pi Microcontrollers
» PICO und ssh-Kommando an meinen Linux-PC gesendet werden.
» Wäre solch ein Projekt nicht sinnvoll?
Eine Funktion einer USV ist z.B. bei Stromausfall den Rechner herunter zu fahren, das kann dein Akku nicht, außerdem bekommst du die Akkus mit 19V nie voll. 3 6V Blei Auus brauchen min 21V eher 22V für ganz voll.
Da ist es unter Umständen Besser, du nimmst einen 24V Akku + ein dafür passendes Ladegerät und einen Step Down Wandler auf 19. Gibt es auch als KFZ Netzteil für Laptops.
Geht auch mit einem 12V Akku

xy(R)

E-Mail

14.03.2022,
15:17

@ Peer Leben

USV im Eigenbau

Ich würde ehr 5S LiIon verwenden.

Und am Rechner dann eine zusätzliche Buchse parallel zur vorhandenen. In Reihe zum Akku eine Parallelschaltung aus Widerstand (zur Ladestrombegrenzung) und Schottkydiode (um den Entladestrom am Widerstand vorbei zu leiten).

Theo.

14.03.2022,
15:42

@ Peer Leben

USV im Eigenbau

Hallo

Hast du schon mal getestet, ab wann der Rechner tatsächlich beginnt abzuschalten? Also bei welcher Mindestspannung er noch zuverlässig läuft? Das sind oft deutlich weniger als die regulären 19V. Eventuell kommst du dann mit einem ständig auf 13,8V gepufferten KFZ Akku unter dem Schreibtisch aus.

Theo

Peer Leben

14.03.2022,
18:57

@ Theo.

USV im Eigenbau

» Hallo
»
» Hast du schon mal getestet, ab wann der Rechner tatsächlich beginnt
» abzuschalten? Also bei welcher Mindestspannung er noch zuverlässig läuft?
» Das sind oft deutlich weniger als die regulären 19V. Eventuell kommst du
» dann mit einem ständig auf 13,8V gepufferten KFZ Akku unter dem
» Schreibtisch aus.
»
» Theo

Peer Leben

14.03.2022,
18:59

@ Peer Leben

USV im Eigenbau

Danke an alle für die hilfreichen Tipps. Ich kann mir durchaus denken, dass der PC auch mit 15 Volt auskommt, aber bei voller Last braucht er sicher schon bei 19V um die 4A und bei 13 Volt umso mehr. Ich habe mir schon ein 12V/10A Netzteil besorgt und einen Step-Up-Wandler von 12 auf 19 Volt. Allerdings brauche ich dazu noch einen 12 V-Laderegler um den kleinen Stützakku mit max. 5 Ah auch richtig voll zu bekommen. Das Problem dabei ist nur, wie ich, wenn die Netzspannung ausfällt, den Step-Up-Wandler schnell an die Batterie ran bekomme.

bigdie(R)

14.03.2022,
21:02

@ Peer Leben

USV im Eigenbau

» Danke an alle für die hilfreichen Tipps. Ich kann mir durchaus denken, dass
» der PC auch mit 15 Volt auskommt, aber bei voller Last braucht er sicher
» schon bei 19V um die 4A und bei 13 Volt umso mehr. Ich habe mir schon ein
» 12V/10A Netzteil besorgt und einen Step-Up-Wandler von 12 auf 19 Volt.
» Allerdings brauche ich dazu noch einen 12 V-Laderegler um den kleinen
» Stützakku mit max. 5 Ah auch richtig voll zu bekommen. Das Problem dabei
» ist nur, wie ich, wenn die Netzspannung ausfällt, den Step-Up-Wandler
» schnell an die Batterie ran bekomme.
Du brauchst kein 12V Netzgerät, sondern ein 12V Ladegerät, welches immer an der Batterie dran bleibt, gibt es z.B. für Wohnwagen und Wohnmobile. Die haben dann auch Tiefentladeschutz für den Akku. Und daran kommt dann ein simples KFZ Notebook Netzteil.
So etwas z.B. kann man 10 oder 20A auswählen, das 10A sollte reichen
https://www.fritz-berger.de/artikel/dino-kraftpaket-ladegeraet-mit-campingfunktion-12-v-156899
oder auch das
https://www.obelink.de/victron-blue-smart-ip65-batterieladegerat.html?gclid=Cj0KCQjwz7uRBhDRARIsAFqjulkJCbHKwIYJ_qFsQeHywoggZBxjAieAoF0frN759_dy_5FrgoznaJAaAq4zEALw_wcB

el-haber

15.03.2022,
16:45

@ Peer Leben

USV im Eigenbau

Hi,
schnell umschaltende USVs haben einen Gleichspannungs-Zwischenkreis - das wären deine (überwachten) 3x6V oder so - Akkus.
Bei Blei-Akkus reicht eine simple Ladestrombegrenzung mit einem Leistungswiderstand von ein paar Ohm - die maximale Spannung darf allerdings nicht überschritten werden - also eine Abschaltung bei Überspannung.

Die ganze Schaltung sieht dann so aus:

Ein Netzteil liefert z.B. die +19V, die über die Ladeschutz-Schaltung an den Akku gehen.
Gleichzeitig aber auch über eine Diode (z.B. 5-10A) an den Notebook-Eingang (kann ja bis 90W ziehen).
Der Akku geht auch über eine entsprechende Diode an den Notebook-Eingang.
Die Masse-Anschlüsse sind hier alle verbunden.

Fällt nun die Netzteilspannung aus, dann wird das Notebook über den Akku versorgt.

Die professionellen USV haben dabei noch einen Wechselrichter, da sie ja nicht eine spezielle Gleichspannung liefern, sondern auf der 230V AC-Seite ausfallsicher sein sollen.
Darum ziehen die immer einen beträchtlichen Eigenstrom ( bei dir 11W) für den Wechselrichter.
Die oben genannte Ladeschaltung mit Vorwiderstand und Abschaltung zieht fast keinen Strom mehr, wenn der Akku die Netzteilspannung annähernd erreicht hat.

cu
St

bigdie(R)

16.03.2022,
14:06

@ el-haber

USV im Eigenbau

Wenn der Akku permanent 14V bekommt, hält er genauso wenig, als wenn er nie 14V sieht. Moderne Ladegeräte halten also die Ladeschlussspannung, die auch noch Temperaturabhängig ist nur für eine gewisse Zeit und dann wird die Spannung gesenkt auf Erhaltungsspannung. Und richtig gute starten dann so einen Zyklus mit Laden alle paar Wochen neu.

Peer Leben

E-Mail

21.03.2022,
11:26

@ bigdie

USV im Eigenbau

» Wenn der Akku permanent 14V bekommt, hält er genauso wenig, als wenn er nie
» 14V sieht. Moderne Ladegeräte halten also die Ladeschlussspannung, die auch
» noch Temperaturabhängig ist nur für eine gewisse Zeit und dann wird die
» Spannung gesenkt auf Erhaltungsspannung. Und richtig gute starten dann so
» einen Zyklus mit Laden alle paar Wochen neu.

du meinst also, dass meine jetzige ständige Akkuladung für 3*6V Blei mit dem Netzteil 19,5 Volt den ursprünglich vollen Bleiakku auf Dauer entlädt? Sollte das auch so sein, wenn sie über Jahre nur mit der korrekten Erhaltungsladung versorgt würden? Einen Kapazitätsverlust von 50% nach 2Jahren könnte ich ja noch in Kauf nehmen.
Die Version mit IoUO-Ladung würde die Erhaltungsladung ja beenden und einen neuen Ladezyklus auslösen und somit die Batt. überladen, wenn sie nur über Dioden zur Last geführt wird. Wäre die Sulfatierung dann nicht evtl. schädlicher?

Peer Leben

E-Mail

23.03.2022,
09:46

@ xy

USV im Eigenbau

» Ich würde ehr 5S LiIon verwenden.
»
» Und am Rechner dann eine zusätzliche Buchse parallel zur vorhandenen. In
» Reihe zum Akku eine Parallelschaltung aus Widerstand (zur
» Ladestrombegrenzung) und Schottkydiode (um den Entladestrom am Widerstand
» vorbei zu leiten).

Diese Variante erscheint mir am sinnvollsten, da sich diese Zellen bei dauerhaft 5x3,6V = 18V wohler fühlen sollten, weil sie nicht dauerhaft ganz voll gehalten werden. Bei Verwendung von 18650-Zellen muss jede dann eine eigene Schutzschaltung besitzen. Wenn dann das Licht nur flackert, übersteht das der Rechner und wenn es ausbleibt, kann ich ihn noch in Ruhe runterfahren.🙂