8 τρόποι για να εξοικονομήσετε ενέργεια στα έργα Raspberry Pi

Παρόλο που το Raspberry Pi είναι ένας υπολογιστής με πολύ αποδοτικό ρεύμα, υπάρχουν συγκεκριμένα σενάρια όπου μπορεί να θέλετε να μειώσετε την κατανάλωση ενέργειας ακόμη χαμηλότερα. Ένα από αυτά είναι εάν χρησιμοποιείτε ένα power bank ή ένα αδιάλειπτο τροφοδοτικό (UPS) για την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας στο Raspberry Pi σας. Η μειωμένη κατανάλωση ενέργειας μπορεί επίσης να είναι χρήσιμη εάν εκτελείτε ένα έργο που λειτουργεί πάντα και πρέπει να διατηρήσετε τον λογαριασμό ενέργειας τόσο χαμηλό όσο δυνατόν.

Κατανόηση της κατανάλωσης ενέργειας του Raspberry Pi

Χάρη στην αρχιτεκτονική του που βασίζεται σε ARM, το Raspberry Pi είναι μια συσκευή πολύ χαμηλής κατανάλωσης. Το Raspberry Pi 4 χρησιμοποιεί 2,7 W ενώ είναι αδρανές, σύμφωνα με δοκιμές από Τζεφ Γκέρλινγκ. Συγκριτικά, ο πιο αποδοτικός υπολογιστής x86 θα καταναλώνει 10W έως 25W, σημαντικά περισσότερο από αυτό που χρησιμοποιεί το Raspberry Pi, λειτουργώντας υπό φορτίο CPU 400%, 6,4W.

Όλα αυτά χρησιμεύουν για να οδηγήσουν στο σπίτι το σημείο ότι το Raspberry Pi δεν έχει ήδη σημαντικό αντίκτυπο στον λογαριασμό της ενέργειας σας, τουλάχιστον σε σύγκριση με άλλα gadget και συσκευές σας. Έτσι, η περαιτέρω μείωση της κατανάλωσης ενέργειας σε ένα Raspberry Pi μπορεί να είναι χάσιμο χρόνου και προσπάθειας, εάν το έργο σας δεν το απαιτεί.

Ωστόσο, εάν η ενεργειακή απόδοση είναι ζωτικής σημασίας για το έργο σας, μέχρι το τελευταίο milliwatt, τότε οι συμβουλές που περιγράφονται παρακάτω θα σας φανούν χρήσιμες.

1. Εκτελέστε ένα Headless Setup

Η εγκατάσταση χωρίς κεφαλή είναι ένας συνηθισμένος τρόπος εκτέλεσης ενός Raspberry Pi και περιλαμβάνει τη χρήση του Pi χωρίς συνδεδεμένο πληκτρολόγιο, ποντίκι ή οθόνη. Δεδομένου ότι δεν απαιτούν όλα τα έργα οθόνη ή κάποιο από αυτά, η εγκατάσταση χωρίς κεφαλή είναι ένας καλός τρόπος για να μειώσετε την κατανάλωση ενέργειας της ρύθμισης Raspberry Pi.

Το μόνο που χρειάζεστε είναι ένας ξεχωριστός υπολογιστής και μια σύνδεση στο διαδίκτυο (είτε μέσω Wi-Fi είτε μέσω Ethernet). Μια φορά Το SSH είναι ενεργοποιημένο στο Raspberry Pi και οι δύο υπολογιστές είναι συνδεδεμένοι στο ίδιο δίκτυο, είστε έτοιμοι. Στη συνέχεια, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα τερματικό γραμμής εντολών ή ένα πρόγραμμα-πελάτη SSH όπως το PuTTY στον άλλο υπολογιστή σας για έκδοση απομακρυσμένες εντολές στο Pi. Το VNC είναι μια άλλη επιλογή εάν προτιμάτε να εργάζεστε με ένα γραφικό περιβάλλον χρήστη (GUI)

2. Αφαιρέστε τα περιττά περιφερειακά

Δεν χρειάζεται να τρέχετε το Raspberry Pi χωρίς κεφάλι όλη την ώρα. Η απλή αποσύνδεση των περιφερειακών όταν δεν χρειάζονται θα μειώσει την κατανάλωση ρεύματος. Τα πληκτρολόγια, τα ποντίκια και οι συσκευές αποθήκευσης καταναλώνουν ενέργεια, ακόμη και όταν δεν χρησιμοποιούνται.

Οι ασύρματες συσκευές συνήθως καταναλώνουν ελαφρώς λιγότερη ισχύ από τις ενσύρματες. Τα περισσότερα ποντίκια και πληκτρολόγια USB χρησιμοποιούν περίπου 0,5 W ενέργειας ανά ώρα και αυτό το ποσοστό αυξάνεται όταν χρησιμοποιούνται. Αν και αυτός ο αριθμός μπορεί να μην φαίνεται πολύς, τείνει να αυξάνεται με την πάροδο του χρόνου.

Ένα άλλο πράγμα που πρέπει να έχετε κατά νου είναι ότι οι μονάδες σκληρού δίσκου (HDD) συνήθως καταναλώνουν πολύ περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια σε σύγκριση με τις μονάδες SSD. Επομένως, εάν προσπαθείτε να εξοικονομήσετε όσο το δυνατόν περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια, επιλέξτε μια κάρτα SSD ή SD. Οι SSD προσφέρουν πολλά άλλα πλεονεκτήματα σε σχέση με τους σκληρούς δίσκους.

3. Απενεργοποιήστε τις θύρες USB και HDMI

Αν και οι αχρησιμοποίητες θύρες αντλούν μικρή ποσότητα ενέργειας, μπορεί να θέλετε να τις απενεργοποιήσετε εάν προσπαθείτε να εξοικονομήσετε όσο το δυνατόν περισσότερη ενέργεια. Όταν απενεργοποιείτε το USB, θα πρέπει να σημειώσετε ότι δεν μπορείτε να απενεργοποιήσετε τις θύρες μεμονωμένα. Όλες οι θύρες απενεργοποιούνται όταν απενεργοποιείτε το USB.

Επίσης, η απενεργοποίηση του ελεγκτή USB απενεργοποιεί το Ethernet, καθώς μοιράζονται τον ίδιο δίαυλο δεδομένων στο Raspberry Pi. Η απενεργοποίηση του USB θα εξοικονομήσει περίπου 100 mA.

Για να απενεργοποιήσετε το USB στο Raspberry Pi 3B+ και σε παλαιότερα μοντέλα, πληκτρολογήστε την ακόλουθη εντολή στο τερματικό:

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

Για να ενεργοποιήσετε ξανά τον ελεγκτή, απλώς αλλάξτε το απολύω στην τελευταία εντολή προς δένω.

Επίσης, θα πρέπει να απενεργοποιήσετε το HDMI εάν εκτελείτε εγκατάσταση χωρίς κεφαλή. Αυτό θα εξοικονομήσει περίπου 25 mA, προσθέτοντας έως και 125 mA συνολικά. Για να απενεργοποιήσετε το HDMI, εκτελέστε την ακόλουθη εντολή:

sudo /opt/vc/bin/tvservice -o

Για να το ενεργοποιήσετε ξανά, το μόνο που χρειάζεται να κάνετε είναι να αλλάξετε το -ο προς την -Π στην τελευταία εντολή.

Ωστόσο, θα πρέπει να σημειώσετε ότι εάν ακολουθήσετε τα βήματα που περιγράφονται παραπάνω, το USB και το HDMI θα ενεργοποιηθούν ξανά κατά την επανεκκίνηση του Raspberry Pi. Ωστόσο, μπορείτε να προσθέσετε τις εντολές στο rc.τοπικό αρχείο για να τα εκτελέσετε κατά την εκκίνηση. Για να μάθετε περισσότερα, ανατρέξτε στο δικό μας λίστα με τρεις τρόπους εκτέλεσης ενός προγράμματος Raspberry Pi κατά την εκκίνηση.

4. Αποσυνδέστε το τροφοδοτικό όταν δεν το χρησιμοποιείτε

Ένα συνηθισμένο λάθος είναι να αφήνετε το Raspberry Pi συνδεδεμένο σε μια πηγή ρεύματος όταν δεν χρησιμοποιείται. Ακόμη και όταν είναι κλειστό, το Raspberry Pi συνεχίζει να αντλεί ισχύ, μεταξύ 0,1W και 0,15W. Βεβαιωθείτε ότι έχετε αφαιρέσει το Raspberry Pi από το τροφοδοτικό όταν δεν χρειάζεται.

5. Επιβραδύνετε τον επεξεργαστή

Ο υποχρονισμός της CPU του Raspberry Pi το κάνει να λειτουργεί με πιο αργή ταχύτητα ρολογιού αλλά μειώνει την ισχύ του κατανάλωσης και μπορεί να είναι χρήσιμο για φορητά έργα που τροφοδοτούνται με μπαταρίες που δεν περιλαμβάνουν περίπλοκα επεξεργασία. Αυτό ακολουθεί μια παρόμοια διαδικασία με το overclocking του Raspberry Pi.

Απλώς πλοηγηθείτε στο /boot φάκελος, άνοιγμα config.txtκαι αλλάξτε την προκαθορισμένη ταχύτητα ρολογιού, 1,5 GHz για το Raspberry Pi 4. Για να υποχρονίσετε το Raspberry Pi στο 1 GHz, θα προσθέσετε αυτές τις γραμμές /boot/config.txt:

arm_freq=1300
arm_freq_max=900M/κωδικός>

6. Απενεργοποιήστε τα ενσωματωμένα LED

Το Raspberry Pi 4 έχει τέσσερα ενσωματωμένα LED: δύο δίπλα στην κεφαλίδα GPIO και δύο στη θύρα Ethernet. Η απενεργοποίησή τους εξοικονομεί περίπου 2 mA και είναι τόσο εύκολη όσο η επεξεργασία τους config.txt αρχείο. Ωστόσο, οι εντολές είναι λίγο διαφορετικές, ανάλογα με το μοντέλο Raspberry Pi.

Για το Raspberry Pi 4, απλώς επεξεργαστείτε το /boot/config.txt αρχείο και προσθέστε τις ακόλουθες παραμέτρους:

# Απενεργοποιήστε το PWR LED
dtparam=pwr_led_trigger=κανένα
dtparam=pwr_led_activelow=off
# Απενεργοποιήστε τη λυχνία LED δραστηριότητας
dtparam=act_led_trigger=κανένα
dtparam=act_led_activelow=off
# Απενεργοποιήστε τα LED ACT Ethernet
dtparam=eth_led0=4
# Απενεργοποιήστε τα LED Ethernet LNK
dtparam=eth_led1=4

Για το Raspberry Pi 3B+, οι τελευταίες γραμμές για την απενεργοποίηση των LED Ethernet είναι λίγο διαφορετικές.

# Απενεργοποιήστε το PWR LED
dtparam=pwr_led_trigger=κανένα
dtparam=pwr_led_activelow=off
# Απενεργοποιήστε τη λυχνία LED δραστηριότητας
dtparam=act_led_trigger=κανένα
dtparam=act_led_activelow=off
# Απενεργοποιήστε τα LED ACT Ethernet
dtparam=eth_led0=14
# Απενεργοποιήστε τα LED Ethernet LNK
dtparam=eth_led1=14

7. Βελτιστοποιήστε τον Κώδικά σας

Εάν εκτελείτε προγράμματα που γράψατε μόνοι σας, θα πρέπει να βεβαιωθείτε ότι αποφεύγετε ορισμένες κακές πρακτικές που μπορούν να επηρεάσουν την κατανάλωση ενέργειας. Θα πρέπει να διατηρήσετε την επεξεργασία στο ελάχιστο που απαιτείται για να ολοκληρώσετε τη δουλειά. Περιορίστε τις επαναλήψεις βρόχων, απλοποιήστε όσο το δυνατόν περισσότερο τις λειτουργίες και δώστε προτεραιότητα στη λειτουργικότητα έναντι του σχεδιασμού στις εφαρμογές.

8. Χρησιμοποιήστε ένα Pi Zero ή Pico Αντ' αυτού

Αυτό πιθανότατα θα έχει ως αποτέλεσμα την πιο δραστική μείωση της κατανάλωσης ενέργειας. ο Raspberry Pi Zero 2 W είναι το πιο ενεργειακά αποδοτικό Raspberry Pi, σύμφωνα με το Hackaday. Είναι σε θέση να λειτουργεί πιο γρήγορα και να ολοκληρώνει περισσότερες εργασίες ανά watt ισχύος, σε σύγκριση με άλλα μοντέλα Raspberry Pi.

ο Raspberry Pi Pico είναι ένας μικροελεγκτής που βασίζεται στο τσιπ RP2040 και προσφέρει τη χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας από μια πλακέτα Raspberry Pi. Η επίδειξη του προγράμματος αναπαραγωγής πολυμέσων ποπ κορν που περιγράφεται στο φύλλο δεδομένων Raspberry Pi Pico (VGA, πρόσβαση σε κάρτα SD 4-bit και ήχος I2S) καταναλώνει περίπου 0,45 W ενέργειας. Διαθέτει επίσης δύο λειτουργίες εξοικονόμησης ενέργειας που μειώνουν ακόμη περισσότερο την κατανάλωση ενέργειας.

Εάν το έργο σας δεν απαιτεί σημαντική επεξεργαστική ισχύ, σκεφτείτε να χρησιμοποιήσετε το Raspberry Pi Pico ή Zero αντί για τα πιο ισχυρά μοντέλα.

Περιορίστε την κατανάλωση ενέργειας στα έργα Raspberry Pi σας

Όπως αναφέρθηκε, το Raspberry Pi είναι ήδη μια πολύ αποδοτική συσκευή και δεν υπάρχουν πολλά που μπορείτε να κάνετε για να ελαχιστοποιήσετε περαιτέρω την κατανάλωση ενέργειας. Ωστόσο, σε εφαρμογές κρίσιμες για την ισχύ, όπου κάθε χιλιοστά αμπέρ μετράει, η απενεργοποίηση των θυρών και των διεπαφών που δεν χρειάζεστε θα σας βοηθήσει να εξοικονομήσετε ενέργεια και να διατηρήσετε το Raspberry Pi σας ενεργοποιημένο για όσο το δυνατόν περισσότερο.

Εάν κάνετε πάρα πολλές αλλαγές ή θέλετε να επαναφέρετε το Raspberry Pi στις αρχικές ρυθμίσεις, το μόνο που έχετε να κάνετε είναι να αναβοσβήσετε μια νέα έκδοση του Raspberry Pi OS στην κάρτα SD.