Analisi UPS EQ Power EQP-LS1100RTD

Noi umani siamo portati a considerare l'estate come un periodo positivo, durante il quale si possono svolgere molte attività, ci si può divertire e stare insieme. Non a caso indichiamo tale periodo come "la bella stagione". La bella stagione per "le macchine" è invece quella invernale: i nostri computer desktop o notebook, le console, la TV e qualunque altro dispositivo elettronico, soffrono il caldo, gli sbalzi di tensione ed i temporali estivi.

E se per far fronte al caldo possiamo migliorare il sistema di raffreddamento tenendolo pulito ed efficiente, per risolvere il problema dei cali o picchi di tensione generati dall'elevato assorbimento sulla rete elettrica che si registra nel periodo estivo principalmente a causa dell'elevato numero di condizionatori accesi oppure per evitare che un fulmine si porti in gloria qualche pezzo di silicio, è invece necessario far ricorso a strumenti appositi come prese filtrate e UPS (Uninterruptible Power Supply).

Questi ultimi sono spesso dotati anche di presa filtrata per cui un singolo dispositivo può assolvere al compito di proteggere i dispositivi elettronici sia dai fulmini che dai cali o dalle interruzioni improvvise di tensione.

Nonostante lo scopo ed il funzionamento di un UPS possano essere concetti dominio pubblico, non sempre è chiaro quali debbano essere i parametri di scelta e come sia possibile ottenere i valori di cui si necessita. Per questo, prima di procedere, vi consigliamo di dare uno sguardo a questa guida dove troverete la definizione dei termini più comuni, le diverse tipologie di UPS disponibili sul mercato ed i modi per effettuare un corretto dimensionamento.

La recensione odierna verte, invece, su uno specifico prodotto di EQ Power, azienda madrilena impegnata nella produzione e distribuzione di UPS con un range di prodotti che possono soddisfare le richieste di ambienti SOHO (Small Home, Small Office) fino a quelle di enti, ospedali e istituzioni che necessitano di potenze dell'ordine di 40kVA.

Il modello sul nostro banco di prova reca la sigla EQP-LS1100RTD ed è inteso per un utilizzo tipico in ambienti domestici ed in piccoli uffici. Ovunque ci sia un computer (o più di uno) molto costoso, apparati delicati, console o qualunque altro genere di dispositivo intendiate proteggere, un UPS come questo potrebbe tenerli al sicuro.

Caratteristiche tecniche

Segue un elenco delle specifiche tecniche del prodotto che stiamo analizzando:

• Modello: EQP-LS1100RTD
• Potenza: 1.100VA, 880W
• Input
  • Fasi: singola + neutro
  • Range di tensione: 81-145 / 162-290 VAC
  • Frequenza: 60/50 Hz (auto sensing)
• Output
  • Tensione (in modalità batteria): 220V/230V/240V ± 10%
  • Frequenza (in modalità batteria): 60 Hz o 50 Hz ±1 Hz
  • Power Factor: 0,8
  • Crest Factor: 3:1
  • Transfer time (Tipico/Max) 2 ~ 6 ms / 10ms
  • Forma d'onda: sinusoide pura
• Batteria
  • 12 V sigillata, senza manutenzione
  • Tipo: 12 V/ 9Ah
  • Numero di batterie: 2
  • Tempo di ricarica: 4-6 ore per recuperare il 90% della capacità
• Gestione
  • Interfacce di comunicazione: USB (opzionali: SNMP - AS / 400 - scheda ambiente)
  • Software di gestione: EQManagedView / ViewPro con supporto per Windows 2000/2003/XP/Vista/2008, Windows 7, Linux, Unix, MAC
  • Prese di uscita: 8 prese IEC protette (batteria e surge)  di cui 4 programmabili
  • Livello di rumore (a un metro di distanza): ≤ 45 dB
  • Temperatura ambiente: 0°C ~ 40°C
  • Umidità: 0-90 % RH @ 0- 40°C
• Protezioni
• Livelli di protezione: EQProtect 5 con protezione da Power Failure, Power Sag, Power Surge, Under Voltage, Over Voltage
• Avvisi in modalità batteria: allarme ogni 10 secondi; con livello di batteria basso allarme ogni secondo.
• Display LCD: AC Mode, Battery Mode, Load Level, Battery Level Input, Battery Level, Input Voltage, Output Voltage, Overload, Fault, Low Battery
• Dimensioni e peso
• Fattore di forma: Combo (Tower o Rack)
• Dimensioni (mm): 380 x 438 x 88 (Rack 2U)
• Peso netto (Kg): 14

L'UPS EQP-LS1100RTD offre protezione da tutti i possibili problemi che possono essere identificati su una linea elettrica. La sua potenza di 880W è sufficiente a permette di gestire computer di fascia alta e molto alta come quelli gaming, ambienti domestici ove sono presenti più dispositivi elettronici oppure piccoli uffici composti da più postazioni. L'azienda spagnola produce anche un secondo modello, del tutto simile all'LS1100RTD, ma capace di una maggiore potenza di uscita (LS3000RTD da 3kVA, 2400W).

In entrambi i casi ci troviamo di fronte ad una soluzione di tipo Line Interactive ove un modulo AVR provvede a filtrare i disturbi della linea elettrica e l'inverter è utilizzato sia per ricaricare le batterie (lavorando al contrario) sia per generare la corrente alternata nel caso di funzionamento di emergenza a batteria. Il produttore dichiara che la forma d'onda in uscita da questo UPS è una sinusoide perfetta, tale per cui i sistemi dotati di alimentatore con PFC attivo non presentino alcuna anomalia.

Queste le principali feature:

• Nel caso di blackout è possibile estendere l'autonomia con il pacco batterie EQ Plus+ Extended Runtime che garantisce ulteriori 30 minuti (al 75% del carico)
• La ricarica delle batterie avviene usando la tecnologia EQ Green Fast-Charge che utilizza un sistema di compensazione della temperatura ed una tecnica di ricarica multistadio. In questo modo l'efficienza della carica viene migliorata ed il tempo necessario ridotto ad appena 4 ore.

• Batterie Hot Swappable: un tecnico può cambiare al volo le batterie dell'UPS senza la necessità di doverlo spegnere e dunque senza interrompere il funzionamento dei dispositivi ad esso connessi.
• Il display LCD presente sull'UPS offre tutta una serie di informazioni visibili in maniera immediata e per questo senza l'utilizzo di un computer. Questo avviene sia con l'UPS installato in modalità tower che quando installato in modalità rack.

 

  

• Il controllo dell'UPS e dei sistemi collegati può avvenire in maniera locale tramite un computer connesso sulla porta USB oppure attraverso la rete o un sistema industriale AS/400. In questi ultimi due casi è necessario utilizzare le connessioni di un modulo opzionale.
• In caso di emergenza l'UPS EQP-LS1100RTD dispone di un singolo pulsante che permette di togliere immediatamente corrente a tutti gli UPS collegati, una caratteristica di fondamentale importanza per le grosse installazioni dove i servizi di emergenza devono rispettare determinate regole di sicurezza.
• EQ Managed Power Socket: permettono di decidere in maniera indipendente una politica di spegnimento in base all'importanza dei dispositivi collegati. Così durante un blackout si può riservare maggiore autonomia ai dispositivi critici tralasciando quelli meno importanti. L'UPS in prova dispone di due gruppi di prese, uno sempre connesso e l'altro programmabile (anche se sono presenti quattro prese programmabili, esse seguono la stessa singola politica).
• La tecnologia AVR degli UPS EQP-LS1100RTD smussa le fluttuazioni mantenendo la tensione di uscita all'interno di un determinato e sicuro range. Nel caso in cui lo spike non sia troppo elevato, il modulo AVR riporterà i valori ai livelli corretti senza far intervenire le batterie e perciò allungandone la vita media.
• Gli UPS EQ Power come quello che stiamo analizzando prevedono una forma d'onda di uscita a sinusoide pura con un THD (Total Harmonic Distortion) molto basso, garantendo così al sistema una migliore stabilità ed una compatibilità al 100% con gli alimentatori Active PFC.
• L'efficienza dell'EQP-LS1100RTD è testimoniata da un Power Factor di uscita pari 0,8 e da una resa del 98% in modalità ECO (corrente che arriva da quella di rete).

I tempi di runtime dichiarati dal produttore sono visibili nella seguente tabella:

 

L'UPS EQP-LS1100RTD può essere utilizzato sia in senso verticale, grazie alla presenza di due supporti di appoggio, sia in senso orizzontale da poggiare su un piano qualunque, usando ancora gli appositi piedini di appoggio, oppure da integrare all'interno di un rack, nel qual caso occupa due unità.

Nella parte frontale, in basso, è presente uno sportello facilmente removibile che permette di accedere al cavo di collegamento delle batterie e ad un ulteriore pannello metallico utile alla sostituzione delle stesse.

Nella zona superiore invece è presente un display LCD affiancato da tre tasti che permettono di gestire le funzionalità dell'UPS, comprese quelle di base come l'avvio e lo spegnimento, o la navigazione all'interno delle opzioni mostrate sul display.

Nella parte posteriore del dispositivo troviamo tutte le connessioni di ingresso ed uscita.

Nella parte più a sinistra troviamo una finestra che può ospitare un modulo intelligente opzionale di tipo SNMP (collegamento in rete) o AS/400 (gestione in ambienti industriali), seguito da un connettore RS232 e da un connettore USB per collegare sistemi PC o altri UPS da tenere sotto controllo. E' presente dunque il connettore EPO (Emergency Power Off), un connettore seriale, una ventola protetta da griglia che si attiva quando l'UPS sta funzionando a batterie oppure quando sta ricaricando le stesse (praticamente nel momento in cui i circuiti dell'inverter entrano in funzione).

Nella zona più a destra troviamo tutto il parco prese che ne comprende ben 8 di cui 4 possono essere programmate dall'UPS per essere attivate a proprio piacimento. A sinistra di queste troviamo due prese di rete LAN, una di ingresso e l'altra di uscita filtrata; a destra invece c'è la presa di ingresso ed un pulsante per ripristinare il fusibile automatico (circuit breaker) che scatta nel caso di cortocircuiti o sovraccarichi.

Elettronica interna

Un'organizzazione interna perfetta e decisamente pulita è il chiaro segno di un progetto ben ponderato in tutte le sue parti. Questo è quanto ci si prospetta di fronte nel momento in cui disaccoppiamo le due pareti dello chassis in lamiera SECC.

Una delle parti più importanti è quella che comprende le batterie: in questo caso ne troviamo due, da 12V al piombo, prodotte dalla cinese Yuasa e dotate di una capacità di 45Wh, facilmente estraibili per garantire una rapida sostituzione, anche online.

Il circuito parte da una presa filtrata seguita da un sistema di circuit breaker (un fusibile automatico che può essere ripristinato con la pressione di un tasto).

La tensione di rete finisce poi sul PCB principale contenente il modulo inverter / carica batteria, la sezione di protezione ed un modulo di controllo. I componenti attivi dell'inverter (transistor) sono fissati ad alette di raffreddamento ed inclusi all'interno di un tunnel d'aria creato da un convogliatore plastico.

Il collegamento con altri PCB e con le altre parti del circuito avviene mediante alcuni cavi volanti come prassi comune nei circuiti di questo genere costruiti solo in parte in maniera automatica.

Il modulo di collegamento USB, grazie al quale possono essere rilevate alcune grandezze tipiche del dispositivo (tensioni, correnti, livello di carica, ...), prevede una netta separazione con i circuiti ad alta tensione grazie ad una serie di optoisolatori posti su ogni canale.

La porta LAN è protetta dai picchi usando un circuito a diodi (generalmente indicato come clamp) che permette di evitare che tensioni superiori a quelle massime accettabili raggiungano circuiti sensibili.

Una piccola sonda di temperatura è stata posizionata nei pressi del circuito di controllo della batteria il quale non può contare su alcuna ventola o altro sistema di dissipazione passivo.

Le otto prese di uscita sono suddivise in due gruppi: quattro sono collegate in maniera tradizionale ai circuiti dell'UPS mentre le altre quattro sono programmabili ovvero possono essere spente prima che la carica della batteria termini (a queste possono essere connesse periferiche con priorità più bassa quali, ad esempio, una console oppure il monitor o ancora un apparato di rete).

Sistema e metodologia di prova

Abbiamo testato questo UPS sotto diversi punti di vista.

Le prove sono state condotte per:

• Misurare l'autonomia della batteria con due carichi diversi:
  • Sistema in IDLE con monitor connesso all'UPS: potenza istantanea media assorbita pari a 179W
  • Sistema sotto stress (FurMark) con monitor connesso all'UPS: potenza istantanea media assorbita pari a circa 350W
• Valutare la forma d'onda in uscita
  • Abbiamo utilizzato un oscilloscopio digitale Tektronix TDS 200 collegato sull'uscita dell'UPS sia in modalità a batteria che in condizioni di funzionamento normale ove c'è solo il circuito AVR a fare da filtro
• Rilevazione di picchi dovuti a disturbi in linea
  • Abbiamo utilizzato ancora lo stesso oscilloscopio impostato con una soglia di trigger per rilevare eventuali disturbi causati da motori o neon che si inseriscono sulla linea di alimentazione elettrica
• Rumorosità
  • All'interno di un ambiente con un rumore di fondo compreso fra 30 e 30,2 dBA abbiamo rilevato la rumorosità delle ventole dell'UPS utilizzando un fonometro Lafayette MSL.80 con tolleranza pari al 2% (nell'ambito delle nostre misure) posizionato lateralmente al dispositivo ad una distanza di 20cm (±2mm). 

Risultati dei test

Tempi di scarica e carica

Nei casi sopra descritti questa è l'autonomia che abbiamo rilevato:

Il tempo necessario a ricaricare completamente la batteria è stato invece pari a circa tre ore e mezza.

Rumorosità

La rumorosità rilevata è visibile nella seguente tabella:

Le ventole si accendono solo durante i processi di scarica della batteria (quando c'è un blackout) e di ricarica, ovvero quando i circuiti dell'inverter sono attivi. Durante i blackout l'UPS emette un beep ogni cinque secondi ma è possibile zittirlo con la pressione di un tasto. Ciononostante quando la carica della batteria arriva al limite dell'ultimo minuto, una serie di beep più rapidi torna ad avvisare l'utente che ormai è davvero ora di spegnere i dispositivi connessi.

Efficienza

Abbiamo misurato l'efficienza dell'UPS guardando la corrente assorbita dal sistema a valle e a monte dello stesso e considerando le differenze come frutto di inefficienza.

L'UPS presenta un consumo di circa 14W senza dover alimentare nulla (per tenere accesi i suoi circuiti ed il display LCD). Questo assorbimento si aggiunge a quello del PC nelle varie condizioni di carico ed a quello di altri eventuali circuiti che determinano una ulteriore inefficienza. Con un assorbimento di 110W circa alla presa a monte dell'UPS ne misuriamo circa 130 mentre se siamo tra i 265W ed i 285W assorbiti a valle dell'UPS, a monte ne rileviamo ancora da 290W a 300W. In media, dunque, dobbiamo considerare un consumo aggiuntivo dovuto all'UPS di circa 20W.

Forma d'onda

Prima di valutare la forma d'onda in uscita dall'UPS abbiamo osservato quella di ingresso. La tensione alternata della nostra rete elettrica arriva seguendo una sinusoide quasi perfetta con un'ampiezza di 228 ~ 229 V.

La forma d'onda in uscita, quando l'UPS è utilizzato solo come filtro della corrente di ingresso, segue esattamente la forma d'onda della corrente di ingresso (notate che c'è sempre quella piccola imperfezione nella cuspide superiore della curva). La stessa forma d'onda è prodotta anche dall'uscita di un UPS di marchio diverso (APC Back UPS).

Uscita EQP-LS1100RTD	Uscita APC Back UPS CS650

Quando l'UPS è impostato per funzionare a batteria, la forma d'onda diventa una sinusoide perfetta, segno che i circuiti dell'inverter lavorano in maniera impeccabile.

Protezione

Grazie all'oscilloscopio abbiamo rilevato l'eventuale presenza di disturbi sull'alimentatore del PC in presenza di disturbi sulla rete. Per farlo abbiamo attivato la modalità trigger che permette di registrare l'andamento della corrente in presenza di eventi che scatenano il trigger stesso (in questo caso un'elevata intensità di corrente).

Senza UPS: accensione di un neon	Con UPS: accensione di un neon

Come potete notare se usiamo il PC senza passare per l'UPS, dunque senza alcun tipo di filtro, il trigger scatta a seguito dell'accensione di un neon e fa registrare un disturbo molto importante. Se invece frapponiamo l'UPS fra la rete elettrica ed il PC, il trigger non scatta più in quanto il picco è stato filtrato.

Software di gestione

Unitamente all'UPS, il produttore fornisce un software per la gestione locale dello stesso quando lo si collega tramite una porta USB (o attraverso la porta RS232). Il software funziona su tutti i sistemi operativi più noti delle famiglie Windows, Mac OS, Linux e Solaris. In realtà si tratta di un software web-based, dunque quello che viene installato sul sistema altro non è che un server web nel quale viene deployata l'applicazione sviluppata da EQPower.

Il software si avvia all'interno di un qualunque browser di ultima generazione (lo abbiamo provato con Internet Explorer, Firefox e Chrome) anche se per alcune visualizzazioni richiede la presenza di Flash. La pagina principale mostra lo stato del sistema con i flussi di corrente attuali ed un riepilogo delle principali grandezze (tensioni, frequenze, correnti e temperature).

La visualizzazione dello stato comprende una serie di altre schede con informazioni più specifiche ed una serie di diagrammi che mostrano l'andamento delle varie grandezze nel tempo.

 

Nella sezione di configurazione è possibile impostare il comportamento del software in base allo scatenarsi degli eventi dovuti alla rete. La scheda Local shutdown, ad esempio, governa il comportamento del cmputer locale connesso mediante porta USB: in tal caso è possibile specificare se e dopo quanto tempo il sistema si deve spegnere nel caso in cui l'UPS stia fornendo energia dalle sue batterie, cosa deve accadere quando il livello delle batterie è basso e cosa eventualmente eseguire prima di spegnere (o mettere in stand-by).

Nella scheda Remote shutdown è possibile decidere cosa devono fare i sistemi connessi in remoto al computer principale ed alimentati dallo stesso o da un altro UPS. Le opzioni stavolta sono molte di meno ma permettono di decidere quali sistemi (attraverso il loro indirizzo IP) sono coinvolti e dopo quanto tempo si devono spegnere (o semplicemente se si devono spegnere nel momento in cui le batterie sono quasi finite).

La scheda Parameter settings permette di impostare alcuni interessanti parametri. Oltre agli allarmi, è possibile decidere se nel momento in cui viene ripristinata la corrente l'UPS deve riavviarsi automaticamente, se è necessario attivare la funzione di risparmio energetico o di protezione dalla scarica eccessiva (se troppo scariche le batterie potrebbero rovinarsi) ed infine se attivare la modalità di distacco indipendente delle prese programmabili, nel qual caso è anche possibile decidere dopo quanto tempo dall'inizio del blackout le si dovrebbe spegnere.

Sono poi presenti una serie di altre schede informative e di servizi utili, ad esempio, ad effettuare test sull'UPS per verificarne il buono stato di funzionamento, per la visualizzazione dei log storici o per lo scheduling di accensione e spegnimento dell'UPS.

Conclusioni

EQPower ha fatto un lavoro molto interessante per offrire al mercato un prodotto di qualità elevata e dalle feature innovative. Un UPS probabilmente non è il primo accessorio a cui si pensa quando si decide di acquistare un nuovo computer o di assemblarne uno, anche se si tratta di un sistema di fascia molto alta per il quale l'esborso è stato notevole. Eppure sono diversi i casi in cui ci si trova a dover fare i conti con perdite di dati e componenti bruciati a causa di sovratensioni, picchi, fulmini e interruzioni impreviste di elettricità.

L'UPS EQPower EQP-LS1100RTD ha dimostrato di avere le spalle forti per sorreggere senza alcun problema carichi tipici per gli utilizzatori di PC. Il nostro sistema - che possiamo considerare di fascia alta - è rimasto acceso per oltre mezz'ora in IDLE ovvero utilizzando qualche applicazione in background, navigando o facendo videoscrittura. Nel caso di pesante utilizzo di CPU e GPU l'autonomia è scesa a 15 minuti, comunque sufficienti a terminare quel che si sta facendo e spegnere regolarmente il sistema.

Come abbiamo già detto e visto l'UPS non è solo un sistema di backup dell'energia elettrica ma anche un potente filtro a protezione di eventi imprevisti e dannosi per tutti gli apparati sensibili come console, telefonini, computer, TV. L'EQP-LS1100RTD è in grado di proteggere i dispositivi ad esso connessi grazie ad un circuito AVR interno che evita di utilizzare le batterie e supplisce anche alle brevi mancanze di corrente.

Il software fornito in dotazione è ben realizzato sia dal punto di vista delle funzionalità che dell'interfaccia utente. Un comodo monitor mette subito in evidenza la situazione attuale mentre una sezione dedicata alle impostazioni permette di regolare il sistema in base alle proprie esigenze garantendo anche lo spegnimento automatico dei computer collegati, anche in rete LAN, al verificarsi di determinati eventi (blackout, livello batteria basso). Sempre dallo stesso tool è possibile decidere di disattivare un gruppo di prese in maniera indipendente per cercare di aumentare l'autonomia dell'UPS lasciando accesi solo i dispositivi essenziali.

Il costo di acquisto di un UPS come l'EQPower EQP-LS1100RTD è di circa 340 euro, valore di non poco conto ma, se abbinato a sistemi di fascia alta, potrebbe comunque rappresentare una piccola percentuale del costo generale. Esiste però anche un costo d'esercizio che include l'usura delle batterie, che dopo alcuni anni vanno cambiate (questo dato non è stato dichiarato dal produttore che comunque offre due anni di garanzia), ed una certa inefficienza elettrica verificabile nei consumi superiori e che incide, perciò, sulla propria bolletta elettrica (si tratta di poche decine di euro, dell'ordine dei 30 - 40 euro l'anno)