Zálohovací napájecí zdroj (UPS) k počítači a jeho programové vybavení poskytuje mnoho informací a jednou z nich je i údaj o odběru napájeného zařízení. Při současných vysokých a jistě i budoucích ještě vyšších cenách elektrické energie se hodí každá informace ku orientaci „kolik co žere“. Připojováním různých strojů z mého okolí k úpéesce byly získány údaje zpracované do grafické podoby, jak vidno na následujícím obrázku.
Vznikl tak zajímavý graf. Samozřejmě, určitě je nemnoho objektivní a je třeba jej brát s rezervou. Ale poskytuje alespoň nějaký náhled. Vyvstává z něj několik otázek na vztahy mezi elektrický příkon - výpočetní výkon - verze operačního systému - použitelné aplikační programy - pořizovací cena - provozní náklady. Používat starý hardware s procesory typů I386 nebo I486 jistě není z hlediska poměru elektrický příkon ku výpočetnímu výkonu moc efektivní. Pokud ovšem nějaký hardware s I486 máme nebo získáme zdarma, za odvoz a hlavně postačuje-li výpočetní výkon pro danou aplikaci, tak proč jej nepoužít. Další otázkou je zda používat pro snížení příkonu podtaktování. Vypadá to, že zřejmě ano, zase s podmínkou pokud je výpočetní výkon podtaktovaného procesoru dostatečný k provozu aplikace. To je hlavní omezení. Snížení příkonu je méně výrazné; spotřeba proudu procesorem je udávána v mA/MHz. Za větší přínos lze považovat předpokládané zvětšení provozní spolehlivosti, protože podtaktované zařízení má nižší příkon a tím méně vyvíjí ztrátového tepla - méně topí a je lépe uchladitelné. Je také rozdíl zda podtaktuji staré zařízení, po letech provozu „zahořené“, nebo nové zařízení, které je v provozu krátce, je v záruce od výrobce a nachází se v období časných poruch a mělo by se teprve „zaběhnout“. Také je zřejmý fakt, že počítač s novějšími součástkami ve srovnání s počítačem starším, má lepší parametry a jeho výkonnost roste více než roste jeho spotřeba energie. Toto, samozřejmě v kombinaci s cenou, může být důvod vyměnit ve vhodném okamžiku hardware za novější.
Protože nebylo jasné, co vlastně vyjadřuje údaj „Load“ poskytovaný firmwarem v UPS, tak pro ověření byl podniknut experiment: UPS firmy APC model Smart-UPS 400 byl propojen smart kabelem se sériovým portem počítače se spuštěnými programy sady apcupsd. K výstupu UPS byla postupně připojována činná zátěž různé velikosti a příslušná hodnota údaje LOAD, čtená pomocí programu powerflute ze sady apcupsd, je zapsána do tabulky spolu s údajem o právě připojené zátěži. Jako činná zátěž posloužilo několik osvětlovacích žárovek pro síťové napětí 230 V o příkonech 40 W, 60 W a 100 W, spojovaných paralelně v různých kombinacích. Získaná data z tabulky byla potom použita k vytvoření grafu zobrazujícího vztah hodnota load = ƒ(skutečná činná zátěž).
Při zkoumání získaného grafu vidíme, že průběh můžeme rozdělit do dvou úseků. V úseku od nuly do 10 % má křivka menší sklon a možná je i nelineární. Bohužel v této části je měřen jen jeden bod charakteristky, protože nebyla k dispozici žárovka o příkonu 10 W anebo 25 W. Hodnoty LOAD od 0 % do 10 % jsou tedy nepoužitelné; slouží jen jako indikace „něco tam teče“. V úseku v rozsahu od 10 % do 95 % hodnoty LOAD je průběh více méně lineární. Jeho sklon (směrník) je v rozsahu 12 až 95 % přibližně 2,67 wattu na jedno procento hodnoty LOAD a teoreticky protíná osu zátěž na hodnotě 26,67 W (posunutí). Potom sto procent hodnoty LOAD odpovídá zátěži 288,5 W. Podmíněný vzorec pro přepočet hodnoty LOAD v procentech na velikost činné zátěže na výstupu UPS je
Pvýst. = 2,62 × LOAD% + 26,67
[W; %]
Platí pro 10 ≤ LOAD% ≤ 100.
Podle specifikace v manuálu UPS je výstupní napětí ve stavu on-battery 225 V ±5 % a maximální výstupní proud 1,8 A, tedy zdánlivý výkon S = 405 VA a maximální zátěž je tamtéž uvedena jako 400 VA nebo 250 W při účiníku (cos φ) 0,63 (a skutečně je 400 × 0,63 = 252). Dále specifikace uvádí, že On-battery tvar vlny je sinusovka. Také věřme, že žárovky použité k zatížení výstupu se na kmitočtu 50 Hz chovají jako opravdu činná zátěž s cos φ = 1 a příkon jejich se nemnoho odlišuje od štítkového údaje. Takže zatím jsme zjistili výše uvedený vztah pro čistě činnou zátěž. Další krok k ověření tohoto tvrzení je připojit na výstup reaktivní zátěž a ověřit chování i při tomto režimu.
Tabulka naměřených dat v souboru jarovky-ups.txt:
#připojená_zátěž_[W] ACout_[V] hodnota_load_[%] 0 223,2 0 40 223,2 6 40 224,4 6 40 224,4 6 60 224,4 12 100 224,4 28 80 226,9 19 120 228,1 36 180 226,9 58 280 225,6 96 240 228,1 82 200 228,1 65 160 228,1 50 140 226,9 43 100 225,6 28 0 229,4 0
Skript grafjarovky.bsh, pro vytvoření grafu:
#!/bin/bash -x
# Pro ladění přidat do předchozího řádku parametr -x
#
# Autor: fprik 2008-07-01 10:10
# Název: grafjarovky.bsh
# Verze:
# Funkce: vygeneruje graf
# Používá: mktemp sort gnuplot
# Kódování:
# Poznámka:
# TODO:
# DEFINICE
NYNIJE=`date +"%Y-%m-%dT%H:%M"` # dlouhý rok a čas
TMPFILE=`mktemp /tmp/grafjarovky.XXXXXX`
SOUBORDAT="jarovky-ups.txt"
SOUBOROBR="jarovky-ups.png"
# HLAVNI
sort -n $SOUBORDAT > $TMPFILE
gnuplot <<End-Of-Session
#set xdata time
#set timefmt x "%Y-%m-%dT%H:%M"
#set format x "%Y-%m-%d"
set title "Vztah skutečná činná zátěž ku indikovaná \n hodnota Load pro APC Smart-UPS model 400 "
set output "$SOUBOROBR"
set terminal png small size 320,240
set xlabel "skutečná činná zátěž [W]"
set ylabel "hodnota Load [%]"
#set xtics rotate
#plot "$TMPFILE" using 1:3 title "Watt ku procento" with lines
plot "$TMPFILE" using 1:3 title "" with lines
#plot "$ADRESARDAT/$SOUBORDAT" with lines
quit
End-Of-Session
rm $TMPFILE
exit
#KONEC