Este circuito mantiene la tensión de 5V de una Raspberry durante 20 segundos después de retirar la alimentación principal de 24V.

Consiste en un pack de 4 pilas de Litio no recargable que se conectan a VDD cuando la entrada de 24V (CN1) cae por debajo de la tensión de un pack de cuatro baterías conectado a CN2(14.8V nominales).

De esta transición en el suministro a VDD se encargan D1 y D2, que deben ser de barrera schottky para reducir las pérdidas de potencia.

Mientras la tensión de 24V esta activa, el transistor Q2 conduce y mantiene la base de Q1 por debajo de su nivel de Vth, es decir, en conducción.

En el momento en que V24 cae a cero, suceden dos eventos en paralelo. Por un lado, Q3 deja de estar en ON, por lo que la señal Shutdown pasa de 0 a 1, avisando al software de la Raspberry de que ha caído la alimentación principal y debe lanzar el comando de shutdown inmediatamente.

Por otro lado, C1 empezará a cargarse de forma exponencial gracias la resistencia R1. Cuando la tensión en C1 alcance el valor del pack de baterías menos la tensión umbral Vth de Q1, éste dejará de conducir, con lo que la tensión en VDD caerá a cero.

Notas:

El tiempo transcurrido desde la subida de la señal Shutdown hasta la caída de VDD depende de la constante de tiempo R1*C1 y de la tensión del pack de baterías, que en el peor caso puede ser de 12V (se recomienda reemplazar las pilas de Litio cuando su tensión nominal es menor o igual a 3V). Pero, además, es importante que C1 tenga una estabilidad en temperatura aceptable.

Por ejemplo, si se elige un condensador con dieléctrico X5R, la caída de capacidad cuando la temperatura interna se acerca a 85 grados es del 15% respecto al nominal. Un decremento del 15% puede implicar una reducción de 5 segundos en el tiempo asignado de shutdown. Lo ideal sería usar condensadores NPO, pero no se fabrican condensadores NPO de la capacidad que necesitamos.

El cálculo de este tiempo se obtiene de resolver la ecuación exponencial del circuito RC, que resulta en T = -R1*C1*ln(1-(Vbat-Vth)/Vbat)

Dando valores de 1M para R1, 22u para C1, 12V para VBat y siendo Vth máxima del SiSS27ND igual a 2.2V, resulta un tiempo de shutdown de 24 segundos. Asumiendo 8 segundos de margen por la tolerancia inicial de C1 más un 5% por temperatura, se requiere un tiempo de apagado de 15 segundos. Por nuestra experiencia, una instalación habitual en una Raspberry se puede cerrar en este tiempo, aunque actuando sin pereza…

El TVS1 no es un elemento gratuito. A menudo, la tensión de 24V que aparece en el esquema se envía a otras partes del circuito mediante cables largos y no siempre bien emparejados, que crean una inductancia notable. Cuando se desconecta la entrada de 24V, estas inductancias parásitas generan picos de tensión que podrían destruir las puertas de Q3 y Q2. No preguntéis como hemos llegado a esta conclusión.

El número de ciclos que puede soportar el pack de baterías se puede estimar dividiendo el total de energía disponible (en WHora) por el consumo de energía (también en WHora) por cada ciclo de apagado

El total de energía disponible se calcula en el esquema y es 35.5WHora*0.8 (El convertidor DC-DC utilizado provoca una pérdida del 20% entre la energía disponible en el pack y la que finalmente entregamos a la Raspberry)

El consumo de energía por ciclo se obtiene considerando que la Raspberry consume 5W de promedio y que el tiempo de apagado es de 24 segundos por cada ciclo.

Entonces, la energía consumida por ciclo es de 5W*24s/3600s/Hora/ciclo = 0.033WHora/ciclo. Finalmente, el número de ciclos será 35.5WHora*0.8/0.033WHora/ciclo = 840 ciclos

Este diseño se ha diseñado para una máquina cuyo ciclo de apagado es de una vez o dos por semana. En este escenario, 840 ciclos de vida dan para mucho tiempo, tanto que no justifica el uso de baterías recargables, con todo el sobrecoste que implica un cargador de baterías de Litio

La Dirección de Devalirian Engineering, S.L. establece una política del sistema de gestión y unos objetivos que se actualizan anualmente en función de los resultados y de la estrategia corporativa.

En Devalirian Engineering, S.L. tenemos un total compromiso para cumplir los requisitos de nuestra actividad persiguiendo la excelencia. Hemos seguido esta premisa desde nuestra fundación y seguirá siendo una máxima para todos los que componemos la empresa. Para ello es fundamental capacitar a nuestro equipo como profesionales altamente competentes para obtener la confianza y satisfacción de nuestros clientes. Puesto que nuestra actividad está 100% relacionada con el servicio al cliente, no tenemos duda alguna sobre la prioridad de esta declaración al tiempo que no dudamos del éxito de esta.

En lo que se refiere a la relación que mantenemos con nuestros clientes, en la prestación de nuestros servicios y en la entrega de los proyectos que implantamos, el compromiso de calidad y mejora continua está presente en todos los procesos que nos relacionan con el cliente.

Devalirian Engineering, S.L. ha implantado un sistema de gestión y seguridad de la información en el seno de la organización, cuyo principal objetivo es alcanzar la satisfacción esperada por los clientes, a través de unos procesos establecidos y fundamentados en un proceso de mejora continua, garantizando la continuidad de los sistemas de información minimizando los riesgos de daño y asegurando el cumplimiento de los objetivos fijados para asegurar en todo momento la confidencialidad, integridad y disponibilidad de la información. Para ello, Devalirian Engineering, S.L. asume su compromiso con la calidad y la seguridad de la información según la norma de referencia ISO/IEC 27001 y estableciendo los siguientes principios:

  • Asegurar que los requisitos del cliente se determinan y se cumplen con el objetivo de mejorar la satisfacción del cliente.
  • Ofrecer servicios de alta disponibilidad y protegemos toda nuestra información y la de nuestros clientes cumpliendo con controles de protección ante pérdidas, manipulaciones o divulgaciones no autorizadas.
  • Velar por garantizar la satisfacción de nuestros clientes, incluyendo las partes interesadas en los resultados de la empresa.
  • Asegurar la confidencialidad e integridad de los datos gestionados por la empresa y la disponibilidad de los sistemas de información, tanto en los servicios ofrecidos a los clientes como en la gestión interna, evitando alteraciones indebidas en la información.
  • Asegurar la capacidad de respuesta ante situaciones de emergencia, restableciendo el funcionamiento de los servicios críticos en el menor tiempo posible.
  • Establecer las medidas oportunas para el tratamiento de los riesgos derivados de la identificación y evaluación de activos.
  • Cumplir con los requisitos de la legislación aplicable y reglamentaria aplicables a nuestra actividad, los compromisos adquiridos con los clientes y las partes interesadas, así como todas aquellas normas internas a las que se someta la empresa.
  • Proponer y evaluar mejoras en la organización interna y en nuestros métodos de trabajo.

La Dirección de Devalirian Engineering, S.L. revisa periódicamente el sistema de gestión, para asegurarse de su conveniencia, adecuación y eficacia continua.

En esta revisión se evalúan las oportunidades de mejora del sistema y del control de los procesos, y se detectan las necesidades de efectuar cambios en el sistema de gestión.


A menudo nuestros clientes nos piden consejo sobre si es prudente usar una Raspberry Pi en un entorno industrial y a pesar de las dudas, cada vez más y más empresas optan por basar sus nuevos desarrollos en una Raspberry. Las razones son bien conocidas: potencia de cálculo razonable, excelente tratamiento de la cámara de video, conectividad wifi/ethernet, bus de expansión de entradas/salidas y una enorme y muy activa comunidad de entusiastas.
Solo hay que tener en cuenta tres debilidades inherentes al hardware y al sistema operativo:
1)    La temperatura ambiente no puede superar los cincuenta grados centígrados
2)    La tarjeta SD en la que reside el sistema operativo es sensible a las vibraciones
3)    NO SE DEBE ESCRIBIR NADA en la SD, debido al riesgo de corromper el sistema de archivos al apagar la Raspberry de forma abrupta.
Un momento, ¿temperatura por debajo de 50 grados, sin vibraciones y sin escribir nada en la SD? ¿En serio?
Pues la verdad es que sí, que no es tan fiero el león como lo pintan como tampoco lo es el llamado “entorno industrial”.
Sí, claro, el rango de temperatura oficial de un entorno industrial es de -20 a 85 grados, pero lo cierto es que la electrónica de control se suele ubicar en un armario de conexiones ubicado dentro de la nave, lo que se traduce en un rango de temperatura muy confortable y bastante controlado (muy lejos del frio siberiano y del ardor saharaui)
Por tanto, si sabemos que el destino de nuestro equipo es un armario de conexiones, no hay que temer ni por la temperatura ni por las vibraciones.
Solo queda por resolver el detalle de NO ESCRIBIR NADA EN LA SD. Bien, el truco consiste en crear una unidad de disco “fantasma”, que, en lugar de residir en la SD, reside en la memoria RAM.
En esta unidad de disco, dirigiremos todas aquellas operaciones de escritura que el sistema operativo necesita para mantener su actividad. Operaciones que, mayoritariamente, son ficheros de log que no tienen mucha trascendencia o bien semáforos temporales.
De acuerdo, pero ¿y nuestros datos?
En la nube: La Raspberry dispone de ethernet, wifi y todo el soporte de comunicaciones y redes que nos ofrece Linux. No hay ninguna necesidad de guardar datos permanentes en la SD.
Confiamos que esta reflexión os sea útil.

Solo es un papel, pero detrás hay horas y horas de trabajo (y muchos meses de espera…)

Number of the certificate: Numero del Certificato: XEF 21 ATEX 0040 X Issue Number: 0
Equipment or protective system: Apparecchiatura o sistema di protezione: Precintank ESLC
Manufacturer: Fabbricante: Equiptank Engineering, S.L.

II 2(2) G Ex eb ib [ib Gb] IIB T4 Gb