Όταν ήταν ο υπολογιστής Raspberry Pi με έναν πίνακα ανακοινώθηκε για πρώτη φορά το 2012, αμφιβάλλω ότι πολλοί άνθρωποι σκέφτονταν τη χρησιμότητα ενός Pi σε μια εντελώς εκτός δικτύου ρύθμιση, ειδικά λαμβάνοντας υπόψη την κατάσταση της τεχνολογίας της μπαταρίας εκείνη την εποχή.
Προχωρήστε γρήγορα μέχρι σήμερα. Παρόλο που δεν έχουμε κάνει (ακόμη) πυρηνικούς αντιδραστήρες ακριβώς στο σπίτι, έχουμε πρόσβαση σε ισχυρή μπαταρία και ηλιακή τεχνολογία μαζί με νέους λόγους αναπτύξτε το Raspberry Pis σε σενάρια υπολογιστικής ακμής.
Γιατί Raspberry Pi;
Υπάρχουν πολλοί μικροελεγκτές και απογυμνωμένοι υπολογιστές μονής πλακέτας (SBC) όπως ο Σμέουρο Pi Zero Αυτό είναι πιο ενεργειακά αποδοτικό από ένα πλήρες Raspberry Pi 4. Αλλά αυτή η απόδοση έχει ένα δικό της κόστος όσον αφορά τις μειωμένες δυνατότητες και τη λειτουργικότητα.
Ίσως το ερώτημα που θα έπρεπε να θέσουμε είναι, "Γιατί στο καλό θα θέλαμε να αναπτύξουμε ένα Raspberry Pi εξ αποστάσεως;"
Η απάντηση? Συνήθως, δεν θα το κάνατε!
Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένες νόμιμες εξαιρέσεις σε αυτό:
Ισχύς CPU
Αν είσαι τρέχοντας μοντέλα Μηχανικής Μάθησης Από απόσταση που χρειάζεται επεξεργασία με ελάχιστη καθυστέρηση, η CPU ARM Cortex-A72 που λειτουργεί στα 1.5 GHz είναι δύσκολο να νικηθεί. Ειδικός TinyML Ο φόρτος εργασίας μπορεί να τρέξει σε χιλιοστά του δευτερολέπτου σε MCU, αλλά εάν το έργο σας χρειάζεται να κάνει εργασία μηχανικής όρασης, ένα SBC ταιριάζει καλύτερα.
Ευκολία επέκτασης
Το οικοσύστημα Pi HAT είναι ώριμο και παρέχει επιλογές επέκτασης έτοιμες για παραγωγή για σχεδόν κάθε σενάριο. Στην περίπτωση αυτή, το Notecard και Notecarrier Pi HAT από το Blues Wireless επιτρέπουν την απόρριψη κυψελοειδών επικοινωνιών (σε ισχύ 8mA όταν είναι αδρανής) για σενάρια όπου η απομακρυσμένη αναμετάδοση δεδομένων είναι βασική απαίτηση.
Python
Η Raspberry Pi OS πλοία με πλήρη διανομή Python. Ενώ το CircuitPython και το MicroPython είναι αποδεκτά για τα περισσότερα έργα IoT, ορισμένες βιβλιοθήκες Python δεν υποστηρίζουν αυτά τα δύο παράγωγα.
Συμβουλές βελτιστοποίησης ισχύος
Η άγκυρα γύρω από το λαιμό του Raspberry Pi εκτιμάται Ενεργή κατανάλωση ρεύματος 600mA.
Ακολουθούν μερικές τεχνικές που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για να την περικόψουμε σε μια διαχειρίσιμη τιμή με μερικές απλές αλλαγές διαμόρφωσης:
Απενεργοποιήστε τον ελεγκτή USB
Εκτιμώμενη εξοικονόμηση ενέργειας: περίπου 100 mA.
Εάν χρησιμοποιείτε το Raspberry Pi σε διαμόρφωση χωρίς κεφάλι, πιθανότατα μπορείτε να ξεφύγετε από το να μην τροφοδοτήσετε τον ενσωματωμένο ελεγκτή USB. Σημειώστε ότι ακόμα κι αν δεν χρησιμοποιείτε ποντίκι ή πληκτρολόγιο, εξακολουθούν να τροφοδοτούνται!
Για να απενεργοποιήσετε το χειριστήριο USB στο Raspberry Pi, εκτελέστε την ακόλουθη εντολή:
echo '1-1' |sudo tee /sys/bus/usb/drivers/usb/unbind
Στη συνέχεια, για να ενεργοποιήσετε ξανά τον ελεγκτή USB όταν χρειαστεί ξανά:
echo '1-1' |sudo tee /sys/bus/usb/drivers/usb/bind
Μετά από επανεκκίνηση, ο ελεγκτής USB θα ενεργοποιηθεί αυτόματα.
Απενεργοποιήστε την έξοδο HDMI
Εκτιμώμενη εξοικονόμηση ενέργειας: περίπου 30 mA.
Όταν χρησιμοποιείτε ένα Raspberry Pi σε διαμόρφωση χωρίς κεφαλή, εξ ορισμού, δεν χρειάζεται επίσης να συνδέσετε μια οθόνη. Εάν συμβαίνει αυτό, μπορείτε να απενεργοποιήσετε και την έξοδο HDMI.
Για να απενεργοποιήσετε την έξοδο HDMI στο Raspberry Pi, εκτελέστε την ακόλουθη εντολή:
sudo /opt/vc/bin/tvservice -o
Στη συνέχεια, για να ενεργοποιήσετε ξανά την έξοδο HDMI όταν τη χρειαστείτε ξανά, χρησιμοποιήστε αυτήν την εντολή:
sudo /opt/vc/bin/tvservice -p
Όπως και με την απενεργοποίηση του ελεγκτή USB, η έξοδος HDMI είναι ενεργοποιημένη μετά από επανεκκίνηση.
Απενεργοποιήστε το Wi-Fi και το Bluetooth
Εκτιμώμενη εξοικονόμηση ενέργειας: περίπου 40mA.
Εάν η λύση σας δεν χρησιμοποιεί Wi-Fi ή Bluetooth, πιθανόν να τα απενεργοποιήσετε επίσης. Λάβετε υπόψη, ωστόσο, ότι εάν απενεργοποιήσετε ταυτόχρονα το HDMI, το USB και το Wi-Fi, θα έχετε πρόβλημα στη διασύνδεση με το Pi σας!
Για να απενεργοποιήσετε το Wi-Fi και το Bluetooth, ανοίξτε /boot/config.txt, προσθέστε αυτές τις παραμέτρους και επανεκκινήστε:
[all]
dtoverlay=disable-wifi
dtoverlay=disable-bt
Για να ενεργοποιήσετε ξανά το Wi-Fi και το Bluetooth (ή μόνο ένα από αυτά), απλώς αφαιρέστε τις παραμέτρους από το αρχείο και επανεκκινήστε.
Ρολόι κάτω της CPU
Εκτιμώμενη εξοικονόμηση ενέργειας: μεταβλητή με βάση τις εφαρμογές.
Εάν δεν απαιτείτε την πλήρη ισχύ του επεξεργαστή Raspberry Pi (η οποία είναι υπερβολική για πολλές περιπτώσεις απομακρυσμένης παρακολούθησης ούτως ή άλλως), μπορείτε να εξοικονομήσετε μερικά mA κάνοντας overclocking της CPU.
Για παράδειγμα, για να ρυθμίσετε την ταχύτητα ρολογιού της CPU στο μέγιστο 900MHz, μπορείτε να ενημερώσετε /boot/config.txt και αλλάξτε τις παρακάτω παραμέτρους:
[all]
arm_freq=900
arm_freq_max=900
Μπορείτε επίσης να παίξετε με το core_freq_min, over_voltage, over_voltage_min και πολλές άλλες παραμέτρους που είναι καλά τεκμηριωμένες στο Επιλογές overclocking Raspberry Pi.
Λάβετε υπόψη ότι ενδέχεται να μην παρατηρήσετε εξοικονόμηση ενέργειας σε ορισμένα σενάρια. Για παράδειγμα, εάν έχετε μια διαδικασία που εκτελείται περισσότερο με χαμηλότερη ταχύτητα ρολογιού έναντι βραχύτερης με ταχύτερη ταχύτητα ρολογιού, δεν πρόκειται να δείτε καθαρή αλλαγή στην κατανάλωση ενέργειας.
Απενεργοποιήστε τα ενσωματωμένα LED
Εκτιμώμενη εξοικονόμηση ενέργειας: περίπου 10mA.
Μπορούμε να απενεργοποιήσουμε τις ενσωματωμένες λυχνίες LED στο Pi επεξεργάζοντας ξανά το /boot/config.txt αρχείο, προσθέτοντας τα ακόλουθα και επανεκκινώντας:
[pi4]
# Disable the PWR LED
dtparam=pwr_led_trigger=none
dtparam=pwr_led_activelow=off
# Disable the Activity LED
dtparam=act_led_trigger=none
dtparam=act_led_activelow=off
# Disable ethernet port LEDs
dtparam=eth_led0=4
dtparam=eth_led1=4
Λάβετε υπόψη ότι αυτές οι διαμορφώσεις είναι συγκεκριμένες για το Raspberry Pi 4 Model B. τεκμηρίωση σχετικά με τις μεταβλητές που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στο /boot/config.txt αρχείο μπορεί να βρεθεί εδώ.
Ορισμός των αλλαγών (ή επαναφορά στην προεπιλογή)
Τυχόν αλλαγές που έγιναν στο δικό σας /boot/config.txt το αρχείο θα παραμείνει μετά από επανεκκίνηση. Εάν θέλετε να εκδώσετε τις εντολές απενεργοποίησης USB, HDMI, Wi-Fi και Bluetooth κατά την εκκίνηση, επεξεργαστείτε το .bashrc αρχείο και προσθέστε αυτές τις εντολές.
Ομοίως, η διαγραφή των αλλαγών που κάνατε και η επανεκκίνηση θα επαναφέρει το Raspberry Pi στην προεπιλεγμένη του κατάσταση.
Συμπληρωματική δύναμη
Maybeσως η πιο προφανής συμβουλή όλων για απομακρυσμένες αναπτύξεις είναι να πηγή πρόσθετης ενέργειας από τον ήλιοΤο Προσθέτοντας μια ηλιακή συστοιχία λογικού μεγέθους στο Raspberry Pi σας, μπορείτε να παρατείνετε σημαντικά τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας (ακόμη και καθιστώντας τη θεωρητικά πλήρως βιώσιμη λύση σε περιβάλλοντα με ήλιο).
Χρήση του ΚΑΠΕΛΟ PiJuice είναι ένας εύκολος τρόπος για να προσθέσετε μια ηλιακή συστοιχία στο Raspberry Pi σας. Παρέχει επίσης μηχανισμούς για χαριτωμένους τερματισμούς (και εκκίνησης) σε προκαθορισμένα επίπεδα φόρτισης της μπαταρίας.
Μπορείτε να δείτε ένα PiJuice που χρησιμοποιείται σε αυτό το έργο Hackster: Ηλιακή τροφοδοσία Crypto Mining με Raspberry Pi.
Εναλλακτικά, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια τράπεζα τροφοδοσίας USB με επαναφορτιζόμενη φόρτιση. Αυτό επιτρέπει στο power bank να τροφοδοτεί το Pi και μια ηλιακή συστοιχία για να φορτίζει την μπαταρία ταυτόχρονα.
Αυτή η ρύθμιση δοκιμάστηκε σε άλλο έργο Hackster: Remote Birding με TensorFlow Lite και Raspberry Pi.
Power-Optimized Cellular για το Raspberry Pi
Οι λύσεις απομακρυσμένης παρακολούθησης είναι συχνά εκτός του εύρους των παραδοσιακών επιλογών επικοινωνίας δικτύου όπως το Wi-Fi. Αυτός είναι ένας λόγος για τον οποίο η Blues Wireless δημιούργησε το φιλικό προς τους προγραμματιστές Σημειωματάριο για την παροχή οικονομικά αποδοτικών κυψελοειδών για λύσεις IoT.
Η Notecard είναι ένα μικροσκοπικό σύστημα 30mm x 35mm System on Module (SoM) και αποστέλλεται έτοιμο να ενσωματωθεί σε ένα έργο μέσω του συνδέσμου M.2. Για να διευκολύνει την πρωτοτυπία, το Blues Wireless παρέχει επίσης μια σειρά πλακών επέκτασης (που ονομάζονται Notecarriers).
Το Notecarrier-Pi λειτουργεί ως κεντρικός HAT για το Notecard. Παρέχει μια διεπαφή μεταξύ του Raspberry Pi και του Notecard. Με κεφαλίδες pass-through, ταιριάζει ακριβώς με ό,τι άλλο Pi HAT χρησιμοποιείτε (όπως το PiJuice HAT που απεικονίζεται παραπάνω).
Η ομορφιά του Notecard μπορεί να συνοψιστεί σε:
- Η απλότητα του API (JSON μέσα και JSON έξω).
- Η αγνωστικιστική φύση της πλήρους συμβατότητας SBC και MCU.
- Η τιμολόγηση (49$ για 10 χρόνια και 500MB δεδομένων).
- Το μοντέλο ασφαλείας με κρυπτογραφημένη κίνηση που ταξιδεύει μέσα από σήραγγες VPN.
- Το 8mA που καταναλώνει ισχύ όταν είναι αδρανές
Πλάτωνας. Επανεκτίμησε το Web3. Ενισχυμένη ευφυΐα δεδομένων.
Κάντε κλικ εδώ για πρόσβαση.
Πηγή: https://www.iotforall.com/optimizing-raspberry-pi-power-consumption
