V minulosti jsem byl požádán, zda bych nemohl sestrojit zařízení, které by v případě výpadku napájení dokázalo nastartovat počítač. Jistě nyní napadne ty trochu znalejší, že tento problém je možné vyřešit v BIOSu daného počítače tak, aby se po výpadku napájení opět zapnul. To je samozřejmě možnost u novějších ATX desek. Starší desky to ale bohužel nepodporují, a tak je nutné řešit start externím zařízením.
V té době jsem sestrojil zařízení, které pracovalo uspokojivě. Bylo postaveno na klasických součástkách a obsahovalo tři integrované obvody. Později jsem se začal zajímat o jednočipové mikropočítače, a tak vzniklo zařízení, které je poměrně jednoduché a přitom toho dokáže mnohem více než jen po výpadku napájení opět nastartovat PC.
Co zařízení dokáže
| 1 | Po zapnutí napájení po dobu přibližně jedné minuty kontroluje síťové napětí, zda nedojde k dalšímu výpadku nebo poklesu napětí. Pokud se tak stane, proces spuštění PC nebo jiného zařízení se opět o minutu pozdrží, dokud není síťové napětí ustálené. Detekce byla zařazena proto, že při bouřkách není neobvyklé, že po výpadku a následném nahození sítě dojde ještě k několika krátkým výpadkům, než se síť ustálí. |
|---|---|
| 2 | Pokud dojde k ustálení sítě, je sepnuto relé RE1, které připojí síťové napětí k danému PC nebo jinému zařízení. Následně je asi s desetisekundovým odstupem sepnuto RE2, které simuluje tlačítko Power na PC. Impulz trvá necelou jednu sekundu a tím je zajištěn start PC. |
| 3 | Základní režim pracuje jako startér. Po osazení jumperu JP1 se aktivuje rozšířený režim resetátoru, který po startu sleduje externí pulzy od programu Watchdog nebo jiného hlídaného zařízení. |
Režim resetátoru
V rozšířeném režimu zařízení nejprve stejně jako v základním režimu nastartuje připojené PC nebo jiné zařízení. Následně je zařazena prodleva přibližně 1:20 minuty, ve které musí PC nebo jiné zařízení nastartovat. V případě PC je po nastartování spuštěn program Watchdog v1.1, který v nastaveném intervalu odesílá na sériový port RS232 impulzy, které zařízení sleduje.
Pokud je vše v pořádku a impulzy přicházejí ve stanovené době, nic se neděje a jde o náznak, že vše pracuje, jak má. K dispozici jsou dva programy pro mikropočítač: varianta s jednosekundovými pulzy a varianta s jednominutovými pulzy. V momentě, kdy pulzy přestanou chodit ve stanovené době, mikropočítač to vyhodnotí jako chybu a restartuje PC tím, že ho odpojí od napájení. Následně ho znovu zapne podle předchozího postupu: jedna minuta kontrola sítě, sepnutí RE1, deset sekund prodleva, pulz na RE2 a 1:20 minuty na start PC.
Poté znovu začne kontrolovat, zda přicházejí pulzy. Aby se zabránilo neustálému restartování PC, pokud pulzy ve stanoveném čase nepřicházejí, je zařazena ochrana, která povolí pouze tři restarty. Poté jsou impulzy ignorovány a PC zůstává v zapnutém stavu. Překročení tří pokusů o restart je signalizováno svitem červené LED.
Hardwarové řešení
Celé zařízení je osazeno na jednostranné desce plošných spojů se dvěma drátovými propojkami. Zařízení je napájeno přímo ze sítě 230 V a toto napětí je přivedeno na svorky X1. Přes pojistku je pak přivedeno na transformátor 9 V / 1,9 VA. Napájení procesoru PIC12F508 je zajištěno diodovým můstkem a stabilizátorem napětí 78L05. LED1 signalizuje zapnutí zařízení. Jednotlivá relátka jsou na 12 V a jsou připojena přímo na kladné napětí za usměrňovacím můstkem.
Detekce výpadku sítě a poklesu napětí je řešena jednoduše děličem napětí přímo za můstkem pomocí odporů R2 a R3. Protože je zde napětí značně zvlněné, je zařazen kondenzátor C5 a zenerova dioda D5 chránící vstup procesoru před napěťovými špičkami. JP1 slouží k volbě rozšířeného režimu resetátoru a osazuje se, když je zařízení ve vypnutém stavu.
Vstup pulzů od PC je zajištěn konektorem CANON9F. Pokud chceme použít pulzy z jiného zařízení než PC, je možné je připojit na konektor JP2. Kvůli možnému otočení konektoru a tím přepólování vstupních impulzů na JP2 je použit 3pinový konektor, kde krajní vývody jsou ukostřeny a prostřední je určen pro kladné napětí. Tím ani při otočení konektoru nemůže dojít k přepólování. Vstupní pulzy jsou zároveň odděleny optočlenem pro maximální univerzálnost tohoto vstupu. LED4 signalizuje jednotlivé fáze programu a případné chybové hlášení.
Provozní a chybové stavy
| LED1 svítí | Zařízení je pod napětím. |
|---|---|
| LED4 bliká | Zařízení čeká jednu minutu na ustálení síťového napětí. |
| LED2 svítí | Je sepnuté RE1, tedy napájení připojeného zařízení. |
| LED3 | Impulz pro zapnutí PC přes RE2, přibližně jedna sekunda. |
| LED2 svítí, LED4 bliká | Rozšířený režim resetátoru: přicházejí externí pulzy od PC nebo jiného zařízení. |
| LED2 a LED4 svítí | Došlo k překročení tří pokusů o restart PC nebo jiného zařízení. Externí pulzy nepřicházely ve stanoveném čase. |
Použití i mimo PC
Několikrát jsem zmínil jiné zařízení místo PC. Je to proto, že nejen PC se dá hlídat v rozšířeném režimu. Můžeme například připojit switch, router, Wi-Fi AP a jiná zařízení, která při své činnosti signalizují blikáním nějaké LED provozní stav. U switche nebo routeru je to kontrolka některého LAN portu. Pokud dojde u takového zařízení k zatuhnutí, většinou daná kontrolka přestane blikat a buď svítí trvale, nebo nesvítí vůbec.
Pokud tuto kontrolku připojíme na JP2 a použijeme program s minutovou prodlevou na tomto vstupu, resetátor snadno odhalí, že došlo k problému na hlídaném zařízení, a provede restart. U Wi-Fi AP to může být kontrolka WLAN. Vždy je nutné vybrat kontrolku, která má přímou souvislost se správnou funkcí střeženého zařízení a zároveň ve zvoleném časovém intervalu mění svůj stav, tedy bliká.
Seznam součástek
| Označení | Ks | Hodnota / typ | Poznámka |
|---|---|---|---|
R1, R8 | 2 | 820R | |
R2 | 1 | 12K | |
R3 | 1 | 82K | |
R4, R5 | 2 | 4,7K | |
R6, R7, R10 | 3 | 1,5K | |
R9, R11 | 2 | 10K | |
C1, C2 | 2 | 100nF | |
C3 | 1 | 47uF/10V | |
C4 | 1 | 100uF/25V | |
C5 | 1 | 22nF | |
D1 | 1 | 1N4001 až 1N4007 | |
D2, D3, D4 | 3 | 1N4148 | |
D5 | 1 | ZD5V1 | Zenerova dioda. |
B1 | 1 | B80C/1500 | Libovolný vhodný můstek. |
LED1, LED2 | 2 | 3mm zelená | Libovolná. |
LED3 | 1 | 3mm žlutá | Libovolná. |
LED4 | 1 | 3mm červená | Libovolná. |
Q1, Q2 | 2 | BC237 | Libovolný vhodný NPN. |
OK1 | 1 | PC817 | Optočlen. |
IC1 | 1 | 78L05 | Stabilizátor. |
IC2 | 1 | PIC12F508 | Naprogramovaný procesor. |
K1 | 1 | GL5L 12V | Relé. |
K2 | 1 | FRS1B 12V | Relé. |
X4 | 1 | CANON9F90 | Samice do DPS. |
JP1 | 1 | Jumper lišta 2 piny | Volba režimu resetátoru. |
JP2 | 1 | Jumper lišta 3 piny | Vstup pulzů z jiného zařízení. |
X1 | 1 | AK500/2 | |
X2, X3 | 2 | AK500/3 | |
TR1 | 1 | 1x9V/1,9VA do DPS | Transformátor. |
F1 | 1 | Pojistkové pouzdro 5x20 / 0,1AF | Lze použít i slabší pojistku. |
DPS | 1 | Jednovrstvý plošný spoj 100x50mm | |
DIL8 | 1 | Patice 8 pinů | Pro procesor. |
Schéma zapojení
Plošný spoj a osazovací plán
Plošný spoj je vytvořen na jednostranné desce o velikosti 100x50mm. Při osazování součástek by neměl nastat žádný problém. Při pečlivé práci zařízení pracuje na první zapojení a není třeba nic nastavovat. Nezapomeňte osadit dvě drátové propojky.
Konfigurace procesoru
| Položka | Nastavení |
|---|---|
Oscillator | Interní oscilátor. |
Watchdog | OFF. |
MCLRE | OFF. |
Ochrana programu | Dle uvážení. |
Dokumentace
Zde si můžete stáhnout veškerou dokumentaci pro stavbu včetně programu pro procesor. Samostatně je k dispozici také program Watchdog v1.1 pro PC.
Prohlášení
Tato konstrukce je autorská práce a není povoleno bez souhlasu autora přejímání na jiné stránky nebo komerční využití. Je povoleno pouze odkazovat na tento web a tuto konstrukci. Autor zároveň nepřebírá jakoukoli odpovědnost za chování zařízení a případné škody způsobené použitím tohoto zařízení, ať by byly jakéhokoli rázu. Zařízení je určeno pouze k užití pro vlastní potřebu.
V této konstrukci je použit program Watchdog v1.1 a program mikrokontroleru, na které se vztahují autorská práva. Na program je udělena zdarma licence pro užití pro vlastní potřebu. Jakýkoli prodej není bez souhlasu autora možný.