Brevemente

Um artigo para os fãs soldarem esquemas simples e descobrirem por que eles são feitos dessa maneira.

E também para aqueles que realmente precisam desse servidor.

Não há super conquista aqui, mas existe uma solução barata, compacta e econômica, que em alguns casos substitui um grande volume de equipamentos:

• criou um servidor doméstico a partir de um laptop antigo e um dispositivo de energia do roteador,
• explicou o esquema de energia do roteador a partir do carregamento e da bateria do laptop,
• O esquema para ligar o laptop quando a energia é ligada é explicado.

Idéia

Eu precisava de um servidor de arquivos pequeno, que também tivesse que suportar quedas de energia de até 15 minutos.

Eu decidi fazer isso a partir de um laptop antigo.

Um laptop (Asus A8J) foi comprado especialmente para o experimento com uma matriz quebrada, mas com bateria e ventilador ativos.

(Nota: se você já possui um laptop, então, como na tarefa conhecida sobre a chaleira, não é necessário quebrar a matriz. No entanto, se o seu roteador, como o meu, trabalha com um modem 4G, é melhor desabilitar a matriz, então explicarei o motivo.

Trabalhar sem matriz não cria nenhum desconforto, primeiro usa um monitor externo e depois o SSH.)

No processo, chamei a atenção para o fato de que o roteador Mikrotik (eu tenho RB-951G) pode ser alimentado de 9 a 30 V, e surgiu a idéia de alimentá-lo em um laptop.

Acabou sendo uma combinação muito bem-sucedida: na presença de tensão da rede, o roteador é alimentado pelo carregador do laptop (19-20 V) e, no caso de uma falha na rede, pela bateria do mesmo laptop (de 12 a 9 V quando é descarregada), ou seja, tudo está dentro dos limites normais.

Mais precisamente, a voltagem no roteador será 0,2-0,4 V mais baixa devido a uma queda nos diodos, mas ainda dentro da faixa aceitável (exceto pelo limite inferior de descarga da bateria, que não sabemos ao certo, mas no meu caso é improvável que seja atingido) .

E se isso acontecer, nada terrível acontecerá ao roteador).

Esquema de energia do roteador

Como uma tensão mais alta (20V) tem precedência aqui, o circuito de comutação é muito simples, de dois diodos.

Também é conveniente que nenhuma proteção de tensão seja necessária.

No caso de uma longa ausência da rede, a bateria será descarregada até o limite em que seu controlador interno desconectará a carga e, portanto, a descarga excessiva não ocorrerá.

Então, quando a energia da rede elétrica for aplicada, a bateria começará a carregar e o roteador será alimentado pelo carregador.

Teoricamente, em um caso malsucedido, podemos exceder a corrente permitida do carregador e / ou bateria (já que levamos 0,4-0,8A extra para o roteador a 20V), mas, na prática, a corrente excedente não vai acontecer, e eis o porquê: eu removi a unidade de DVD do laptop, o controlador WIFI, bem como a matriz. Nesse sentido, o consumo atual diminuiu.

Para reduzir as perdas de tensão, selecionamos diodos Schottky e, especificamente, montei dois diodos (não me lembro do tipo), que estão nas fontes de alimentação de computadores e parecem um transistor poderoso.

O consumo atual do roteador, juntamente com o modem 4G incluído, pode chegar a 1,7A no pior dos casos - quando alimentado a partir de 9V.

(A fonte de alimentação de comutação dentro do roteador consome energia constante; portanto, quanto menor a tensão de entrada, maior o consumo de corrente).

Os diodos de montagem suportam uma corrente contínua de 20A, e isso também é conveniente.

Você não precisa fazer proteção contra curtos-circuitos de saída. Esse papel, se houver, será desempenhado por circuitos internos de proteção de carga e bateria.

Se alguém quiser usar diodos Schottky separados, é necessário levá-los a uma corrente de pelo menos 5A e pelo menos um pouco fria, por exemplo, através das faixas no quadro.

Circuito de notebook

Mas havia outro problema: o laptop em si não liga quando a tensão da rede elétrica aparece. Não existe essa opção no BIOS. (Por algum motivo, muitos laptops não possuem diversas funções úteis, por exemplo, ainda não possuem inicialização a partir do cartão de memória).

Embora essas interrupções, a fim de descarregar completamente a bateria, praticamente não ocorram, mas eu já queria terminar esta pergunta.

No meu laptop, o botão liga / desliga fecha a entrada do circuito para menos energia (a sua, provavelmente também).

Na mesma entrada, soldei o fio do conector do meu dispositivo.

No dispositivo, essa entrada é fechada por um transistor negativo, o laptop é ligado.

Para proteger o transistor em caso de conexão incorreta, um resistor R8 foi adicionado ao circuito coletor.

Verifica-se que o laptop é ligado de forma estável, mesmo com um aumento de três vezes nesse resistor. (Também é melhor verificar o seu laptop, pois os parâmetros de entrada do botão podem variar).

Para controlar o transistor, um gerador de pulso RC foi feito em um chip CD4093 com gatilhos Schmitt e elementos R4, R5, C3. A duração do pulso e pausa por cerca de 1 s, a precisão não é importante.

É importante que a operação do gerador comece com uma pausa.

E é por isso que eu criei um gerador de pulsos: meu laptop às vezes não ligava quando pressionava o botão pela primeira vez, mas ligava quando pressionava o segundo, não sei por quê. De qualquer forma, resultou em uma solução universal e confiável.

Quando o laptop está ligado, você não precisa mais "pressionar" o botão e paramos o gerador.

O circuito aprende a ligar o laptop usando outro fio soldado a + 5V de qualquer conector USB.

Meu laptop apenas fornece + 5V a USB quando está ligado.

(Se a sua voltagem USB estiver sempre presente quando alimentada pela rede, você deverá desativar a opção correspondente no BIOS ou procurar outro ponto de conexão para este sinal).
O microcircuito é alimentado a partir da entrada de + 20V através do estabilizador mais simples de R1 e VD3 e C2, apenas para proteger contra pulsos de energia.

A energia deste circuito de + 5V USB também foi produzida para que, quando a energia da rede elétrica falhar, a energia do gerador não diminua e forneça pulsos falsos que possam desligar o laptop.

Ambas as fontes de alimentação são fornecidas ao microcircuito através do circuito mais simples em dois diodos VD1, VD2, o mesmo que no roteador, apenas com uma potência muito baixa.

Construção civil

O conector é de 10 pinos: PLD-10 + PBD-10, 2 fios em paralelo são usados ​​nos fios de energia.

Dos 4 restantes, dois são ocupados pela entrada do botão e + 5V USB, mais 2 não são usados.

A localização dos contatos é escolhida de forma que, se você ligar o conector na posição invertida, nada queimará, o roteador será ligado e a função de ligar o laptop não funcionará.

O dispositivo é montado em uma tábua de pão e colocado em um tubo termo-retrátil.

Nenhum resfriamento adicional é necessário.
Você pode colocá-lo no compartimento onde estava a unidade de DVD.
As peças podem ser substituídas por análogos em uma faixa muito ampla.
Eu não dou uma foto geral, porque laptops quebrados e todos viram.

O que aconteceu

Trabalha há um mês.

O consumo de pelo menos 13 watts (medido por um medidor elétrico), com o trabalho ativo aumenta para 25 watts.

2 falhas de hardware foram detectadas:

Falha nº 1: se você desligar o conector de carregamento do laptop, às vezes o laptop será desligado instantaneamente.

Provavelmente, isso se deve ao fato de eu ter ligado o fio da carga no dispositivo diretamente na placa, e mesmo com + 5V USB e o fio do botão.

Quando você desconecta o conector de carregamento do fio, uma série de pulsos bastante íngremes cai de +19 para + 12V e vice-versa, e mesmo com um “ressalto”, e isso através da capacitância dos fios pode interferir em outros circuitos de laptop.

Porém, se você não desconectar esse conector e desconectar o carregamento da rede, nada de ruim acontecerá. Aparentemente, a tensão no fio fica lenta devido aos capacitores no carregamento e a interferência não ocorre.

Não consertei a instalação, mas, em geral, é claro, não vale a pena colocar os fios na placa de circuito como fiz. De alguma forma, eles devem ser protegidos ou transportados para fora do laptop ou pelo menos afastados da placa. (É um pouco que o fato de todos os meus fios estarem com tensão constante).
Adicionado capacitor C1 entre o sinal de menos e o sinal de mais, parece que a falha número 1 desapareceu.

Falha nº 2: o laptop não pôde ser desligado com um botão.

Para desligar o laptop corretamente, primeiro desligue a fonte de alimentação (por precaução, desconecte o carregamento da rede e não do laptop, como já sabemos pela experiência anterior).
E então pressionamos o botão liga / desliga. O sistema operacional desliga e desliga o laptop.

MAS. Neste momento, ainda há tensão nos capacitores de energia USB (na ausência de dispositivos consumíveis) no laptop, ele se senta lentamente e, em algum momento, o circuito dá um impulso falso ao botão e o laptop liga novamente!

Para evitar que isso aconteça, foi adicionado um resistor R2, que consegue descarregar os capacitores em um segundo e tudo se tornou normal. Se você tiver esse problema, a resistência deverá ser reduzida por um fator de 2. Não vale a pena fazer o resistor muito baixo, porque ele vai se aquecer.

Isso praticamente não adiciona consumo de energia.

SO e programas

Eu instalei o servidor Ubuntu 14.04 e configurei o samba, tudo funciona e isso é suficiente por enquanto.

Havia as seguintes desvantagens:

1) O ventilador do laptop era muito barulhento, independentemente da carga do processador.

Eu tentei o programa fancontrol, mas ela não conseguiu encontrar acesso ao controle do ventilador.
No processo de escavação na Internet, outro programa foi encontrado: asusfan, que pessoas gentis já fizeram especialmente para o meu modelo de laptop. Funcionou imediatamente após a compilação e instalação, e agora o ventilador é regulado automaticamente e faz pouco barulho, e o recurso é salvo.

2) É impossível parar o disco rígido durante a noite com o comando hdparm -S 241 / dev / sda.

O programa de registro jbd2 o puxa a cada 5 a 10 minutos, mesmo quando nenhuma ação é tomada por uma hora.

Os fóruns escrevem que este é um problema irrecuperável com o sistema de arquivos ext4 ou sua implementação no Ubuntu.

Depois, tentarei mudar para xfs (ou talvez para SSD), mas por enquanto - "E assim vai!" (C).

Mais ideias (que permanecerão nesta fase)

• Faça um circuito independente em algum dispositivo como "GSM-relay" para reiniciar o sistema.
• Faça no mesmo dispositivo GSM um circuito para conectar remotamente uma unidade flash USB a um sistema de "backup" para que você possa inicializar a partir dele e corrigir alguma coisa na configuração, se o sistema principal não inicializar.

Por que via GSM, não Ethernet?

Em primeiro lugar, por causa das possíveis vulnerabilidades dos controladores Ethernet, das quais ouvi falar em algum lugar.
Em segundo lugar, pode ser necessário reiniciar o roteador, ou seja, precisa de um esquema independente.

Mas os roteadores Mikrotik a esse respeito são bastante confiáveis ​​e, portanto, isso não é realmente necessário, e o servidor também parece estar funcionando sem perguntas.

Agradecimentos

O roteador me ajudou (em 99%) a configurar o camarada @rifei, pelo qual muito obrigado a ele.

E também para todos aqueles que escreveram instruções na Internet, como “como executar o programa no ubuntu 14.04”, etc., já que eu mesmo sou um bule de chá completo nisso, mas lendo 100500 essas instruções, consegui configurar tudo.

E separadamente - para aqueles que criaram e publicaram todos os tipos de programas úteis, mencionados e não mencionados aqui.