Arduino-aangedreven HID UPS: Upgrade je dummy voeding naar USB-compatibele backup

Onderdelen en benodigdheden

Over dit project

Ik heb een oude "dummy" UPS die geen status kan rapporteren aan de hostcomputer omdat er geen USB-poort op zit. Mijn doel was om met een Arduino "breinen" te maken die de interne UPS-status uitleest (batterijcapaciteit, laad/ontlaadstatus, stroom, spanning) en dit via een HID-compatibele USB-interface doorgeeft aan het besturingssysteem, net als een commerciële slimme UPS (bijv. APC).

Ik wilde geen aangepaste drivers schrijven, dus koos ik voor een HID-compliant interface volgens de USB HID Usage Tables (Power Device pagina). HID (Human Interface Device) werd oorspronkelijk voor toetsenborden en muizen bedacht, maar is uitgebreid voor stroomapparaten zoals UPS'en en batterijen.

Sommige Arduino's (Leonardo, Pro Micro, clones) kunnen zich als HID-toetsenbord of muis voordoen. Na analyse van de Arduino HID- en Keyboard-bibliotheken schreef ik mijn eigen HIDPowerDevice bibliotheek. Details vind je in de GitHub README.

Testopstelling

Mijn testlab is simpel: laptop, Arduino Pro Micro via USB, breadboard, één schakelaar (jumper), een paar LED's voor diagnostiek en een potentiometer om laadniveau te simuleren.

Schakelaar S1 verbindt pin 4 van de Pro Micro met massa, wat simuleert dat de UPS op batterij gaat. Wanneer S1 UIT staat, rapporteert de Arduino "laden".

Resultaten op verschillende OS's

Omdat de UPS HID-compliant is, herkent Windows 10 de Arduino als HID-batterij en toont het resterende capaciteitspercentage correct.

Belangrijke beperking: Windows 10 ondersteunt meerdere batterijen, maar ze moeten allemaal in dezelfde modus rapporteren (mAh, mWh of percentage). De meeste UPS'en rapporteren alleen percentage. Als er al een ACPI-batterij in het systeem zit (bijv. laptop), kan het percentage niet correct weergegeven worden.

Ook op Linux werkt het, hoewel extra configuratie nodig kan zijn (zie README).

Update: Synology-ondersteuning (12-jun-2021)

Er waren vragen over Synology-ondersteuning. Het probleem zit in Network UPS Tools (NUT) dat Synology gebruikt: het verwacht standaard USB-interface 0, maar Arduino Leonardo/Pro Micro presenteert zich als samengesteld apparaat met de UPS op interface 2. Er is een aangepaste NUT-bibliotheek met Arduino-ondersteuning beschikbaar (experimenteel, backup aanbevolen).

Code: HIDPowerDevice broncode