Аварийное освещение на UPS (ИБП)

ВНИМАНИЕ! Данное "руководство" нацелено на людей с хоть какими-то познаниями в электронике, умеющих держать в руках паяльник! Несмотря на простоту описанных процедур, делайте их с крайней осторожностью! Любой источник бесперебойного питания (ИБП, UPS) крайне опасен в состоянии с подключенным аккумулятором! Обязательно отсоединяйте аккумулятор при любом вторжении в схему источника! Читайте статью "от корки до корки", чтобы не совершить ошибки!

Эта статья рассказывает о том, как модернизировать обычный, компьютерный ИБП для создания аварийного освещения в квартире (доме, коттедже и т.п.). Конкретно в моём примере используется ИБП Ippon Back Verso 600 Lite. Бесперебойник этот довольно поганый; после нескольких лет работы у него появляется "болезнь", когда он (в некоторых случаях) при пропадании входного напряжения отключается полностью (при заряженных на 100% аккумуляторах). Разумеется, использовать такой "бесперебойник" для работы на компьютере нет никакого смысла, но мне было жалко выкидывать на помойку очередное недешёвое устройство, и я решил приспособить его там, где "бесперебойность" уже не нужна, но можно использовать аккумулятор и функционирующую зарядную схему.

Мысль очень проста: для аварийного освещения использовать светодиодную (LED) ленту на 12В, которая отличается крайне малым потреблением и высокой светоотдачей (как, впрочем, и любые светодиоды). Нехитрые расчёты (показаны ниже) подтверждают, что даже относительно "хилый" аккумулятор 12В 7А/ч (каковой и установлен в Ippon Back Verso 600) может несколько часов держать пару десятков светодиодных светильников без особых проблем. Остаётся только немного модернизировать ИБП, чтобы была возможность цепляться к аккумулятору напрямую, а заодно контролировать напряжение на нём, чтобы знать, когда требуется подзарядка.

ВНИМАНИЕ! Данная модернизация требует, чтобы при подключении любой нагрузки 12В напрямую на аккумулятор сам ИБП находился в ОТКЛЮЧЕННОМ от 220В состоянии! Если к аккумулятору подключена нагрузка и ИБП начнёт процесс зарядки, последствия могут быть непредсказуемы! ИБП может контролировать зарядку аккумулятора несколькими методами, но подключенная нагрузка обязательно изменит параметры оценки! Всегда отсоединяйте нагрузку от аккумулятора, если собираетесь подзарядить его! Никогда не включайте ИБП "штатной" кнопкой с подключенной нагрузкой на аккумуляторе (даже если ИБП не подсоединён к 220В)!

Стоимость модернизации - копейки по нынешним меркам. Понадобятся соединительные провода. Я взял т.н. "аудиокабель" сечением 0.75мм (довольно толстый, но экономить не стоит, т.к. ток от аккумулятора в нагрузку пойдёт реальный, порядка 1А и более). Аудиокабель удобен ещё и тем, что он разноцветный, дабы не ошибиться при монтаже с полярностью. Также понадобится переключатель (у меня нашёлся мощный, аж для 220В, экономить тут тоже не стоит, хотя можно было взять и поменьше). Переключатель "вырубает" сразу две линии - и плюс, и минус. Таким образом, при нашем полностью отключенном "колхозе" бесперебойник не почувствует абсолютно ничего и сможет спокойно зарядить аккумулятор.

И ещё пара деталек: цифровой вольтметр (250 рублей, их сейчас в магазинах с радиодеталями великое множество, нужен такой, чтобы умел измерять постоянное напряжение 12В; на фото, как видите по шильдику, измеряет диапазон 3.5В-30В, такой попался). И колодка для подключения нагрузки (также с разноцветными контактами, для удобства).

Разбираем ИБП, сразу отключаем аккумулятор. У меня было искушение вмонтировать все детали в нижнюю "чёрную" часть, но потом решил, что мало места, да и паяться к клеммам очень неудобно (и небезопасно для последующего использования). Решил разобрать весь ИБП (это было непросто; выяснилось, что верхняя крышка держится на защёлках, но я вошёл в азарт и смело раскурочил прибор, умудрившись ничего не поломать).

Место под колодки вывода 12В нашлось сразу: неиспользуемые "непроколупанные" дырки под RS-232 и USB. Кстати, под наклейкой на бесперебойнике подло скрывается саморез, не выкрутив который, не отсоединишь верхнюю крышку.

Вырезать огромную дырку необязательно; достаточно просверлить пару отверстий, чтобы вошли контакты колодок.

С переключателем и вольтметром вышло сильно сложнее. Решил воткнуть их спереди, т.к. именно там много неиспользуемого места. Начал колупать корпус; убедился, что он очень прочный и толстый. Приуныл. Затем вспомнил радиотехническое прошлое...

Достал старый, "замученный" паяльник и пропаял вот этот ужас. Думаете, ужас-ужас?

А вот и нет! После обработки напильником - очень даже ничего!

Аккуратно паяемся к аккумуляторным проводам. Разумеется, соблюдая полярность и следя за тем, чтобы провода не замыкали что-нибудь на плате.

Припаиваем переключатель. Что-то я "раздухарился" и отрезок провода взял какой-то гигантский. Но, откровенно говоря, люблю, когда прибор можно разобрать так, чтобы ничего не мешало и не висело "на соплях". Чтобы был простор для деятельности. Переключателю, конечно, полярность "фиолетова" - главное, чтобы с других, переключаемых концов, она тоже была соблюдена.

В общем-то, идея настолько проста, что из данного фото понятно, что к чему. На выход переключателя, соблюдая полярность, параллельно припаиваем вольтметр и колодку выхода 12В. На фото: 1 - переключатель, 2 - вольтметр, 3 - колодка.

Итого, при включении, на аккумулятор параллельно подсоединяются вольтметр и нагрузка. Исходя из этого, у бесперебойника отныне имеются два возможных режима работы, которые НИКОИМ ОБРАЗОМ не должны пересекаться между собой.

Режим 1: ИБП выключен, подсоединена нагрузка 12В

ИБП отключен от розетки 220В и находится в выключенном состоянии (т.е., никакие схемы ИБП не работают). Подсоединяем к выходам колодки 12В нагрузку, включаем наш кустарный переключатель. Работает вольтметр, показывая напряжение аккумулятора, ток подаётся в нагрузку. При достижении напряжения на аккумуляторе порядка 10.2В, аккумулятор необходимо подзарядить (большинство ИБП отключаются при достижении этой "планки"). На самом деле, можно садить и дальше, но есть "тупые" ИБП (Ippon Back Verso относится именно к этом разряду), которые при низком напряжении на аккумуляторе просто не смогут включиться и зарядить его, т.к. схема почему-то управляется "замыкающей" кнопкой. Гораздо лучше в этом отношении ведут себя ИБП, которые включаются нормальным переключателем 220В и схема управления не зависит от заряда на аккумуляторе.

К слову сказать, необходимо выяснить, "тупой" ли ваш ИБП. Это делается просто: без подсоединения нагрузки к клеммам, включаем наш переключатель (не включая ИБП никуда и никак!). Вольтметр покажет некое напряжение на аккумуляторе (для почти полностью заряженного оно будет в районе 12.8В-13.4В). Включаем ИБП в 220В (не трогая штатный переключатель), смотрим, что происходит с вольтметром. Если напряжение не изменяется - ИБП не заряжает аккумулятор. Если напряжение потихоньку растёт - ура, у нас "умный" ИБП! В принципе, трогать его штатный переключатель для зарядки не надо - достаточно подключить в розетку. В случае с "тупым" ИБП (или в случае с ИБП, штатная кнопка у которого завязана на 220В), зарядка пойдёт только после включения штатной кнопкой. При полной зарядке, ИБП обычно переводит аккумулятор в буферный режим с поддержкой напряжения 13.6В. После этого можно счесть, что зарядка закончилась, отключить ИБП от сети (выключив штатную кнопку, если ИБП "тупой"), и обязательно выключить наш кустарный переключатель. Вольтметр, хоть и мало потребляет, "высосет" аккумулятор до дна за какое-то (хоть и очень долгое) время. :)

Режим 2: ИБП включен, отсоединена нагрузка 12В

Собственно, всё понятно из предыдущего режима - идёт зарядка. Ещё раз повторяю: никогда не включайте ИБП в штатный режим при подключенной нагрузке на колодке 12В! Ядерного взрыва, конечно, не произойдёт, но вот спалить схему зарядки (повредить аккумулятор, нагрузку) - это всегда пожалуйста.

Перед сборкой ИБП, проверяю, всё ли правильно напаял. Подсоединяю аккумулятор (аккуратно!), включаю кустарный переключатель (не включая никуда и ничего на ИБП!). Вольтметр тут же показывает напряжение почти полного заряда (без буферного режима, конечно). Разумеется, переключатель, рассчитанный на 220В, "светиться" не будет, но нам это и не надо.

Включаю ИБП в 220В, включаю штатную кнопку. Напряжение начинает медленно увеличиваться и доходит до буферных 13.6В. Всё в порядке, аккумулятор заряжен, схема зарядки поняла это и включила "режим простоя".

Выключаю ИБП штатной кнопкой, отсоединяю от 220В. У меня под рукой оказался светодиод на 12В, коий я подключил на колодку и убедился, что напряжение с аккумулятора подаётся исправно.

Аккуратно укладываем все потроха и собираем бесперебойник обратно. Обращайте внимание, чтобы провода не путались между радиаторами, которые прилично нагреваются и могут проплавить изоляцию (вряд ли это произойдёт, но лучше подстраховаться).

Переключатель имеет "самозакрепляющиеся" защёлки, достаточно вдавить его в корпус. Вольтметр и колодка легко привинчиваются мелкими саморезами.

Колодка, по итогу, всё же встала косо. :) Ну и ладно. Для проверки своих теоретических выкладок, была взята светодиодная лента с потреблением 1.2А/метр. В метре 60 светодиодов, нарезка возможна по 5см, в каждом куске по 3 светодиода. Я отрезал один такой кусок и прикрепил его прямо к ИБП, благо на оборотной стороне ленты имеется "липучка" для приклеивания. Разумеется, припаяв провода для подключения к колодке.

Эти три светодиода светят так, что можно ослепнуть, если долгое время глядеть прямо на них. Комната 12м² освещается достаточно ярко. Это даже не "аварийка", а освещение, довольно комфортное для многих дел.

Дальнейшие расчёты достаточно просты. Один такой кусочек с тремя светодиодами потребляет 0.06А. Если взять 15 таких кусков (именно столько мне необходимо для дома по проекту, в каждое помещение по куску) - получаем 0.9А общего потребления по току, или 10.8Вт по мощности. Теоретически, аккумулятор 7А/ч должен обеспечивать 1А на протяжении 7 часов. Делая все возможные скидки, получаем минимум 3-4 часа непрерывной работы всех светильников от полностью заряженного аккумулятора.

Единственная "проблема" - развести отдельную низкоточную проводку для аварийных светильников. Плюс, возможно, и не надо освещать весь дом во время отсутствия сети. Но имеет ли смысл ставить на каждый светильник по рубильнику? Что-то подсказывает, что вряд ли.

И ещё...

Пара слов о напряжениях на аккумуляторе.

• 13.6В (возможно чуть выше) - буферный режим, окончена зарядка при включенном ИБП.
• 11.2В - низкий заряд; обычно при этом значении ИБП начинает усиленно пищать и моргать - мол, "хазяина - алярма"! Желателен подзаряд.
• 10.2В - ИБП в штатном режиме отрубает нагрузку. Разумеется, наша нагрузка, подключенная к колодкам, будет работать и дальше, потому что включена напрямую к аккумулятору. Но аккумулятор таким образом можно "убить", так что зарядку лучше произвести как можно скорее.

Огромное спасибо Борису aka R666 за неоценимую помощь в подготовке материала.

©2016, Анатолий Савенков
опубликовано: 12.06.2016

комментариев: 8

список статей в категории

Комментарии

1  Саддам свой человек	12.06.2016 12:09
"Бесперебойник этот довольно поганый; после нескольких лет работы у него появляется "болезнь", когда он ... при пропадании входного напряжения отключается полностью..." - Ippon'ы вообще живут какой-то своей жизнью ;-) За несколько лет однозначно убедился в этом. А их популярность и довольно-таки массовые продажи объясняются исключительно приемлемым соотношением цена-качество, т.е. новый ИБП стоит значительно дешевле конкурентов, но, приобретая его, рассчитывать на срок службы более 3-х лет - крайне глупо. Из двух десятков разнообразных Ippon'ов, прошедших через мои руки, только два дожили до 4-х лет... И, если уж на то пошло, то фирменный Ippon'овский софт отличается крайней убогостью. Сейчас потихоньку меняем парк ИБП на CyberPower, а из "зачудившего" Ippon'а, я, как и Анатолий, сделал аварийную подсветку для дачного домика (только у меня оказался Ippon Back Office Pro 600).
+0

2  SaAnVi tzar	12.06.2016 12:17
> Из двух десятков разнообразных Ippon'ов, прошедших через мои руки, только два дожили до 4-х лет У меня из четырёх один живёт шестой год. Сам удивляюсь. Модель не вспомню, он в другой квартире трудится.
+0

3  Саддам свой человек	12.06.2016 12:45
> У меня из четырёх один живёт шестой год. Сам удивляюсь. Модель не вспомню, он в другой квартире трудится. Возможно, разгадка заключается в том, что он "в другой КВАРТИРЕ трудится", т.е. подключен к квартирной сети (более "мягкой"). ИБП-шники же, о которых я говорил, трудятся (точнее, трудились ;-) ) у нас на работе - в промзоне с кучей станков и сварочных аппаратов, где сеть очень "жесткая". P.S. Как бы там ни было, спасибо Вам за познавательный материал!
+0

4  SaAnVi tzar	12.06.2016 12:57
Ну остальные-то у меня тоже трудились в квартирах, но дальше трёх лет выжил только один...
+0

5  Саддам свой человек	12.06.2016 14:03
> но дальше трёх лет выжил только один... Обвяжите его ленточкой с бантиком и отправьте обратно разработчикам как экспонат "Музея технических курьезов" :-)
+0

6  R666 свой человек	17.06.2016 20:56
к 1: >..у него появляется "болезнь".. Саддам, этим не только Ippon'ы хворают - и многие другие тоже так могут. Особенно, когда батарея уже немножко ушатанная. Вольтметр показывает вроде бы норму, но под нагрузкой - батарея "проседает". После какого-то очередного включения контроллер решает не включаться. В принципе - логично: если батарея хреновая и уже не удержит нагрузку, то зачем вообще хозяину что-то обещать, не так ли? Хотя иногда бывает, что прошивка слетает. Вообще это в сервисе относительно несложно лечится..
+0

7  SaAnVi tzar	18.06.2016 05:50
Ну я-то батарею менял специально, и ни к чему это не привело. Просто роняет нагрузку и сам выключается. И происходит это через раз. Когда сам отключаешь от розетки - никогда. :)
+0

8  R666 свой человек	18.06.2016 21:54
>..ни к чему это не привело.. ..всё возможно, ведь кроме батарей ещё и на внутренней плате всякой мелочи больше, чем достаточно. Хотя там не все детали одинаково проблемны. Если считать по вкладу в неприятности, то первое место, наверно, надо отдать реле. Контакты в ни х могут отгорать, завариваться или просто давать неустойчивый контакт. При осмотре такой гадёныш обычно не виден (ну, разве если крышка прозрачная или дуга оплавит корпус ). Второе место - присудить конденсаторам. Теряют ёмкость, обзаводятся утечкой, отгнивают выводы, просто опухают. На третьем месте - паяные соединения. Может, я и не совсем прав, но пожелаю широкий луч поноса и ржавый якорь в печёнки автору бессвинцового припоя и всем гринпиписькам до кучи. Ибо как всегда - вреда больше, чем пользы. Дальше - обжимные разъёмы. Да - технологично, дёшево, может исполняться даже обученной обезьяной.. Всё остальное может тоже шутковать, иногда весьма изощрённо. Да что там, перечислять можно ещё долго..
+0

↑ к началу комментариев    ↑↑ к началу страницы

Вы не зарегистрированы. Зарегистрируйтесь или войдите в систему, чтобы не набирать каждый раз проверочный код (и иметь другие приятные функции на сайте). Действует суточный лимит анонимных комментариев для защиты от троллей, школоло-хакеров и спам-ботов. На текущий момент осталось комментариев: 10.

Добавить комментарий

Фулюганствовать не надо: соблюдайте правила приличия. Я не люблю комментариев не по делу типа "Оццтой!" и им подобных. Если хотите что-то покритиковать или поучить кого-то жизни - делайте это с чувством, с толком и с расстановкой.