rabbit51

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Smart UPS 500 (NEC designed by APC)のバッテリーをスーパーナットRBC20J-Sに交換

2020-10-06 17:00:00 | UPS
SU500の電池交換ランプと定期的なアラーム


SU500標準のバッテリーRBC20J(12V5Ah x2)

少し膨張が観られる。価格¥13,000-ほどだった。

交換したスーパーナット(RBC20J-S

12V9Ah x2で容量がほぼ2倍。価格は¥14,000-(バッテリーキット)。
バラで購入してセルフキッティングすると約¥5~6,000-程度。
電池交換は、稼動状態で、電池の+/-接続端子(ファストン端子)を外し、電池交換、ファストン端子を接続で完了する。
交換後、セルフキャリブレーション(テストモード)が行われる。で完了。

交換後、「apcupsd」で情報を観ると
APC      : 001,051,1158
DATE     : 2020-08-28 12:55:26 +0900  
HOSTNAME : debian10
VERSION  : 3.14.14 (31 May 2016) debian
UPSNAME  : UPS_IDEN
CABLE    : Custom Cable Smart
DRIVER   : APC Smart UPS (any)
UPSMODE  : Stand Alone
STARTTIME: 2020-08-28 11:44:09 +0900  
MODEL    : SMART-UPS 500
STATUS   : ONLINE LOWBATT 
LINEV    : 102.0 Volts
LOADPCT  : 44.2 Percent
BCHARGE  : 100.0 Percent
TIMELEFT : 3.0 Minutes
MBATTCHG : 5 Percent
MINTIMEL : 3 Minutes
MAXTIME  : 0 Seconds
MAXLINEV : 102.0 Volts
MINLINEV : 100.7 Volts
OUTPUTV  : 102.0 Volts
SENSE    : High
DWAKE    : 0 Seconds
DSHUTD   : 180 Seconds
DLOWBATT : 2 Minutes
LOTRANS  : 90.0 Volts
HITRANS  : 110.0 Volts
RETPCT   : 0.0 Percent
ITEMP    : 53.5 C
ALARMDEL : 5 Seconds
BATTV    : 27.9 Volts
LINEFREQ : 50.0 Hz
LASTXFER : Automatic or explicit self test
NUMXFERS : 0
TONBATT  : 0 Seconds
CUMONBATT: 0 Seconds
XOFFBATT : N/A
SELFTEST : NO
STESTI   : 336
STATFLAG : 0x05000048
DIPSW    : 0x00
REG1     : 0x00
REG2     : 0x00
REG3     : 0x00
MANDATE  : 01/30/01
SERIALNO : NS0105XXXXXX
BATTDATE : 01/30/01
NOMOUTV  : 100 Volts
NOMBATTV : 24.0 Volts
EXTBATTS : 0
FIRMWARE : 120.14S.A
END APC  : 2020-08-28 12:55:52 +0900
これでは、接続した瞬間にシャットダウンになってしまう。入手してから16-7年、製造から19年なので本体の問題なのか?、バッテリーに不具合があるのか?

バッテリー・ストア(南進貿易)に連絡してみると、確認済みのバッテリーを送ってもらえる事になった。
到着後、交換するも状態変わらず。
急遽、「SMT500J」を注文!(Serial/USBの同時接続使用が可能そうなので選択)

SMT500Jの表面パネルと裏面パネル


使用されているバッテリー(多分GSユアサのNP7-12)

コネクタで電池の挿抜だけで交換可能。
このバッテリーをSU500に接続してみる


SU500にSMT500Jのバッテリーを接続して確認

同時に負荷電流を計るため「20A/75mvのシャント抵抗」を挿入(安全対策のためマイナス側ラインへ)して計測
スーパーナットRBC20J-Sと変わらず。
SMT500JにスーパーナットRBC20J-Sを接続してみると同等のバッテリー稼動時間を表示。
SU500の問題と確定した
スーパーナットRBC20J-Sが¥14,000-なのでAPCのRS550とほとんど同価格の投資。。。
失敗か?調査してみると「キャリブレーション」の可能性が見えてきた

"Soft" Runtime Calibration
"Manual" Runtime Calibration
Resetting the UPS Battery Constant
順番に実施してみる事に

(1)"Soft" Runtime Calibration
100%充電されている事を確認し、「/etc/init.d/apcupsd stop」でapcupsdを停止する。apctestの「2) Perform a Battery Runtim Calibrtion」を実行する。LOADPCTは、40.5 %でTIMELEFTが6.0 Min。DS216Jの磁気ディスクがスタンバイすると35%と7.0 Min。
TIMELEFTが2 Minを切るとLOWBATTでキャリブレーション終了となる。バッテリー稼動時間は、約264秒。
何度か実行してみたが「変化なし」

(2)"Manual" Runtime Calibration
100%充電を確認し、入力電源を切断(Power failuer)でUPSがシャットダウンするまで実行する。
最終的にUPS出力が断されるので、ルータ・スイッチ類を外し、DS216J関連とXPS8300だけで実行するよう構成変更した。
この時のLOADPCTは、18.7%でTIMELEFTが21.0 Min。
シャットダウンまで950 sec(15m30s)だった。

開始前の電池電圧は、27.42V(トリクル充電)。電池駆動状態に入ると24.97Vから低下し、シャットダウン時24.85Vだった。
電池の特性的にも「22.1V」位まで放電出来るはずなので、SU500のキャリブレーションが適切で無いようだ。

実行後も「変化なし」

(3)Resetting the UPS Battery Constant
apctestの「6) Enter TTY mode communicating with UPS」(シリアル端末を2400bps8N1で直接接続しても良いらしい)を使ってUPSの「Battery Constant」の確認と設定を試みる。ガイドに従い、現在の設定値を確認してみた。
root@debian10:~# apctest
2020-10-03 17:03:43 apctest 3.14.14 (31 May 2016) debian
Checking configuration ...
sharenet.type = Network & ShareUPS Disabled
cable.type = Custom Cable Smart
mode.type = APC Smart UPS (any)
Setting up the port ...
Doing prep_device() ...

You are using a SMART cable type, so I'm entering SMART test mode
Hello, this is the apcupsd Cable Test program.
This part of apctest is for testing Smart UPSes.
Please select the function you want to perform.

1) Query the UPS for all known values
2) Perform a Battery Runtime Calibration
3) Abort Battery Calibration
4) Monitor Battery Calibration progress
5) Program EEPROM
6) Enter TTY mode communicating with UPS
Q) Quit

Select function number: 6

Enter an ESC character (or ctl-[) to exit.

YSM
426
5EF
6F9
03A
P018.7
j0021:
B27.60
C050.4
^[
TTY modeに入ったら、「Shift+Y」を入力する。SMの応答があったら、PROGモードに入らず、「4,5,6,0」の応答を確認する(0は数字のゼロ)。
SU500の標準設定は、「4=26」「5=EF」「6=F9」「0=89」(apc calibration manual
12V5Ahのバッテリーの標準値なので「0=3A」は低値。
「P」は、LOADPCT値(%)。「j」は、TIMELEFT値(分)。「B」は、BATTV値(V)。「C」は、ITEMP値(℃)。
「0=89」に変更してみる
Enter an ESC character (or ctl-[) to exit.

YSM
03A
j0021:
P018.7
11PROG
03A
+3B
+3c
・・・途中省略・・・
+88
+89
089
j0063:
P018.7
RBYE
^[
「SHIFT+Y」を入力。SMの応答があったら、「0, j, P」を確認。
「1」4秒のポーズ「1」でPROG応答(1は、数字のひとつ)。PROGモードに入る。
「0」で3Aの応答。「+」で3B, 「+」で3Cと順次インクリメントさせ、「+」89までインクリメント。
「0」で89を確認し、「j」でTIMELEFT値を確認。「P」でLOADPCT値も確認。
「SHIFT+R」でBYE応答。書き込み変更終了。「CTR+[」「q」でapctestを終了。
この状態で、apctestの「2) Perform a Battery Runtime Calibration」を実行。
2919 sec(48m39s)でBCHARGE=25%、TIMELEFT=12.0 minで終了。終了時のバッテリー電圧BATTV=24.74V。
まだバッテリーの容量に余裕がある。

「Battery Constant」を「FF」にして「"Manual" Runtime Calibration」を実行すると自動調整されるらしいので実行してみた。

「0=FF」「j=0123:」「P=019.2」で開始。
「10:30」に開始して「12:48」にシャットダウン。
UPS出力が「DSHUTD=180」時間後に断。この時BCHARGE=9% 、BATTV=19.5V
計測中のapcupsdのapccontrolでshutdownとkillpowerの停止を忘れたため、経過のメモだけで詳細な計測値を失う。シャットダウン前から電池電圧の録画をしていたためBATTV値は正確。電池駆動時間は、8460 sec(141m0s)。
結果、SU500の「Battery Constant=FF」を超えており、自動設定されなかった。

12V55Ahの自動車用バッテリーを2個接続して「Battery Constant」を設定している例があり、外部電池 EXTBATTSを設定して調整できるようだ。
別記事だが、自動車用電池で稼働させている写真(最後の方)。

シャットダウン発生までの時間138分で「Battery Constant」を設定する事にした。後は、自動キャリブレーションの調整に任せる。外部電池の数量(EXTBATTS)は、「>(半角)」で設定。
Enter an ESC character (or ctl-[) to exit.

YSM
0FF
j0126:
>000
11PROG
>000
+01
j0378:
0FF
-FE
・・・途中削除・・・
-C0
0C0
j0277:
0C0
-BF
・・・途中削除・・・
-A0
0A0
j0226:
0A0
-9F
・・・途中削除・・・
-70
j0150:
070
-6F
・・・途中削除・・・
-61
-60
060
j0124:
060
・・・途中削除・・・
+69
+6A
j0140:
06A
-69
j0138:
P018.7
j0138:
069
RBYE
^[
LOADPCT=18.7%、TIMELEFT=138.0 minは、EXTBATTS=1、0=69となった。
EXTBATTSの設定値は、自動車用の55Ahバッテリーの場合、55/7=7.86なのでEXTBATTS=7とする。「0」で調整出来なければ、EXTBATTS=EXTBATTS+1とする。スーパーナットのRBC20J-Sは、9Ahなので9/7=1.29 、EXTBATTS=1。
SUA500のバッテリーRBC48Lが12V7AhなのでEXTBATTS=0 の時「0」で調整できる最大容量と判断した。

トリクル充電値も調整してみた。
電池端子で「27.4V」となるよう

設定
Enter an ESC character (or ctl-[) to exit.

YSM
11PROG
B27.87
-F6
-F5
-F4
B27.60
RBYE
^[
BATTVの設定値は、「27.6V」で「F4」。バッテリー接続ケーブルのドロップも考慮された設定になる。外部電池に細い線で引回すとケーブルドロップが大きくなり動作しなくなることが紹介せれていたので注意。
現在の状態
root@debian10:~# apcaccess
APC      : 001,051,1153
DATE     : 2020-10-05 17:26:01 +0900  
HOSTNAME : debian10
VERSION  : 3.14.14 (31 May 2016) debian
UPSNAME  : SU500   
CABLE    : Custom Cable Smart
DRIVER   : APC Smart UPS (any)
UPSMODE  : Stand Alone
STARTTIME: 2020-10-04 09:39:39 +0900  
MODEL    : SMART-UPS 500
STATUS   : ONLINE 
LINEV    : 103.3 Volts
LOADPCT  : 18.7 Percent
BCHARGE  : 100.0 Percent
TIMELEFT : 138.0 Minutes
MBATTCHG : 5 Percent
MINTIMEL : 3 Minutes
MAXTIME  : 0 Seconds
MAXLINEV : 104.0 Volts
MINLINEV : 102.7 Volts
OUTPUTV  : 103.3 Volts
SENSE    : High
DWAKE    : 0 Seconds
DSHUTD   : 180 Seconds
DLOWBATT : 2 Minutes
LOTRANS  : 90.0 Volts
HITRANS  : 110.0 Volts
RETPCT   : 0.0 Percent
ITEMP    : 45.9 C
ALARMDEL : 5 Seconds
BATTV    : 27.6 Volts
LINEFREQ : 50.0 Hz
LASTXFER : Line voltage notch or spike
NUMXFERS : 0
TONBATT  : 0 Seconds
CUMONBATT: 0 Seconds
XOFFBATT : N/A
SELFTEST : NO
STESTI   : 336
STATFLAG : 0x05000008
DIPSW    : 0x00
REG1     : 0x00
REG2     : 0x00
REG3     : 0x00
MANDATE  : 01/30/01
SERIALNO : NS0105XXXXXX
BATTDATE : 09/18/20
NOMOUTV  : 100 Volts
NOMBATTV : 24.0 Volts
EXTBATTS : 1
FIRMWARE : 120.14S.A
END APC  : 2020-10-05 17:26:25 +0900
もう暫く、製造後19年経つSU500が使用できそうだ。
ITEMP=45.9 Cだが、バッテリー表面温度は、37.0 C程度(外気温27.4 C時)
LOADPCT=18.7 %は、PR-S300SE/NVR510/GS116EとNVR500/WZR-HP-G300(OpenWrt)/AirMac Time Capsuleを稼働中
TIMELEFT=138 min
-------
DS216J(1TB mirror)/HDC2-U2.0(1TB mirror)/HDCA-U2.0(2TB)/XPS8300は、SMT500Jで稼働
LOADPCT=18.2 %, LOADAPNT=15.6 %, TIMELEFT=84.0 min
-------
上記全ての機材をSU500に接続すると
LOADPCT=49.9 % TIMELEFT=39 min

近隣の大きな停電事象
平成11(1999)年11月22日 航空自衛隊機墜落
(平成23(2011)年3月 東日本大震災・計画停電なし)
平成26(2014)年 6月12日 電線切断事故
平成28(2016)年10月12日 変電所火災
-------

 

コメント
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