8 modi per risparmiare energia nei tuoi progetti Raspberry Pi

Sebbene il Raspberry Pi sia un computer molto efficiente dal punto di vista energetico, ci sono scenari specifici in cui potresti voler ridurre ulteriormente il consumo energetico. Uno di questi è se stai utilizzando un power bank o un gruppo di continuità (UPS) per fornire elettricità al tuo Raspberry Pi. La riduzione del consumo energetico può essere utile anche se stai eseguendo un progetto sempre attivo e hai bisogno di mantenere la tua bolletta energetica al minimo possibile.

Comprensione del consumo energetico del Raspberry Pi

Grazie alla sua architettura basata su ARM, il Raspberry Pi è un dispositivo a bassissimo consumo. Il Raspberry Pi 4 utilizza 2,7 W mentre è inattivo, secondo i test di Jeff Gerling. In confronto, il computer x86 più efficiente consumerà da 10 W a 25 W, molto più di quanto utilizza il Raspberry Pi operando con un carico della CPU del 400%, 6,4 W.

Tutto questo serve a portare a casa il punto che il Raspberry Pi non sta già avendo un impatto significativo sulla tua bolletta energetica, almeno rispetto agli altri tuoi gadget e dispositivi. Quindi, ridurre ulteriormente il consumo di energia su un Raspberry Pi potrebbe essere una perdita di tempo e fatica se il tuo progetto non lo richiede.

Tuttavia, se l'efficienza energetica è fondamentale per il tuo progetto, fino all'ultimo milliwatt, i suggerimenti descritti di seguito ti saranno utili.

1. Esegui un'installazione senza testa

Una configurazione senza testa è un modo comune di eseguire un Raspberry Pi e prevede l'utilizzo del Pi senza tastiera, mouse o display collegato. Poiché non tutti i progetti richiedono un display o nessuno di questi, una configurazione senza testa è un buon modo per ridurre il consumo energetico della configurazione di Raspberry Pi.

Tutto ciò di cui hai bisogno è un computer separato e una connessione Internet (tramite Wi-Fi o Ethernet). Una volta SSH è abilitato sul tuo Raspberry Pi ed entrambi i computer sono connessi alla stessa rete, sei a posto. È quindi possibile utilizzare un terminale della riga di comando o un client SSH come PuTTY sull'altro computer per emettere comandi remoti al Pi. VNC è un'altra opzione se preferisci lavorare con un'interfaccia utente grafica (interfaccia grafica)

2. Rimuovi le periferiche non necessarie

Non devi far funzionare il tuo Raspberry Pi senza testa tutto il tempo. La semplice disconnessione delle periferiche quando non sono necessarie ridurrà il consumo energetico. Tastiere, mouse e dispositivi di archiviazione consumano tutti energia, anche quando non sono in uso.

I dispositivi wireless in genere utilizzano un'energia leggermente inferiore rispetto a quelli cablati. La maggior parte dei mouse e delle tastiere USB utilizza circa 0,5 W di potenza all'ora e questa cifra aumenta quando sono in uso. Anche se questa cifra potrebbe non sembrare molto, tende ad aumentare nel tempo.

Un'altra cosa da tenere a mente è che le unità disco rigido (HDD) in genere consumano molta più elettricità rispetto alle unità a stato solido (SSD). Quindi, se stai cercando di risparmiare quanta più elettricità possibile, opta invece per un SSD o una scheda SD. Gli SSD ne offrono diversi altri vantaggi rispetto agli HDD.

3. Disattiva le porte USB e HDMI

Sebbene le porte inutilizzate assorbano una piccola quantità di energia, potresti volerle disabilitare se stai cercando di risparmiare quanta più energia possibile. Quando disabiliti l'USB, tieni presente che non puoi disabilitare le porte singolarmente. Tutte le porte vengono disattivate quando disabiliti l'USB.

Inoltre, la disattivazione del controller USB disabilita Ethernet, poiché condividono lo stesso bus dati sul Raspberry Pi. La disattivazione dell'USB farà risparmiare circa 100 mA.

Per disabilitare l'USB su Raspberry Pi 3B+ e sui modelli precedenti, inserisci il seguente comando nel terminale:

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

Per riattivare il controller, è sufficiente modificare il file slegare nell'ultimo comando a legamento.

Inoltre, dovresti disabilitare HDMI se stai eseguendo una configurazione senza testa. Ciò consentirà di risparmiare circa 25 mA, sommando fino a 125 mA in totale. Per disattivare HDMI, eseguire il seguente comando:

sudo /opt/vc/bin/tvservice -o

Per riaccenderlo, tutto ciò che devi fare è cambiare il -o A -P nell'ultimo comando.

Dovresti tuttavia notare che se segui i passaggi sopra descritti, USB e HDMI verranno riattivati ​​al riavvio del Raspberry Pi. Ma puoi aggiungere i comandi al file rc.local file per eseguirli all'avvio. Per saperne di più, dai un'occhiata al nostro elenco di tre modi per eseguire un programma Raspberry Pi all'avvio.

4. Scollegare l'alimentatore quando non in uso

Un errore comune è lasciare il Raspberry Pi collegato a una fonte di alimentazione quando non è in uso. Anche quando è spento, il Raspberry Pi continua ad assorbire energia, tra 0,1 W e 0,15 W. Assicurati di rimuovere il Raspberry Pi dall'alimentatore quando non è necessario.

5. Rallenta il processore

L'underclocking della CPU del Raspberry Pi lo fa funzionare a una velocità di clock inferiore ma ne riduce la potenza consumo e può essere utile per progetti portatili alimentati a batteria che non comportano complessi in lavorazione. Questo segue un processo simile all'overclock del tuo Raspberry Pi.

Basta navigare verso il /boot cartella, apri config.txte modificare la velocità di clock preimpostata, 1,5 GHz per Raspberry Pi 4. Per rallentare il tuo Raspberry Pi fino a 1 GHz, dovresti aggiungere queste righe a /boot/config.txt:

arm_freq=1300
arm_freq_max=900M/codice>

6. Disabilita i LED integrati

Il Raspberry Pi 4 ha quattro LED integrati: due accanto all'intestazione GPIO e due sulla porta Ethernet. Disattivarli consente di risparmiare circa 2 mA ed è facile come modificare il file config.txt file. Tuttavia, i comandi sono leggermente diversi, a seconda del modello Raspberry Pi.

Per Raspberry Pi 4, modifica semplicemente il file /boot/config.txt file e aggiungere i seguenti parametri:

# Disattiva il LED PWR
dtparam=pwr_led_trigger=nessuno
dtparam=pwr_led_activelow=off
# Disabilita il LED di attività
dtparam=act_led_trigger=nessuno
dtparam=act_led_activelow=off
# Disabilita i LED ACT Ethernet
dtparam=eth_led0=4
# Disabilita i LED LNK Ethernet
dtparam=eth_led1=4

Per il Raspberry Pi 3B+, le ultime righe per spegnere i LED Ethernet sono leggermente diverse.

# Disattiva il LED PWR
dtparam=pwr_led_trigger=nessuno
dtparam=pwr_led_activelow=off
# Disabilita il LED di attività
dtparam=act_led_trigger=nessuno
dtparam=act_led_activelow=off
# Disabilita i LED ACT Ethernet
dtparam=eth_led0=14
# Disabilita i LED LNK Ethernet
dtparam=eth_led1=14

7. Ottimizza il tuo codice

Se stai eseguendo programmi che hai scritto tu stesso, dovresti assicurarti di evitare alcune cattive pratiche che possono influire sul consumo energetico. Dovresti mantenere l'elaborazione al minimo indispensabile per portare a termine il lavoro. Limita le iterazioni del ciclo, semplifica il più possibile le operazioni e dai la priorità alla funzionalità rispetto alla progettazione nelle applicazioni.

8. Usa invece un Pi Zero o un Pico

Ciò molto probabilmente si tradurrà nella riduzione più drastica del consumo di energia. IL Lampone Pi Zero 2 W è il Raspberry Pi più efficiente dal punto di vista energetico, secondo Hackaday. È in grado di funzionare più velocemente e completare più attività per watt di potenza, rispetto ad altri modelli Raspberry Pi.

IL Lampone Pi Pico è un microcontrollore basato sul chip RP2040 e offre il consumo energetico più basso di una scheda Raspberry Pi. La demo del lettore multimediale per popcorn descritta nella scheda tecnica di Raspberry Pi Pico (VGA, accesso alla scheda SD a 4 bit e audio I2S) consuma circa 0,45 W di potenza. Dispone inoltre di due modalità di risparmio energetico che riducono ulteriormente il consumo energetico.

Se il tuo progetto non richiede una notevole potenza di elaborazione, prendi in considerazione l'utilizzo di Raspberry Pi Pico o Zero invece dei modelli più potenti.

Limita il consumo energetico nei tuoi progetti Raspberry Pi

Come accennato, il Raspberry Pi è già un dispositivo molto efficiente dal punto di vista energetico e non c'è molto che puoi fare per ridurre ulteriormente il consumo energetico. Tuttavia, nelle applicazioni a consumo critico in cui conta ogni milliampere, disabilitare le porte e le interfacce che non ti servono ti aiuterà a risparmiare energia e a mantenere acceso il tuo Raspberry Pi il più a lungo possibile.

Se apporti troppe modifiche o desideri ripristinare il tuo Raspberry Pi alle impostazioni iniziali, tutto ciò che devi fare è eseguire il flashing di una nuova versione del sistema operativo Raspberry Pi sulla scheda SD.