Ho deciso di rendere disponibile su questo forum una guida all'UPS visto che mancava.
Non scenderò troppo nei particolari tecnici entrando nel merito di argomenti che non conosco. Cercherò quindi di utilizzare parole semplici, comprensibili anche se poco corrette dal punto di vista tecnico, con lo scopo di fornire una conoscenza base del funzionamento di un UPS e chiarire qualche dubbio per agevolare la scelta in fase di acquisto.
Spero possa risultare utile!
Cos'è un gruppo di continuità (UPS)? A cosa serve?
UPS sta per
Uninterruptible
Power
Supply. Il gruppo di continuità è un dispositivo in grado di eliminare i disturbi e le variazioni di tensione, come cali e picchi, presenti nella rete elettrica. Queste brusche variazioni, specie se frequenti e di una certa entità, possono arrecare danni ai dispositivi e ridurne l'aspettativa di vita utile.
La funzione fondamentale di un gruppo di continuità è però l'erogazione di energia con l'ausilio di batterie, allo scopo di alimentare i dispositivi collegati (computer, monitor, console…) in caso di mancata erogazione di corrente elettrica (blackout) garantendo
continuità di alimentazione.
Consente quindi di salvare il nostro lavoro e spegnere in tutta tranquillità il dispositivo che stavamo utilizzando.
Semplificando, i componenti fondamentali di un UPS sono sostanzialmente 4:
- una o più batterie (ermetiche al piombo acido ricaricabili);
- un alimentatore per caricarle;
- un inverter, generatore di corrente alternata;
- l'AVR (
Automatic
Voltage
Regulator), circuito con lo scopo di smorzare i picchi e compensare i cali di tensione
I vari tipi di UPS:
Nel procedimento di scelta del gruppo di continuità è importante tener conto delle 3 diverse tipologie, che in base alle caratteristiche offrono altrettanti gradi di protezione e determinano il prezzo di acquisto anche in maniera significativa.
Online (a doppia conversione): sono quelli meno diffusi in ambito domestico sostanzialmente per via del costo elevato. Negli UPS di questo tipo la corrente alternata in ingresso, proveniente dalla presa a muro, viene convertita in corrente continua per la ricarica della batteria. Avviene una seconda conversione, questa volta al contrario: l'inverter trasforma la tensione continua in uscita dalla batteria in corrente alternata “pulita” che va ad alimentare i dispositivi collegati. Nel caso mancasse la corrente il tempo di intervento (periodo di tempo tra il blackout, quindi assenza di tensione e l'intervento del UPS) risulta quindi praticamente nullo.
Line-interactive: hanno un buon rapporto prezzo/funzionalità e sono i più indicati a proteggere e mantenere accesi i dispositivi in ambito domestico o in una medio-piccola azienda. In questo tipo di gruppo di continuità la corrente in ingresso viene “filtrata” e riportata nei valori di tolleranza tramite AVR solo nel caso di pericolose variazioni. Nel caso di disturbi più gravi o in mancanza di corrente, l'inverter attiva le batterie alimentando con corrente “pulita” i dispositivi collegati. Il tempo di intervento è nell’ordine dei 5-10 ms, sufficiente affinché le apparecchiature rimangano comunque accese, pur rimanendo brevemente senza tensione in ingresso.
Offline: i più economici. La corrente in ingresso va direttamente ad alimentare i dispositivi, anche in presenza di disturbi, che siano lievi o gravi. L'alimentatore intanto mantiene la batteria carica per far sì che sia pronta nel caso la tensione uscisse fuori range, o in caso di blackout. Hanno un tempo di intervento di circa 10 ms.
Le varie forme d'onda:
Evitando di entrare in argomenti tecnici di cui non ho sufficiente conoscenza, cito che:
“La corrente alternata è un tipo di corrente elettrica caratterizzata da un alternarsi di pulsazioni positive e pulsazioni negative” (Wikipedia). “In Europa l'energia elettrica viene distribuita sotto forma di corrente alternata sinusoidale” (Wikipedia).
Quella che arriva nelle nostre case non è mai, o quasi mai una sinusoide perfetta. Se non dipendente da un impianto vecchio o mal messo, ciò può accadere perché ad esempio lungo i percorsi dei cavi, dispersioni o piccoli contatti ne pregiudicano la qualità. Altresì un elettrodomestico ad alto assorbimento genera un calo di tensione o disturbi nel momento in cui si attiva o durante il funzionamento (il forno, l’asciugatrice, il phon, il condizionatore...).
I gruppi di continuità erogano 3 tipi di corrente, ad onda:
Sinusoidale pura: viene prodotta dagli UPS Online oppure dai migliori Line-interactive. La sua forma è uguale, e in alcuni casi migliore di quella che arriva in casa. È compatibile con tutti i dispositivi.
Sinusoidale simulata (
o pseudo sinusoidale): è l'onda prodotta dagli UPS di fascia medio-alta (alcuni online e quasi tutti i Line-interactive). Ha una forma che simula la sinusoide; può essere infatti approssimata a gradini (o scalare). Va bene per il funzionamento regolare della maggior parte dei dispositivi ma può presentare problemi in caso di apparecchi con trasformatore o con alcuni alimentatori dotati di PFC attivo.
Quadra: la forma d'onda peggiore. Viene prodotta dagli UPS più scadenti ed economici (alcuni Line-interactive e quasi tutti gli offline). Non è consigliata per alimentare i dispositivi con trasformatore. È consigliabile collegarvi solo apparecchi di scarso valore o con alimentatori di qualità che sopperiscano, ma ripeto, non è certo il massimo!
PFC attivo e UPS:
Il PFC è una caratteristica degli alimentatori e rappresenta il fattore di correzione della potenza (
Power
Factor
Correction). Ufficialmente UPS con onda sinusoidale simulata e alimentatori con PFC attivo non sono compatibili.
Riguardo questo argomento si può tener conto, a mio parere, dell'esperienza diretta: facendo un giro sul web si incapperà in discussioni nelle quali c'è chi sostiene che l'aver collegato un gruppo di continuità con onda sinusoidale simulata ad un computer con alimentatore a PFC attivo non abbia comportato nessun danno, e chi invece descrive problemi di freeze del PC o nel peggiore dei casi la rottura dell'alimentatore. Personalmente non ho mai riscontrato il benchè minimo problema, sia in casi personali che non. È giusto sostenere in virtù di questo che vi sono casi specifici nei quali alcuni alimentatori con PFC attivo hanno problemi con l'onda sinusoidale simulata. È bene informarsi sul web per verificare la presenza di casi uguali al nostro. Per evitare un improbabile, ma pur sempre possibile problema è consigliabile quindi che l'UPS produca un'onda sinusoidale pura.
Per chi volesse approfondire la tematica,
Quì una completa spiegazione (si ringrazia andy84 per la segnalazione).
Scelta dei Watt necessari:
Scelta la tipologia di UPS dobbiamo individuare il wattaggio (Watt) di cui necessitiamo, talvolta espresso in Volt-Ampere (VA). È una fase importante e bisogna scegliere con cura, poiché si rischierebbe che nel caso venisse a mancare la corrente, i dispositivi collegati si spengano perché il loro consumo è maggiore della capacità del gruppo di continuità.
Il wattaggio complessivo è determinato dalla somma dei consumi
massimi dei dispositivi che andrete a proteggere. Facciamo un esempio: usando il PC è normalmente acceso anche il monitor: PC (300W max) + monitor (50W max) = 350W. Volendo aggiungere un po' di margine avete bisogno di un UPS di almeno 400/450W.
(Per calcolare i consumi del vostro PC potete rifarvi a
questa guida o acquistare un misuratore.)
Le case produttrici esprimono in volt-ampere (VA) la capacità del UPS, quindi nel nostro caso la potenza potrebbe essere indicata come 750VA/450W. In linea generale, se nella scheda tecnica non è indicato, o sorge la necessità di convertire i VA in Watt, andremo a moltiplicate il valore VA x il fattore di potenza medio (0,6). Questo numerino può assumere valori compresi tra 0 e 1 (dove il valore migliore è più vicino a 1),
è il rapporto tra la potenza attiva (W) e la potenza apparente (VA) e può essere assunto come indice dell'efficienza di un gruppo di continuità.
Un paio di esempi: un UPS da 1000VA con fattore di potenza 0,6 è in grado di erogare circa 600Watt (1000VAx0.6=600Watt). Un UPS da 1000VA che è in grado di erogare 700W avrà un fattore di potenza migliore (1000VAx0,7=700Watt). Ancora, un UPS da 1000VA/500W avrà un p.f. di 0,5, il peggiore tra i tre.
L'autonomia del UPS:
Dimensionare il gruppo di continuità significa tener conto anche di quanto tempo si vuole che i dispositivi rimangano accesi in caso mancasse la corrente. Appare ovvio che maggiore è il wattaggio in più rispetto al consumo degli stessi, maggiore sarà il tempo di autonomia.
Esempio: PC + monitor = 350W a pieno carico, collegati ad un UPS da 400Watt. In questo caso avremmo circa 1 minuto di autonomia, che crescerà, ovviamente, se i consumi dei due dispositivi è più basso in quel momento. Scegliere un gruppo di continuità sovradimensionato (nel caso dell'esempio prendessimo un UPS oltre i 500Watt) ci permetterebbe di avere un'autonomia anche oltre i 5-7 minuti circa, e avremmo la possibilità di sfruttarlo anche per collegarci qualche altro apparecchio.
Rumorosità:
Un altro fattore che molti utenti tengono presente nella scelta è la rumorosità. Seppur molto lieve e difficilmente udibile se non ad una certa distanza o nel silenzio assoluto, è necessario tener presente che l’attività dell'inverter può produrre rumore, il circuito di conversione genera un lieve ronzio. Alcuni UPS sono equipaggiati con una - o più - ventole che entrano in funzione per tenere le temperature basse. Non è finita qui: un altro fattore da considerare sono gli allarmi sonori (disattivabili in qualche caso). Generalmente l'UPS produce un
beep ripetuto per segnalare la funzione "battery mode”, ne produce per segnalare un sovraccarico, un malfunzionamento ecc…Tenetene presente se andate a piazzare il gruppo di continuità nella stanza da letto.
Collegamento del UPS a PC ed altri dispositivi:
Fate attenzione al tipo di presa. La maggior parte di UPS è equipaggiata con prese IEC (femmina), mentre altri modelli hanno le normali prese Shucko.
Pensate a ciò che dovete collegare al gruppo di continuità: l'alimentatore del computer desktop potrà essere collegato certamente in entrambi i casi, ma tutto il resto (monitor, caricatori, casse, tv, decoder…) utilizzerà quasi certamente le Shucko. Nel caso il vostro UPS non le preveda, la soluzione è acquistare una normale multipresa, ma con spinotto IEC (maschio), o in alternativa un semplice adattatore.
Altre funzioni:
Nel caso vi interessi gestire le funzioni del UPS e ottenere statistiche o parametri di funzionamento, di solito si trova il CD con il software nella scatola. Dopo averlo installato e collegato il gruppo di continuità al PC tramite cavo seriale, cavo USB o cavo Ethernet (in base al modello) sarà possibile avviare automaticamente lo spegnimento del computer in caso di blackout, visualizzare lo stato di carica delle batterie, visualizzare la tensione in entrata e in uscita, gestire il range di funzionamento del AVR, effettuare test di diagnostica, gestire gli allarmi sonori...Le funzioni variano da modello a modello, e l'installazione e l'uso del software non pregiudicano il buon funzionamento del UPS, potete anche farne a meno.
Alternative e miti da sfatare. AVR e multiprese:
La spesa da affrontare per un gruppo di continuità può essere piuttosto elevata in qualche caso, e scendere troppo a compromessi acquistando un prodotto molto economico è controproducente, oltre che altamente sconsigliabile.
Esistono delle alternative, ma è necessario tener presente che bisognerà rinunciare certamente alla funzione di backup in caso di blackout.
Una valida alternativa molto più economica è rappresentata infatti dai dispositivi AVR, i quali offrono esclusivamente la funzione di correzione della tensione in entrata (
Automatic
Voltage
Regulator). Non avendo una circuiteria più o meno complessa come può essere quella di un normale UPS, ed essendo sprovvisti di batterie, il loro costo è parecchio inferiore.
Acquistare un semplice AVR può essere l'alternativa valida per chi non ha un budget sufficientemente alto, o per chi non ha necessità di mantenere accesi gli apparecchi collegati in caso di blackout ma vuole comunque proteggerli da pericolose variazioni e disturbi nella tensione.
Attenzione alle multiprese! Non fatevi ingannare dal prezzo e dalle frasi messe lì per enfatizzare e pubblicizzare mirabolanti funzioni: una multipresa definita “filtrata” NON corregge la tensione, NON mantiene i dispositivi accesi in caso di blackout, nemmeno per un secondo, e per questo NON può essere considerata un'alternativa valida. La funzione principale, che può trarre in inganno perché descritta in maniera un po' ambigua è la protezione dalle sovratensioni: nel momento in cui la tensione sale oltre un certo limite, diventando pericolosa per i dispositivi, viene staccata la corrente agli stessi evitando possibili danni. Stop, nient'altro.
Altro mito da sfatare riguarda la protezione contro i fulmini: che abbiate un UPS o una di queste multiprese, nel malaugurato caso un fulmine colpisca direttamente la vostra casa o anche soltanto la linea elettrica dell'isolato non c'è protezione che tenga. Durante i forti temporali l'unica protezione è quella di scollegare fisicamente i dispositivi dalla presa.
Uso e manutenzione del UPS:
Per mantenere l'UPS efficiente ed affidabile è buona norma sostituire almeno ogni 2-3 anni la batteria. La sua usura dipende, come è ovvio, dalla sua qualità e dall'utilizzo.
Il sintomo più usuale che vi indica il momento di sostituire la batteria è quando il gruppo di continuità non riesce più a mantenere accesi i dispositivi (la batteria logora si scarica più velocemente) in caso di blackout. Potete controllare lo stato della batteria anche via software dove questo tipo di funzione sia presente.
La sostituzione della batteria è un'operazione tutto sommato semplice, quindi potete effettuarla da soli. Per acquistare la batteria adatta (uguale alla precedente in capacità) fate riferimento all'etichetta della stessa o al manuale d'uso, anche per leggere le fasi di smontaggio.
È buona norma inoltre:
- caricare l’UPS almeno 8-10 ore prima di provarlo;
- non applicare carichi eccessivi;
- evitare quanto più possibile la scarica completa delle batterie;
- in caso di periodi di inattività prolungata è preferibile scollegare l'UPS dalla presa;
- evitare l'esposizione al sole o a fonti di calore;
- evitare di ostruire le prese d'aria;
- evitare il contatto con liquidi;
- eseguire periodicamente un controllo della batteria
Marche di UPS:
Non potendo esprimere un giudizio sulla qualità di ogni UPS, mi limito ad elencare alcune delle marche più note:
-
APC
-
Atlantis Land
- Belkin
-
CyberPower
-
Eaton
-
Legrand
-
Nilox
-
Online
-
PowerWalker
-
Riello
-
Tecnoware
-
Trust
