8 måder at spare strøm på i dine Raspberry Pi-projekter

Selvom Raspberry Pi er en meget strømeffektiv computer, er der specifikke scenarier, hvor du måske ønsker at køre strømforbruget endnu lavere. En af disse er, hvis du bruger en strømbank eller en uafbrudt strømforsyning (UPS) til at levere elektricitet til din Raspberry Pi. Nedsat strømforbrug kan også være nyttigt, hvis du kører et altid-på-projekt, og du skal holde din energiregning så lav som muligt.

Forstå Raspberry Pi's strømforbrug

Takket være sin ARM-baserede arkitektur er Raspberry Pi en enhed med meget lav effekt. Raspberry Pi 4 bruger 2,7 W, mens den er inaktiv, ifølge test af Jeff Geerling. Til sammenligning vil den mest effektive x86-computer forbruge 10W til 25W, betydeligt mere end hvad Raspberry Pi bruger under 400% CPU-belastning, 6,4W.

Alt dette tjener til at drive det punkt, at Raspberry Pi allerede ikke har en væsentlig indflydelse på din energiregning, i det mindste sammenlignet med dine andre gadgets og enheder. Så yderligere faldende strømforbrug på en Raspberry Pi kan være spild af tid og kræfter, hvis dit projekt ikke kræver det.

Men hvis energieffektivitet er afgørende for dit projekt, ned til den sidste milliwatt, så vil tipsene beskrevet nedenfor være nyttige for dig.

1. Kør en hovedløs opsætning

En hovedløs opsætning er en almindelig måde at køre en Raspberry Pi på, og det involverer at bruge Pi uden tastatur, mus eller skærm tilsluttet. Da ikke alle projekter kræver en skærm eller nogen af ​​disse, er en hovedløs opsætning en god måde at reducere strømforbruget på dit Raspberry Pi-setup på.

Alt du behøver er en separat computer og en internetforbindelse (enten via Wi-Fi eller Ethernet). Enkelt gang SSH er aktiveret på din Raspberry Pi og begge computere er tilsluttet det samme netværk, er du godt i gang. Du kan derefter bruge en kommandolinjeterminal eller en SSH-klient såsom PuTTY på din anden computer til at udstede fjernkommandoer til Pi. VNC er en anden mulighed, hvis du foretrækker at arbejde med en grafisk brugergrænseflade (GUI)

2. Fjern unødvendige perifere enheder

Du behøver ikke køre din Raspberry Pi hovedløs hele tiden. Blot at frakoble eksterne enheder, når de ikke er nødvendige, vil reducere strømforbruget. Tastaturer, mus og lagerenheder bruger alle strøm, selv når de ikke er i brug.

Trådløse enheder bruger typisk lidt mindre strøm end kablede enheder. De fleste USB-mus og -tastaturer bruger omkring 0,5 W strøm i timen, og dette tal stiger, når de er i brug. Selvom dette tal måske ikke virker af meget, har det en tendens til at stige over tid.

En anden ting at huske på er, at harddiske (HDD'er) typisk forbruger meget mere elektricitet sammenlignet med solid-state-drev (SSD'er). Så hvis du forsøger at spare så meget strøm som muligt, skal du vælge et SSD- eller SD-kort i stedet. SSD'er tilbyder flere andre fordele i forhold til HDD'er.

3. Deaktiver USB- og HDMI-portene

Selvom ubrugte porte trækker en lille mængde strøm, vil du måske deaktivere dem, hvis du forsøger at spare så meget strøm som muligt. Når du deaktiverer USB, skal du bemærke, at du ikke kan deaktivere porte individuelt. Alle porte bliver slukket, når du deaktiverer USB.

Deaktivering af USB-controlleren deaktiverer også Ethernet, da de deler den samme databus på Raspberry Pi. Deaktivering af USB vil spare omkring 100mA.

For at deaktivere USB på Raspberry Pi 3B+ og tidligere modeller skal du indtaste følgende kommando i terminalen:

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

For at genaktivere controlleren skal du blot ændre afbinde i den sidste kommando til binde.

Du bør også deaktivere HDMI, hvis du kører en hovedløs opsætning. Dette vil spare omkring 25mA, hvilket giver op til 125mA i alt. For at deaktivere HDMI skal du køre følgende kommando:

sudo /opt/vc/bin/tvservice -o

For at tænde det igen, skal du bare ændre -o til -s i den sidste kommando.

Du skal dog bemærke, at hvis du følger trinene beskrevet ovenfor, vil USB og HDMI blive genaktiveret, når du genstarter Raspberry Pi. Men du kan tilføje kommandoerne til rc.lokal fil for at køre dem ved opstart. For at lære mere, tjek vores liste over tre måder at køre et Raspberry Pi-program på ved opstart.

4. Afbryd strømforsyningen, når den ikke er i brug

En almindelig fejl er at lade Raspberry Pi være tilsluttet en strømkilde, når den ikke er i brug. Selv når den er lukket ned, fortsætter Raspberry Pi med at trække strøm, mellem 0,1 W og 0,15 W. Sørg for at fjerne Raspberry Pi fra strømforsyningen, når det ikke er nødvendigt.

5. Sænk processoren ned

Underclocking af Raspberry Pi's CPU får den til at køre med en langsommere clockhastighed, men reducerer dens kraft forbrug og kan være nyttige til batteridrevne, bærbare projekter, der ikke involverer komplekse forarbejdning. Dette følger en lignende proces til at overclocke din Raspberry Pi.

Bare naviger til /boot mappe, åben config.txt, og ændre den forudindstillede clockhastighed, 1,5 GHz for Raspberry Pi 4. For at underclocke din Raspberry Pi ned til 1GHz, ville du tilføje disse linjer til /boot/config.txt:

arm_freq=1300
arm_freq_max=900M/kode>

6. Deaktiver de indbyggede LED'er

Raspberry Pi 4 har fire indbyggede LED'er: to ved siden af ​​GPIO-headeren og to på Ethernet-porten. Deaktivering af dem sparer omkring 2mA og er lige så let som at redigere config.txt fil. Kommandoerne er dog lidt forskellige, afhængigt af Raspberry Pi-modellen.

For Raspberry Pi 4 skal du blot redigere /boot/config.txt fil og tilføj følgende parametre:

# Deaktiver PWR LED
dtparam=pwr_led_trigger=ingen
dtparam=pwr_led_activelow=off
# Deaktiver aktivitets-LED
dtparam=act_led_trigger=ingen
dtparam=act_led_activelow=fra
# Deaktiver ethernet ACT LED'er
dtparam=eth_led0=4
# Deaktiver Ethernet LNK LED'er
dtparam=eth_led1=4

For Raspberry Pi 3B+ er de sidste par linjer for at slukke for Ethernet-LED'erne lidt anderledes.

# Deaktiver PWR LED
dtparam=pwr_led_trigger=ingen
dtparam=pwr_led_activelow=off
# Deaktiver aktivitets-LED
dtparam=act_led_trigger=ingen
dtparam=act_led_activelow=fra
# Deaktiver ethernet ACT LED'er
dtparam=eth_led0=14
# Deaktiver Ethernet LNK LED'er
dtparam=eth_led1=14

7. Optimer din kode

Hvis du kører programmer, som du selv har skrevet, bør du sikre dig, at du undgår visse dårlige fremgangsmåder, der kan påvirke strømforbruget. Du bør holde behandlingen til det absolut nødvendige minimum for at få arbejdet gjort. Begræns loop iterationer, forenkle operationer så meget som muligt, og prioriter funktionalitet frem for design i applikationer.

8. Brug en Pi Zero eller Pico i stedet

Dette vil højst sandsynligt resultere i den mest drastiske reduktion i strømforbruget. Det Raspberry Pi Zero 2 W er den mest strømeffektive Raspberry Pi ifølge Hackaday. Den er i stand til at køre hurtigere og udføre flere opgaver pr. watt strøm sammenlignet med andre Raspberry Pi-modeller.

Det Raspberry Pi Pico er en mikrocontroller baseret på RP2040-chippen, og den tilbyder det laveste strømforbrug af et Raspberry Pi-kort. Popcorn-medieafspillerdemoen beskrevet i Raspberry Pi Pico-dataarket (VGA, 4-bit SD-kortadgang og I2S-lyd) bruger omkring 0,45W strøm. Den har også to strømbesparende tilstande, der reducerer strømforbruget yderligere.

Hvis dit projekt ikke kræver betydelig processorkraft, kan du overveje at bruge Raspberry Pi Pico eller Zero i stedet for de mere kraftfulde modeller.

Begræns strømforbruget i dine Raspberry Pi-projekter

Som nævnt er Raspberry Pi allerede en meget strømeffektiv enhed, og der er ikke meget du kan gøre for at minimere strømforbruget yderligere. Men i strømkritiske applikationer, hvor hver milliampere tæller, vil deaktivering af porte og grænseflader, du ikke har brug for, hjælpe dig med at spare strøm og holde din Raspberry Pi tændt så længe som muligt.

Hvis du foretager for mange ændringer eller ønsker at nulstille din Raspberry Pi til de oprindelige indstillinger, skal du blot flashe en ny version af Raspberry Pi OS på SD-kortet.