Come scegliere un UPS per la propria domotica (e altro)

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AVVERTENZA: Questa scheda non è – e non vuole essere – un trattato di elettrotecnica. Il suo scopo è solo quello di fornire un’infarinatura di base agli utenti che, non possedendo competenze in materia, si trovino a scegliere un piccolo gruppo di continuità (USP) allo scopo di sostenere adeguatamente gli organi vitali della propria domotica personale e/o altri componenti elettrici in caso di assenza di alimentazione. Le semplificazioni qui contenute sono dunque volute e funzionali allo scopo descritto.

Uno dei quesiti che ci si pone spesso e volentieri nel definire la propria domotica personale è cosa accada, in caso di assenza di alimentazione elettrica, al proprio impianto domestico. Potrebbe sembrare un tema secondario: in caso di assenza di corrente non solo la domotica smette di funzionare, ma con essa anche tutto ciò che, di tradizionale, è alimentato a energia elettrica. La questione sembrerebbe risolta all’origine, ma in realtà non è così

In primis, quando si utilizzano computer o micro-computer (come per esempio l’ormai diffusissimo Raspberry Pi) per definire un proprio HUB personale software è sempre buona regola non spegnerli mai brutalmente, visto l’alto rischio di corruzione dei dati che renderebbe improvvisamente inutilizzabile la propria installazione.

UPS APC
un UPS APC.

Il vero problema, però, è un altro: i ladri. Una delle azioni tipiche di chi vive di effrazioni è, solitamente, quella di togliere corrente all’abitazione. Farlo, spesso è volentieri è un gioco da ragazzi: i contatori dei distributori di corrente solitamente sono in locali per lo più accessibili (si pensi ai tanti armadi – aperti – all’interno degli androni di palazzi), quindi spesso chiunque può eseguire tale operazione. Ipotizziamo di avere definito una propria domotica personale che, in nostra assenza, vigili sui varchi, sull’eventuale presenza di malintenzionati e, in caso, provveda ad allertarci tramite notifiche o altre azioni proattive. In caso di assenza di corrente, tutto questo sarebbe dunque vano.

Va da sé che per lo meno il modem/router nonché il cuore della propria domotica (quale sia) debbano essere perennemente sotto tensione, anche in caso di blackout (causato o casuale che sia). Il resto magari potrà anche spegnersi, ma mente e “voce” del nostro impianto rimarrebbero vitali.

A tale scopo ci vengono in aiuto gli UPS (o gruppi di continuità) i quali sono sostanzialmente dei pacchi batteria che accumulano energia elettrica la quale, in assenza di alimentazione in ingresso, viene erogata sull’uscita (fino all’esaurirsi della carica) sulla quale sono collegati gli elementi da mantenere costantemente in tensione. Finché c’è corrente in ingresso, invece, si limitano a farla transitare dal loro ingresso alla loro uscita, ricaricando, al contempo, le proprie batterie.

I modelli di UPS in vendita sono innumerevoli, ognuno con caratteristiche di portata diverse, per cui è importante capire bene cosa acquistare in base alle proprie esigenze nel momento in cui ci si voglia mettere al sicuro da eventuali cadute di alimentazione.

 

N.b. I ragionamenti qui espressi valgono, a grandi linee, anche per le più piccole powerbank, sempre che forniscano tutti i dati previsti dai calcoli proposti. A tal proposito, comunque, consigliamo la lettura di questo altro progetto.

Per scegliere un UPS due sono i fattori cruciali: quale sia il carico da sostenere e per quanto tempo esso debba essere sostenuto. È infatti ovvio che la capacità di un UPS offra più o meno sostegno in base al carico: a parità di capacità, una lampadina da 10W ovviamente verrà sostenuta molto più a lungo di un frigorifero da 500W.

La prima cosa da fare, dunque, è quella di effettuare il censimento delle proprie apparecchiature che si vorranno mettere “sotto gruppo”. Per farlo, l’esercizio è piuttosto semplice: basta prendere tutti gli alimentatori (o, se sono alimentate direttamente via 220v, guardare l’etichetta di targa posta sull’elettrodomestico) e calcolare (o leggere, se scritto) il loro assorbimento massimo.

Ipotizziamo che il nostro modem sfrutti un alimentatore esterno il quale riporti, come output, 12 volt e 2.5 ampere. Questo starà a significare che l’assorbimento massimo, in Watt, sarà:

12 volt x 2,5 ampere = 30 Watt

Mettiamo poi di avere un altro componente, questa volta senza alimentatore esterno, il quale in etichetta di targa citi direttamente:

consumo dichiarato: 75 Watt

questo significherà che il suo assorbimento, massimo, sarà di 75 Watt.

Si parla sempre di assorbimento massimo perché, ovviamente, l’assorbimento varia in funzione del tipo di elettrodomestico e del suo uso (si pensi alla variabilità di assorbimento di una lavatrice, per capirci).

Trovati tutti gli assorbimenti, basterà fare la somma: nel nostro esempio, 30+75 = 105 Watt. Ora sappiamo quanto assorbe (al massimo) il carico che vogliamo applicare all’UPS, ma come capire per quanto possa essere sostenuto?

Tutto dipende dalle caratteristiche di capacità dell’UPS.

CalcolarNe la capacità

Il dato che ci serve è il numero di Watt erogabili dall’UPS su base tempo (Watt/ora, o Wh).
Nei casi più semplici tale dato viene dichiarato direttamente dal costruttore; in altri casi no, e va calcolato.

Prendiamo per esempio l’italianissimo Tecnoware ERA PLUS 1100, un modello apprezzato per rapporto qualità/prezzo – tra i tanti. Leggendo la sua scheda tecnica, alla voce “specifiche batterie” viene indicato il voltaggio delle batterie (12 volt) e gli ampere/ora erogabili, ovvero 7.2. Calcolare i Wh è dunque facile:

volt x ampere/h = watt/ora

dunque:

12 x 7,2 = 86,4

questo modello eroga quindi 86,4 Wh.

ATTENZIONE: Questo valore non è da confondersi con il valore di potenza espresso in Watt (spesso anche in VoltAmpere) associato al modello. Per esempio, il sopracitato Tecnoware 1100 gestisce al massimo 1100VA / 770W, il che significa che il carico massimo sostenibile sia di 1100 VA / 770 Watt, NON che la sua capacità sia di 770 Wh – la quale è, come da calcolo sopra, di 86,4 Wh. Maggiori informazioni sulla potenza di un UPS sono disponibili qui.

Inoltre: il voltaggio interno dell’UPS è solitamente diverso dal valore di uscita (230v): i pacchi batterie lavorano solitamente a 12 o 24 volt, ma poi il voltaggio viene trasformato a monte dell’uscita.

Calcolo finale

Sappiamo dunque che il nostro UPS eroga 54 Wh e il nostro carico massimo è di 105 Watt. Quanto durerà il sostegno da parte dell’UPS? Semplice:

capacità in Wh / carico in Watt = ore di sostegno

Quindi:

86,4 / 105 = 0,83 ore (cinquanta minuti circa)

Sul piano teorico, questo UPS dovrebbe dunque riuscire a sostenere un carico di un centinaio di Watt per circa cinquanta minuti.

Partendo dal tempo

Se invece conosco a prescindere quanto tempo mi aspetto che il mio carico venga sostenuto, posso calcolare facilmente quale sia il calore di Wh che il mio UPS debba garantire, tramite il calcolo:

carico in Watt x ore = capacità in Wh necessaria

Quindi, ponendo di voler sostenere il nostro carico d’esempio di 105 Watt per due ore, il calcolo è:

105 * 2 =  210 Wh

Un UPS abbastanza capiente, a dirla tutta.

CONCLUSIONI

Solitamente si opta per UPS relativamente piccoli atti a sostenere per almeno un’ora i cardini del proprio impianto, che solitamente non assorbono mai più di 40-50W. Nessuno ovviamente vieta di applicare carichi più ampi oppure scegliere UPS sovradimensionati che sostengano per ben più ore: l’importante è capire come effettuare i propri calcoli. La scelta, quella finale, è sempre personale.

Nota a margine. Si consiglia sempre di optare per modelli che offrano un qualche tipo di interfaccia, per esempio USB (come il Tecnoware di cui sopra), la quale consenta il controllo per esempio tramite gli UPS Tools: in sostanza, che sia integrabile alla propria domotica, cosa che consentirebbe per esempio di verificare lo stato di carica di batteria, l’eventuale ingaggio delle stesse per assenza di alimentazione e  molto altro.

UPS
un UPS orizzontale con multipresa.

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