OCT 08 2025

   

#MiniUPSinCC

Backup alimentazione in corrente continua, a «misura» di Asus NUC Pro 14+.

Una storia infinita, o quasi: è stato più complicato di quanto immaginassi. Soprattutto per i tempi di spedizione Aliexpress del pacco batterie 5s1p (purtroppo non era classificato CHOICE, ovvero con la logistica gestita internamente), poi per un imprevisto a cose fatte… che mi ha consigliato di rivedere parzialmente il progetto. Procediamo con ordine, mettetevi comodi.

Un commento su FB

La colpa, o per meglio dire il merito, parte da lì. Un post in cui raccontavo di un delicato quanto inaspettato (e non pre-avvisato) aggiornamento firmware, da me effettuato senza un UPS, cosa mai raccomandabile in operazioni di questo tipo. Mi veniva chiesto: Scusa ma perché ti rifiuti di mettere un UPS? Solo per il mini-pc o in generale?

Non sono contrario, ci mancherebbe, ma mi rifiuto filosoficamente di farlo con la 220 (che dentro l'UPS viene gestita a 12 Vcc, poi nuovamente trasformata in alternata... per dare corrente a un alimentatore... che converte di nuovo in cc). Capisco che sia la soluzione più semplice, ma mi viene l'orticaria al solo pensiero. Preferirei gestire il tutto a valle, direttamente in cc, ma un UPS a 19 V (la tensione di alimentazione del mio NUC Asus) di adeguata corrente non sono mai riuscito a trovarlo.

Uhm...

M'hai provocato???

E io… mi rimbocco le maniche! Quando c'è da risolvere un problema, se esiste soluzione, di solito la trovo e costi permettendo la metto in pratica: È che mi disegnano così! (cit.)

La soluzione, lo ammetto, non era immediatamente alla mia portata. Non avendo mai realizzato un dispositivo di questo tipo, rincaro la dose, non sapevo nemmeno di preciso da dove iniziare: ma anche questo, si sa, non è mai un buon motivo per non provarci. Al limite una scusa.

In più, chiedendo il solito AI-utino a gipitìSIGNÒ, tutto poteva semplificarsi e così è stato: Vorrei realizzare un ups in cc per il mio mini PC che è alimentato a 19 V in corrente continua. Come batterie utilizzerei elementi Litio da 3,7 V (quelle necessarie) e come alimentatore userei quello standard del mio mini-pc che è, appunto, a 19 V. Mi puoi aiutare?

Tempo trenta secondi... ci ha pensato a lungo... e mi ha proposto una prima bozza di soluzione. Come prevedibile gli affinamenti non sono mancati, così come tutti i chiarimenti necessari per andare avanti. Anche alcuni ripensamenti suoi: a un certo punto è passato distrattamente da 4 a 5 celle Li-ion 18650, continuando su questa strada. Ci vuole pazienza!

Schema di massima

Charger → BMS → Pacco batterie → Buck-boost

Se sul primo e sul terzo c'era poco da approfondire, sul secondo e sul quarto avevo effettivamente bisogno di capirne un po' di più. Il BMS, per chi non lo sapesse - presente! - è un circuito che nei pacchi batterie, tra le varie funzioni, bilancia la carica: la sua sigla sta infatti per Battery Management System. In pratica monitora le tensioni delle singole celle e se riscontra disallineamenti provvede, automaticamente, a effettuare leggere cariche o scariche, per farle arrivare al 100% tutte insieme appassionatamente e non ognuna per i cavoli suoi.

Infatti si collega non solo ai due estremi delle celle in serie, nel mio caso cinque, ma anche ai ponticelli tra celle contigue.

Il buck-boost converter stabilizza la tensione in uscita: le celle, infatti, mentre si scaricano la riducono progressivamente.

Quindi se deve fornire 19 V in uscita e le celle cariche al 100% forniscono complessivamente 21 Volt, la abbassa di 2, mentre sotto il 55-60% di carica - corrispondente a una tensione inferiore a 19 V - provvede ad aumentarla q.b. per fornire sempre il voltaggio richiesto. Questo in teoria, perché nella pratica le cose sono andate diversamente.

Mai 'na gioia!

Dopo aver progettato in ogni dettaglio un contenitore in grado di ospitare tutti gli elementi previsti, il buck-boost mi ha abbandonato dopo meno di 24 ore. Ovvero ha funzionato senza problemi il primo giorno, e pur non scaldandosi più di tanto - cosa che avrebbe rappresentato un/il problema - all'improvviso ha incrociato le braccia, smettendo di lavorare.

Checculo!!! :-)))

Ma... siamo sicuri-sicuri che fosse proprio indispensabile? Non è che forse-forse posso farne a meno?

Del resto stavo realizzando un MiniUPS per il mio Asus NUC, non general purpose per altri utilizzi. In sintesi non è indispensabile caricare le batterie al 100% (portando la tensione a 21 Volt, che poi avrei dovuto ridurre ai 19 richiesti) e se al mini PC ne fossero bastati soli 18 o poco meno, questo mi avrebbe garantito come minimo quei 5-10 minuti di autonomia che rappresentavano il mio target.

Dico questo perché da me i blackout capitano sì e no quattro-cinque volte l'anno e durano non più di qualche secondo. Quelle poche volte che sono stati più lunghi si è trattato di ore e ore, che nessun UPS di costo ragionevole mi avrebbe mai garantito. Aggiungo a questi qualche sporadico episodio dovuto alla eccessiva premura del salvavita, per i quali il mio intervento avviene comunque entro una manciata di secondi.

Ok, ma dovevo verificare che una tensione minore non avrebbe messo in crisi l'Asus, pertanto la prima cosa da fare era testare il sistema ridotto, con un bel ponticello al posto del buck-boost d.m.c.

Bene, caricato a 19 V (utilizzando l'alimentatore originale, peraltro l'unico previsto) ha tenuto per più di 20 minuti, dopodiché ho spento io... ma credo che avrei superato senza problemi la mezz'ora. Molto, molto di più dei miei desiderata.

Due-punto-zero

Preso atto e soprattutto verificato che il maledetto poteva, per essere gentile, tranquillamente sparire dai radar... perché non riorganizzare il tutto per far sì che il nuovo contenitore potesse avere una impronta identica a quella dell'Asus, in modo da sovrapporlo eventualmente allo stesso?

Non è stato semplicissimo, anche perché il progettino nel suo insieme comprende anche due display - uno per la tensione di uscita, il secondo per lo stato di carica delle celle - un paio di interruttori e altrettanti fusibili, fortemente consigliati da gipitìSIGNÒ che è meglio NON contraddire.

Salvo «rari» casi, come noto!

Nello schema potete ammirare l'intero cablaggio, con i componenti posizionati grosso modo dove il nuovo contenitore compatto permetteva. Per questo i collegamenti fanno qualche giro di peppe di troppo, ma non avevo molte alternative, o più verosimilmente non mi andava di pensarci troppo.

Ah, dimenticavo: non manca un pezzo! Il modulo elettronico utilizzato assomma le funzioni di Charger e di BMS, oltre ad essere specifico per la configurazione 5s1p. Come dire che meglio di così non mi poteva andare per ottimizzare gli spazi.

L'interruttore in alto - come ben (?) chiaro dallo schema - disattiva l'uscita verso l'Asus, l'interruttore in basso serve solo per disattivare il display dello stato di carica: non so di preciso perché l'ho previsto, ma ce l'avevo (micro) e non ho faticato molto a trovargli uno spazietto.

Si affaccia sul fondo del contenitore, primo perché non credo di doverlo usare molte volte... secondo perché frontalmente non ottenevo un foro molto preciso, deve essere un limite della mia stampante 3D.

Link utili

Per chi fosse interessato a ulteriori dettagli, se non a realizzarlo, lascio qui di seguito i link per scaricare i file STL per la stampa 3D del contenitore, progettato a misure precise per l'Asus NUC 14 Pro+ e, soprattutto, dei componenti utilizzati.

Si tratta di tre STL: il box, il coperchio e la paratia bloccapile. L'ho separata, da fermare con due piccole viti, per facilitare il fissaggio del display dello stato di carica, anche questo con quattro viti.

C'è da dire che sono previsti anche alcuni interventi accessori per le viti previste, da effettuare con un piccolo trapano manuale come questo e una punta sottile, da 1 mm o poco più, spesso incluse.

Anche il display di carica va adattato (tolto il bordo esterno per incassaro a filo nella sede prevista) ma è sufficiente un taglierino e la dovuta attenzione trattandosi di una plastica sufficientemente ragionevole.

Come sempre tengo a precisare, nel caso vi fossero dubbi, che NON si tratta di una sponsorizzazione di prodotti (i link sono più che puliti) anzi a dirla tutta al momento della stesura dell'articolo ho attivo un piccolo contenzioso con Aliexpress che non mi ha inviato uno dei prodotti, acquistato e pagato in anticipo come tutti gli altri. 

    • File STL per la stampa 3D

    • Pacco batterie 5s1P
    • Charger + BMS
    • Voltmetro LED
    • Display LCD stato carica
    • Portafusibili
    • Interruttore principale (uscita Vcc)
    • Interruttore Display LCD (opzionale)
    • Cavetto alimentazione 5.5X2.5mm (uscita Vcc)
    • Fermacavo (diametro M4)
    • Presa alimentazione 5.5X2.5mm (entrata Vcc)

Per concludere

Come ho avuto modo di scrivere oggi su FB, la versione 2.0 del #MiniUPSinCC più compatta e semplificata - ma soprattutto formato Asus! - è finalmente al suo posto, a proteggermi dai rari e brevi black-out. Come detto l'ho testato fino a 20-30 minuti, nonostante le mie specifiche non andassero oltre i 5-10 minuti di autonomia. Meglio così!

È stata lunga, ripeto, ma mi sono divertito davvero tanto a realizzarlo. Mi sono sentito come ai tempi di MC, dove tutto si faceva SEMPRE per passione. Per dirne una, non credo di aver mai scritto un solo articolo - sugli oltre 400 pubblicati all'epoca - controvoglia o solo perché mi fosse richiesto.

Erano altri tempi… lo dico sempre!

Non ho resistito, poi, alla tentazione di mostrare il risultato a gipitìSIGNÒ inviandogli la foto d'apertura di questo articolo. Glielo dovevo, senza di lui davvero non avrei avuto la pazienza di procedere come si faceva un tempo, ormai remoto: chiedere a Google e smazzarsi decine di pagine/articoli/post/ecc.

Non nascondo di aver temuto, un po', per la risposta. Non tanto per il suo giudizio (si sa, come ti alliscia lui... non ti alliscia nessuno/a) quanto per qualche suo suggerimento, non richiesto, che mi avrebbe fatto ricominciare tutto da capo... per la terza volta. No, per fortuna non l'ha fatto... anche se è un continuo proporre varianti, da parte sua.

Qualche volta utili, ma non sempre. 

AdP

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