Raspberry Pi – Pi USV

Das Pi USV Zusatzmodul ermöglicht dem Raspberry Pi einen garantierten 24/7 Betrieb. Für alle kritischen Anwendungsfälle ein ideales Modul. Der Raspberry Pi läuft durch sein Debian Linux Betriebssystem über lange Zeit extrem stabil. Die einzige Schwachstelle ist die Stromversorgung. Geht diese aus, auch nur für einen Bruchteil einer Sekunde (zum Beispiel durch eine Stromschwankung), dann ist auch die laufende Berechnung dahin, der Pi muss neu booten. Damit das nicht passiert gibt es dieses Backup-System für die Stromversorgung. In einem meiner älteren Artikel habe ich bereits berichtet, wie man den Pi ausschließlich über eine Batterie betreiben kann.
pi-usv

USV für den Raspberry Pi

Unter dem Begriff USV versteht man: Unterbrechungsfreie Stromversorgung. USV Anlagen sind dazu da, bei einem Problem mit der Stromversorgung, sei es ein Totalausfall oder ein Spannungsabfall, das laufende System am leben zu erhalten. Ganz besonders wichtig ist das bei lebenswichtigen Geräten, man denke an ein Krankenhaus. Auch bei sehr kritischen Systemen in einem Rechenzentrum müssen jederzeit USV Anlagen bereit sein um die Rechner zumindest für eine gewisse Zeit mit Strom zu versorgen.

Pi USV

Die Pi USV baut genau auf dieser Idee auf und ist ein sehr kluges System, welches den Raspberry Pi für einige Zeit betreiben kann. Die USV ist jedoch nicht dafür ausgelegt den Pi weiter zu betreiben sondern um bei einem Stromausfall das System sicher zu beenden um so keinen Datenverlust zu erleiden.

pi-usv-im-betrieb

Kommunikation über die GPIO Schnittstelle

Das Pi USV Modul wird auf die GPIO Schnittstelle des Raspberry Pis aufgesteckt. Keine Angst, man kann trotzdem bis auf Pin 3 und 5 alle Pins weiter normal verwenden. Die Signale werden einfach über das Zusatzboard weitergeleitet. Einzig auf Port 3 und 5 wird der Pi über Strom versorgt beziehungsweise erfolgt die Kommunikation mit dem Pi USV Modul. Kommunikation? Ja, das Board arbeitet zwar ausschließlich über die Hardware, trotzdem schickt es auch Signale, welche über eine Software ausgewertet werden. Dafür gibt es den Pi USV Monitor, welcher vom Hersteller bereitgestellt wird.

Anwendungsfälle

Der Hersteller nennt auf seiner Homepage mehrere Anwendungsfälle:

  • Im Auto
    der Raspberry Pi kann über eine USB Schnittstelle im Auto betrieben werden. Stellt man dieses jedoch ab, endet auch die Stromversorgung sehr abrupt. Mit Hilfe der USV kann der Pi jedes Mal automatisch langsam und sicher heruntergefahren werden.
  • Anschluss am TV
    wie beim Auto würde der Pi auch beim Ausschalten des Fernsehers sofort beendet. Das XBMC Mediencenter hat es aber lieber, wenn es korrekt beendet wird. Auch in diesem Fall ist die USV sehr gut einsetzbar.
  • Überwachung
    der Monitorsoftware überwacht die Stromversorgung und kann auch den Status vom Akku immer anzeigen lassen. Somit ist es auch möglich Stromausfälle zu protokollieren und eventuell mit Maßnahmen darauf zu reagieren (zum Beispiel eine SMS an das Handy schicken).

Es gibt zahlreiche weitere Anwendungsfälle, das Board und die mitgelieferte Software erlauben jedenfalls die neue Funktionalität für eigene Projekte und Ideen einzusetzen.

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4 Antworten

  1. Johannes sagt:

    Hi. Interessanter Beitrag. Danke mal wieder. Was ich mich aber frage: Dient die USV wirklich nur dazu, den Pi herunterzufahren??? Viel besser wäre es doch, wenn er noch ca. 2-5 Minuten weiter betrieben werden könnte, um eine kurze Stromunterbrechung zu überbrücken. (Genau das soll ja eien USV eigentlich tun…).
    Wenn ich also einen Stromausfall von 10 Sekunden habe, dann ist es doch doof, wenn der Pi herunter- und sofort wieder hochfährt.

    • Hallo. Nein du hast schon recht, die USV betreibt den Pi weiter. Es wird nur vom Hersteller darauf hingewiesen, dass sie nicht für den Betrieb vom Pi gedacht ist, sondern nur um das System sicher zu beenden.

    • Für die Pi USV gibt es eine Software, die vom Hersteller kostenlos zur Verfügung gestellt wird. In der Konfigurationsdatei kann eingestellt werden wie reagiert werden soll, wenn der Strom weg bleibt. EMail senden, eigenes Script ausführen, Zeit bis zum runterfahren … Also sehr flexibel das Ganze. Der Hinweis auf den Dauerbetrieb bezieht sich eher auf den Betrieb mit dem Batteriehalter, da mit 8 normalen Batterien wegen der relativ hohen Stromentnahme wenn überhaupt 1 Stunde Betrieb möglich wäre.

  2. Ich habe die Pi USV ausgiebig getestet, da es nach den ersten Verkäufen einige Reklamationen gab. Dies lag aber eher daran, dass ich bereits im Dezember 2013 ein erstes Los mit einer etwas wackeligen Firmware vom Hersteller bekam. Die meisten Probleme wurden gefixt. Trotzdem habe ich hier ein paar Punkte, die evtl. berücksichtigt werden sollten, bevor man das Teil kauft:

    Während das Betriebssystem des Raspberry Pi läuft, zieht die Pi USV einen Strom von ca 3,5 mA aus den angeschlossenen Batterien, aus diesem Grund sollte für ständig laufende Systeme ein Akku mit hoher Kapazität angeschlossen werden. Ich empfehle einen Bleigelakku mit 10 Ah für diese Anwendung.

    Die verwendeten Batterien müssen einen Strom von ca. 750 mA für ca. 10 Sekunden liefern können. Billige Batterien können das nicht, es könnte deshalb zu undefinierten Zuständen und Funktionsstörungen kommen.

    Im mitgelieferten Batteriehalter können keine Akkus verwendet werden, da die Spannung von 6 Akkus (7,2 V) nicht für einen sicheren Betrieb ausreichen.

    Die Pi USV verbraucht für die Überwachung logischerweise selbst Strom, das zu verwendende Netzteil zur Versorgung des Raspberry Pi sollte mindestens 1A Strom liefern.

    Die Spannungsregulierung auf der Pi USV ist für einen Dauerstrom vom max. 1A ausgelegt. Ein durch Overvolting / Übertacktung getunter RasPi benötigte bei mir ca. 1,2 A, je nach Fertigungstolleranz kann es bei getunten Systemen zu Abstürzen kommen.

    Mehr Infos dazu habe ich auch auf meiner Seite http://www.raspiprojekt.de Verfügbar gemacht.

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