В данной заметке будет рассмотрен вариант создания устройства бесперебойного питания для роутера, используя максимально бюджетные и простые компоненты. Данный вариант не требует навыков пайки или сложных манипуляций с комплектующими. Будет достаточно отвёртки, обыкновенного USB-павербанка и нескольких запчастей с маркетплейса Aliexpress.

Параметры блоков питания роутеров и их потребление

Для начала необходимо выяснить параметры блока питания маршрутизатора, который будет подключен к ИБП; характеристики последнего любезно указаны на корпусе блока. В большинстве случаев БП роутера будет иметь напряжение либо 9 Вольт, лило 12 Вольт. Стандартный повербанк с USB-выходами выдаёт напряжение 5 Вольт. Некоторые модели поддерживают технологию Quick Charge, где заявлена поддержка до 9 Вольт. У автора данных строк имеется в наличии такой powerbank от Xiaomi, который должен выдавать 9 Вольт, тем не менее, заставить его работать на определённом напряжении вручную оказалось невозможным. Поэтому с самого начала необходимо исходить, что аккумулятор будет выдавать именно 5 Вольт, и не надеяться, что он автоматически переключится на необходимый вольтаж.

Что касается силы тока. На самом блоке питания она указана с большим запасом. У автора в наличии оказалось два роутера от производителя TP-link и от производителя Tenda. Оба варианта работают на напряжении 9 Вольт при силе тока 0.6 Ампера. Фактически маршрутизаторы потребляют гораздо меньше завяленных цифр на крышке БП:

• Сколько потребляет роутер TP-link TL-WR841N? Фактическое потребление через повышающий кабель при вольтаже 5 Вольт 0.35-0.45 мАч / ~ 2 Вт (в зависимости от нагрузки). То есть комплектный блок питания имеет двукратный запас по мощности.
• Сколько потребляет роутер Tenda N-301? Фактическое потребление через повышающий кабель при вольтаже 5 Вольт 0.4-0.5 мАч / ~ 2.1 Вт (в зависимости от нагрузки). Комплектный блок питания также имеет двукратный запас по мощности.
• Сколько потребляет абонентский терминал Huawei (ONU, сеть GPON)? Фактическое потребление через повышающий кабель при вольтаже 5 Вольт 0.5-0.6 мАч / ~ 2.2 Вт (в зависимости от нагрузки).

Подводя итоги, можно примерно рассчитать время автономной работы роутера от повербанка. В качестве примера будет наиболее массовый вариант на 10 000 мАч. Сразу хочется отметить, что 10 тысяч миллиампер достигается при вольтаже 3.7 вольта (это указано на самом powerbank или в характеристиках последнего). В нашем случае устройства работают на 5 Вольтах, поэтому для замера потребления номиналы необходимо уровнять в напряжении. Стандартный АКБ на 10 000 миллиампер при 5 вольтах имеет ёмкость 7400 мАч. Это нормально, так и должно быть. Далее используя стандартную арифметику, зная потребление устройств, можно посчитать время автономной работы от одного заряда:

• Роутер TP-link TL-WR841N или Tenda N-301 от аккумулятора на 10 000 мАч проработает примерно 15-16 часов.
• Если добавить терминал от оптического кабеля, то время автономной работы упадёт двое до 8-9 часов работы.

Замер потребления девайсов осуществлялся с помощью USB-тестера KWS-V20

Подбор повербанка для питания роутера и абонентского терминала

В предыдущей главе было выяснено, что роутер или абонентский терминал (ONU) имеют потребление менее 0.5 Ампера каждый (при напряжении 5 Вольт). Соответственно, выдаваемая мощность аккумулятора для обеспечения работы обоих устройств теоретически может составлять и 1 Ампер.  Тем не менее автор рекомендует использовать устройство с номиналом 2 Ампера выводного тока, чтобы цепь питания АКБ не находилась на пределе своих возможностей 24 часа в сутки. Также стоит отметить, что сверхбюджетные АКБ могут не поддерживать одновременную работу при зарядке. То есть повербанк на зарядке не будет отдавать ток на USB-порты, что значительно затруднит его использование.

На этом моменте находится развилка:

• В первом случае можно остаться только на использовании аккумулятора и повышающего кабеля. В данном случае зарядка АКБ и питание сетевых устройств будет осуществляться через один и тот же блок питания. Минус данной схемы в том, что заряд будет идти слишком долго. Если АКБ заряжается от 2А блока питания, то половина заряда (1А) будет тратиться на поддержку работы роутера и терминала. При данной схеме БП и цепь питания аккумулятора будет находиться под постоянной нагрузкой.
• Во втором случае в схему добавляется простейшее реле постоянного тока (модель YX850, доступно для заказа на Aliexpress). В данном случае питание сетевых устройств при наличии электричества в сети осуществляется через их стандартные блоки, тогда как повербанк используется исключительно в моменты отсутствия общегородского питания. Такая схема даёт возможность разгрузить работу блока питания и самого аккумулятора без необходимости, кроме того, вдвое увеличивается скорость его зарядки (при использовании 2-амперного БП).

В первом случае необходимо обратить внимание на поддерживаемый ток зарядки повербанка и на его блок питания. Если аккумулятор поддерживает максимум 1А силы тока на заряд либо имеет блок питания с таким номиналом, то скорость заряда такого ИБП будет слишком мала. Нужно понимать, что powerbank будет отдавать примерно 1А тока на роутер и/или абонентский терминал, что сделает скорость заряда слишком медленной.

• Какая скорость зарядки повербанка на 10 000 мАч? Если мощность блока питания 2 Ампера, то на зарядку уйдёт 3-3.5 часа; при мощности БП 1 Ампер потребуется 7 часов заряда минимум.

Повышающий кабель для роутера

Далее для роутера докупается необходимый повышающий кабель. На маркетплейсе Алиэкспресс можно подобрать соответствующий кабель 5 Вольт — 9/12 Вольт. Стоит отметить, что максимальна сила тока такого повышающего кабеля составляет 1 Ампер при 5 Вольтах. То есть выдать он может 5 Ватт максимум. Как было выяснено ранее, потребление роутера составляет 2.2 — 2.5 Ватта, запас по мощности значительный.

Реле постоянного тока YX850

Во втором случае к схеме добавляется реле постоянного тока YX850. Задача реле автоматически переключать источники питания в зависимости от наличия/отсутствия света в городской сети. К данному реле также будет необходимо докупить 5.5-миллиметровые штекеры питания или же спаять их самостоятельно. Что касается работы самого реле, то есть особенности: при переключении работы от АКБ на сеть — всё происходит плавно, без потери питания; в обратном же порядке, устройства перезагружаются. Это не есть проблема, просто необходимо понимать, что после отключения света будет разъединение интернета на несколько десятков секунда (зависит от оборудования).

Также необходимо будет добавить 2 штекера для входа и 1 для выхода. Все штекера имеют стандартный 5.5-миллиметровый выход/вход, всё доступно для покупки на Али.