8 Möglichkeiten, bei Ihren Raspberry Pi-Projekten Strom zu sparen

Obwohl der Raspberry Pi ein sehr energieeffizienter Computer ist, gibt es bestimmte Szenarien, in denen Sie den Stromverbrauch möglicherweise noch senken möchten. Eine davon ist, wenn Sie eine Powerbank oder eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) verwenden, um Ihren Raspberry Pi mit Strom zu versorgen. Ein geringerer Stromverbrauch kann auch dann nützlich sein, wenn Sie ein Always-on-Projekt durchführen und Ihre Energierechnung niedrig halten müssen möglich.

Den Stromverbrauch des Raspberry Pi verstehen

Dank seiner ARM-basierten Architektur ist der Raspberry Pi ein Gerät mit sehr geringem Stromverbrauch. Laut Tests von verbraucht der Raspberry Pi 4 im Leerlauf 2,7 W Jeff Geerling. Im Vergleich dazu verbraucht der effizienteste x86-Computer 10 bis 25 W, deutlich mehr als der Raspberry Pi bei 400 % CPU-Last (6,4 W).

Dies alles verdeutlicht, dass der Raspberry Pi ohnehin keinen nennenswerten Einfluss auf Ihre Stromrechnung hat, zumindest im Vergleich zu Ihren anderen Gadgets und Geräten. Wenn Ihr Projekt dies nicht erfordert, kann die weitere Senkung des Stromverbrauchs auf einem Raspberry Pi eine Zeit- und Arbeitsverschwendung sein.

Wenn es bei Ihrem Projekt jedoch um Energieeffizienz geht, bis hin zum letzten Milliwatt, dann helfen Ihnen die nachfolgend beschriebenen Tipps weiter.

1. Führen Sie ein Headless-Setup aus

Ein Headless-Setup ist eine gängige Art, einen Raspberry Pi zu betreiben und beinhaltet die Verwendung des Pi ohne angeschlossene Tastatur, Maus oder Display. Da nicht alle Projekte ein Display oder eines davon erfordern, ist ein Headless-Setup eine gute Möglichkeit, den Stromverbrauch Ihres Raspberry Pi-Setups zu reduzieren.

Sie benötigen lediglich einen separaten Computer und eine Internetverbindung (entweder über WLAN oder Ethernet). Einmal SSH ist auf Ihrem Raspberry Pi aktiviert und beide Computer mit demselben Netzwerk verbunden sind, können Sie loslegen. Anschließend können Sie für die Ausgabe ein Befehlszeilenterminal oder einen SSH-Client wie PuTTY auf Ihrem anderen Computer verwenden Fernbefehle an den Pi. VNC ist eine weitere Option, wenn Sie lieber mit einer grafischen Benutzeroberfläche arbeiten möchten (GUI)

2. Entfernen Sie nicht benötigte Peripheriegeräte

Sie müssen Ihren Raspberry Pi nicht ständig kopflos betreiben. Durch einfaches Trennen von Peripheriegeräten, wenn sie nicht benötigt werden, wird der Stromverbrauch gesenkt. Tastaturen, Mäuse und Speichergeräte verbrauchen alle Strom, auch wenn sie nicht verwendet werden.

Drahtlose Geräte verbrauchen normalerweise etwas weniger Strom als kabelgebundene Geräte. Die meisten USB-Mäuse und -Tastaturen verbrauchen etwa 0,5 W Strom pro Stunde, und dieser Wert erhöht sich, wenn sie verwendet werden. Obwohl diese Zahl nicht viel zu sein scheint, summiert sie sich im Laufe der Zeit tendenziell.

Beachten Sie außerdem, dass Festplattenlaufwerke (HDDs) im Vergleich zu Solid-State-Laufwerken (SSDs) in der Regel viel mehr Strom verbrauchen. Wenn Sie also möglichst viel Strom sparen möchten, entscheiden Sie sich stattdessen für eine SSD oder SD-Karte. SSDs bieten mehrere weitere Vorteile gegenüber Festplatten.

3. Deaktivieren Sie die USB- und HDMI-Anschlüsse

Obwohl ungenutzte Ports wenig Strom verbrauchen, sollten Sie sie möglicherweise deaktivieren, wenn Sie so viel Strom wie möglich sparen möchten. Beim Deaktivieren von USB sollten Sie beachten, dass Sie Ports nicht einzeln deaktivieren können. Wenn Sie USB deaktivieren, werden alle Anschlüsse ausgeschaltet.

Außerdem wird durch das Ausschalten des USB-Controllers Ethernet deaktiviert, da sie sich auf dem Raspberry Pi denselben Datenbus teilen. Durch das Deaktivieren von USB werden etwa 100 mA eingespart.

Um USB auf dem Raspberry Pi 3B+ und früheren Modellen zu deaktivieren, geben Sie den folgenden Befehl in das Terminal ein:

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

Um den Controller wieder zu aktivieren, ändern Sie einfach die lösen im letzten Befehl zu binden.

Außerdem sollten Sie HDMI deaktivieren, wenn Sie ein Headless-Setup ausführen. Dadurch werden etwa 25 mA eingespart, was insgesamt 125 mA ergibt. Um HDMI auszuschalten, führen Sie den folgenden Befehl aus:

sudo /opt/vc/bin/tvservice -o

Um es wieder einzuschalten, müssen Sie lediglich die ändern -Ö Zu -P im letzten Befehl.

Beachten Sie jedoch, dass USB und HDMI beim Neustart des Raspberry Pi wieder aktiviert werden, wenn Sie die oben beschriebenen Schritte befolgen. Sie können die Befehle jedoch zum hinzufügen rc.local Datei, um sie beim Start auszuführen. Um mehr zu erfahren, schauen Sie sich unsere an Liste mit drei Möglichkeiten, ein Raspberry Pi-Programm beim Start auszuführen.

4. Trennen Sie das Netzteil, wenn es nicht verwendet wird

Ein häufiger Fehler besteht darin, den Raspberry Pi an der Stromquelle angeschlossen zu lassen, wenn er nicht verwendet wird. Auch im ausgeschalteten Zustand verbraucht der Raspberry Pi weiterhin Strom, zwischen 0,1 W und 0,15 W. Trennen Sie den Raspberry Pi unbedingt von der Stromversorgung, wenn er nicht benötigt wird.

5. Verlangsamen Sie den Prozessor

Durch Untertakten der CPU des Raspberry Pi läuft dieser mit einer langsameren Taktrate, verringert aber auch seine Leistung Verbrauch und kann für batteriebetriebene, tragbare Projekte nützlich sein, die nicht komplex sind wird bearbeitet. Dies erfolgt nach einem ähnlichen Vorgang wie das Übertakten Ihres Raspberry Pi.

Navigieren Sie einfach zu /boot Ordner öffnen config.txt, und ändern Sie die voreingestellte Taktrate, 1,5 GHz für den Raspberry Pi 4. Um Ihren Raspberry Pi auf 1 GHz herunterzutakten, würden Sie diese Zeilen hinzufügen /boot/config.txt:

arm_freq=1300
arm_freq_max=900M/code>

6. Deaktivieren Sie die Onboard-LEDs

Der Raspberry Pi 4 verfügt über vier integrierte LEDs: zwei neben dem GPIO-Header und zwei am Ethernet-Port. Das Deaktivieren spart etwa 2 mA und ist genauso einfach wie das Bearbeiten config.txt Datei. Allerdings unterscheiden sich die Befehle je nach Raspberry Pi-Modell etwas.

Für den Raspberry Pi 4 bearbeiten Sie einfach die /boot/config.txt Datei und fügen Sie die folgenden Parameter hinzu:

# Deaktivieren Sie die PWR-LED
dtparam=pwr_led_trigger=none
dtparam=pwr_led_activelow=off
# Deaktivieren Sie die Aktivitäts-LED
dtparam=act_led_trigger=none
dtparam=act_led_activelow=off
# Deaktivieren Sie die Ethernet-ACT-LEDs
dtparam=eth_led0=4
# Deaktivieren Sie die Ethernet-LNK-LEDs
dtparam=eth_led1=4

Beim Raspberry Pi 3B+ sind die letzten Zeilen zum Ausschalten der Ethernet-LEDs etwas anders.

# Deaktivieren Sie die PWR-LED
dtparam=pwr_led_trigger=none
dtparam=pwr_led_activelow=off
# Deaktivieren Sie die Aktivitäts-LED
dtparam=act_led_trigger=none
dtparam=act_led_activelow=off
# Deaktivieren Sie die Ethernet-ACT-LEDs
dtparam=eth_led0=14
# Deaktivieren Sie die Ethernet-LNK-LEDs
dtparam=eth_led1=14

7. Optimieren Sie Ihren Code

Wenn Sie Programme ausführen, die Sie selbst geschrieben haben, sollten Sie sicherstellen, dass Sie bestimmte schlechte Praktiken vermeiden, die sich auf den Stromverbrauch auswirken können. Sie sollten die Verarbeitung auf das für die Erledigung der Aufgabe erforderliche Minimum beschränken. Begrenzen Sie Schleifeniterationen, vereinfachen Sie Vorgänge so weit wie möglich und geben Sie in Anwendungen der Funktionalität Vorrang vor dem Design.

8. Verwenden Sie stattdessen einen Pi Zero oder Pico

Dies wird höchstwahrscheinlich zu der drastischsten Reduzierung des Stromverbrauchs führen. Der Raspberry Pi Zero 2 W ist laut Hackaday der energieeffizienteste Raspberry Pi. Im Vergleich zu anderen Raspberry Pi-Modellen ist er in der Lage, schneller zu laufen und mehr Aufgaben pro Watt Leistung zu erledigen.

Der Raspberry Pi Pico ist ein Mikrocontroller, der auf dem RP2040-Chip basiert und den niedrigsten Stromverbrauch eines Raspberry Pi-Boards bietet. Die im Raspberry Pi Pico-Datenblatt beschriebene Popcorn-Media-Player-Demo (VGA, 4-Bit-SD-Kartenzugriff und I2S-Audio) verbraucht etwa 0,45 W Strom. Außerdem verfügt es über zwei Energiesparmodi, die den Stromverbrauch noch weiter senken.

Wenn Ihr Projekt keine nennenswerte Rechenleistung erfordert, sollten Sie den Raspberry Pi Pico oder Zero anstelle der leistungsstärkeren Modelle verwenden.

Begrenzen Sie den Stromverbrauch in Ihren Raspberry Pi-Projekten

Wie bereits erwähnt, ist der Raspberry Pi bereits ein sehr energieeffizientes Gerät und es gibt nicht viel, was Sie tun können, um den Stromverbrauch weiter zu minimieren. Bei stromkritischen Anwendungen, bei denen jedes Milliampere zählt, hilft Ihnen das Deaktivieren nicht benötigter Ports und Schnittstellen jedoch dabei, Strom zu sparen und Ihren Raspberry Pi so lange wie möglich eingeschaltet zu lassen.

Wenn Sie zu viele Änderungen vornehmen oder Ihren Raspberry Pi auf die Anfangseinstellungen zurücksetzen möchten, müssen Sie lediglich eine neue Version des Raspberry Pi OS auf die SD-Karte flashen.