Micro Servidor Alimentado con Energía Solar

June 1, 2018 Roberto Rosario Mecaniqueo, Tutoriales 0

Como probablemente ya habrás leído, hace menos de un año Puerto Rico experimentó uno de los peores desastres naturales de la historia escrita (https://www.mayan-edms.com/post/hurricane-maria). La situación tras el paso del huracán María se ha visto agravada por una infraestructura energética deficiente de por sí. Los frecuentes apagones son bastante comunes en la vida diaria.

Los apagones no solo son molestos, sino que causan una serie de problemas que afectan a casi todos los aspectos de la vida moderna. Al trabajar con tecnología, los apagones afectan directamente a mi resultado final y a mi principal fuente de ingresos.

Tras meses en la oscuridad, decidí dar el paso y construir un pequeño sistema de energía solar. Para hacer uso de la energía solar, es muy común recurrir a un convertidor de voltaje con el fin de potenciar los 12 voltios de corriente continua (CC) producidos por los paneles solares y almacenados en baterías de 120 voltios de corriente alterna (CA), que es la que utilizan la mayoría de los dispositivos electrónicos. El uso de un convertidor provoca algunas pérdidas de conversión en el sistema. Para minimizar estas pérdidas, empecé a convertir tantos dispositivos como pude para que trabajasen con 12 voltios de CC. De esta forma podrían ser alimentados directamente desde las baterías del sistema solar. Era hora de empezar a convertir también mis herramientas de trabajo.

Algunos de los sistemas que necesito para mi trabajo diario son los ordenadores y los servidores. Tengo algunos alojados en la nube y otros en local. Los constantes cortes de energía significan que una gran parte de la carga de las baterías de mi sistema solar se está desperdiciando, manteniendo los servidores y los ordenadores en funcionamiento. Tenía que haber una mejor forma de mantener encendido los equipos que necesitaba y optimizar su uso de la energía electricidad.

En lugar de tener ordenadores más grandes, decidí empezar a reducir los dispositivos que usaba. Más dispositivos implicaba tener que repartir los servicios entre todos ellos.

Servidor con energía solar montado

Los ordenadores de placa reducida o SBC son muy comunes hoy día con una gran variedad donde poder elegir. Estos SBC suelen funcionar con USB, de modo que ya funcionan con corriente continua. Uno de mis ordenadores favoritos de placa reducida es el ODROID C2. El ODROID C2 es producido por una empresa bastante responsable, está bien documentado y cuenta con un gran soporte. ODROID C2 tiene una CPU ARM de cuatro núcleos de 64 bits, 2 GB de RAM y soporta módulos eMMC para el almacenamiento. Es uno de los SBC más potentes del mercado dentro de su gama de precios. Con esto en mente, me propuse transformar algunos de mis ODROID y SBC existentes para reemplazar los típicos servidores y ordenadores que normalmente uso.

Figura 2: Las carcasas impresas en 3D de plástico muy comunes para estos SBC no son suficientes para protegerlos y no dejan espacio para añadir componentes adicionales. Las carcasas de aluminio representan una opción bastante mejor.

Figura 3 - Este es el ODROID C2 con botón e indicador de encendido instalados. El interruptor no está conectado a nada y se deja para un futuro uso (tal vez a través de GPIO). El indicador de alimentación está soldado al LED de actividad de la placa

Figura 4 - El cable de alimentación

Figura 5 - El conector JST va al convertidor de voltaje que está dentro de la carcasa de aluminio. Todas las conexiones de cables están protegidas con tubos termo retráctiles

Figura 6 - El conector Anderson va por la parte exterior del cable

Figura 7: Añadí un poco de soldadura para una mejor conductividad

Figura 8 - Aquí estoy probando la continuidad

Figura 9: Añadí un poco de tubo termo retráctil para que trabajase a modo de presión con el cable

Figura 10 - El ODROID montado usando separadores de latón. El residuo procede de una cinta de doble cara de un intento anterior

Figura 11 - La consola serial y las clavijas de alimentación fueron reemplazados tal y como se muestra en la imagen.

Figura 12 - La consola serial y las clavijas de alimentación fueron reemplazados tal y como se muestra en la imagen

Figura 13 - Aquí puedes ver el convertidor de voltaje montado con cinta de doble cara. El convertidor coge los 12 voltios del sistema solar y los reduce a 5 voltios

Figura 14 - Este convertidor en particular puede suministrar 3 amperios de forma continuada

Figura 15 - Todo montado y todos los cables atados correctamente

Figura 16 - El ESP8266 (ESP-01) programado para funcionar como enlace entre la consola serie y el WiFi. Esto permitirá acceder a la consola del ODROID incluso si las comunicaciones fallan. Esto es perfecto para tareas de depuración y gestión

Figura 17 - Aquí tiene la carcasa completamente montada. Los agujeros para el USB, el conector de red y el botón de encendido fueron hechos a mano y hubo algunos rasguños. Esto puede evitarse usando cinta de pintores o usando mejores herramientas como un CNC o un taladro de banco

Figura 18 - El ODROID-C2 es compatible con almacenamiento eMMC y éste tiene una tarjeta de 16 GB que se utiliza para los archivos del sistema. Para el almacenamiento, se usa un disco duro SSD SATA externo con un adaptador SATA a USB

Figura 19 - Los puertos USB de ODROID son USB 2.0. Esto significa que el acceso al almacenamiento no será muy rápido, pero es adecuado para el trabajo que realizará este sistema

Figura 20 - Aquí tienes el microservidor colocado al lado del controlador de carga del sistema solar y conectado a la caja de distribución de energía Anderson

Para comentarios, preguntas y sugerencias, visita el artículo original en  https://medium.com/@siloraptor/solar-powered-microservers-for-a-post-hurricane-maria-puerto-rico-ca83027d20ac.

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