Любые вмешательства в электрические схемы с опасным для жизни напряжением вы делаете исключительно на свой страх и риск! Занимаясь колхозом с ИБП, помните, что почти у всех моделей низковольная часть не имеет развязки от сети, и находится под опасным напряжением! При подключении внешних аккумуляторов нужно продумывать и принимать меры по недопущению поражения током (автомобильные АКБ не имеют необходимой изоляции). Кроме того, серьёзную угрозу электробезопасности представляют являющиеся проводником отложения кислоты и солей на корпусе.
Идея - s.samodelkin. Точнее, идея зрела давно, но толчок дал именно Серёга.
Изготовление инвертора, преобразующего 12 В бортовой сети автомобиля в 220 В переменного тока.
Сразу перечислю минусы ИБП по сравнению с "покупным" инвертором.
1. Примерно у половины нынешних серийных ИБП отсутствует защита по снижению напряжения на аккумуляторе. Чревато это тем, что придётся контролировать разряд самостоятельно, иначе в самый интересный момент окажется, что аккумулятор автомобиля разряжен. В последние пару лет ситуация начала меняться - очень многие ИБП отключают от себя нагрузку и отключаются сами при падении напряжения на аккумуляторе ниже определённого значения. Значение этого напряжения может быть разным для устройств разных производителей, но как бы то ни было, обычно указывается в мануале к девайсу.
2. Поскольку не подразумевается регулярного подключения внешнего аккумулятора, то отсутствует защита от переполюсовки и от превышения входного напряжения, то есть от кривых рук. Данный недостаток не столь критичен, как предыдущий; в моём случае от переполюсовки мы защищаемся использованием штатного гнезда (куда "неправильно" провод вставить просто не получится), ну а превышать входное напряжение... будьте внимательнее, коллеги!
3. Конструкция компьютерного бесперебойника проигрывает "готовым" инверторам - имеем квадратный пластиковый корпус и не очень широкий температурный диапазон. Хотя в случае с тэшкой, в которой места до фига и больше, недостаток эргономики этого "кирпича" минусом можно и не считать.
Зато мы имеем один неоспоримый плюс, который в нашем случае перевешивает минусы - наш колхозный инвертор не будет стоить нам практически ни копейки (если, конечно, сам ИБП достался нам на халяву). Самое смешное, что, даже, если пойти в магазин и купить за живые деньги новый ИБП специально для переделки в автомобильный инвертор - это обойдётся дешевле покупки аналогичного по выдаваемой мощности приличного "готового" инвертора (совсем копеечные китайские устройства, по большей части одноразовые, в расчёт брать не будем, ладно?).
Основных видов ИБП три, распинаться о них подробно я не буду, интересующиеся могут почитать здесь.
Идеальный вариант для нашего колхоза - интерактивный ИБП, поскольку то, что выдают недорогие резервные модели, оооооочень далеко от синусоиды, а он-лайн ИБП дороги и выбрасываются крайне редко и неохотно, не говоря уже о том, что имеют невысокий КПД, сильно шумят и греются.
Итак, основные требования к ИБП, подходящему для наших нужд, будут следующие:
1. Тип - интерактивный.
2. ИБП должен уметь отключаться при разряде батареи ниже определённого значения (строго говоря, не обязательное условие, но тогда нужно будет любым способом чётко контролировать состояние аккумулятора самостоятельно). В документации к ИБП обычно имеется соответствующая информация.
3. ИБП не должен отключаться в процессе работы от батареи, сколько бы времени он от неё ни работал, за исключением, естественно, случая с её разрядкой. В документации об этом обычно не пишут, надо тестировать конкретный прибор и определять эту неприятную особенность экспериментально.
4. ИБП должен иметь функцию "холодный старт" — то есть уметь включаться при отсутствии напряжения 220 В на его входе (наиболее простые и дешёвые модели этого не умеют), иначе нам его будет просто не включить. В документации обычно указывается в обязательном порядке.
5. Аккумулятор, используемый в ИБП, должен быть на 12 В (потому что среди компьютерных ИБП есть ещё устройства с аккумуляторами на 24 и даже 32 В). В документации может быть как указано, так и не указано. Хотя основная масса ИБП мощностью до 1000 ВА использует всё-таки 12-вольтовые аккумуляторы.
Выбор мощности - дело конкретное и индивидуальное, кому какой подвернётся. Здесь необходимо небольшое лирическое отступление. Копирайт не мой, честно украдено из Интернета.
Мощность, потре6ляемая вычислительным оборудованием, выражается в ваттах или вольт-амперах (VA). Мощность, выраженная в ваттах, представляет собой активную мощность, потре6ляемую оборудованием. Вольт-амперы называют “кажущейся мощностью” – она являются результатом умножения напряжения, подаваемого на оборудование, на силу тока, потре6ляемую оборудованием. Используются обе характеристики – и ватты, и вольт-амперы, но в различных целях. Характеристика в ваттах определяет активную мощность, приобретаемую у коммунального предприятия, и тепловую нагрузку, генерируемую оборудованием. Характеристика в вольт-амперах используется для расчета проводки и размыкателей цепи.
Характеристики в вольт-амперах и ваттах для некоторых типов электрической нагрузки (например,
для ламп накаливания) идентичны. Однако для компьютерного оборудования характеристики в ваттах и вольт-амперах могут значительно отличаться, при этом характеристика в вольт-амперах всегда будет больше или равна характеристике в ваттах. Отношение ватт к вольт-амперам называется “коэффициентом мощности” и выражается либо в виде числа (т.е., например, 0,7), либо в виде процентов (т.е. 70%).
ИБП имеют максимальные характеристики и в ваттах, и в вольт-амперах. Недопустимо превышение ни тех, ни других параметров.
Для небольших ИБП фактическим отраслевым стандартом является номинал в ваттах, составляющий приблизительно 60% от вольтамперной характеристики. Это обычный коэффициент мощности большинства ПК. В некоторых случаях производители указывают только вольтамперную характеристику ИБП. Для небольших ИБП, рассчитанных на компьютерные нагрузки, для которых определен лишь вольтамперный показатель, можно использовать допущение, что номинальная мощность ИБП в ваттах составляет 60% от указанной фиксируемой мощности в вольт-амперах. В более крупных ИБП в последнее время основное внимание уделяется мощности ИБП в ваттах, при этом номиналы ИБП в ваттах и вольт-амперах обычно равны, поскольку для обычных нагрузок эти характеристики идентичны.
Уважающие себя производители ИБП в обязательном порядке указывают как мощность в вольт-амперах, так и в ваттах. Превышать ни ту, ни другую, повторяю, нельзя, но, собственно, от этого мы защитимся - предохранителем на входе.
Теперь, собственно, сам колхоз.
1. Берём ИБП, использующий 12-вольтовый аккумулятор.
2. Узнаём, какова мощность ИБП в вольт-амперах и в ваттах. Мощность в вольт-амперах обычно входит в наименование модели ИБП, а в ваттах - или указывается в документации, или получается умножением мощности в вольт-амперах на коэффициент 0,6. Мне под руку подвернулся ИБП фирмы CyberPower марки Value 600E, его номинальная мощность - 600 ВА или 360 Вт (оба значения указаны в документации).
http://www.cyberpower.ru/products.aspx?pnum=15864
http://www.cyberpower.ru/tech_data/line ... lue400.htm
http://www.cyberpower.ru/i/value400_600_800.jpg
Как выяснилось в процессе колхоза, у этого ИБП оказался ещё один плюс - его корпус состоит из трёх (а не двух, как у большинства) пластмассовых деталей: верхней, нижней и передней частей, что очень сэкономило время и трудозатраты, позже станет понятно, почему.
3. Значение мощности в ваттах делим на 0,8 (0,8 - это КПД ИБП, с некоторым запасом "вниз", для страховки; делением выходной мощности на КПД получаем максимальную потре6ляемую девайсом мощность) и делим на 12 вольт - получаем значение тока, необходимого для предохранителя (у меня вышло 360/0.8/12 = 37.5 А).
4. Если будущий инвертор не предполагается встраивать в бортовую сеть автомобиля, то текущий пункт можно пропустить. Если же мы хотим использовать ИБП в составе бортовой сети, при запущенном двигателе, то обязательно нужно прикинуть, потянет ли генератор - то есть сможет ли он отдать требуемый ток в самом "тяжёлом" случае (когда включены практически все потребители)? Если не потянет, то уменьшаем максимальный ток предохранителя. Я в итоге решил использовать предохранитель на 20 А.
5. Разбираем ИБП и отсоединяем два толстых провода, идущих на батарею. Красный — плюс, чёрный — минус. Батарею откладываем в сторону - она нам больше не понадобится. На её основе, даже с учетом не очень свежего её состояния, тоже можно что-нибудь заколхозить, но это отдельная тема, выходящая за рамки данного опуса.
6. Находим на плате ИБП спикер (это такой маленький динамик, диаметром около 1 см и примерно такой же высоты). Его надо грубым образом удалить, иначе его писк по поводу отсутствия сетевого напряжения рано или поздно сведёт пользователя с ума. Быстрый и варварский способ — сковырнуть плоскогубцами, красивый, но трудоёмкий способ — выпаять.
7. Соединяем провода, отсоединённые от батареи, с проводами, идущими на входное гнездо ИБП (куда в обычных условиях вставляется провод, подключаемый в сеть 220 В), предварительно откусив последние от платы устройства. Плюс (красный) желательно пустить на тот провод этого гнезда, который пойдёт через предохранитель (см.следующий пункт). Обычно через предохранитель пущен красный или коричневый провод. Приклеиваем снаружи над входным гнездом лейбочку с указанием полярности — на всякий пожарный. "Земля" (жёлто-зелёный провод, идущий к среднему контакту гнезда), естественно, остаётся незадействованной — нам она не нужна.
8. Вытаскиваем штатный предохранитель вместе с пластмассовым его держателем. Как правило, он находится в нижней части гнезда-входа 220 В. Удобным инструментом - отвёрткой, тонкими плоскогубцами - слегка сжимаем оставшиеся в гнезде металлические держатели "круглого" штатного предохранителя - с целью, чтобы воткнуть в них автомобильный предохранитель ножевого типа на рассчитанный в пп.3-4 ток. Втыкаем предохранитель - никуда он не денется, проверено, хотя для страховки можно его заклеить снаружи скотчем или изолентой.
9. Прикидываем необходимое сечение провода от аккумулятора до ИБП, с запасом. В общем случае провода, идущие на вход от бортовой сети 12 В, должны быть как можно короче - иначе нужны провода гораздо большего сечения. Лучше сделать более длинными провода на выход 220 В - там токи гораздо меньше. Для токов до 20 А хватит медного провода сечением в 1 кв.мм, для большего тока уже желательно не менее 2 кв.мм. Я пожертвовал комплектом проводов для "прикуривания". На один из хвостов, не забывая о полярности, монтируем штеккер "маму", который будем втыкать в входное гнездо ИБП, модернизированное нами в п.6. Будем считать, что этим мы подстраховались от переполюсовки — ибо этот разъём "наоборот" просто не воткнуть, а цвета проводов на другом конце крайне желательно сделать разными и однозначно трактуемыми — красный на плюс, чёрный на массу.
10. Дальше всё просто и лирично. По вкусу находим место, куда это дело в дальнейшем сможем пристроить, и где, в зависимости от этого, удобней будет расположить розетки 220 В. Можно врезать их непосредственно в корпус ИБП (места в нём после того, как мы выбросили штатный аккумулятор, более, чем достаточно). Можно (как поступаю я) использовать удлинитель, у которого на хвосте не вилка, как в обычную розетку, а разъём "папа", подходящий в штатные выходы ИБП для нагрузки. В компьютерных магазинах такие продаются, или можно самому сделать - обрезать подходящий провод из комплекта ИБП и присобачить на него 2-3-4-местную розетку. А некоторые модели ИБП от рождения обладают выходами нагрузки, выполненными на обычных розетках, куда, соответственно, подходят обычные вилки.
11. Подключаем полученный результат к какому-нибудь старому аккумулятору или к соседской машине (чтоб свою не угробить, ага) и проверяем схему на работоспособность. Пока лучше без нагрузки.
12. Пробуем подключить нагрузку (не более значения, полученого в пункте 2 в ваттах). Для общего развития на этом этапе крайне полезно будет изучить вот эту статью, чтобы не удивляться, когда после попытки включить в девайс болгарку чего-нибудь возьмёт и бабахнет... :-) Работает?! Ура! Монтируем устройство к себе в автомобиль, исходя из собственных понятий об удобстве пользования и наличия свободного места, к которому есть относительно лёгкий доступ.
13. Поскольку компьютерные ИБП, строго говоря, не рассчитаны на длительную работу в качестве инвертора (ведь предполагается, что на штатном аккумуляторе подключенная к нему нагрузка проработает ровно столько, чтобы корректно завершить работу операционной системы и отключить компьютер — то есть 10-15 минут, в лучшем случае — около получаса), настоятельно советую проверить поведение выбранного ИБП при длительной работе под нагрузкой (минимум час). Дело в том, что при этом потрох устройства может довольно серьёзно нагреваться. Если вам не повезло, и нагрев действительно ощутимый — необходимо обдумать систему вентиляции. Я этим озадачился без предварительной проверки, чисто интуитивно. Здесь мне повезло — поскольку корпус ИБП оказался из трёх частей, я просто выбросил переднюю крышку: на её место идеально подошёл 12-вольтовый вентилятор 80x80x25 мм, широко используемый в компьютерном мире. Его даже не пришлось ничем прикручивать: он просто вошёл в пазы, как тут и был. Питание на него (чёрный провод — минус, красный — плюс, жёлтый — в нашем случае не используется и его можно просто откусить) подал, немного потыкав в схему включенного от батареи ИБП мультиметром и найдя на ней подходящие точки для отбора 12 вольт. Вентилятор работает на вдув, выходит же тёплый воздух самостоятельно через вентиляционные отверстия корпуса в районе трансформатора. Плату с кнопкой включения после выбрасывания передней крышки корпуса пришлось прикрутить на саморез к оставшейся части корпуса. Получилось корявенько, конечно, но на то он и колхоз. Нисколько не сомневаюсь, что при желании можно сделать красиво.
Собственно, всё. Чуть позже разбавлю фотографиями — нормальный фотик отдан попользоваться подруге жены, а на мобильник снимать — моветон.
Критикуйте. ;-)
