Про ефективність ДБЖ або як підвищити час роботи роутера від акумулятора

Вітаю, хочу поділитись спостереженнями та досвідом як я збільшив автономність роутера, оптичного терміналу та домашнього міні-сервероа в декілька разів.

Прочитавши тут в темах чийсь комент про втрати від перетворення на двох рівнях: в інверторі ДБЖ з 12 вольт у 220 і в блоках живлення при перетворенні в постійну напругу, і про доцільність живитись напряму від акумулятора, вирішив спробувати цей підхід і зробити заміри споживання в обох варіантах

Безперебійник

В мене досить старий ДБЖ MGE Nova 600 AVR. Від нього живиться роутер, GPON-термінал, та одноплатний комп’ютер.

На батареї 12V, 9 Агод. це добро працювало усього декілька годин.

Під’єднавши послідовно між акумулятопом та ДБЖ мультиметр зробив заміри струму поступово під’єднуючи девайси:

— ДБЖ, холостий хід, тобто робота інвертора без споживачів: 0.9А

— Роутер та термінал : 0.4А

— Одноплатний комп’ютер: 0.4А

Сумарно 1.7 А. Множимо на 12 та отримуємо 20,4 Ват-години.

Якщо акумулятор новий та відповідає заявленим характеристикам, то максимальний час роботи цієї конфігурації буде до:

— для акумулятора 9 Ампер-годин: 12 * 9 / 20.4 = 5.26 годин.

— для акумулятора 7 Ампер-годин: 12 * 7 / 20.4 = 4.09 годин.

На практиці ще менші цифри.

DC-DC

Тепер про варіант із живленням (майже) напряму від 12V.

В цьому варіанті ДБЖ не потрібен, лише акумулятор від нього.

Для зарядки буде використовуватись універсальний зарядний пристрій.

В мене такий:

a.aliexpress.com/_EIPuscX

Споживачі:

Дивлюсь яка напруга потрібна для живлення моїх девайсів:

— GPON-термінал 12V

— Роутер 9V

— Одноплатний комп’ютер 5V

Живити це все напряму від акумулятора не вийде, оскільки 12V для роутера та одноплатника забагато.

А якщо ще заряджати батарею під час роботи, то напруга буде зростати до 14V і вище, що буде небезпечно і для терміналу.

Тож, потрібен понижуючий перетворювач напруги.

В мене був під рукою модуль на LM 2596 з регулюванням вихідної напруги.

a.aliexpress.com/_EGJ7e5Z

Такий конвертор має здатність забезпечувати на виході стабільну напругу, навіть при змінах вхідної напруги та має високу ефективність, тобто споживає дуже мало енергії.

Роутер та термінал вирішив живити від одного модуля, який налаштував на 9.1V.

Хоч це і менше ніж 12, але терміналу вистачає.
Для одноплатника взяв автомобільний адаптер 12 — 5V з USB-виходом.

Протестував що все працює стабільно, роблю заміри струму:

— Роутер та термінал через модуль LM 2596: 0.3А

— Одноплатник через автомобільний адаптер: 0.2A

В сумі 0.5А, що дорівнює 6 Ват-годинам, що в 3+ рази менше ніж через ДБЖ.

Скільки це все протягне від акумулятора:

— для 9 Ампер-годин: 12 * 9 / 6 = до 18 годин.

— для акумулятора 7 Ампер-годин: 12 * 7 / 6 = до 14 годин.

В такому режимі в мене все працює стабільно вже більше тижня, тож залишаю як є, і експеримент можна назвати успішним.

Що далі? Планую зробити для своїх акумуляторів IoT-вимірювачі напруги та моніторити заряд, швидкість розрядки, та інше в Home Assistant.


Сподіваюсь, ця інформація буде корисною тим хто цікавиться оптимізацією своєї автономності. Пишіть в коментах про свій досвід