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Old 27-08-2017, 02:08   #98930
Hermann1871
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Guida agli UPS DC

*** Funzionerà? ***

Per sapere se un UPS DC funzionerà con un certo apparato bisogna verificare quattro parametri:

- Tensione
-- Risposta breve: 12 V (esatti!)
-- Approfondimenti: In rete ci sono video dove viene mostrato come molti router 12 V possano essere alimentati da un normale power bank USB 5 V per telefoni cellulari. Va realizzato un apposito cavo USB - Jack DC. Il circuito di ingresso sul router dovrebbe riconoscere la minor tensione e passare ad una modalità che gli consenta di funzionare lo stesso. Nessuno ha ancora provato con il Technicolor, se lo fate aggiornatemi. Ovviamente il power bank deve avere un tempo di trasferimento adeguato, cosa che non tutti hanno.
Invece più di 12 V brucerebbero la scheda. Attenzione!

- Corrente (Potenza) teorica e misurata
-- Risposta breve: 2.8 A (33.6 W) o superiore per lo Smart modem plus (AG EVO, Technicolor nero) e per il TIM HUB. Forse anche 2.0 A sono sufficienti se non si usano le porte USB.
-- Approfondimenti: L'alimentatore dell'AG EVO ha in uscita 12 V, 2.8 A, quindi 12*2.8=33.6 W, e in ingresso 200-240 V, 0.6 A.
Ho misurato la potenza reale consumata dal Technicolor AG EVO usando un Belkin Wemo Insight Smart Plug. Non trattandosi di un vero strumento da laboratorio va inteso come un consumo medio, potrebbero esserci picchi della durata di frazioni di secondo che con questo non si riescono a rilevare. Il consumo è di 9-10 W con Wi-Fi acceso, i 10 W non li ha mai superati se non in rarissimi casi e comunque di poco. Il modem DSL non era usato perché il router era collegato a un ONT esterno per la FTTH ma consuma pochissimo e rimane sempre acceso anche se inoperoso, era quindi incluso nella misura. A conferma, anche in fase di avvio, dove è sicuramente acceso, la potenza non saliva mai oltre i 10 W.
La potenza in eccesso dell'alimentatore serve quindi principalmente per alimentare le due porte USB nel caso vi si colleghi qualche dispositivo. Ricordiamo che l'USB è a 5 V e con un dispositivo, ad esempio, da 2 A il consumo sarebbe di 10 W. Poiché le porte sono due si arriva a 20 W e, sommando il consumo del solo router, che ho misurato in 10 W circa, si superano i 30 W che, con i dovuti margini di sicurezza, sono approssimativamente la potenza dell'alimentatore fornito. I conti tornano! A volte vengono forniti un alimentatori sovradimensionati ma non dovrebbe essere questo il caso.
In teoria quindi servirebbe un UPS DC 12 V da 2.8 A mA ma, visti i consumi misurati, anche uno da 2 A (il modello più comune) potrebbe essere sufficiente se non vi si collegano dispositivi USB voraci di corrente. Per ulteriore conferma ho provato l'AG EVO con un alimentatore da 12 V 2.0 A come, ad esempio, quello del Technicolor bianco (AGCOMBO). Sembra che funzioni (quasi) tutto, naviga perfettamente. Ho notato alcuni sporadici problemi: telefono occupato quando si chiama dalle porte FXS e telefonate che cadono improvvisamente ma dopo poco è tornato a funzionare da solo. Sto continuando ad usare l'alimentatore da 2.0 A. Se qualcuno vuole aiutarci faccia la stessa prova e comunichi i risultati. Bisogna capire se è un problema del VoIP TIM che ogni tanto non funziona o se è legato all'alimentatore insufficiente. Comunque è limitato alla telefonia, il collegamento internet invece non si interrompe.
Al momento quasi tutti gli UPS DC 12 V in commercio sono da 1 o 2 A, per chi volesse andare sul sicuro c'è n'è anche uno da 3 A (link sotto). Alcuni modelli per applicazioni professionali o industriali arrivano anche a 5 o 8 A.
Curiosità: L'AG EVO era etichettato come 2.0 A ma poi è stato apposto un adesivo per correggere in 2.8 A, non so se si trattava di un semplice errore tipografico o se invece si era manifestato qualche problema.

- Connettore DC
-- Risposta breve: connettore circolare 5.5 / 2.5 mm (positivo all'interno) per i Technicolor.
-- Approfondimenti: L'uscita dell'UPS DC deve essere compatibile con l'ingresso del router. Per i Technicolor: connettore circolare (cilindrico) con diametro esterno 5.5 mm e interno 2.5 mm. Il diametro interno forse è un non standard 3.0 mm, per i nostri fini basta sapere che è compatibile con connettori da 2.5 mm mentre non lo è con quelli da 2.1 mm.
Se l'UPS DC non ha l'alimentatore AC/DC integrato si userà l'alimentatore del router. L'ingresso dell'UPS DC deve quindi essere compatibile con l'alimentatore del dispositivo.

- Transfer time
-- Risposta breve: 6 ms o meno
-- Approfondimenti: Alcuni modelli DC lo dichiarano, altri no, altri dichiarano dati non reali. La sicurezza si può avere solo con la prova diretta visto che non ne esistono di marche note su cui fare affidamento. E' stato infatti segnalato che in alcuni il passaggio da rete a batteria non è abbastanza veloce e il router si riavvia e resta quindi offline per una paio di minuti. Nella maggior parte dei casi non è un problema ma se per qualche motivo non si vuole restare sempre online può esserlo. Ad esempio: dispositivi salvavita, allarmi antifurto, telecamere / registratori o altri dispositivi di sicurezza collegati in rete.
Negli UPS AC sono quasi sempre adeguati.

*** Altre considerazioni ***

- Prese multiple
Un cavo ad Y o una multipresa DC potrebbero essere utili per alimentare anche un eventuale ONT o altri apparecchi 12 V.
L'alimentatore dell'ONT Huawei ha in uscita 12 V, 1 A, quindi 12 W, in ingresso 100-240 V, 0.5 A, consumi reali tipici di 2-3 W, jack da 5.5 / 2.1(?) mm. Il jack dell'alimentatore Technicolor entra quindi nell'ONT ma non viceversa.

- Tensioni diverse
Potrebbe essere utile alimentare anche un telefono cordless o altri apparecchi con tensioni diverse da 12 V. Se non si ha in casa almeno un telefono a filo bisogna assicurarsi che anche il cordless sia sempre alimentato. Alcuni UPS offrono contemporaneamente diverse tensioni (5-9-12-15-24 V). Purtroppo i cordless più comuni usano tensioni particolari non presenti sugli UPS oggi in commercio: Gigaset 4 V o 9.5 V, Panasonic 5.5 V. Esistono però booster / step down converter cable in grado di alzare / abbassare la tensione al valore necessario. 5 V invece potrebbero essere utili per uno switch gigabit (ad es. Netgear).
Alimentando più dispositivi con un solo UPS DC si avrebbe il vantaggio di avere un solo alimentatore, ovviamente serve un alimentatore la cui potenza sia almeno la somma delle potenze di tutti quelli che sostituisce.

- Batterie sostituibile
Molti UPS DC usano una batteria agli ioni di litio (Li-Ion) 18650 da 3.7 V, non sempre però è sostituibile dall'utente. Bisognerà quindi comprare un nuovo UPS quando la batteria avrà finito il suo ciclo di vita.

- Capacità
Li-Ion: 3.7 V, da 2000 a 3000 mAh. Più diffuse su UPS DC ma presenti anche su alcuni modelli di UPS AC.
VRLA (SLA): 12 V, da 2 a 200 Ah. Più diffuse su UPS AC ma presenti anche su alcuni modelli di UPS DC.
Mettendo più batterie in serie o in parallelo le capacità si sommano (in serie si sommano le tensioni, in parallelo si sommano le correnti).
La capacità di un UPS DC è direttamente proporzionale ai tempi di protezione.
La capacità si misura in Watt-ora (Wh), a volte si trova indicata in Ampere-ora, è inteso che va moltiplicata per la tensione della batteria per ottenere la vera capacità in Wh.

-- Tempi tipici di protezione
DC 1-4 ore (carico: router)
AC 5-20 minuti (carico: pc desktop), 2-48 ore (carico: router)

Se, oltre al router, si collega un computer ad un UPS AC, questo farà esaurire la batteria in circa 10 minuti, a meno che non ci sia qualcuno nella vicinanze che, accorgendosi del blackout o sentendo l'allarme acustico, corra a spegnerlo. In tal caso è quindi indispensabile che l'UPS sia dotato di porta USB per comandare lo spegnimento del computer. Il tempo di spegnimento va impostato in 1-2 minuti da quando viene rilevata l'assenza di tensione di rete. Solitamente non è questa l'impostazione di default quindi bisogna sempre controllarla.

-- Calcolo capacità in Wh

P = V * I (W)
E = P * T = V * I * T (J o Wh)

1 Wh = 1 W * 1 h = 1 W * 3600 s = 3600 J

1 Ah @ 3.7 V = 3.7 Wh

Tre batterie da 3.7 V e 2000 mAh : 3 * 2 * 3.7 = 22.2 Wh
Tre batterie da 3.7 V e 2200 mAh : 3 * 2.2 * 3.7 = 24.42 Wh

La tensione delle batterie in serie si somma, la corrente delle batterie in parallelo si somma.

3 batterie in serie da 3.7 V hanno una tensione di 11.1 V
2 batterie in parallelo da 2200 mAh hanno una corrente di 4400 mAh.
2 blocchi in parallelo di 3 batterie in serie da 3.7 V 2600 mAh: 2 * 3 * 3.7 * 2.6 = 57.72 Wh

In pratica, a prescindere da tipo di collegamento:
Capacità (J o Wh) = n. batterie * tensione (V) * capacità (Ah)

-- Calcolo tempo di backup

T = E / P = E / (V * I)

Esempi

Energia immagazzinata in una batteria di 20 Wh e consumo (medio) di 14.4 W (12 V, 1.2 A)

T = 20 (Wh) / (12*1.2) (W) = 1.3888 h

Energia immagazzinata in un supercap di 1 kJ e consumo (medio) di 10 W

T = 1000 (kJ) / 10 (W) = 100 s = 1 m 40 s

- FTTC vs FTTH
Cosa succede se manca la corrente nella propria zona e non solo nel singolo appartamento?
-- FTTC
Le ONU hanno dei supercap DC UPS che garantiscono una autonomia di 20-30 secondi. Se il blackout è di durata maggiore il cabinet rimane senza alimentazione e l'ONU si spegne. L'UPS a casa è inutile in questo caso. Serve solo se manca l'elettricità esclusivamente nel proprio appartamento o edificio.
-- FTTH
La rete è passiva fino in centrale. Qui ci sono batterie e gruppi elettrogeni che possono garantire una autonomia di ore. Con un UPS a casa, il router e l'ONT sono ragionevolmente always on.
-- ADSL
Anche i DSLAM ADSL si trovano, nella maggior parte dei casi, in centrale. Valgono quindi le stesse considerazioni fatte per la FTTH. L'ADSL erogata da MSAN ha invece solo la protezione dei supercap quindi se il blackout supera i 30 s i DSLAM si spengono.
-- PSTN
La telefonia PSTN, come è noto, non ha bisogno di UPS per funzionare durante i blackout in quanto i telefoni casa sono telealimentati da centrale.

- UPS DC vs UPS AC

-- Dimensioni.
Molto meno ingombranti gli UPS DC, soprattutto se con batterie al Litio. Gli UPS AC hanno batterie molto più grandi e capaci.

-- Peso
200 g circa per UPS DC
2-20 Kg per UPS AC

Per le ridotte dimensioni e peso gli UPS DC sono utilizzabili anche come power bank portatili, utili per alimentare telecamere wireless, ecc.

Per i 5 V va bene anche un normale power bank USB per telefoni cellulari, non tutti però hanno un tempo di trasferimento adeguato e potrebbero causare il riavvio del dispositivo. Ho provato con quello IKEA e non funziona. Se trovate dei modelli funzionanti segnalateceli.

Anche le porte USB sleep-and-charge di alcuni dispositivi (pc portatili, tablet, ...) posso funzionare come UPS. Bisogna abilitare "charge in sleep mode" dal bios.

-- Rumore.
Tutti gli UPS DC sono fanless quindi non emettono alcun rumore. Solo alcuni UPS AC sono fanless. Alcuni dotati di ventola la accendono solo per raffreddare l'inverter quando manca l'alimentazione della rete elettrica, quindi il rumore non si sente quasi mai, altri invece la tengono sempre accesa. In quest'ultimo caso si può provare un isolamento acustico (i coni) o tenere l'UPS distante dalla propria postazione di lavoro o in un locale separato.

-- Compatibilità.
Gli UPS AC sono compatibili con tutti gli apparecchi perché usano i loro stessi alimentatori. Per i DC invece valgono le considerazioni di cui sopra su tensione, corrente, jack DC e tempo di trasferimento. Le Prese AC 230 V posso essere IEC 60320 (C13/14 o C19/20) o Schuko ma sono facilmente convertibili una nell'altra con semplici adattatori.

-- Efficienza.
Gli UPS DC erogano direttamente la corrente continua fornita della batteria, si limitano a convertire la tensione in quella desiderata ed alimentano il dispositivo senza passare dal suo alimentatore. L'inverter degli UPS AC invece effettua una prima conversione DC/AC 230 V e poi l'alimentatore del dispositivo esegue una seconda conversione AC/DC. Le conversioni rendono ovviamente gli UPS DC meno efficienti.

-- Protezione.
Tenere presente anche il grado di protezione da sovratensioni e altri disturbi di rete. Il consiglio è di accompagnare gli UPS DC con una presa filtrata. Non è necessario con quelli AC che, quasi sempre, integrano tutte le protezioni necessarie.

-- Ulteriori caratteristiche da considerare

Alcune presenti solo su UPS AC.

--- Allarme acustico. Indica: funzionamento a batteria, batteria scarica, sovraccarico.

--- Led di stato. Indicano: linea attiva, batteria attiva, batteria da sostituire, sovraccarico, livello di carica, ... (On line, On battery, Replace battery, Overload, Charge level, ...)

--- Display.

--- Interruttore.

--- Topologia UPS AC

* Offline/standby
* Line-interactive
* Online/double-conversion

Approfondimenti: UPS su Wikipedia, Different Types of UPS Systems

--- Comunicazione, Porta USB
Per amministrazione e per comandare lo spegnimento pc in caso di assenza prolungata di tensione rete. Alcuni (APC) usano un cavo non standard USB - Ethernet che vendono a peso d'oro.

--- Potenza apparente e attiva
Vanno rispettati entrambi i vincoli su
Potenza attiva P misurata in Watt (W)
Potenza apparente in S misurata in Volt Ampere (VA)

E' solo una convenzione. Dimensionalmente 1 W = 1 VA = 1 var

Negli UPS P (W) < S (VA). Solitamente la differenza è del 60 - 70 %.
Ad esempio: 390 Watt / 700 VA

Approfondimenti: Watt Ratings Differs From Volt Amp Ratings - http://www.apc.com/us/en/faqs/FA157485/

---- Formule potenza

Complex power
S = V * I(*) = P + j Q (VA)

Active power
P = V * I * cos(phi) (W)

P = |S| * cos(phi)

Reactive power
Q (var)

Phase
phi = arg(V) - arg(I)

Apparent power
|S| = |V||I| = sqrt(P^2 + Q^2) (VA)

Power factor
cos(phi) = P/|S|

-- Costo.

Vari fattori influenzano il costo:

* Batterie
UPS AC: batterie VRLA, più grandi, più capaci, più costose, batteria singola, durata 2-5 anni, sostituibile.
UPS DC: batterie Li-Ion, più piccole, meno capaci, singolarmente meno costose, da 2 a 6 batterie, durata 1-3 anni, non sempre sostituibile.
Tenere presente che le batterie vanno periodicamente sostituite quindi la spesa non è una tantum.
Nel calcolare il costo complessivo tenere presente il numero di batterie necessarie, la loro durata media, se sono sostituibili o meno.

* Alimentatore
UPS AC: Alimentatore integrato.
UPS DC: Alimentatore esterno o integrato. Quelli con alimentatore esterno vengono venduti spesso senza e quindi costano ancora meno, si usa quello del dispositivo in tal caso.

* Inverter
Presente solo negli UPS AC.

*** UPS DC ***

Purtroppo non sono ancora molto diffusi, si trovano quasi esclusivamente su internet. Non mi risultano prodotti di marchi particolarmente noti.

- Dispositivi testati e funzionanti

-- http://www.hwupgrade.it/forum/showth...5#post44784195
12 V, 2 A, 22.2 Wh (3*3.7*2), alimentatore esterno non incluso, batteria integrata, testato con il Sercomm, 3 batterie Li-Ion 18650 da 2000 mAh.
Di questa esistono vari modelli con capacità da 14.8 a 57.72 Wh.

- Dispositivi non testati ma probabilmente funzionanti

-- https://www.aliexpress.com/store/pro...826681430.html
12 V, 3 A, 29.6 Wh (4*3.7*2), alimentatore esterno non incluso, batteria integrata, non testato, 4 batterie Li-Ion 18650 da 2000 mAh, connettore 5.5/2.1 (a richiesta 5.5/2.5).

-- https://www.aliexpress.com/store/pro...830379045.html
12 V, 3 A, 38.48 Wh (4*3.7*2.6), alimentatore esterno non incluso, batteria integrata, non testato, 4 batterie Li-Ion 18650 da 2600 mAh, 2*3.7 V * 2*2600 mAh = 7.4 V * 5200 mAh = 7.4 V * 5.2 A = 38.48 Wh, connettore 5.5/2.1 (a richiesta 5.5/2.5).

-- https://www.aliexpress.com/store/pro...827413172.html
5-9-12 V, USB, 1 A, 32.56 Wh (3*3.7*2.2)

-- https://www.aliexpress.com/store/pro...826641264.html
12 V, 2 A, 57.72 Wh (3*3.7*2*2.6). E' simile (esteticamente e probabilmente anche internamente) a un modello testato e quindi dovrebbe funzionare.

- Dispositivi testati ma non funzionanti con lo Smart modem plus TIM
UPS testati ma non funzionanti per la mancanza di una o più caratteristiche esaminate sopra

-- Powerstok
http://powerstok.altervista.org/
-- Digicom Powergate
http://www.digicom.it/digisit/prodot...iidx/PowerGate
6-15 V, 1.2 A.
Sono entrambi inadeguati per tutti i modem fibra.

*** Caratteristiche alimentatori router TIM ***

-- TIM HUB (Technicolor, DGA4132, AGHP, AGTHP, VBNT-S)

DC OUT
12 V
2.8 A max
Pout = 12 * 2.8 = 33.6 W max


-- Smart modem plus (Technicolor, DGA4130, AGEVO, AGTEF, VBNT-K, nero)

AC IN
200-240 V, 50 Hz
0.6 A max

DC OUT
12 V
2.8 A max
Pout = 12 * 2.8 = 33.6 W max

Connettore DC
Cilindrico 5.5 / 3.0 mm (compatibile con 5.5 / 2.5 mm, non compatibile con 5.5 / 2.1 mm)
Positivo centrale interno


-- Smart modem (Technicolor, AGCOMBO, TG789vac v2, AGTOT, bianco)

AC IN
100-240 V, 50/60 Hz
0.7 A max

DC OUT
12 V
2.0 A max (forse alcuni hanno un alimentatore da 2.25 A, sul router è scritto 2.0 A)
Pout = 24 W max

Connettore DC
Cilindrico 5.5 / 3.0 mm (compatibile con 5.5 / 2.5 mm, non compatibile con 5.5 / 2.1 mm)
Positivo centrale interno


-- Smart modem (Sercomm, AGCOMBO, VD625, AGSOT)


AC IN
100-240 V, 50-60 Hz
0.7 A

DC OUT
12 V
2 A (sul router invece è scritto 2.5 A)
24 W

Connettore DC
?


-- Modem Fibra (ADB, AGPLUS, AGVAF)
Qualcuno può fornirmele? Grazie

-- Modem Ultra Internet (Technicolor, AGPLUS, AGVTF, VDNT-S)

AC IN
100-240 V
0.7 A max

DC OUT
12 V
2.25 A max
Poutmax = 27 W

Connettore DC
Cilindrico 5.5 / 3.0 mm (compatibile con 5.5 / 2.5 mm, non compatibile con 5.5 / 2.1 mm)
Positivo centrale interno


-- Vecchi modem
Qualcuno può fornirmele? Grazie

*** Cosa propone TIM? ***

TIM offre in vendita un UPS AC Tecnoware ERA Plus 900 che potrebbe garantire il funzionamento del solo router per ore. Avendo però prese da 230 V AC l'utente sarà tentanto dal collegarvi, oltre al router, anche il computer fisso. In caso di blackout, dopo pochi minuti, le batterie si scaricheranno se nessuno interviene a spegnere manualmente il computer. Sarebbe stato preferibile un UPS con porta USB che, collegata al pc, ne comandi lo spegnimento in caso di mancanza della corrente di linea, in modo da mantenere il router in funzione per almeno qualche ora.
Restando sullo stesso produttore, Tecnoware ERA Plus 1100 ha la porta USB e costa appena 5-10 euro in più. L'USB è una caratteristica comunissima anche sui modelli base di UPS. La scelta di TIM risulta quindi alquanto incomprensibile sia per il modello scelto sia per il prezzo a cui viene offerto (79,90 quando si trova facilmente a circa 50 euro spedizione inclusa).

Sarebbe auspicabile che TIM proponesse anche un UPS DC che risulta più comodo per chi non vuole l'ingombro di un UPS AC tradizionale.

Ad esempio, negli USA, AT&T offre sia UPS DC che router con batteria di backup interna.
In Italia Infostrada fornisce per la FTTH il router Nokia G-240W-B che ha un connettore con scritto UPS a cui collegare una batteria esterna. Non è però chiaro quali batterie siano compatibili.
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Sono ben accetti suggerimenti e correzioni.

Ultima modifica di Hermann1871 : 18-10-2017 alle 19:11.
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