我在宿舍开“服务器”之UPS电源篇

①简介

服务器，服务器，又汤姆是服务器！！天天赛博捡垃圾装服务器，是想哪天干翻阿里云吗？无聊，走了！

停停停先别滑喵，这次咱就不捡垃圾了，来玩点新活——动手给“服务器”做个UPS模块。准确来说，是两个。虽说这标题写的是“UPS电源篇”，给人一种“估计还会有服务器篇、网络篇之类”的感觉，但实际上这个“系列”我打算就写这么一篇，毕竟其他那些东西我多多少少已经写过了，感兴趣可以翻翻我之前的写的文章，不看问题也不大，我还会在本篇大致叙述一下，不过重点会留给UPS电源，内容可能稍显杂乱，挑着看就行。

单纯搭建一台服务器其实并不困难，根据自身需求选择适合的硬件即可。但若加个前缀，“在宿舍中搭建一台服务器”，难度则上升了不少。如果我没猜错的话，大部分高校宿舍晚上或熄灯断电，或断网，或两者兼具，很少能有真正意义上“自由”的宿舍，要想服务器24h不间断运行，首要解决的就是断电和断网的问题；此外，宿舍空间大多狭小，人口密集，生活集中，这将对服务器的体积和噪音提出更高要求；最后，我们大学生都是很穷很穷的人喵，每个月要给永雏塔菲上舰长，还要给原神冲10个648，买不起太贵的服务器喵，也承受不起高功耗24h运行带来的电费喵。

②平台介绍

从需求中，我们进一步提取出以下关键词：不间断、小型、低噪声、低功耗、低价格。又想马儿跑，又想马儿不吃草，这当然是不可能的，不过，我们可以尽可能在这其中找到平衡。先针对后几个关键词，我们从服务器的选择上下手。下面有请1号选手：骁龙410随身wifi棒。

老朋友啊老朋友，虽然没有正式露面过，但估计大家都很熟悉。4核64位ARM处理器，512M+4G残疾内存组合，自带150M龟速无线网卡，刷个debian系统，简单的任务还是能应付应付的。关键是它才不到10块钱啊，一顿饭钱都不到的Linux服务器，给谁谁不流哈喇子啊！而且由于是低端ARM处理器，它的功耗出奇的低，实测空载功耗只有0.36W，未超频全核满载情况下也不过2.5W，发热（相对PC）也很低，加个铝片轻松压住，体积也只有几根手指大小，小小的非常可爱，可以说除了性能和拓展性外完美的存在！

满载时功耗只有2.5W

二号选手：847plus控制板

随身WIFI棒虽然很棒棒，但奈何性能太拉，加上是ARM架构，稍微带点负载的活基本上干啥啥不行。同样是老朋友的847plus可就不一样了，高贵的x86架构，cpu可根据需求选择，低可上移动端奔腾和i3，低功耗低发热，不到10块包邮到家；最高支持移动端3代i7，同代桌面端i5来了都要被踩两脚；可拓展的4GB ddr3l内存+64GB SSD+1个sata接口，只要你想，甚至连原神都（可）能跑；整套成本只有100出头，四舍五入又是不要钱！

附：wifi棒（骁龙410），847plus（赛扬1005M），h61平台（i3 2120）及华为云单核vps（E5 2680v4）单核性能简单对比，测试项目为计算5000位π所用时间长短，real用时越短越好。可以看到，即使是三代移动端几乎最拉胯的赛扬1005M，也能把骁龙410甩几条街，要是这847plus上i5移动端，已经秒把它得渣都不剩了。

#骁龙410
real    1m20.352s
user    1m20.121s
sys     0m0.004s


#赛扬1005M
real    0m35.553s
user    0m32.773s
sys     0m0.084s


#i3 2120
real    0m19.341s
user    0m19.334s
sys     0m0.001s


#E5 2680v4
real    0m19.452s
user    0m18.828s
sys     0m0.016s

③UPS制作&测试

接下来就是重点解决“不间断”了。由于本人宿舍并不会断网，所以只讨论（服务器）电源不间断。电源的不间断，核心便是UPS电源了。你可能会问，市面上UPS产品很多，直接买一个成品就好了，有的也不贵，为什么要自己做？

首先，正经意义上UPS仅仅是供应急使用，通常电池容量有限，不间断供电时间很短，很少有足够支撑服务器度过长达7小时“黑夜”的UPS，即使有，价格也贵得离谱。其次，市面上许多便宜的UPS质量参差不齐，虚标现象普遍，有的电路板只有零零星星几个零件，锂电池用的还都是拆机下来的，质量可想而知。

制作UPS之前，我们还是先从简单的理论设计开始。以一号选手为例，供电电压要求5V，供电接口为usb Type-A，最大功耗小于3w，空载小于1w，要求不间断供电时长至少为7h。我们以平均功耗2w，转换率90%计算，简单得到最少需要大约4200mAh的3.7v锂电池才能实现。

有了大致的参数，我们可以开始选购配件了。UPS模块选择成品5v dc ups模块，9块钱拿下，虽然板子很小，但还是带了锂电池过冲/过放保护，无需额外购买锂电池保护板；输出功率也没标，实测应该不超过5w，只能说够用；输入接口用了遥遥领先的typec，好评。电池我本来想选择两颗18650或21700的动力电池，不过这WIFI棒功耗很低，没必要上到动力电池，就选择了性价比更到的软包电池。标称10000mAh却只要12块钱（现在再看甚至只要10块），感觉有点猫腻，网上也查不到电芯相关信息，从评论区看下来多少有点虚标，但应该没有虚标太多，凑合着用，即使虚标一半也影响不大。（最近刚好刷到B站up的相关测试，虽然电芯型号有点不同，但大差不差，感兴趣可以去观看https://www.bilibili.com/video/BV13T421Y7tv）

主要配件就这两个，但为了更准确观察电池剩余容量，我还加了个数码管电压表及开关，可以直接得到电池电压，再参照锂电池电压-容量对照图即可得到电池剩余容量，正常使用时也可以关掉，防止防止电能消耗和晚上的“光污染”。最后，用纸壳子简单做了个外壳，就完成了制作。总重量183g，总消费23,8元。

那么，这一个仅需20元出头的，充满“废土风”的手搓UPS实际表现如何呢？充电方面，只能说非常拉胯，电池充电电流应该只有500mA，充电功率只有2w左右，1万毫安的电芯，从3.2v开始充电到4.25v，充入电量（按3.7v电压算）大约8300mAh，虚标不算很多，可惜充电时间达到了19h。不过其实UPS对于充电速率要求很低，只要来电时冲进去的电量大于断电时消耗的电量就能正常运行，这样看来这“手搓”的UPS完全没问题，甚至还有不少余量。只不过充电时发热量较大，最好在充电管理芯片和旁边的电感上加个散热片。

放电方面，wifi棒未超频，运行ffmpeg进行直播推流再加上后台alist，frpc的情况下，cpu基本占用40~50%，算是中负载场景，最后得到续航时间竟超过了24h，而若只挂alist和frpc模拟轻负载情况，续航更是超过了72h，远超预期，甚至出现了“一觉醒来不仅没有断电，电池甚至都已经充满了，仿佛昨晚一切都没发生”的情景。反倒是这wifi棒出了点问题，中负载运行1-3天必定死一次机，高负载1天不到就宕机了，不过不用担心，这东西我还有好几个，换一个就行了。

总的来说，这个“年轻人第一台手搓的UPS”效果非常不错，不仅轻松带动小小wifi棒，甚至可以接个拓展坞再上几个wifi棒搞个k8s，或者接个9/12v升压线给功耗不太高的低端路由器供电，再也不用为晚上断网发愁了。不仅物料成本低，制作成本也极低，配件和电池也都是现成的，网上都能买到，焊上几根线就完成了。

要说这“青春版”UPS充其量只能算是洒洒水，练练手，接下来的“进阶版”UPS才真正上了难度，毕竟这正儿八经的x86平台，还是十几年前的老登，再怎么说功耗都得10w往上，比wifi棒多了一个量级。由于最开始时候我并不清楚平台的具体功耗，所以就直接开始上手制作，续航不够后面再加电池。

UPS模块仍然使用成品电路板，只不过电压变成了12v，额定功率达到了24w，价格也来到了24元。模块除自带过冲、过放功能外，还集成了均衡电路，无需额外加装。充电电流最高1A（即7-8w的充电功率），略慢，电池容量大的话最好两片并联。

电池采用亿纬锂能26v 18650锂动力电池，单颗容量2550mAH，内阻15-20毫欧，放电倍率5c，PDD单颗不到4块钱，性价比极高。6颗组成7.4v 7650mAH电池组。另外提一嘴，组电池组时候一定要小心，一定确认好正负再装，我就是正负装反出现短路，再晚个几秒钟估计就烧起来了，快给我整出心理阴影了。

为了方便装卸，还购买了6个可拼接的18650电池盒，可横向无限拼接；带的金属片和螺丝都是铜制的，很良心；电池盒还兼容21700电池，嫌18650能量密度低还可以更换21700。虽然6个就20多块钱，但质量没的说，确实不亏。

输入/输出接口就选择通用的dc5521口。为尽可能降低线阻，负载线全部使用18AWG规格的铜线。

主要配件就这些，但是为了增加实用性（逼格），我还加了些附件。首先依旧是LED电压显示模块，用于实时监测电池容量，当然也可以关掉节电；然后是用于监视输出电压和电流的91C4机械式电压（0-15v）表和电流表（0-3A），至于为什么不选择更方便的电子式电表，那当然是因为机械式确实太帅了！电子与机械的完美结合，传统与现代的猛烈碰撞，颇有一种“赛博废土风”；指针跟着功率的节奏猛烈跳动，给人强烈视觉冲击，哪个理工男看了不心动呢？

可惜还是失策了，买线的时候选了单根18AWG线，结果是我那20多块的垃圾电烙铁功率根本不够，根本焊不上去，本想将电流表与电压表并排粘在电池盒上的，最后只能勉为其难将电流表装在母口输出线上，有点难看，还有一种随时都会断的感觉。

最后开始打胶，把线材和元件全部固定住，再给UPS贴上几块散热片，就大功告成了！虽然好几次恨不得把这勾八垃圾电烙铁吃了，但好在目前为止没出现过脱焊的情况。目前为止总消费大约80多元。

同样，我们还是对这台“UPS pro”进行简单测试。由于i5 2520M动不动就是20,30瓦的功耗，想要带动它显然不太现实，就选用了随板送的亮机u——赛扬B815，测量项目就是在847上运行原版mc服务器，并游玩几个小时，其余时间挂起，计算从满电到断电的耗时。得益于电流表，功耗可直接读出，还是非常方便进行测量的。

待机下，电流约0.6-0.7A，功耗7-8W；满载时，电流最大可达1.8A，功耗超过了20W。到这里，我开始有种不妙的预感，这样下去的话，怕是要连5h都撑不过啊。我赶忙进bios里将一个cpu核心关闭了，继续进行测试，结果待机功耗几乎不变，满载电流降到1.2A左右，功耗14多瓦。结果是在游玩大约1小时mc的情况下，UPS勉勉强强撑到了5.5h，显然，远达不到目标7h。此外，本就寒酸的1.6Ghz 2c2t只剩1c1t了，性能大打折扣，原本还能流畅运行原版mc服务器，关核后创造跑图时tps已经低于20，出现了短暂的卡顿。

续航不够怎么办，只能加钱咯。原本6节18650不够，那就加到10节，好在买了可拼接的电池盒，直接进行简单加法即可，无需再对UPS做太多改动，改装后，电池容量来到了25500mAh，重量也达到了718g，总花费来到100多，快赶上847plus整个平台的价格了。847这边，又花了8块钱买了个赛扬1005M，1.9GHz 2c2t，虽然性能不如同价格的2代i3移动端，但胜在3代能耗比更优秀，更适合这种功耗敏感的场景。

附：赛扬1005M cpuz跑分参考（只开了1个核心），赛扬B815跑分参照之前文章

一顿组合技下来后，我们再看看表现如何，为方便比较，cpu同样关掉一个核心。首先，待机下功耗依旧不变，还是7-8W；满载情况下，电流降低到了0.9A，约11W，相比之前有了不少改善。功耗下降的同时，性能却有了提升，原本跑图会出现短暂卡顿，现在已经不卡了，tps稳稳维持在20。最终，在游玩2.5h mc服务器，其余时间挂起的情况下，续航时间来到了近乎9个多小时，达标的同时，还能留有不少余量，バッチリ。

充电方面，由于充电电流只有1A，成绩自然不会太好看。从0电到充满总共用了10-11小时，在快充普及的今天，已经是令人发指的程度了。不过就算如此，还是比来电时长短不少，在断电前充满绰绰有余。

④总结

说实话，对于我们大部分人来说，UPS其实并不是刚需，不是万不得已（比如宿舍晚上断电）的情况下，基本上用不到，况且，要真遇上不得不需要24h不间断运行的情况，完全可以选择购买云服务器，稳定性比自己搭建的高得多，还带有公网ip，前提是你能够接受那价格高昂的上行带宽。所以，本篇所制作的两个UPS在我写完这篇博客后也理所当然地，无可争议地，自然而然地吃灰了，毕竟我连白嫖的两个vps都还没完全利用完呢。算了不说了，越想越亏了属于是。