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Intelligenz für dumme USVs
Warum diese Schaltung?
- Wenn 1 USV mehrere Rechner versorgen soll (wofür sie meistens hinreichend dimensioniert ist), dann kann sie i.a. nur mit einem dieser Rechner per USB oder seriellem Kabel kommunizieren. Alle anderen Rechner können komfortabel mit Hilfe der hier angegebenen Schaltung erfahren, dass die Netzspannung weggefallen ist und sie bitteschön herunterzufahren haben.
-
Ältere und sehr billige USVs haben oft keine Schnittstelle zum Rechner, den sie im Notfall sichern sollen - Rechner mit Schnittstelle werden gern als "intelligente USV" angeboten. Die "Intelligenz" besteht oft einzig darin, dem Rechner per Signalpegel mitzuteilen, daß die Netzspannung ausgefallen ist und der Rechner sich bitteschön sauber herunterfahren möge.
Wer bei seinem Rechner trotz "dummer" USV diese Intelligenz nachrüsten will, der kann das auch als wenig geübter Bastler für so etwa 10 Euro machen.
Die Bauteile sind so gewählt, daß sie auch auf der 230-V-Seite gefahrlos verarbeitet werden
können; auf eine Platine wurde verzichtet, weil der Aufwand dafür recht hoch ist
(wenn man ansonsten nicht in diesem Bereich arbeitet).
Bauteile nach dem Reichelt-Katalog
Best.-Nr. |
| Preis (2005) |
|
MW 88V-GS/6 | Stecker-Netzteil, unstabilisiert, 300mA | 2,30 | |
FIN 40.52.9 12V | 2 WechslerSteckrelais, 2x UM, 250V/8A für 1 oder 2 Rechner |
1,55 | |
FIN 095.51 | Haltebügel für Fin 40.xx | 0,20 | |
FIN 95.95.3 | Relaisfassung f. Fin 40.51/52/ 40.61/ 41.52, blau | 2,30 | |
1/4W 4K7 | 2 Widerstände 4,7 kOhm 1/4 Watt pro Rechner |
0,10 0,10 | |
D-SUB BU 09 | Sub-D9-Buchse (weiblich/female) pro Rechner | 0,10 | |
SV U | D-SUB-Befestigungssatz, 2 Bolzen mit Muttern pro Rechner | 0,14 | |
AK 230 | D-SUB Verlängerung, 1:1, 9-pol., ST/BU, 1,8m pro Rechner |
0,65 | |
TEKO D12.13 | Gehäuse | 3,50 | |
- Das Relais hat vor allem die Aufgabe, "Power fail" zu signalisieren, also den Wegfall der Netzspannung.
Dazu reicht ein "Öffner" des Relais aus; im Ruhezustand ist er geschlossen, und wenn das Relais über das Steckernetzteil
mit 230-V-Netzspannung versorgt wird, öffnet er.
- "LoBat" wird nicht angeschlossen.
- "Shutdown" muss unbeschaltet bleiben - eine dumme USV versteht den Befehl nicht.
- In dieser einfachen Form führen also nur je eine Leitung von den Pins 1 und 5 der Sub-D9-Buchse zu den Öffner-Anschlüssen des Relais.
- Das Steckernetzgerät muss nur etwa 12 V Gleichspannung liefern; vielleicht reicht ein Gerät aus der Grabbelkiste. Die Polarität des Anschlusses ist egal - muss nur Gleichspannung sein.
Am einfachsten lässt es sich direkt an die Klemmen A1 und A2 des Relaissockels anschliessen (Stecker abkneifen, die Leitungen passend abisolieren, mit Aderendhülse oder durch Verzinnen gegen Aufspleissen sichern)
- Das Sub-D9-Verlängerungskabel ist sehr sinnvoll, denn sonst müsste die gesamte Schaltung direkt hinten an den Rechner angeschlossen werden, und dort ist sie meistens unzugänglich.
Beschaltung der Sub-D9-Buchse:
Für diesen Anwendungszweck reicht es aus, die Pins 1 und 5 der Sub-D9-Buchse mit dem
Mittelabgriff und dem Öffner-Kontakt zu verbinden; das ist der, der auf dem Sockel als "geschlossen"
dargestellt ist ("12" oder "22").
Die untere Hälfte der Zeichnung ist für diesen Verwendungszweck unwichtig: sie beschreibt die Pinbelegung von APC-USVs (s.u.).
(Für eine etwas bessere Zeichnung wäre ich sehr dankbar - ich bin da etwas unbegabt)
Ergebnis (Werner Mose)
In vielen ähnlichen Adapter-Schaltungen werden
10-kOhm-Pullup-Widerstände vorgeschlagen; dieser Wert ist zu gross. Bei
einem Wert von 4,7 kOhm wird (in Verbindung mit dem sowieso eingebauten
internen Widerstand von meistens 4,7 kOhm) sicherer umgeschaltet zwischen
logisch "low" und logisch "high".
(Informationen von Siegfried Schmidt in de.sci.ing.elektrotechnik, 14.10.2005)
Am einfachsten ist die gesamte Beschaltung über eine 3-fach-Steckdose zu erreichen:
1 Anschluss für die USV, ein Anschluss für diese Schaltung,
1 Anschluss für den Monitor. Der Rechner wird mit dem Ausgang der USV verbunden.
Die Sub-D9-Buchse dieser Schaltung ist mit einem "Modem-Verlängerungskabel" an
die serielle Schnittstelle des Rechners anzuschließen, nicht etwa mit einem "Null-Modem-Kabel".
Funktionstest
Beim Server ist die passende Software zu installieren (klar); wenn der c't/ODS-Schulserver "Arktur" benutzt wird, ist dieser
Menupunkt unter "System verwalten/Hardware" zu finden. Als Typ ist "Standard-USV mit Pegelausgang" zu wählen.
Der Rechner hat (kontrolliert) herunterzufahren, wenn die Leitungen zu Pin 1 und 5 (Power fail und Gnd) für etwa eine Minute miteinander verbunden werden.
Wer anstelle des "upsd" "genpowerd" benutzt, der stellt als Typ "apc-linux" ein.
In "/sbin/powerfail" ist vor-eingestellt, dass der Rechner nach einem Spannungsausfall wieder bootet; das ist keine sinnvolle Einstellung. Wenn z.B. in den Ferien die Handwerker mehrfach die Sicherungen herausnehmen, dann wäre nach kurzer Zeit der Akku der USV leergesuckelt. Also sollte an allen Stellen des Skripts "shutdown -r" durch "shutdown -h" ersetzt werden ("reboot" wird durch "halt" ersetzt).
- Es kann sein, dass die Software erst dann wie gewünscht arbeitet, wenn der Rechner einmal neu gestartet worden ist.
- Es kann sein, dass der Rechner direkt nach der Installation der Software einmalig meldet, dass die Netzspannung fehlt und er deshalb in wenigen Minuten herunterfahren will.
Tests
Test des USV-Adapters
nur den frisch gelöteten USV-Adapter an den Rechner anstecken - da darf nichts passieren
- die Anschlussdrähte, die zum Relais führen sollen, für mindestens 30 Sekunden (und höchstens 1 Minute) miteinander verbinden: der Rechner muss melden, dass er herunterfahren will.
Abbruch: die Drähte nicht mehr miteinander verbinden; dann muss der Rechner nach spätestens 30 Sekunden melden, dass die Spannung wieder da ist und er nicht mehr herunterfahren will.
shutdown -c
stoppt das angekündigte Herunterfahren
- Wenn das Netzteil in die Steckdose gesteckt wird, dann muss das Relais hörbar klicken (und die Kontakte werden umgeschaltet).
Test der gesamten Schaltung
- USV-Adapter vom Rechner entfernen, an das Relais anschliessen
- mit einem Durchgangsprüfer (Multimeter, Widerstandsmessung) prüfen:
-
Netzteil nicht in der Steckdose: Durchgang zwischen Pin 1 und 5 des USV-Adapters
- Netzteil am Netz: keine Verbindung zwischen Pin 1 und 5
-
Netzteil ans Netz, dann USV-Adapter an den Rechner: da darf nichts passieren
- Netzteil aus der Steckdose: nach spätestens 1 Minute muss der Rechner melden, dass er herunterfahren will
- Netzteil wieder in die Steckdose: nach spätestens 30 Sekunden muss der Rechner melden, dass er nicht mehr herunterfahren will.
Server-BIOS
Bei einigen Rechnern ist im CMOS-Setup ("BIOS") eingestellt, dass sie automatisch starten, wenn die Spannung wiederkehrt. Das sollte zuerst geprüft und ggfs. geändert werden: diese Einstellung könnte auch dafür sorgen, dass die USV bei mehrfachen Schaltungen durch Handwerker o.ä. rasch leergesuckelt wird.
Kontakte bei USVs
Minimum ist Hin- und Rückleitung für "Power fail" (APC: Pin 3 und 4).
Weit verbreitet (z.B. bei APC-USVs) ist die folgende Belegung
Pin | Funktion | Beschreibung |
1 | high (5V) | Shutdown (vom Rechner zur USV) |
2 | high (5V) | Serial RS232 Line fail |
3 | Öffner | ON_AC/Power fail (Netzspannung vorh.) |
4 | common | gemeinsame (Rück-)Leitung |
5 | Öffner | Low_Bat |
6 | Schließer | Line fail |
7 | unbenutzt |
|
8 | unbenutzt |
|
9 | isoliert | Source Masse |
Es lohnt sich, bei einer unbekannten USV die Belegung sehr sorgfältig zu überprüfen - mindestens die Bedeutung von Pin 3 und 4.
An einer Nachbarschule habe ich eine USV gesehen, bei der "power fail" nicht auf Pin 3 und 4 lag, zudem behauptete das deutsche Handbuch eine andere Belegung als das englische.
Sibbald betreut eine sehr gute Seite über APC-USVs. Dort sind auch Angaben über die
interne Beschaltung der einzelnen Verbindungskabel nachzulesen.
Im Quelltext eines UPS-Dämons (upsd.c von Tom Björkholm, 1996)
wird für eine "Powerbox System 60"-USV angegeben:
Pin | Funktion | Beschreibung |
2 | Öffner | Power fail (Netzspannung vorh.) |
6 | common | gemeinsame (Rück-)Leitung |
4 | Öffner | Low_Bat |
7 | high (5V) | Shutdown (vom Rechner zur USV) |
APC-USB-USV
Sigurd Mahr:
"APC schickt die Geräte nur noch mit USB-Anschluss,
damit kann Arktur 3.0 bis 3.3 aber nicht umgehen. Meistens wird dann angeboten,
dass man das Kabel direkt bei APC kostenlos umtauschen kann, darauf
würde ich mich aber nicht einlassen sondern das dem Händler überlassen,
das Kabel zu tauschen und das Gerät nur mit passendem seriellen (!)
Kabel kaufen. Dabei genau (!) auf die Kabelbezeichnung achten, bei neuen
Geräten sollte das 940-0095C sein."
Arktur 3.4/3.6/5.0-slack (http://arktur.de) kann auch mit der APC-USB-USV umgehen.
Die 700-W-APC-USV wird derzeit (2005) sowohl mit Sub-D9-Anschluss als auch mit USB-Anschluss ausgeliefert. Diese Anschlüsse sind nicht gleichzeitig benutzbar.
Wer mit einer solchen USV 2 Rechner versorgen will, sollte den 2. Rechner mit der oben skizzierten Einfachlösung ansteuern - funktioniert gut.
© Helmut Hullen
letzte Änderung
27.08.2007