Alimentación de CA doble para alimentar una unidad de CC (Raspberry Pi) con diodo y Polyfuse para protección

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Deseo colocar algunos Raspberry Pi en ubicaciones remotas (centros de datos) para telemetría y otros servicios como el acceso OOB serie.

En general, las fuentes de alimentación de CA dobles se presentan a los clientes en un centro de datos que proviene de fuentes completamente separadas de la red eléctrica local. Raspberry Pi toma una sola entrada de DC 5v 1mA. En caso de que una de las fuentes de alimentación en el centro de datos se apague, quiero que la Pi se quede arriba (y en caso de que ambos se vayan, tendrá un paquete de baterías).

Esto no es una característica natural de Rasp Pi (dos fuentes de alimentación), por lo que debo diseñar un sistema seguro y tolerante a fallas que haga esto. Mi conocimiento de la electrónica es limitado y consultaré a otros y realizaré pruebas en un entorno de estilo de laboratorio; Sin embargo, como una premisa básica, ¿me suena sano o tengo una mala interpretación de la electrónica y me arriesgo a explotar todo el kit en mi rack y potencialmente otros?

  • Alimentaciones dobles de 16A o 32A por rack (alimentación A y B)
  • Conecte un transformador regular Rasp Pi de 5v DC a cada alimentación para presentar dos fuentes de 5v DC
  • Conecte un diodo a cada alimentación para detener cualquier paso de corriente hacia la fuente A o B de alimentación
  • Conecte un polifusible en caso de una oleada proveniente de la fuente A o B feed
  • Conecte una fuente de alimentación a la batería Rasp Pi, luego a la entrada Pi 5v
  • Conecte la fuente de alimentación B como fuente de alimentación a un concentrador USB con alimentación, que luego se conecta al puerto USB del Rasp Pi (un Rasp Pi puede ser alimentado por su mini entrada de alimentación USB principal, o por el voltaje proveniente de un concentrador USB con alimentación, los dos juntos, por lo que he leído, no lo dañarán)

      A Feed                    B Feed
         |                         |
        DC                        DC
    Transformer               Transformer
         |                         |
       Diode                     Diode
         |                         |
      Polyfuse                  Polyfuse
         |                         |
     5V DC 1mA                  USB Hub
    Battery Pack               Power Input
         |                         |
      Rasp Pi                   Rasp Pi
      5V Input_________________USB Socket
    

Entiendo que esta pregunta es algo específica de Rasp Pi, pero en términos de electrónica general, ¿funcionaría? ¿Qué debo tener en cuenta en el Rasp Pi que podría hacer que este plan falle?

Mi principal preocupación es que conectaré las fuentes A y B directamente y soplaré todo lo que esté conectado a ambas fuentes. Además, ¿qué sucede si las fuentes A y B están desfasadas ya que provienen de dos fuentes diferentes ?; Supongo que esto no importa, ya que ambos se están convirtiendo a DC?

Muchas gracias y disculpe si esto parece una tontería, mi conocimiento de la electrónica es muy limitado.

    
pregunta jwbensley

4 respuestas

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Dado el costo relativamente bajo de una Raspberry Pi, este podría ser un enfoque:

  • Encienda la Pi con un cargador en línea disponible - > > paquete de baterías - > > UBEC como el usado en aviones modelo de control remoto. Esto proporciona un voltaje regulado desde la salida UBEC, cuida la carga y protege la batería, y también, con algunos cargadores, proporcionará una alerta visual cuando la batería haya vencido más allá de una extensión específica.
  • Encienda el cargador a través de cualquier mecanismo de conmutación por error de ambas líneas de energía bruta.
  • Configure dos unidades de potencia Pi + independientes, en racks separados, para duplicar la función de cada una, ya que el RPi no es un producto de confiabilidad industrial, el fallo durante la operación continua no es improbable.
  • Incorpore el código de latido remoto en cada RPi, sondeado desde su Centro de Operaciones de Red central o equivalente, por lo que la falla de cualquier RPi genera una alerta en el panel de monitoreo.
respondido por el Anindo Ghosh
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Personalmente, alimentaría la frambuesa con una batería que normalmente se cargaría desde A y al usar un relé, seguiría cargando la batería desde B en caso de un apagón.

De esa manera, no tiene que preocuparse por los apagones y no tendrá ningún poder de B a A o de B a A

    
respondido por el Gunnish
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Dirijo una empresa de alojamiento y tenemos que pensar mucho en la redundancia de alimentación dual. Si tuviera que crear una solución para su configuración, simplemente usaría un ATS (Automatic Transfer Switch). Estos son dispositivos de CA que tienen dos entradas de alimentación y una salida. Conecte una entrada al circuito A y la otra entrada al circuito B. La salida luego alimentará su rectificador de 5V. Si el circuito A muere, el ATS cambia sin problemas las cargas para utilizar el circuito B, sin ninguna interrupción de las cargas.

APC hace una línea completa de dispositivos ATS. Puede encontrar varias versiones de montaje en rack aquí:

enlace

    
respondido por el up_the_irons
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Examinar todas las fuentes comunes de fallas para encontrar soluciones; Veo las siguientes oportunidades;

  • los transitorios de la línea de potencia de los rayos en ambas fuentes. Los medidores de potencia protegen solo > 6kV con arco de arco incorporado; los transformadores generalmente tienen una clasificación de 1.5 a 3kV. Filtro de línea reduce esa tensión pico sustancialmente tanto para el modo común como para el modo diferencial.
  • Algunos usan MOV para la supresión de sobretensiones adicionales (no Polyfuse) mientras la impedancia esté protegida.
  • Las personas que no diseñan sus sistemas informáticos a 6kV están en riesgo en áreas expuestas de líneas eléctricas. Ese fue nuestro Corporate Std para todos los equipos en Unisys.
  • La elección de la fuente de alimentación debe tener una fiabilidad demostrada (no cualquier transformador Sparkfun antiguo)
  • El paquete de baterías debe tener capacidad en caso de corte de energía en el peor de los casos y confiabilidad demostrada en el rango ambiental, de lo contrario, aproveche las posibilidades.
  • Polyfuse es para protección térmica contra sobretensión permanente o falla de cortocircuito.
  • Los conectores son un punto común de falla y pueden necesitar un alivio de tensión adicional para evitar daños involuntarios o tirar de los cables.
  • Considere la posibilidad de realizar una prueba HALT-HASS con vibración y bajo voltaje para garantizar la operación de esfuerzo de las unidades después de los ciclos de alta temperatura y alta humedad durante el funcionamiento.
  • si hay un error, ¿quiere detectarlo o simplemente tiene alimentación redundante? Frambuesa
  • es posible que los pi no hayan demostrado ser confiables, por lo que Halt / HASS ayuda a mejorar el nivel de confianza. - EMI es un punto común de falla funcional
  • Considere el ingreso de sensores, ESD, interferencia de ruido industrial en sensores y comunicación. Las pruebas típicas son 15kV ESD, 1 kV de impulsos radiados de chapa, radar pulsado, prueba PLT, HIPOT, etc. y ...
  • use chokes CM en todos los pares de cables del sensor. Ethernet ya tiene eso.
  • considere cualquier otro punto único de falla en su sistema y riesgos.

  • added

  • también podría sugerir cableado de CA, ya que no tiene suficiente corriente de humectación para evitar la corrosión por humedad / polvo con los enchufes estándar para el consumidor u obtener enchufes de grado industrial con los filtros de línea instalados arriba en cajas octagonales y amarres o restricciones adecuadas para enchufes.
respondido por el Tony EE rocketscientist

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