Пожалуй, проблемы, возникающие в результате плохого электропитания,- одни из самых неприятных и уж точно самые обидные для любого пользователя компьютерного оборудования. Почему самые обидные? Потому что наименее подвержены коррекции. Какая бы ни была у вас отлаженная машина, устойчивая ОС, бесконфликтная архитектура, никто не застрахован от несчастий, произошедших по вине обыкновенной бытовой розетки.
Хотя в свое время и произошла практически тотальная электрификация всей страны, но, и это не секрет, качество существующих линий питания далеко не соответствует нормам, предъявляемым производителями компьютеров и периферии. Не говоря даже о российской глубинке, где нормальным является напряжение порядка 150-180 В вместо 220 обещанных, даже в крупных городах, не исключая и Москву, электричество в сети порой совершает истинно акробатические скачки и провисания.
Сколько примеров можно привести! Сколько времени потрачено впустую, сколько нервных клеток загублено! Хотя великий писатель и утверждал, что рукописи не горят, в мире компьютеров это прискорбное событие встречается сплошь и рядом. Даже в случае их (рукописей) регулярного резервного сохранения...
Отключение электричества - вовсе не единственная напасть, которую можно (и нужно) ожидать от существующей сегодня системы электропитания. Случаются также кратковременные и долговременные увеличения напряжения (скачки и перенапряжения), уменьшения напряжения (провисания или проседания) и различные виды электромагнитных помех. Первые могут вызвать различные неполадки компьютеров и периферии, вплоть до выгорания блоков питания, микросхем и плат. Проседание грозит нестабильностью работы, самопроизвольным отключением или зависанием систем. Электромагнитные помехи искажают синусоиду напряжения и грозят неправильным сохранением информации - файлов и других данных. Проблемы с электропитанием часто приводят к отказам сетевых плат и другого сетевого оборудования. Опасны еще и перепады напряжения в телефонной линии.
В России и странах бывшего СССР принят единый стандарт напряжения - в подавляющем числе случаев в наши дома и офисы подается переменное напряжение в 220 В. Идеальной формой электрической волны является синусоида с определенной длиной волны и частотой (в нашем случае - 50 Гц).
Представляется весьма сомнительным фактом, что в вашей настенной розетке напряжение действительно соответствует стандартному. Производители компьютерного и другого электрооборудования прекрасно об этом осведомлены и рассчитывают блоки питания с определенными границами восприятия - допусками. Так, стандартный блок питания компьютера может нормально работать от 190 до 250, а то и до 260 В. Таким образом, пониженное напряжение - напряжение ниже 190 В, а повышенное больше 250. И то и другое напряжение чревато определенными опасностями. Так, например, при пониженном напряжении часто перегреваются обмотки электродвигателей, что ведет к сокращению их срока службы, а также значительно сокращается срок службы электронно-лучевых труб мониторов. Повышенное напряжение "выжигает" блоки питания.
Очень часто случаются импульсные скачки напряжения. Такие импульсы обычно очень кратковременны (несколько миллисекунд) и в пике достигают от сотен до нескольких тысяч вольт. Мы их попросту не успеваем заметить, и реальную опасность несут только очень мощные импульсы - они могут пробить обмотки трансформаторных катушек.
Электромагнитные помехи образуют электрошум, который накладывается на стандартную синусоидальную волну частотой 50 Гц. Проходя через блок питания, искаженный сигнал попадает на системную шину и может быть воспринят компьютером как данные.
К сожалению, нередко случаются и пропадания питания. Гораздо чаще полного пропадания (отключения), бывают так называемые "выпадения" - исчезновение напряжения на короткий период времени. Человеческий глаз зачастую даже не успевает ничего заметить, а программа в лучшем случае зависла...
Все вышеописанные проблемы крайне неприятные, но вполне решаемые. Решение называется UPS - Uninterruptible Power Supply, он же ИБП - источник бесперебойного питания. Если рассматривать ИБП совсем просто - они представляют собой системы, снаряженные аккумуляторными батареями. В случае необходимости происходит замена сетевого питания на питание от аккумуляторов.
Сегодняшние компьютерные системы становятся все быстрее, а вместе с этим совершенно закономерно повышаются и требования к электропитанию. Так что вопрос о необходимости обеспечения систем надежными источниками питания можно считать чисто риторическим. Вот только какой ИБП нужен конкретно вам, нам и осталось выяснить.
ИБП бывают трех типов. Первая категория устройств - Off-line UPS (резервные). Это наиболее простые и дешевые модели ИБП. Принцип их работы следующий: при нормальной работе сети ток подается напрямую - со входа на выход. Иногда в цепь включен сетевой фильтр, который защищает выход от импульсных скачков и электромагнитных помех. В случае критического понижения напряжения на входе (проседания, отключение энергии) происходит переключение на аккумуляторное питание. Время, необходимое на переключение, занимает несколько миллисекунд, что вполне достаточно для того, чтобы с вашим компьютером ничего не случилось. Постоянное напряжение на клеммах батарей поступает на инвертор, который преобразует его в выходное переменное напряжение.
Самым большим недостатком подобных ИБП является то, что в нормальном (не батарейном) режиме работы выходное напряжение всегда равно входному. На выходе нормальное синусоидальное напряжение заменяется на сгенерированное прямоугольное, или трапецеидальное, или, в лучшем случае, на ступенчато-трапецеидальное, приближенное к синусоиде.
Line Interactive UPS (компенсационные ИБП). Усложненные модели с расширенными функциями питания.
От предыдущих моделей эти блоки отличаются наличием нескольких повышающих/понижающих контуров. В случае, если напряжение в сети отличается от номинального, такие блоки его ступенчато компенсируют. Все остальное реализовано, как и в резервных ИБП, т. е. недостаточность синусоидального напряжения сохраняется.
On-line UPS. Самые надежные и, следовательно, самые дорогие блоки бесперебойного питания. В отличие от двух предыдущих типов ИБП, батареи этих блоков работают постоянно. При использовании этой модели компьютеры всегда получают энергию от инвертора. Инвертор же питается от цепи постоянного тока ИБП. Вот как он работает. Энергия от электросети переменного тока проходит через выпрямитель, который заряжает аккумулятор. Затем постоянный ток с батарей отправляется на инвертор и преобразуется в переменный (ровно на 220В). Таким образом батарея "сглаживает" все недостатки электропитания.
Если электричество отключается или проседает, оно просто перестает питать выпрямитель. Но на клеммах батареи напряжение сохраняется, и продолжает питать инвертор. Соответственно процесс переключения на батареи не происходит, и питание не прерывается никогда.
Блоки бесперебойного питания, представленные на сегодняшнем российском рынке, весьма многочисленны и настолько же различны. Ранние модели ИБП просто устанавливались в непосредственной близости от компьютера и сигнализировали о проблемах с питанием собственными звуковыми сигналами или, в худшем случае, миганием индикаторов. Сегодня, благодаря стараниям американской компании APC (American Power Conversion) и ее программе PowerShut (небезызвестный российским компьютерщикам легендарный "парашют") большинство производителей ИБП снабжают свою продукцию программным обеспечением различного уровня и назначения. Почти обязательный мониторинг реального состояния сети, уровень заряда аккумуляторов и тому подобные удобства - это уже далеко не самый писк. Сегодня в моде различные варианты удаленного управления, сообщения от ИБП пользователям сети о возможных неполадках, связь через электронную почту, самопроизвольное закрытие документов с различными вариантами их сохранения и корректный выход из системы - вот далеко не полный перечень "чудес", которые умеют сегодняшние ИБП. Более того, как в любой "приличной" периферии, наблюдается явный уклон в сторону решений, предлагаемых USB,- универсальной бесконфликтной шиной.
Необходимо четко уяснить, какие из перечисленных проблем электропитания затрагивают вас непосредственно, и выбрать достаточную во всех отношениях модель ИБП.
Если вы проживаете в новых районах больших городов, сеть в ваших домах достаточно стабильна и вы не отлучаетесь от включенного компьютера надолго, лучшим выбором станет простейший Off-line ИБП достаточной мощности. Стандартный PC весьма "лоялен" к трапециевидному напряжению, и нет смысла тратить лишние деньги на ненужные для вас функции. Можно выбрать модель без удаленного управления и даже без мониторинга (многие модели продаются без ПО и кабелей интерфейса, а звука встроенного бипера в условиях малогабаритных помещений вполне достаточно для того, чтобы решить, какие меры стоит применять). Хорошим дополнением к простейшему ИБП может быть обычный сетевой фильтр. Только запомните: ни в коем случае нельзя подключать сетевые фильтры к выходам ИБП, это существенно искажает характеристики и так не очень синусоидальной волны.
Предпочтительные варианты: ИБП необходимой мощности от APC или OptiUPS. PowerCom. В первом случае вы платите за так называемый brand и получаете, помимо обычного ИБП, хорошую поддержку, подкрепленную громким именем APC. Компания OptiUPS тоже производит полную линию ИБП отличного качества. Если вы не хотите платить за brand, вам вполне может подойти ИБП тайваньской компании PowerCom, правда, последние имеют проблемы со шлейфовым и программным обеспечением. ПО можно скачать с сайта производителя по адресу http://www.powercom-tv.com/, насчет кабелей интерфейса вам придется договариваться с продавцами отдельно, или, что является вполне приемлемым вариантом для квартирного использования, обходиться без них.
Возможно также приобретение ИБП третьих фирм. У автора статьи установлен и прекрасно работает ИБП Telstar 500, за что хочется передать отдельное спасибо московской фирме C-trade. Очень недорогой, стильный и маленький, огорчает лишь количество выходных линий - всего две и еще то, что в широкую продажу они пока (на момент подготовки статьи) не поступили.
В любом случае покупать желательно у официальных дистрибьюторов и обязательно проконсультироваться с ними о вариантах покупки.
Желательна также интеграция ИБП с сетевыми фильтрами Pilot или PilotPro.
В том случае, если ваша сеть старая и не обеспечивает электроприборы достаточно приближенным к 220 В напряжением, необходим второй тип ИБП - Line Interactive. Он поднимет или опустит напряжение до нормы и избавит вас от огромного числа неприятностей. Эти блоки идеальны для сельской местности, где недостаточность напряжения скорее норма, чем исключение. Сетевой фильтр также желателен: пиковые импульсы в подобных электросетях иногда достигают просто-напросто чудовищных величин, сетевой фильтр стоит значительно дешевле ИБП, и, если он выгорит, будет не так обидно, как при потере отнюдь не дешевой UPS.
Предпочтительные варианты: соответствующие ИБП от PowerCom, APC, OptiUPS и Elteco a.s.
Желательна интеграция ИБП с сетевыми фильтрами Pilot или PilotPro.
Существует как минимум три решения проблемы электропитания для офисов и локальных сетей. Первое и самое простое - защитить сервер и хранить на нем большинство информации. Для этого подойдет Line Interactive ИБП средней и большой мощности или, если у вас очень ценная информация, On-line ИБП. Здесь уже стоит мелочиться, поддержка мониторинга и другие полезные возможности программного обеспечения практически обязательны.
Второе решение вдобавок к защите сервера защитить рабочие станции простенькими ИБП, такими же, как для домашнего пользования. Есть неплохая возможность сэкономить - запитать близко расположенные компьютеры на один ИБП. Помните только о максимальной мощности и не пользуйтесь мониторами с большой диагональю.
Третье решение, самое оптимальное, но и самое дорогое - запитать всю электросеть через On-line ИБП большой мощности. Такие системы существуют. Их применение оправдывается только в случаях очень ценной информации и при наличии постоянного наблюдателя, способного в отведенное время корректно обесточить все включенные агрегаты электросети или перевести их на альтернативное питание (аварийный генератор).
В этом случае требуется рассчитать необходимую избыточность по мощности. Помните: несанкционированное включение пары-тройки электрообогревателей или электрочайников разрядит ваши батареи за считанные секунды!
Очень желательна консультация с представителями фирм-дистрибьюторов оборудования данного типа. Специалисты должны на месте осмотреть помещения, оценить уровень защиты и при благоприятном исходе установить все необходимое оборудование, что называется, "под ключ". В этом случае большинство компаний в соответствии с существующим типовым договором будут согласны разделить с вами риски, полностью или частично компенсируя испорченное в результате неисправности ИБП оборудование (обычно суммы в размере $25 000- 35 000).
Предпочтительные варианты: дистрибьюторы APC, Powerware, NeuHaus, Liebert.
Промышленные, а также военные и т. п. компьютеры обычно имеют жестко установленные нормы по подключению, которых требуется неукоснительно придерживаться. При установке же персональных компьютеров необходимо учитывать, какое еще оборудование запитано в электросеть. Так, при сосуществовании с тяжелыми машинами, регулярно (или хаотично) включаемыми и отключаемыми, очень желательна установка линейно-интерактивных ИБП или же, при возможности, подведение к помещению, где расположены компьютеры, отдельной линии питания (непременно с собственной линией заземления, никак не связанной с промышленной). При таком условии можно ограничиться младшими моделями ИБП.
Опять же необходимо осознавать, насколько ценна информация и какую чувствительность имеет подключенное к компьютерам оборудование. Так, например, медицинские компьютеры или компьютеры банковских систем просто обязаны быть подключены через линейно-интерактивные ИБП с весьма значительным запасом пропускаемой мощности.
Обычно наименование модели ИБП состоит из собственно названия и некоторого числа, например ХХХ-250 или ХХХ-500. Числа обозначают предельную мощность нагрузки, при которой не наступает перегрузка (а следовательно, отказ) ИБП. Обратите внимание: эти числа означают мощность не в привычных нам ваттах, а в вольт х ампер, что далеко не одно и то же.
Для персонального компьютера в стандартной домашней конфигурации (мультимедийная станция с монитором диагональю 15'') достаточно ИБП на 400 В А. К такому блоку можно подключить системный блок, монитор, внешний модем и колонки. Если очень необходимо, можно подключить матричный или струйный принтер малой мощности, но никак не лазерный. Это связано с так называемыми пиками потребления, которые у лазерного принтера очень высоки. В случае смены монитора на 17'', вам наверняка придется заменить ИБП, по крайней мере, на 500-ю маркировку.
Некоторые ИБП, изготовленные преимущественно в США, снабжены трехштырьевыми вилками. Найти к ним переходник несложно, но то, что хорошо для тостера, чаще всего совершенно неприменимо к ИБП. Дело в том, что блоки бесперебойного питания очень критично относятся к правильному подключению к розетке: штырек, предназначенный для подключения к фазе, ни в коем случае нельзя подключать к нейтрали и наоборот. Если такое случится, ИБП в лучшем случае не сможет нормально работать. Поэтому обязательно нужно выяснить, в каком гнезде вашей розетки фаза. Для этого существуют специальные индикаторы, чаще всего сделанные в виде отверток с неоновой лампочкой, вмонтированной в рукоять. Такой индикатор можно купить на любом радиорынке или в магазинах электротоваров.
Даже если у ИБП двухштырьевой штепсель, все равно он обязательно снабжен шиной заземления, и это весьма критично. Среднестатистическая бытовая розетка в домах типовой застройки не имеет заземления. Обычно применяемые в таких случаях методы, такие, как подсоединение шины к батарее центрального отопления или к трубе холодной воды, совершенно неприемлемы. Представьте себе ситуацию: приходит сантехник, перекрывает стояк, а потом честно меняет одну из секций труб. И на вашу шину валятся все электроутечки от подобных доморощенных "электриков"...
Если у вас нет необходимых навыков, вызовите специалиста и выясните, есть ли в вашем электрощите заземление нейтрали - фазы ноль. Если есть (сопротивление между нейтралью и землей равно 0), тогда выход прост: смонтируйте в стандартном гнезде розетку с шиной заземления и соедините накоротко нейтраль и заземление (не забудьте правильно определить фазу, как написано в предыдущей врезке, и обязательно отключите всю электроэнергию на электрощите до монтажа!).
Если же заземление нейтрали отсутствует, что случается очень редко, придется тянуть ее с электрощита, что значительно более трудоемко; или сугубо домашний вариант: обзавестись заземлением типа оцинкованного металлического листа, врытого в землю на достаточном расстоянии от существующих молниеотводов и коммуникаций. Метод подробно описан в радиотехнической литературе.