RaspberryPiシングルボードコンピューターが 2012年に最初に発表された、特に当時のバッテリー技術の状態を考えると、多くの人が完全にオフグリッドの設定でPiの有用性を検討していたのではないかと思います。

今日に早送りします。 家庭用の原子炉を（まだ）正確に選択できるわけではありませんが、堅牢なバッテリーとソーラー技術を利用できるほか、次のような新しい理由もあります。 エッジコンピューティングシナリオでRaspberryPiをデプロイする.

なぜラズベリーパイ？

多数のマイクロコントローラーと、次のような簡素化されたシングルボードコンピューター（SBC）があります。 ラズベリーパイゼロ これは、完全なRaspberry Pi 4よりもエネルギー効率が高くなります。しかし、その効率には、機能の低下という点で独自のコストが伴います。

おそらく、私たちが尋ねるべき質問は、「いったいなぜRaspberryPiをリモートでデプロイしたいのか」ということです。

答え？ 通常、あなたはそうしません！

ただし、これにはいくつかの正当な例外があります。

CPUパワー

もしあなたが〜なら 機械学習モデルの実行 最小限の遅延で処理する必要があるリモートでは、72GHzで動作するARM Cortex-A1.5CPUを打ち負かすのは困難です。 明確な タイニーML ワークロードはMCUでミリ秒単位で実行できますが、プロジェクトでマシンビジョンの作業を行う必要がある場合は、SBCの方が適しています。

拡張のしやすさ

Pi HATエコシステムは成熟しており、ほぼすべてのシナリオで本番環境に対応した拡張オプションを提供します。 適切な例として、 ノートカードとノートキャリアPiHAT Blues Wirelessは、リモートデータリレーが重要な要件であるシナリオで、ドロップインセルラー通信（アイドル時の電力消費8mA）を可能にします。

Python

　 ラズベリーパイOS 完全なPythonディストリビューションが付属しています。 CircuitPythonとMicroPythonはほとんどのIoTプロジェクトで受け入れられますが、一部のPythonライブラリはこれらXNUMXつの派生物をサポートしていません。

電力最適化のヒント

ラズベリーパイの首の周りのアンカーはその推定値です 600mAの有効消費電流.

いくつかの簡単な構成変更でそれを管理可能な値にトリミングするために使用できるいくつかのテクニックを次に示します。

USBコントローラーを無効にする

推定省電力：約100mA。

Raspberry Piをヘッドレス構成で実行している場合は、オンボードUSBコントローラーに電力を供給しなくても問題が解決する可能性があります。 マウスやキーボードを使用していなくても、電源が入っていることに注意してください。

Raspberry PiのUSBコントローラーを無効にするには、次のコマンドを実行します。

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

そして、再び必要になったときにUSBコントローラーを再度有効にするには：

echo '1-1' |sudo tee /sys/bus/usb/drivers/usb/bind

再起動後、USBコントローラーは自動的に有効になります。

HDMI出力を無効にする

推定省電力：約30mA。

ヘッドレス構成でRaspberryPiを使用する場合、定義上、モニターを接続する必要もありません。 その場合は、HDMI出力を無効にすることもできます。

Raspberry PiでHDMI出力を無効にするには、次のコマンドを実行します。

sudo /opt/vc/bin/tvservice -o

次に、HDMI出力が再び必要になったときに再度有効にするには、次のコマンドを使用します。

sudo /opt/vc/bin/tvservice -p

USBコントローラを無効にする場合と同様に、HDMI出力は再起動後に有効になります。

Wi-FiとBluetoothを無効にする

推定省電力：約40mA。

ソリューションでWi-FiまたはBluetoothを使用していない場合は、それらも無効にできる可能性があります。 ただし、HDMI、USB、Wi-Fiを同時に無効にすると、Piとのインターフェースに問題が発生することに注意してください。

Wi-FiとBluetoothを無効にするには、 /boot/config.txt、これらのパラメータを追加して、再起動します。

[all]
dtoverlay=disable-wifi
dtoverlay=disable-bt

Wi-FiとBluetooth（またはそれらのXNUMXつのみ）を再度有効にするには、ファイルからパラメーターを削除して再起動します。

CPUをクロックダウンする

推定省電力：アプリケーションに基づいて変動します。

Raspberry Pi CPUのフルパワーを必要としない場合（とにかく多くのリモート監視状況ではやり過ぎです）、CPUをアンダークロックすることで数mAを節約できます。

たとえば、CPUクロック速度を最大900MHzに設定するには、次のように更新します。 /boot/config.txt 次のパラメータを変更します。

[all]
arm_freq=900
arm_freq_max=900

また、で遊ぶことができます core_freq_min, over_voltage, over_voltage_min およびで十分に文書化されている他の多くのパラメータ RaspberryPiのオーバークロックオプション.

特定のシナリオでは、電力の節約が見られない場合があることに注意してください。 たとえば、遅いクロック速度で長く実行されるプロセスと、速いクロック速度で短く実行されるプロセスがある場合、消費電力の正味の変化は見られません。

オンボードLEDを無効にする

推定省電力：約10mA。

Piを再度編集することで、PiのオンボードLEDを無効にできます。 /boot/config.txt ファイル、以下を追加し、再起動します。

[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

これらの構成はRaspberryPi4モデルBに固有であることに注意してください。 で使用可能な変数に関するドキュメント /boot/config.txt ファイルが見つかります こちら.

変更を永続的にする（またはデフォルトにリセットする）

に加えられた変更 /boot/config.txt ファイルは再起動後も保持されます。 起動時にUSB、HDMI、Wi-Fi、およびBluetoothの無効化コマンドを発行する場合は、 .bashrc ファイルを作成し、それらのコマンドを追加します。

同様に、行った変更を削除して再起動すると、RaspberryPiがデフォルトの状態にリセットされます。

補助電力

おそらく、リモート展開に関するそれらすべての最も明白なヒントは、 太陽から追加の電力を供給します。 Raspberry Piに適度なサイズのソーラーアレイを追加することで、バッテリーの寿命を大幅に延ばすことができます（完全な太陽環境で理論的に完全に持続可能なソリューションにすることもできます）。

使い方 パイジュースハット RaspberryPiにソーラーアレイを追加する簡単な方法です。 また、事前定義されたバッテリ充電レベルでの正常なシャットダウン（および起動）のメカニズムも提供します。

このHacksterプロジェクトで使用されているPiJuiceを見ることができます。 RaspberryPiを使用した太陽光発電の暗号マイニング.

または、パススルー充電付きのUSBパワーバンクを使用することもできます。 これにより、パワーバンクはPiとソーラーアレイに電力を供給してバッテリーを同時に充電できます。

この配置は、別のHacksterプロジェクトでテストされました。 TensorFlowLiteとRaspberryPiを使用したリモートバードウォッチング.

RaspberryPi用の電力最適化セルラー

リモート監視ソリューションは、多くの場合、Wi-Fiなどの従来のネットワーク通信オプションの範囲外です。 これが、BluesWirelessが開発者に優しいものを作成した理由のXNUMXつです。 ノートカード IoTソリューションに費用効果の高いセルラーを提供します。

ノートカードは、モジュール（SoM）上の小さな30mm x 35mmシステムであり、M.2コネクタを介してプロジェクトに埋め込む準備ができて出荷されます。 プロトタイプ作成を容易にするために、Blues Wirelessは一連の拡張ボード（ノートキャリアと呼ばれる）も提供しています。

Notecarrier-Piは、ノートカードのホストHATとして機能します。 RaspberryPiとNotecard間のインターフェイスを提供します。 パススルーヘッダーを使用すると、使用している他のPi HAT（上の写真のPiJuice HATなど）にぴったりと適合します。

ノートカードの美しさは、次のように要約できます。

• APIのシンプルさ（JSON入力とJSON出力）。
• SBCとMCUの完全な互換性の不可知論的な性質。
• 価格（49年間で10ドル、500 MBのデータ）。
• VPNトンネルを通過する暗号化されたトラフィックを使用する組み込みのセキュリティモデル。
• アイドル時の電力消費8mA

PlatoAi。 Web3の再考。 増幅されたデータインテリジェンス。
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出典：https：//www.iotforall.com/optimizing-raspberry-pi-power-consumption