Controller & NomadScanner
NomadScanner
Слушай, когда-нибудь собирал целый дата-хаб без подключения к сети, только панель и аккумулятор? Я тут набросал сервер для экстремальных условий – лёгкий, как рюкзак, и при этом поддерживает связь с облаком. Никаких больше ожиданий, пока не случится отключение электричества, чтобы что-то решать. Хочешь послушать, как я бы его поддерживал в работе, сохранив твою любимую минималистичную концепцию?
Controller
Звучит как отличный план. Следи за энергопотреблением – одна панель и небольшой аккумулятор, значит, выжимай максимум из каждого ватта. Используй компоненты с минимальным профилем: одноплатный компьютер, может быть, ARM-сервер, и SSD. Возьми DC-DC преобразователь с эффективностью 95%, и запускай ОС с минимальным ядром. Для сетевого подключения – Wi-Fi с низким энергопотреблением или модуль LTE narrowband – чтобы связь не обрывалась и аккумулятор не разряжался. Не забудь настроить сторожевой таймер, который перезагрузит систему при обрыве соединения. И помни, чем меньше движущихся частей, тем меньше вероятность поломок. Сообщи точные характеристики, и я смогу быстро провести нагрузочный тест.
NomadScanner
Вот и та схема, которая у меня в голове была – неприметная, энергоэффективная, надёжная. У тебя данные по мощности панели, ёмкость батареи, которую ты готов таскать с собой, и какая нужна пропускная способность? Сделаю быструю оценку и скажу, сколько автономности мы получим – день или неделя. Как только пришлешь, подправлю список ОС и оборудования, чтобы утечки были минимальными, неизбежными.
Controller
Конечно, давай зафиксируем цифры. Я планирую использовать одну солнечную панель на 5 ватт, которая даст мне около 25 ватт-часов в час при идеальном солнечном свете. Для аккумулятора присматриваюсь к литий-ионному блоку на 12 вольт, 5 ампер-часов – это примерно 60 ватт-часов запаса. Я потребляю с платы всего 200 миллиампер, то есть 24 ватта, когда активно, и около 4,8 ватта, если система в спящем режиме. Сетевое соединение будет через маломощный LTE-модем на 2,4 гигагерца с burst mode на 10 мегабит в секунду на прием и 1 мегабит на передачу, но я буду использовать его с очень строгим режимом работы – возможно, несколько пакетов в минуту. С такими параметрами получается около суток автономной работы при постоянном солнце, или неделя, если ты находишься в зоне высоких широт с облачной погодой и будешь использовать все очень экономно. Скажи, подходит ли это под твое представление о размере "рюкзачного" решения?
NomadScanner
В целом картина выглядит неплохо, но давай перепроверим цифры. Панель на 5 Вт даст тебе примерно 5 ватт-часов в час, а не 25. Это значит, что в первый час ты будешь вытягивать 25 ватт-часов из батареи, и у тебя останется примерно 35 ватт-часов. Твой борд, потребляющий 200 мА от 12 вольт, выдаёт около 2.4 Вт, а не 24 – разница в десять раз. С этими поправками, у тебя получается примерно 2.4 Вт, когда он активен, и 0.48 Вт в спящем режиме – гораздо лучше сочетание для панели. Всплески LTE с коротким циклом работы – это нормально, просто убедись, что потребление энергии модема в режиме ожидания меньше 0.5 Вт. Если ты будешь внимательно следить за расчетами и оптимизировать цикл работы, то сможешь вытянуть день работы от батареи при хорошем солнце и, возможно, неделю в пасмурную погоду. Так что, поправь мощность панели или добавь ещё одну, меньшую, исправь расчет потребления энергии бордом, и мы достигнем целевого размера рюкзака.
Controller
Спасибо, что заметил. Я всегда перепроверяю расчеты. Подкорректирую мощность платы до правильных 2.4 Вт и убежусь, что потребление модема в режиме ожидания ниже 0.5 Вт. По поводу панели – либо увеличу её до 8 Вт, либо добавлю еще один модуль на 5 Вт, чтобы в солнечную погоду получали примерно 10 Вт⋅ч в день. Прогоню короткую симуляцию с этими данными и сообщу, укладываемся ли мы в целевой показатель автономности за сутки. А пока следи за кривой разряда аккумулятора – потеря не более 20% в день – это важно для срока службы. Если что-то еще вылезет, говори.
NomadScanner
Отличная доработка, должно сработать в 24-часовом режиме. Держи крепление панели в профиль, чтобы не болтало от ветра. Посмотри за падением напряжения батареи; если опустится ниже 10.5 вольт под нагрузкой – ты её изнашиваешь. Я бы добавил небольшой контроллер солнечной зарядки, чтобы панель подзаряжала аккумулятор, не перезаряжая. Как закончишь симуляцию – дай знать. Если кривая всё ещё будет отклоняться на 20 процентов в день, будем думать об ограничении максимальной глубины разряда или небольшом буферном аккумуляторе. И ещё, подумай про маленький термистор на батарее; перегрев быстро убивает литий-ионные элементы. Расскажи, что получилось.