8 sposobów oszczędzania energii w projektach Raspberry Pi

Chociaż Raspberry Pi jest bardzo energooszczędnym komputerem, istnieją określone scenariusze, w których możesz chcieć jeszcze bardziej obniżyć zużycie energii. Jednym z nich jest korzystanie z banku energii lub zasilacza awaryjnego (UPS) do dostarczania energii elektrycznej do Raspberry Pi. Zmniejszone zużycie energii może być również przydatne, jeśli prowadzisz stale aktywny projekt i chcesz utrzymać rachunki za energię tak niskie, jak możliwy.

Zrozumienie zużycia energii przez Raspberry Pi

Dzięki architekturze opartej na architekturze ARM Raspberry Pi jest urządzeniem o bardzo niskim poborze mocy. Raspberry Pi 4 zużywa 2,7 W w trybie bezczynności, zgodnie z testami przeprowadzonymi przez Jeffa Geerlinga. Dla porównania, najbardziej wydajny komputer x86 będzie zużywał od 10 W do 25 W, znacznie więcej niż to, czego używa Raspberry Pi przy 400% obciążeniu procesora, czyli 6,4 W.

Wszystko to ma na celu uświadomienie, że Raspberry Pi już nie ma znaczącego wpływu na rachunek za energię, przynajmniej w porównaniu z innymi gadżetami i urządzeniami. Tak więc dalsze zmniejszanie zużycia energii na Raspberry Pi może być stratą czasu i wysiłku, jeśli Twój projekt tego nie wymaga.

Jeśli jednak efektywność energetyczna jest kluczowa dla Twojego projektu, aż do ostatniego miliwata, poniższe wskazówki będą dla Ciebie pomocne.

1. Uruchom konfigurację bezgłową

Konfiguracja bezgłowa jest powszechnym sposobem uruchamiania Raspberry Pi i polega na używaniu Pi bez podłączonej klawiatury, myszy lub wyświetlacza. Ponieważ nie wszystkie projekty wymagają wyświetlacza lub któregokolwiek z nich, konfiguracja bezgłowa jest dobrym sposobem na zmniejszenie zużycia energii przez konfigurację Raspberry Pi.

Wszystko czego potrzebujesz to osobny komputer i połączenie internetowe (przez Wi-Fi lub Ethernet). Raz SSH jest włączony na twoim Raspberry Pi a oba komputery są podłączone do tej samej sieci, możesz zaczynać. Następnie możesz użyć terminala wiersza poleceń lub klienta SSH, takiego jak PuTTY na innym komputerze, aby wydać zdalne polecenia do Pi. VNC to kolejna opcja, jeśli wolisz pracować z graficznym interfejsem użytkownika (GUI)

2. Usuń niepotrzebne urządzenia peryferyjne

Nie musisz cały czas uruchamiać Raspberry Pi bez głowy. Proste odłączanie urządzeń peryferyjnych, gdy nie są potrzebne, zmniejszy zużycie energii. Klawiatury, myszy i urządzenia pamięci masowej zużywają energię, nawet gdy nie są używane.

Urządzenia bezprzewodowe zwykle zużywają nieco mniej energii niż urządzenia przewodowe. Większość myszy i klawiatur USB zużywa około 0,5 W mocy na godzinę, a liczba ta wzrasta, gdy są używane. Chociaż liczba ta może nie wydawać się duża, z czasem ma tendencję do sumowania się.

Inną rzeczą, o której należy pamiętać, jest to, że dyski twarde (HDD) zwykle zużywają znacznie więcej energii elektrycznej niż dyski półprzewodnikowe (SSD). Jeśli więc próbujesz zaoszczędzić jak najwięcej energii elektrycznej, wybierz zamiast tego dysk SSD lub kartę SD. Dyski SSD oferują kilka inne zalety w stosunku do dysków twardych.

3. Wyłącz porty USB i HDMI

Chociaż nieużywane porty pobierają niewielką ilość energii, możesz je wyłączyć, jeśli chcesz zaoszczędzić jak najwięcej energii. Podczas wyłączania USB należy pamiętać, że nie można indywidualnie wyłączać portów. Wszystkie porty zostaną wyłączone po wyłączeniu USB.

Ponadto wyłączenie kontrolera USB wyłącza Ethernet, ponieważ współużytkują one tę samą magistralę danych w Raspberry Pi. Wyłączenie USB pozwoli zaoszczędzić około 100 mA.

Aby wyłączyć USB w Raspberry Pi 3B+ i wcześniejszych modelach, wpisz w terminalu następującą komendę:

Echo'1-1' |sudo tee /sys/bus/usb/drivers/usb/unbind

Aby ponownie włączyć kontroler, po prostu zmień plik rozwiązać w ostatnim poleceniu do wiązać.

Powinieneś także wyłączyć HDMI, jeśli korzystasz z konfiguracji bezgłowej. Pozwoli to zaoszczędzić około 25 mA, co łącznie daje 125 mA. Aby wyłączyć HDMI, uruchom następujące polecenie:

sudo /opt/vc/bin/tvservice -o

Aby go ponownie włączyć, wystarczy zmienić plik -o Do -P w ostatnim poleceniu.

Należy jednak pamiętać, że jeśli wykonasz czynności opisane powyżej, USB i HDMI zostaną ponownie włączone po ponownym uruchomieniu Raspberry Pi. Ale możesz dodać polecenia do pliku rc.lokalny plik, aby uruchomić je podczas uruchamiania. Aby dowiedzieć się więcej, sprawdź nasze lista trzech sposobów uruchamiania programu Raspberry Pi podczas uruchamiania.

4. Odłącz zasilacz, gdy nie jest używany

Częstym błędem jest pozostawienie Raspberry Pi podłączonego do źródła zasilania, gdy nie jest używane. Nawet po wyłączeniu Raspberry Pi nadal pobiera energię w zakresie od 0,1 W do 0,15 W. Pamiętaj, aby odłączyć Raspberry Pi od zasilania, gdy nie jest potrzebne.

5. Spowolnij procesor

Podkręcanie procesora Raspberry Pi powoduje, że działa on z mniejszą częstotliwością taktowania, ale zmniejsza jego moc zużycie i może być przydatne w przypadku zasilanych bateryjnie, przenośnych projektów, które nie wymagają skomplikowanych zadań przetwarzanie. Jest to podobne do procesu przetaktowywania Raspberry Pi.

Wystarczy przejść do /boot katalog, otwórz config.txti zmień wstępnie ustawioną prędkość zegara, 1,5 GHz dla Raspberry Pi 4. Aby podkręcić Raspberry Pi do 1 GHz, dodałbyś te linie do /boot/config.txt:

częstotliwość_uzbrojenia=1300
arm_freq_max=900M/kod>

6. Wyłącz wbudowane diody LED

Raspberry Pi 4 ma cztery wbudowane diody LED: dwie obok nagłówka GPIO i dwie na porcie Ethernet. Wyłączenie ich pozwala zaoszczędzić około 2 mA i jest tak proste, jak edycja pliku config.txt plik. Jednak polecenia są nieco inne, w zależności od modelu Raspberry Pi.

W przypadku Raspberry Pi 4 po prostu edytuj plik /boot/config.txt plik i dodaj następujące parametry:

# Wyłącz diodę PWR
dtparam=pwr_led_trigger=brak
dtparam=pwr_led_activelow=wył
# Wyłącz diodę aktywności
dtparam=act_led_trigger=brak
dtparam=act_led_activelow=wył
# Wyłącz diody LED Ethernet ACT
dtparam=eth_led0=4
# Wyłącz diody LED Ethernet LNK
dtparam=eth_led1=4

W przypadku Raspberry Pi 3B+ kilka ostatnich linii wyłączających diody LED Ethernet jest nieco inne.

# Wyłącz diodę PWR
dtparam=pwr_led_trigger=brak
dtparam=pwr_led_activelow=wył
# Wyłącz diodę aktywności
dtparam=act_led_trigger=brak
dtparam=act_led_activelow=wył
# Wyłącz diody LED Ethernet ACT
dtparam=eth_led0=14
# Wyłącz diody LED Ethernet LNK
dtparam=eth_led1=14

7. Zoptymalizuj swój kod

Jeśli korzystasz z programów, które sam napisałeś, powinieneś unikać pewnych złych praktyk, które mogą mieć wpływ na zużycie energii. Przetwarzanie należy ograniczyć do niezbędnego minimum, aby wykonać zadanie. Ogranicz iteracje pętli, maksymalnie upraszczaj operacje i przedkładaj funkcjonalność nad projekt w aplikacjach.

8. Zamiast tego użyj Pi Zero lub Pico

Najprawdopodobniej spowoduje to najbardziej drastyczne zmniejszenie zużycia energii. The Raspberry Pi Zero 2 W jest najbardziej energooszczędnym Raspberry Pi według Hackaday. Jest w stanie działać szybciej i wykonywać więcej zadań na wat mocy w porównaniu z innymi modelami Raspberry Pi.

The Piko Raspberry Pi to mikrokontroler oparty na chipie RP2040, który oferuje najniższy pobór mocy wśród płytek Raspberry Pi. Demo odtwarzacza multimedialnego popcorn opisane w arkuszu danych Raspberry Pi Pico (VGA, 4-bitowy dostęp do karty SD i dźwięk I2S) zużywa około 0,45 W energii. Posiada również dwa tryby oszczędzania energii, które jeszcze bardziej zmniejszają zużycie energii.

Jeśli Twój projekt nie wymaga znacznej mocy obliczeniowej, rozważ użycie Raspberry Pi Pico lub Zero zamiast mocniejszych modeli.

Ogranicz zużycie energii w swoich projektach Raspberry Pi

Jak wspomniano, Raspberry Pi jest już bardzo energooszczędnym urządzeniem i niewiele można zrobić, aby jeszcze bardziej zminimalizować zużycie energii. Jednak w aplikacjach o krytycznym znaczeniu dla zasilania, w których liczy się każdy miliamper, wyłączenie portów i interfejsów, których nie potrzebujesz, pomoże Ci oszczędzać energię i utrzymać Raspberry Pi tak długo, jak to możliwe.

Jeśli dokonasz zbyt wielu zmian lub chcesz zresetować Raspberry Pi do ustawień początkowych, wystarczy, że sflashujesz nową wersję systemu operacyjnego Raspberry Pi na karcie SD.