¡Aprende sobre UPS!

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Definición de UPS


UPS proviene de la siglas de ("Uninterruptible Power Supply" ó respaldo de energía in interrumpible. Sin embargo el nombre mas utilizado es "No Break" que significa sin interrupciones. Es un dispositivo que se conecta al enchufe de pared, integra una circuitería especial que permite alimentar un juego de baterías recargables internas mientras suministra energía eléctrica a la computadora. En caso de que se dé un corte de energía en el suministro de la red eléctrica, las baterías automáticamente continúan alimentando a la computadora por un cierto periodo de tiempo, evitando pérdida de información.

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Animación del funcionamiento interno de un UPS

Como apoyo a la comprensión del tema, te ofrecemos una animación sobre el funcionamiento interno de un UPS tanto con suministro eléctrico como con una interrupción del servicio.

Animación de funcionamiento interno de un UPS con suministro eléctrico

Animación de funcionamiento interno de un UPS con una interrupción de corriente

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Funciones comunes de las ups

Regulador de voltaje

No Break


Electricidad orientada a computadoras

Soporte técnico empresarial


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Uso en la empresa

Es importante mencionar que también existen UPS de gran tamaño capaces de suministrar alimentación eléctrica simultáneamente a una gran cantidad de computadoras, aires acondicionados, servidores y lámparas para apagones en empresas.


hardware

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subdivisión de los UPS:

SPS: significa ("Stand-by Power Systems"ingenieria ó sistemas de alimentación en estado de espera. Este tipo de UPS detecta el fallo en el suministro de la energía eléctrica y automáticamente activa la alimentación desde las baterías.

ciencia y educacion

UPS on-Line: se encuentra constantemente alimentando al equipo de cómputo a pesar de que no exista problema en el suministro eléctrico, pero al mismo tiempo se recarga la batería.

¡Aprende sobre UPS en este post!

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Características generales del UPS

Se diseñó inicialmente para alcanzar a respaldar el trabajo que se está realizando al momento que ocurre el apagón, posteriormente se le agregó la capacidad de permitir seguir trabajando durante cierto tiempo.Dependiendo el modelo, permite conectar desde 1 hasta varias computadoras.Los hay para seguir trabajando en la computadora durante 15 minutos hasta 270 minutos.Básicamente son para conectar el monitor ó pantalla y el gabinete. 
No están diseñados para conectar dispositivos de alto consumo de energía como impresoras láser ó un Plotter. 
Algunos modelos incluyen un regulador de voltaje integrado, para evitar que lleguen sobrecargas de energía a la computadora. 
Opcionalmente puede tener un puerto para comunicarse con la computadora y controlar algunas funciones por medio de software.Otra opción es tener un conector para protección de la línea telefónica ó el módem.

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UPS con supresor de picos

La mayoría de los UPS, cuentan con un supresor de picos integrado, el cuál a diferencia de la función de estabilización del regulador de voltaje integrado simplemente al detectar un sobrevoltaje en la línea eléctrica, lo canalizan a tierra, ya que de este modo no afectará los circuitos de los dispositivos conectados.

electronica

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Partes que componen al UPS

Internamente cuenta con circuitos especiales y baterías para suministrar energía eléctrica de manera automática a la computadora en caso de una falla en la red de energía, externamente cuenta con las siguientes partes:



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Baterías interna típica de un UPS


hardware

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1.- Panel de botones: controlan la prueba de diagnóstico de carga y encendido digital ("Stand By" 
2.- Indicadores: muestran si se encuentra funcionando desde la corriente alterna del enchufe, utilizando las baterías de respaldo y encendido. 
3.- Cubierta: protege los elementos electrónicos internos y da estética al "No Break". 
4.- Entradas de aire: introducen aire fresco al interior del UPS, ya que las baterías tienden a sobrecalentarse. 
5.- Encendido mecánico: prende o apaga totalmente el suministro eléctrico al UPS. 
6.- Conectores RJ11: suministra señal telefónica estabilizada. 
7.- Conectores RJ45: suministra señal estabilizada para la red de datos. 
8.- Ventilador: expulsa el calor generado internamente y evita desgaste de elementos electrónicos. 
9.- Enchufes de 3 terminales: permite suministrar de electricidad estabilizada a los equipos a conectar. 
A.- Puerto: se encarga de conectarse con la computadora y enviar información como el nivel de carga, tensión, variaciones, etc. 
B.- Cable de alimentación: suministra de la electricidad a regular desde el enchufe de pared.

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Partes externas de un UPS y sus funciones

Conectores y puertos del UPS: Los conectores mas importantes son los destinados a la conexión de la computadora, este conector consta de 3 patas: 

1.Fase: es el conector encargado de alimentar al dispositivo 

2.Neutro: es el encargado de retornar la electricidad utilizada. 

3.Tierra: tiene la función de desviar de manera eficaz la corriente en caso de una sobrecarga en el línea eléctrica y evitar daños en los dispositivos.
Conector de alimentación de dispositivo 
Puerto Serial COM y puerto USB 
Conector RJ11 para línea telefónica 

También puede contar con un puerto COM y/o puerto USB para comunicarse con la computadora y poder visualizar la carga disponible y otras funciones específicas de cada modelo. 
Opcionalmente puede tener un puerto telefónico RJ11, para protección de la línea telefónica ó módem contra alzas de voltaje y evitar daños en los circuitos. 


Este conector es utilizado para la protección de equipos electrónicos que manejan transmisión de datos, por lo tanto son propensos a sufrir pérdidas de datos en caso de descargas. Otro factor es que son equipos relativamente caros y por lo tanto necesitan protección extra para evitar pérdidas físicas.

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Las clavijas también se pueden encontrar con la variante de un conector girado 90°, muy utilizada en países de Centroamérica y que tiene la ventaja de que no existe la posibilidad de conectar en forma incorrecta las polaridades (siempre y cuándo la instalación eléctrica se encuentre correctamente polarizada). Es importante mencionar que el conector girado, puede variar de posición.

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Capacidades del UPS

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Nota importante: en los UPS no se deben de conectar dispositivos de alto consumo, tales como planchas, impresoras láser, motores eléctricos, parrillas, cafeteras, etc. ya que reducen drásticamente el tiempo de vida de los circuitos, los elementos internos de protección y las baterías.

Primero hay que definir 2 variables de medida eléctricas que se utilizan en las especificaciones de un UPS: 
a) Watts (palabra inglesa): es una medida de consumo eléctrico equivalente al Vatio, utilizada en EUA y Latinoamérica. 
b) Vatios (palabra española) / VA (Voltios Amperios) : es una medida equivalente al Watt muy utilizada en España. 
La capacidad de un UPS viene especificada como VA, este valor nos va a ayudar para determinar la cantidad máxima de Amperes que es capaz de suministrar el UPS. 
1 W = 1 VA 
1.- Si un gabinete cuenta con una fuente ATX de 300 W y su respectivo monitor CRT indica 70 W, entonces tenemos que: 
300 W + 70 W = 370 Watts 

2.- Se calcula el número de equipos que puede alimentar el UPS en caso de un apagón eléctrico: 
1200 Watts del UPS / 370 Watts de una computadora = 3.24 equipos para 60 minutos de respaldo* 
(*Se va reduciendo conforme se utiliza el UPS, debido al desgaste de las placas de las baterías)

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Otros tipos de UPS:


UPS de gran capacidad

mantenimiento electrico 

Las características mencionadas, se refieren a UPS de uso doméstico, sin embargo para grandes organizaciones, dónde es necesario mantener trabajando decenas ó cientos de equipos, servidores, Hub´s, Switches, cámaras IP, escáneres, iluminación, aires acondicionados, etc. es muy caro asignar un dispositivo de respaldo por máquina, por ello es que se han diseñado UPS industriales con altas capacidades, los cuáles permiten seguir ofreciendo alimentación eléctrica mientras se toman medidas para mitigar la falta de electricidad (apagar manualmente servidores, cerrar aplicaciones críticas, terminar un proceso, etc.) 

Estos UPS comúnmente se encuentran conectados tanto a la red eléctrica comercial, como a plantas eléctricas de emergencia, por lo que tienen un amplio rango de protección eléctrica y respaldo. Para dar una idea, un UPS industrial puede tener una capacidad de 20 KVA a 160 KVA, pesar unos 600 Kg y alimentar 143 computadoras. 

Las empresas que invierten y tienen instalaciones bien diseñadas, cuentan por lo menos con un par de circuitos eléctricos independientes bien identificados, uno que se encuentra respaldado por los UPS y otro que no se encuentra respaldado. En el primero se deberían conectar aquellos dispositivos electrónicos que son críticos para la operación de la empresa (equipo de cómputo, equipo de red y comunicaciones, equipo de seguridad interna, incluso lámparas de emergencia de bajo consumo, etc.) y en el otro aquellos de los que no depende la producción de la empresa (impresoras de cualquier tipo*, ventiladores, cafeteras, iluminación general, refrigeradores de botanas/refresco, etc.). El problema radica en que las personas conectan de manera indiscriminada los dispositivos y esto puede sobrecargar al UPS y reducir la vida útil del mismo.

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Función Bypass en los UPS

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Los UPS de gran capacidad, tienen asignadas funciones más críticas que uno doméstico, por lo que una falla puede provocar estragos considerables. Imaginemos una situación en la que por alguna razón el UPS llega a apagarse repentinamente debido a alguna falla, pero muchos dispositivos dependen de el para seguir trabajando. Debido a que los UPS se instalan de manera especializada por electricistas capacitados, no es fácilmente desconectarlo de la red para reemplazarlo ó repararlo; para ello se utiliza una función especial denominada Bypass (Evite), la cuál consiste en una pequeña palanca o perilla que desconecta el paso UPS-Dispositivos y conecta Red eléctrica comercial-Dispositivos, por lo que se puede seguir trabajando, mientras se soluciona la falla. 

Nota: Es importante mencionar que la función Bypass no evita que al fallar el UPS, los equipos que dependen de él no se apaguen, sino que solo permite que durante la falla, se puedan reestablecer las operaciones, quedando los equipos susceptibles a los cortes normales de la red eléctrica comercial, hasta que se resuelva la falla en el UPS.

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Usos específicos del UPS

Anteriormente eran utilizados solo en grandes empresas que manejan información crítica, ya que la pérdida de ella es sumamente costosa, pero actualmente se ha integrado al entorno doméstico, ya que los precios han disminuido, sobre todo para no perder información del usuario mientras trabaja con alguna aplicación ofimática: OpenOffice©, Microsoft® Office ó StarOffice®, e inclusive en hardware médico, ya que hay lecturas que no pueden detenerse con un paciente enfermo. En el caso de UPS industriales, se utilizan en centros de proceso de datos, bancos, tiendas de autoservicio, etc.

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Partes comunes de un UPS:

El Rectificador: Este está encargado de revisar la corriente alterna que entra al UPS y luego provee de corriente continua a la batería para que se mantenga cargada. 
La Batería: Esta parte tiene como función ser la suministradora de energía al ordenador en caso de un corte eléctrico, el tiempo de duración para mantener el equipo encendido depende de la capacidad de la batería de almacenaje. 
El inversor: Esta encargada de transformar corriente continua en corriente alterna, donde esta alimenta a artefactos que están conectados a la salida de la UPS. 
El Conmutador: Esta es de dos posiciones, donde nos autoriza conectar la salida con la entrada del artefacto o con la salida de inversor.

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Clasificación de los UPS:

SPS: Está encargada de revisar la energía que entra, pero si esta detecta problemas en la entrada de energía, automáticamente cambia a suministrar energía pero por medio de la batería. El tiempo de cambio de suministración eléctrica externa a la batería es demasiado rápido, se podría decir que en milisegundos se realiza el cambio.

UPS on-line: Esta clasificación evita que ese corto lapso de tiempo entre cambio de energía externa a batería sea interrumpido, siempre está proveyendo de electricidad al inversor para evitar el corte de alimentación de energía al ordenador. 
El uso de este artificio en las compañías o en el hogar evita dañar partes internas del computador, pero no solo eso, también evita perder archivos o información valiosa tanto para la empresa como para el uso doméstico, además ayuda a preservar la vida útil del computador, por estos motivos es recomendable hacer uso de este.

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La comunicación mediante “Contactos Secos”

Esta es la forma de comunicación más simple. Nos permite conocer el estado de funcionamiento de la , así como también realizar un cierre del sistema en forma ordenada sin nuestra presencia. Para realizar esta comunicación, la UPS se interconecta mediante un cable de varios conductores, a un Puerto Serial de la PC. 
Este cable suele ser parte de un “paquete”, que incluye los discos de instalación del software y el manual de instrucciones de uso.

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Interfaz y control de una UPS

Por intermedio del cable de interconexión son enviadas generalmente tres importantes informaciones ú órdenes entre la UPS y la computadora. 
Información de un problema en la línea de alimentación, que ha provocado que la UPS haya pasado a funcionar en modo batería. 
Información de que la batería está alcanzando su nivel mínimo de capacidad, y que la energía de reserva se agotará en un tiempo muy breve. Esta información, recibida en la PC, es interpretada y procesada por el software, que comunmente tomará las siguientes acciones: 
Mostrará en la pantalla del monitor que ha ocurrido un fallo de línea, alertando al operador, e indicando además mediante un contador regresivo el tiempo restante de autonomía del que teóricamente se dispone. 
Al recibir la señal de estado crítico de la batería, comenzará de manera automática un cierre de los archivos abiertos y del sistema operativo. 
Al terminar de efectuarse el cierre ordenado, el software de comunicación enviará a la UPS una orden que apagará el inversor, impidiendo una descarga total de las baterías. 
podemos apreciar como se realiza el intercambio de información entre la PC y la UPS.

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