Cos’è un UPS:
Un UPS, o gruppo di continuità (dall’inglese Uninterroptible Power Supply), ha due funzioni principali:
• Alimentare il carico in caso salti la corrente così da permettere il salvataggio dei file e il giusto spegnimento.
• Fornire un’alimentazione alternata il più corretta e ideale possibile, proteggendo il carico da sbalzi di tensione che lo potrebbero danneggiare.
Questo è molto utile nel caso in cui si hanno apparecchiature che non possono fare a meno della corrente, ad esempio i computer per un’azienda, o i telefoni per un callcenter.

Com’è formato un UPS:

Principalmente è formato da tre parti: un convertitore alternata/continua, che grazie ad un raddrizzatore e a un filtro trasforma la corrente elettrica da alternata a continua;  una o più batterie che svolgono la funzione di accumulatori, immagazzinando l’energia del primo convertitore; un convertitore continua/alternata, che prende energia dal raddrizzatore o dalle batterie nel caso in cui manchi la corrente, e fornisce energia al carico in corrente alternata.
Quando si deve utilizzare un UPS:

Tutti i problemi di computer e quanti altri dispositivi elettronici possono essere causati da una cattiva alimentazione elettrica.
Si consiglia sempre di installare un UPS, poiché la linea elettrica o supera la soglia accettabile da un computer, oppure salta di continuo, portando danneggiamenti temporanei o permanenti in un dispositivo.

Dove installarlo:

Su un qualsiasi dispositivo elettrico di un certo valore; priorità su dispositivi che contengono dati ma anche su prodotti sand-alone (io anche per la caldaia, stufa a pellet, ecc..).
Non installarlo per dispositivi che assorbono calore o che hanno un consumo superiore al carico dell'ups

Tipi di UPS:

Esistono quattro tipi di UPS: Offline, Line Interactive, Line interactive Sine Way e Online.
UPS Offline

L’UPS Offline sfrutta la batteria e l’inverter solamente quando manca corrente, infatti non riesce a dare un’uscita costantemente filtrata.
Esso è il modello più economico e lo si può capire dalla sua struttura interna, poiché è dotato solamente di batteria e inverter da usare in caso di totale mancanza di alimentazione.
Nel subentrare si crea un “buco” che va dai cinque agli otto millisecondi, che è dato un fattore meccanico dello switch.
Schema circuitale:

UPS Line Interactive
Le funzioni sono identiche all’UPS Offline, ma grazie al trasformatore la corrente viene costantemente filtrata, così che l’output sia un’onda continua e regolare, che garantisce un migliore funzionamento e protezione al carico.
Un altro vantaggio di questo UPS è che utilizza il sistema AVR, che serve per regolare la tensione in uscita se la tensione in ingresso è troppo elevata, permettendo alla batteria una durata maggiore.
E’ presente ancora il buco di tensione, poiché la corrente viene prelevata dal primo convertitore, per poi passare alle batterie in caso di bisogno.
Schema circuitale:

UPS Line Interactive Sine Wave

Sottogruppo del Line Interactive, viene solo migliorata la funzione di ricostruzione dell’onda in entrata restituendo un’onda perfetta, grazie all’ampio range di variazione di ingresso che copre un’area molto più grande.
UPS Online

Questo gruppo di continuità è  l’ideale per ambienti dove è necessario l’isolamento elettrico per apparecchi che sono molto sensibili alle fluttuazioni di alimentazione.
Può rivelarsi molto utile dove sono frequenti cali di alimentazione di rete, interruzioni o altre anomalie, ovvero quando è necessaria la protezione per apparecchiature sensibili.
La novità è il continuo uso del raddrizzatore e dell’inverter, così che la batteria sia subito pronta da usare in caso di bisogno e si eliminino completamente quei buchi creati dallo switch, fornendo un’alimentazione costante e perfetta.
Quando poi riprende l’alimentazione, parte di essa viene usata per il carico, e il rimanente per ricaricare le batterie.
E’ quindi sbagliato dire che le batterie dell’UPS Online hanno meno durata rispetto alle altre perché vengono costantemente utilizzate e l’alimentazione principale serve solo per caricare le batterie, al contrario, esse servono solo in caso di bisogno.
Questo non è possibile negli altri UPS, poiché un continuo uso di raddrizzatore e inverter farebbe riscaldare la batteria, e la fonderebbe.
E’ il gruppo di continuità migliore, ma il più costoso poiché viene consigliato per apparecchi delicati, che non possono in nessun caso rimanere senza corrente.
Schema circuitale:

Tabella riassuntiva:

Come si misura un UPS:

Il watt, poichè  restituisce il valore più corretto in uscita, è l’unica unità di misurare da usare, e diffidare da chi usa altre unità, come il VA, il VAI, o addirittura altre completamente inventate, servono solo per mascherare la scarsa potenza!
N.B: La causa maggiore dei guasti degli UPS sono le batterie, normalmente emettono una potenza di 12volt l'una, mentre se si rompe una cella emettono 10.4volt, compromettendone il funzionamento (otto celle da 1.5volt, infatti 8x1.5=12).
Termini utilizzati:

Reboot: il computer ripete il boot, ovvero i processi eseguiti durante la fase di avvio, dall’accensione fino al completo caricamento del sistema operativo.
Monitor CRT: monitor a tubo catodico, dall’inglese Cathode ray tube, utilizzato nel passato per televisori, monitor e apparecchi elettronici.
Onda sinosoidale: la sinosoide è la curva che rappresenta il grafico di una funzione trigonometrica, l’onda è l’insieme delle curve.
Corrente elettrica: qualsiasi flusso ordinato di cariche elettriche.
Tensione: è la causa che spinge le cariche elettriche a passare da un punto di energia potenziale  più alta ad uno di energia potenziale più bassa, generando la corrente elettrica. (se tra i due punti si trova un materiale conduttore)

Rif.: la presente guida è stata redatta a seguito di un seminario Atlantis LINEA PROFESSIONAL.

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Maledette Batterie!!!

Quante volte, dopo la sostituzione della batteria del nostro allarme, del nostro UPS o della nostra bicicletta elettrica siamo rimasti delusi dalla durata e dalle prestazioni? Forse non è solo colpa della batteria, scopriamo insieme il perché.

Le batterie al piombo AGM sono spesso il capro espiatorio di malfunzionamenti dei sistemi o dei dispositivi a cui sono collegate. Sostituiamo le batterie per dare nuova vita ad un gruppo di continuità o ad una bici elettrica e dopo un certo periodo, che può variare da pochi giorni o diversi mesi, ci accorgiamo invece che il nostro gruppo di continuità e la nostra bici sono inerti e più morti che mai… Le prime imprecazioni sono sempre rivolte alle batterie che abbiamo installato. Ma siamo sicuri che il problema siano veramente loro?

Prima di tutto verifichiamo di avere acquistato batterie di buona qualità e con tutti i requisiti giusti.

 

Piccola ammaccatura ad un angolo che non intacca gli elementi interni: la batteria è perfettamente funzionante

Faston con lievi graffi dovuti alla ricarica direttamente in fabbrica

Lievi graffi sul fondo causati durante la produzione.

Esempio di grave ammaccatura che potrebbe aver compromesso l'integrità del contenitore: meglio non usare batterie in queste condizioni

Batterie a magazzino, imballate in scatole di cartone pallettizzate

Solo le batterie con capacità maggiore di 20Ah sono confezionate singolarmente

Batterie Yuasa NP7-12 imballate in scatole da 8 pezzi separate da semplice cartone ondulato

Batterie Energyteam senza separatori

Controlliamo la data di produzione

Seriale della batterie che identifica rispettivamente data, linea di produzione e linea di collaudo

Esempio di etichetta posta dal produttore ad indicare una ricarica successiva alla produzione

Normalmente è possibile individuare direttamente sul corpo della batteria una stampigliatura che permette di capire il mese e l’anno di produzione oltre ad altre indicazioni sullo stabilimento di produzione. Le batterie sono principalmente prodotte in estremo oriente e tra produzione, trasporto via mare, distribuzione, etc. risulta praticamente impossibile avere tra le mani accumulatori con meno di 3-4 mesi di vita. Questo non pregiudica il corretto funzionamento perché possono rimanere stoccate per un periodo di circa 6 mesi senza la necessità di essere ricaricate. Qualora i tempi di stoccaggio si allunghino, è buona norma prevedere una carica di mantenimento ogni 6-8 mesi al fine di preservarne le caratteristiche. A volte, sono gli stessi produttori a procedere ad una carica di mantenimento prima della spedizione al grossista, oppure con cadenza periodica, dei lotti non ancora venduti. In alcuni casi il produttore può apporre una etichetta informativa, ad indicare che la batteria è stata caricata in fabbrica per mantenerla efficiente: tale etichetta NON indica che la batteria è stata rigenerata o che sia usata, anzi è un ulteriore garanzia della bontà del prodotto. Inoltre anche il rivenditore si dovrà occupare di effettuare la ricarica periodica delle batterie particolari e meno vendute. In tal caso potrebbe non esservi alcuna indicazione dell’avvenuta ricarica, tuttavia, il metodo migliore per stabilire se una batteria nuova è ancora del tutto carica, è di misurarne la tensione che, a vuoto, deve essere superiore a 12,5V per le batterie da 12V e 6,25V per le batterie da 6V.

 

Misura della tensione a vuoto della batteria. Tensioni superiori a 12,7-12,8V identificano una batteria completamente carica

Multimetro senza autorange: è necessario selezionare correttamente la portata (20) e la grandezza (VDC) da misurare

Misuriamo prima di tutto la tensione

Se avete la possibilità di misurare la tensione fatelo. E' sempre buona norma controllare la tensione della nuova batteria in modo da accertarci che non presenti problemi che potrebbero aggravarsi successivamente. Se la tensione misurata è sotto l’80% del valore nominale, con molta possibilità la batteria è compromessa. La misura va fatta a vuoto (cioè con batteria scollegata dall'apparecchiatura) utilizzando un multimetro (definito anche "tester" o "voltmetro"). Per i meno esperti in materia, ci raccomandiamo di impostare correttamente il selettore della misura e della portata, nei tester più economici la misura corretta avviene impostando la manopola sulla portata "20" nella sezione VDC (indicata anche con il simbolo =). Ricordiamo che una batteria carica ed in salute è in grado di accumulare una notevole quantità di energia che, in caso di contatto accidentale tra i poli positivo e negativo (definito cortocircuito), viene rilasciata in modo repentino e violento, tale da causare scintille e la sicura fusione dei puntali del multimetro, nonché danni irreparabili alla batteria stessa.

 

Faston e capicorda

Le batterie dovrebbero essere sempre collegate solo tramite gli appositi faston o capicorda. Non bisognerebbe MAI saldare le connessioni. Purtroppo, in molti dispositivi, specie quelli più economici e di produzione cinese, si riscontrano batterie saldate a stagno direttamente ai cavi di alimentazione. Si tratta di una pratica che ha il solo scopo di abbattere i costi di produzione (purtroppo anche due soli capicorda incidono sul prezzo finale...) che però è sconsigliabile sia per fattori tecnici che funzionali. Fattore tecnico perché, prima di tutto, il portare in temperatura il faston della batteria per portare lo stagno al unto di fusione (>300°C) può solo che compromettere la piastra in piombo al quale il faston è strettamente collegato e, di conseguenza, anche la resina isolante posta alla base del faston stesso. In secondo luogo, la saldatura a stagno, se non eseguita da personale qualificato e con saldatore adeguato, può danneggiare anche la struttura  stessa della batteria arrivando a bucare letteralmente il corpo batteria. Le foto qui sotto sono di batterie rese da alcuni nostri clienti “non professionisti” che lamentavano i problemi più disparati…

Esempio di corretta connessione tra batteria e Gruppo di continuità

Se il vostro dispositivo o sistema di allarme ha i cavi direttamente saldati ai capi della batteria, vi suggeriamo di montare prima un paio di faston (possono essere fissati al cavo a pressione oppure saldati a stagno, a seconda della tipologia) e solo successivamente connettere questi ultimi ai capi della nuova batteria. 

La maggior parte delle batterie con capacità fino a 12Ah utilizza faston con larghezza di 4,8mm o di 6,35mm mentre dal formato 18Ah in su possiamo trovare connessioni di tipo bandiera (lamella verticale) o a foro filettato incassato con misura M5 o M6.

Per le prime, occorre assicurarci di collegarle al nostro dispositivo solo ed esclusivamente con i faston della rispettiva misura. La maggior parte dei dispositivi avrà già i cavi di alimentazione intestati con i faston di una o dell'altra misura: scolleghiamo la batteria vecchia, magari aiutandoci con una pinza sottile e colleghiamo la nuova prestando attenzione a non cortocircuitare i poli.

Per le altre batterie con capacità superiori ai 18Ah dovremmo attrezzarci con cacciavite a croce e chiave esagonale poiché il fissaggio avviene per mezzo di viti e bulloni con misura M5 o M6. Questi ultimi vengono sempre forniti a corretto della nuova batteria mentre i capicorda ad occhiello devono essere già presenti sui cavi del dispositivo da alimentare.

Per maggiore sicurezza prima di procedere al'installazione o alla sostituzione di una nuova batteria, ci raccomandiamo di leggere e rispettare le istruzioni fornite dal produttore del vostro dispositivo.

 

Lo sapevate che…

Condensatori con fondello gonfio: sono un chiaro indicatore di imminenti problemi

Lo sapevate che i più diffusi condensatori utilizzati in elettronica hanno una vita lavoro dichiarata di 2000 ore? Se fate un semplice calcolo sono solo 3 mesi scarsi… Questo non significa che dopo 3 mesi sia tutto da buttare o sostituire, significa che le caratteristiche del condensatore degradano progressivamente fino a quando i valori non sono più sufficienti a garantire un corretto funzionamento del sistema. La riduzione di efficienza dei condensatori è spesso accompagnata  da un relativo rigonfiamento degli stessi, ad indicazione che qualcosa non va.

Sembra strano, ma abbiamo notato che questo accade di solito poco dopo i 24 mesi della garanzia legale.

Vi chiederete “ma cosa centrano i condensatori con le batterie”? Gruppi di continuità, caricabatteria, etc. utilizzano ampiamente condensatori elettrolitici che ”invecchiando” alterano le loro capacità di portare a termine il compito per i quali erano stati progettati. Questo potrebbe tradursi, ad esempio, in corrente di carica insufficiente rispetto l’assorbimento oppure in una corrente (quindi una carica) eccessiva.

In entrambi i casi la batteria soffre e deperisce molto rapidamente.

 

Assorbimento superiore alla carica

Batteria gonfia deformata in seguito ad un utilizzo al di fuori dei parametri consentiti

Altra batteria gonfiata e deformata a causa di una ricarica inadeguata

In questo caso la batteria viene caricata in maniera non sufficiente ed i ripetuti cicli di utilizzo fanno sì che la batteria si scarichi troppo profondamente. Scaricare troppo una batteria ne pregiudica la vita e la capacità. Anche se è una pratica difficile da controllare, i maggiori produttori consigliano di non scaricare le batterie sotto determinati valori di tensione che tipicamente sono:

• 10,2 Volt per le batterie da 12 Volt
• 5,1 Volt per le batterie da 6 Volt

 

CARICA ECCESSIVA O PROLUNGATA

Si ha quando la batteria viene attraversata da una corrente maggiore di quanto ammesso la quale, per effetto Joule, genera molto calore con conseguente surriscaldamento della batteria che può arrivare a rammollirsi e a gonfiarsi a causa dell’aumento della pressione dei gas interni.

In questo caso è evidente che la batteria è sottoposta ad una carica eccessiva o troppo prolungata. Questo aspetto, oltre a compromettere le prestazioni della batteria, potrebbe dare luogo anche a pericolose esplosioni.