UPS 方案，大家帮忙看看用超级电容是否可行

[byte10]

背景

最近在准备搞一个最 mini 的五盘位的 NAS ，买了 77 八八的东西了。主要是买了基础的 nuc 主板和硬盘，还有机箱那些还没想搞怎么玩，超级 mini 的 5 盘位。目前机箱方案是 1：150x110x200mm, 2：160x150x195mm ，3：160x150x240mm ，几个机箱的方案都不一样，都可行。3 的大小可以搞 12x12cm 的主板。后面在跟大家分享具体的思路。

目前有一个问题就是 ups 的问题，因为很多人都试过断电后硬盘可能会坏了的。现在我有一个方案不知道是否可行，就是使用电容就行处理。

方案

方案：硬盘单独进行供电（其实电源可以一起，只要加一个二极管），然后挂一个超级电容，当断电的时候，主机就会先挂掉，那么这个时候，硬盘还处于工作中吗？我记得主机卸载硬盘后，硬盘就会停止，硬盘就可以热拔插了吧。但是我不确定主机断电后，硬盘是否也会停止？因为 5 电容并联在 12V3A 的情况下，都能持续工作大概是 20 秒，这样足够硬盘在停止后再停电了吧？

这样的电容在淘宝上，5 个电容 27 块就可以搞定了，实际上如果不需要那么 20 秒长的电容量，2 个都可以了。而且 4-5 个硬盘也不一定在 12V3A 的下工作。当然还有一个 5V 的，不过也是接在 12V 降 5V 模块上的。

我看那些外接 12v 电源的 usb 硬盘 一般都是拔出 USB 后，然后再拔掉电源的。如果这种情况不影响硬盘的问题，那么我的上述的方案，应该会在主机挂掉之后，就停止运行，然后过一会儿断电，理论上没啥问题吧。

我看到大部分硬盘笼背板都焊接了电容，不过比较小一些，不知道是不是就作用于断电后的保护。我看着太小了，不确定是否能很抗多久。或者说主机断电后，硬盘到底需要多长时间的供电后才可以断电？

存留的疑问

回到核心问题，主机断电后，硬盘还会转吗？？如果说是在拷贝的过程中，主机发生断电了，数据虽然会丢失，但是还会不会伤硬盘？？如果会的话，那么我的这方案意义就比较一般了，只适合非工作时候合适。

PS：ups 挺大的，家里房间又小，要是能做成电源那样就好了，抗个十几秒就好啦，有这样的 UPS 吗？

目前找到一个路由器的 UPS 刚好也是 12V 的跟电排插一样大，而且我的主机也是 12V 的电源（ nuc 主板），但它也就是一个大充电宝不是 ups ，而且电流输出也不够只有 2A 。

end

[eason1874]

正经的主板和硬盘自带断电保护，突然停电一般坏不了

NAS 配 UPS 主要不是为了断电保护，是为了数据保护，避免数据处理一半没电了，丢数据，脏数据

[delectate]

楼主属于天马行空，异想天开了。

读写数据突然中断，鲁棒性再强的文件系统，也会产生大量异常，开机后要长时间检查和修复。
主机突然断联，硬盘仍然供电，那么此刻硬盘磁头未必会回到 landing zone ，仍然存在物理损坏风险。

所以最好的办法就是买个 ups ，在线式后备式都可以，断电后由主机自行判断并选择关机，最大限度保护硬盘。
一个 12t 硬盘 2000 多块，4 个硬盘，外加主机、主板、电源，10k 的价格，舍不得一个 300 块的 ups ？

[byte10]

@eason1874 喔，我感觉不对。。硬盘：顶多加个电容顶上一小段时间让磁头有时间归位。

@delectate 你说的大量异常需要长时间检查和修复，我觉得没问题，能接受。但是“主机突然断联，硬盘仍然供电，那么此刻硬盘磁头未必会回到 landing zone ” ，这个我觉得应该可以验证下，参考 usb 时候的硬盘，拔掉数据线 我认为会回到安全区。我的 nas 预算很便宜的，需求比较少，几个 T 就可以了，ups 稍微大了一点。

刚查询了一下， 硬盘笼背板的 电容主要是滤波作用，应该不是主要作用于备电的。

[documentzhangx66]

业界对数据与硬盘的默认看法是：数据无价，数据的价值远大于硬盘。

因此，你应该做好硬盘的 raid 与备份，这样就算停电，已落盘 + 已备份的数据也没啥问题。

硬盘坏就坏了，买个新的就好，多大点事。

如果你一定要加 UPS ，你还得把停电时，如何检测停电、停电后各软件各系统如何安全关闭等，全套运维脚本，自己写好，还要测试。

[eason1874]

@byte10 现在硬盘在设计层面就考虑了断电保护，特别是商用级别的，这是卖点之一，英文缩写是 PLP ，看看你的硬盘资料，应该也有

[v2tudnew]

@eason1874 #5 你都这么相信断电保护了，还上啥电容呢？

[eason1874]

@v2tudnew #6 要上电容的是楼主，我的看法是没必要，要上就上 UPS

[v2tudnew]

@eason1874 #7 不好意思，看错了。😅

[IvanLi127]

我觉得。。。只要你的 NAS 电源符合标准，掉电只是可能丢正在写的数据，顶多这个文件损坏了。盘应该是不会坏的。我看评测说电源掉电后，还会保持输出多少毫秒，并且有信号发给主板。如果是机械硬盘，好像靠硬盘自己都能自动让磁头归位，不需要额外供电。
现在某宝上有卖那种比较粗糙的锂电池的 “UPS”，可惜不能通知主机掉市电了，也不能实现来电自启啥的。。。要是有大佬实现一波就好了。那种挺小的，我买了一个给软路由，只能实现掉市电的时候继续维持工作。要是太久没来电，还是会因为电压关机。。。也不知道电压不足是不是会坏硬件 QAQ

[v2tudnew]

@IvanLi127 #9 你可以搞个脚本 PING 家里不带后备电源的网络设备，超过一定时间执行关机，来电开机这个也得 BIOS 支持，也有那种纽扣电池接在开机针脚上实现来电模拟按开机按钮的，不过一两年要换。
软路由不是搞了大量写入程序的话其实不需要 UPS ，固件自身一天都写不了几 KB 。

[byte10]

@IvanLi127 嗯我觉得写的时候断电丢失是正常的，应该只是丢失那部分数据。我也看到了好的电源会有输出几百毫秒足够硬盘归位，但是一个电源还有信号给主板？还能给信号硬盘么？我的理解是断电后，主机直接没电了，然后硬盘发现没有数据连接了，然后正好有几百毫秒电量归位。所以我觉得搞个电容也应该合理的，而且不确定我的电源是否具备几百毫秒的输出。
@eason1874 嗯，应该有断电保护的。我只是想 了解 下这个方案是否可行，主机异常断电后，硬盘是否归位正常。
@documentzhangx66 我就是不想加入 ups ，怕麻烦。我是想知道主机异常断电后，而外接电容的硬盘是否能归位正常，但是这知识我也不懂，就是想请教大家，如果十几块大电容就能避免硬盘坏掉，还是愿意去接一个的，也不是很麻烦。等我硬盘到了我就去验证下这个事情。

[v2tudnew]

@v2tudnew #10 草率了，来电开机可能实现不了（当然加钱还是有其它办法的），没法给 UPS 断电，主机一直能接到 UPS 的电能。

[Kirscheis]

超级电容和电池在电气性质上没啥本质区别，要想输出特性良好，后级都得接 dcdc 稳压电源，否则工作过程中输出电压会持续下降，不一定能满足硬盘工作条件。另外直接并联在电源上会导致上电瞬间电压曲线拉长，有可能会误触发硬盘保护。

真想用超级电容，后面多接一个稳压就可以，你可以参考微雪上树莓派的锂电 ups 就是类似的设计。但如果都做到这一步了，那和 ups 区别也不大，相当于单独供给硬盘的 ups 。

[byte10]

@v2tudnew 你这个方案可以哈哈，666 ，那超级电容也是可行，能抗 10 秒足够了。
@Kirscheis 也不是超级电容，就是稍微大一点的电容，某宝搜索 “电容 后备电源”，它是有电路板 应该是有稳压，挺有意思的，能抗挺久的。结合 12 楼的方案，牛 B plus ，还要啥 ups ，直接开飞啦

[IvanLi127]

@v2tudnew 主要是那个“UPS”除非电池没电，否则不会断电。所以来电自启虽然 BIOS 支持，可惜没办法做到。主要问题就在这了。
（其实我不知道那个小主机叫啥，我习惯叫这货四网口软路由，我里面跑了 PVE ，嘿嘿嘿。

[ouqihang]

问题来了，机器 /硬盘怎么知道断市电了，如果主控不知道断电了，只要外界供应 12V 它都以为没断电，只有主机发出指令或者主控知道，才能为断电做准备。以前有的 SSD 商用版和民用共用 PCB ，PCB 上有很多电容空位，有的人自己焊黄豆上去，以为这样就有了掉电保护，殊不知这是固件的功能，主要是没办法测试，一般民用 SSD 掉电不见得出问题。硬盘笼上的电容是滤波用的，应对电压不稳可能有点用。

[byte10]

@ouqihang 我的意思是主机和硬盘分别单独供电，且硬盘有后备电源（大电容）。如果主机突然断电了，那么相当于直接拔掉硬盘的 sata 数据线对吧？那么这个时候硬盘是否会归位？如果能正常归位，那么过几秒后再断电就自然没有问题了。我现在就是想知道这个问题。当然楼上也说了，可能硬盘不会归位，还在继续瞎转，我觉得这个是可以去验证下的。

[ouqihang]

现在的机械盘掉电会自动归位，掉电不会坏，数据难说。UPS 的目的是数据完整，不是坏盘。
我推测以前断电坏盘是因为没有磁头自动归位，磁头留在盘片上。来电后磁头归位，因为盘片没有旋转或者转速不够，磁头不能飞起来，直接刮盘 gg 。

[WuSiYu]

只接硬盘不太可行，基本相当于没接。
先不讨论对于文件数据和文件系统的破坏，仅仅讨论硬盘硬件本身，也会对硬盘有负面影响：
以常见的 SATA 硬盘为例，这里参考西数 HC550 企业级 3.5 寸机械硬盘的手册，正常的关机流程需要主机至少发送 Standby 、Standby immediate 、Sleep 这 3 个 ATA 指令之一，执行这几个指令之一时磁头会正常归位，等待指令返回成功后才可以断电。否则如果直接断电，硬盘会执行 EPO (Emergency Power Off)，手册中提到会影响下一次硬盘启动所需要的时间，一般认为磁头执行紧急归位也会对磁盘的寿命有更大影响。

[byte10]

@WuSiYu 666 ，你这个回答专业。那么如果主机突然断电，大概率不会发送这 Standby 、Standby immediate 、Sleep 这 3 个 ATA 指令。
@ouqihang 好的，明白。数据完整确实也很重要。坏盘概率 其实不是特别大。

10 楼方案完美。现在主机和硬盘都一样的 12v 供电，然后接到同一个电容上，用 ping 路由器的方式 3 秒后直接睡眠或者关机，电容在 12V1A 可以支撑 60 秒，那么 12V10A 估计能支撑 5-6 秒的，简直就是神器。不过我用的是 nuc 主板，一般 12v 供电即可。

[lcy630409]

@byte10
磁盘保护 这个是固件功能，他不知道是否断电 这是核心问题，所以让关机是正确的道路。
但是 10 楼的方法 曾经试过，脚本运行的可靠性很低，比较容易出现 误判操作，出现一次就很影响工作了。
后来还是买了 UPS 直接 usb 接到主机上 断电让 ups 判断 然后给信号给主机，主机来执行存盘 关机操作。

[byte10]

@lcy630409 嗯，但是 ping 路由器应该是可靠的吧，就是 ping 自己网线 lan 口的，只要路由器有电，问题不大把？这个我后续验证一下哈，多谢

[WuSiYu]

@byte10 这种方案还要注意个问题，就是电容放电时电压会逐渐下降的（ E = 1/2 * C * V^2 ），比如一个 12V 的电容组，在放出大约 16%的能量后电压就会降到 11V ，而一般设备的 12V 供电都是要求 12V ± 10%或者± 5%的，再低就基本无法正常工作了。所以除非电容足够大，不然就不能直接把电容接到电源上，需要一个可以稳压的电路，比如接个 DC-DC 模块

[byte10]

@WuSiYu 好的，到时候我验证一下，我也买了万能表，会测试下电压，找个 12V 设备先检验一下，另外应该会稳压的，因为那个淘宝买的时候，它是 5 个电容连接到一个电路板上的，按道理它是可以稳压的，不然怎么能称为后备电源呢😋。

[tnesa]

买一个施耐德的 ups 也才几百块（ 300 左右），多方便呀

[byte10]

@tnesa 电容还是不行，我计算过了，还是买电池好一些，一个 12V 电池 2000ma ，只有一个耳机盒子大小，可以运行半个小时，目前打算用这种方式。只要 30 元，可以内置到 机箱里面的。当然需要增加一些二极管和继电器，一个小电容。
@WuSiYu 还是用电池把😄。电容只能跑几十秒，已经计算过了，不满足群晖关机。。。而电池可以跑 20-30 分钟。这样关机就方便多了。
@Kirscheis 嗯决定选电池了。