На самом деле резервное питание мы будем делать для ONT (Optical Network Terminal), но т.к. способ подходит для всех подобных устройств с 12v питанием, то обобщил до «роутера».
Цель: сделать устройство которое при отключении электроэнергии сможет питать роутер некоторое время. При этом: на устройстве должна быть индикация напряжения аккумулятора, при переключении с основного контура питания на резервный основной контур питания должен разрываться полностью и наоборот.
Реализовать задуманное было решено следующим образом. Переключение контуров будет осуществляться 3х позиционным (1 — питание от роутера, 0 — нет питания, 2 — питание от аккумулятора) 6 контактным переключателем. Индикация напряжения через вольтметр подключенный к аккумулятору и минус которого разорван механическим переключателем для клавиатуры. Аккумулятор (далее АКБ) свинцово-кислотный(AGM) для ИБП. Корпус 3D печать исходя из размеров корпуса АКБ и всех остальных компонентов. Заряд АКБ от ЗУ для автомобильных АКБ.
Собираем необходимые компоненты
Аккумулятор
Аккумулятор был выбран CSB GP 1272 исходя из хороших отзывов. Стоимость 20$ на момент покупки. (Вы можете выбрать любой другой ИБП аккумулятор)
Корпус
Был смоделирован в FreeCAD и распечатан на 3D принтере. Толщина 3мм.
Ссылки на скачивание: FCStd и stl
Переключатели и вольтметр
3х позиционный переключатель ссылка на AliExpress, стоимость 1.5$ на момент покупки.
Вольтметр ссылка на AliExpress, стоимость 1$ на момент покупки. (Я брал зеленый)
Механический переключатель для клавиатуры у меня уже был. Gateron, продаются на AliExpress. Предположим цену в 1$ за штуку. Главное не купите случайно оптический переключатель, иначе ничего не получится.
Остальное
Провод от блока питания к роутеру вам придется обрезать на середине. Понадобится так же паяльник, гибкие провода, клеммы либо «крокодилы» для АКБ. Провода покупал тут.
Собираем устройство
-
Разрезаем провод блока питания роутера по полам, концы зачищаем.
-
Продеваем провода части на которой остался разъем для подключения к роутеру через отверстие напротив надписи Šabaš, далее продеваем через отверстие 3х позиционного переключателя и соединяем любым доступным вам способом с контактами 1 и 2 (средние) 3х позиционного переключателя. В дальнейшем все плюсы и минусы должны быть подключены по тем же цифрам.
-
Таким же образом, как в предыдущем пункте, соединяем провода от блока питания роутера с контактами 1b и 2b, продевая через отверстие слева от надписи Šabaš.
-
Провода от аккумулятора продеваем через отверстие справа от надписи Šabaš и соединяем с контактами 1a и 2a переключателя.
-
На эти же контакты подключаем вольтметр, при этом минус вольтметра разрываем переключателем для клавиатуры.
-
Запихиваем на место переключатели и вольтметр.
-
Крепим корпус на АКБ (я использовал двусторонний скотч + ленту липучку).
Готово. Все контакты я паял. Места где есть оголенные участки проводов и контактов можно изолировать силиконовым герметиком на всякий случай. Вольтметр и переключатели встали плотно на свои места миллиметр в миллиметр (оставлял запас 0.5 мм для отверстий при моделировании отверстий корпуса).
Итого
Мы получили простое и надежное устройство для резервного питания роутера. Стоимость 23.5$ + стоимость 3D печати и ЗУ для АКБ, если у вас его нет. Устройство позволяет в одно касание переключить роутер на резервное питание и наоборот или вообще выключить. Напряжение АКБ мы видим при нажатии на механический переключатель от клавиатуры.
Стоит написать, что на AliExpress есть готовые платы, которые автоматически переключают питание на резервное при отключении регулярного. Мне такой вариант не подходит, однако знайте что такой вариант тоже есть, при этом роутер все равно успеет выключиться.
Заряд и разряд АКБ
Здесь я попытаюсь расставить все точки над і в вопросе эксплуатации подобных АКБ. Опираться я буду на документацию от производителя.
Емкость 7.2Ач мы получим при разряде от 13.3 Вольт до 10.5 Вольт.
10.5 Вольт соответствует 0% заряда АКБ, 13.3 100%.
Чем на больший процент вы разряжаете АКБ тем меньше она прослужит. Если всегда разряжать до 0% то хватит на 260 циклов заряда/разряда. Если разряжать до 70% (12.5 В) то хватит на 1200 циклов.
Хранить АКБ в разряженном состоянии вредно (будет деградация), АКБ должна хранится в заряженном состоянии.
Заряжать АКБ можно напряжением от 13.5 до 15 вольт. Чем больше напряжение, тем быстрее заряд. При этом чем быстрее заряд, тем выше температура. Чем выше температура, тем меньше АКБ прослужит.
Так же важна и сила тока при заряде. Максимальный ток заряда 0.3С.
Полностью с документом можно ознакомиться по этой ссылке.
Мой роутер (оптический терминал) по паспорту потребляет 15 Вт, при этом с 13.3 до 12.5 вольт батарею он разряжает за 5 часов. Исходя из этого можно сделать вывод о том, что реальное потребление ниже. Могу предположить, что при разряде до 10.5 вольт АКБ хватит на 8-10 часов.
