Связь

Платон Вертикальный поиск

IOT

Оптимизация энергопотребления Raspberry Pi

энергопотребление raspberry pi
Иллюстрация: © IoT For All

Когда одноплатный компьютер Raspberry Pi был впервые объявлено еще в 2012 годуЯ сомневаюсь, что многие люди рассматривали возможность использования Pi в полностью автономном режиме, особенно учитывая состояние аккумуляторных технологий в то время.

Перенесемся в сегодняшний день. Хотя у нас нет возможности сделать ядерные реакторы в домашних условиях (пока), у нас есть доступ к надежным батареям и солнечным технологиям, а также новые причины для развернуть Raspberry Pis в сценариях граничных вычислений.

Почему Raspberry Pi?

Существует множество микроконтроллеров и урезанных одноплатных компьютеров (SBC), таких как Малина Pi Zero он более энергоэффективен, чем полноценный Raspberry Pi 4. Но за эту эффективность приходится платить, с точки зрения ограниченных возможностей и функциональности.

Возможно, нам следует задать вопрос: «С какой стати нам нужно развертывать Raspberry Pi удаленно?»

Ответ? Обычно вы этого не сделаете!

Однако из этого есть несколько законных исключений:

Мощность процессора

Если вы запуск моделей машинного обучения удаленно, которые должны обрабатываться с минимальной задержкой, процессор ARM Cortex-A72, работающий на частоте 1.5 ГГц, трудно превзойти. Специфический TinyML рабочие нагрузки могут выполняться на микроконтроллерах за миллисекунды, но если вашему проекту требуется работа с машинным зрением, то SBC лучше подойдет.

Легкость расширения

Экосистема Pi HAT является зрелой и предоставляет готовые к эксплуатации варианты расширения практически для каждого сценария. В данном случае Карта для заметок и носитель для заметок Pi HAT от Blues Wireless обеспечивают прямую сотовую связь (при потребляемой мощности 8 мА в режиме ожидания) для сценариев, где удаленная ретрансляция данных является ключевым требованием.

Питон

Освободи Себя Малина Pi OS поставляется с полным дистрибутивом Python. Хотя CircuitPython и MicroPython приемлемы для большинства проектов Интернета вещей, некоторые библиотеки Python не поддерживают эти две производные.

Советы по оптимизации мощности

По оценкам, якорь на шее Raspberry Pi 600 мА активное потребление тока.

Реклама. Прокрутите, чтобы продолжить чтение.

Вот несколько приемов, которые мы можем использовать, чтобы уменьшить это значение до приемлемого значения с помощью некоторых простых изменений конфигурации:

Отключить USB-контроллер

Расчетная экономия энергии: примерно 100 мА.

Если вы используете Raspberry Pi в конфигурации без головы, вы, вероятно, можете обойтись без включения встроенного USB-контроллера. Обратите внимание, что даже если вы не используете мышь или клавиатуру, они все равно работают!

Чтобы отключить USB-контроллер на Raspberry Pi, выполните следующую команду:

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

А затем снова включить USB-контроллер, когда он снова понадобится:

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

После перезагрузки контроллер USB включится автоматически.

Отключить выход HDMI

Расчетная экономия энергии: примерно 30 мА.

При использовании Raspberry Pi в автономной конфигурации вам также, по определению, не нужно подключать монитор. В этом случае вы также можете отключить выход HDMI.

Чтобы отключить выход HDMI на Raspberry Pi, выполните следующую команду:

sudo /opt/vc/bin/tvservice -o

А затем, чтобы снова включить выход HDMI, когда он вам снова понадобится, используйте эту команду:

Реклама. Прокрутите, чтобы продолжить чтение.
sudo /opt/vc/bin/tvservice -p

Как и при отключении USB-контроллера, выход HDMI включается после перезагрузки.

Отключить Wi-Fi и Bluetooth

Ориентировочная экономия энергии: примерно 40 мА.

Если ваше решение не использует Wi-Fi или Bluetooth, вы, вероятно, также можете отключить их. Однако обратите внимание, что если вы одновременно отключите HDMI, USB и Wi-Fi, у вас возникнут проблемы с взаимодействием с вашим Pi!

Чтобы отключить Wi-Fi и Bluetooth, откройте /boot/config.txt, добавьте эти параметры и перезагрузитесь:

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

Чтобы повторно включить Wi-Fi и Bluetooth (или только один из них), просто удалите параметр (ы) из файла и перезагрузитесь.

Понижение частоты процессора

Расчетная экономия энергии: варьируется в зависимости от приложений.

Если вам не требуется полная мощность процессора Raspberry Pi (что в любом случае является излишним для многих ситуаций удаленного мониторинга), вы можете сэкономить несколько мА, разогнав процессор.

Например, чтобы установить тактовую частоту процессора на максимум 900 МГц, вы можете обновить /boot/config.txt и измените следующие параметры:

[all]
arm_freq=900
arm_freq_max=900

Вы также можете поиграть с core_freq_minover_voltageover_voltage_min и многие другие параметры, которые хорошо задокументированы в Варианты разгона Raspberry Pi.

Обратите внимание, что в определенных сценариях вы можете не увидеть энергосбережения. Например, если у вас есть процесс, который работает дольше при более низкой тактовой частоте по сравнению с более коротким при более высокой тактовой частоте, вы не увидите чистого изменения энергопотребления.

Реклама. Прокрутите, чтобы продолжить чтение.

Отключить встроенные светодиоды

Расчетная экономия энергии: примерно 10 мА.

Мы можем отключить встроенные светодиоды на Pi, снова отредактировав /boot/config.txt файл, добавив следующее и перезагрузив:

[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

Обратите внимание, что эти конфигурации относятся к Raspberry Pi 4 Model B; документация по переменным, используемым в /boot/config.txt файл можно найти здесь.

Внесение изменений в постоянные (или возврат к значениям по умолчанию)

Любые изменения, внесенные в ваш /boot/config.txt файл сохранится после перезагрузки. Если вы хотите выполнить команды отключения USB, HDMI, Wi-Fi и Bluetooth при загрузке, отредактируйте свой .bashrc файл и добавьте эти команды.

Точно так же удаление внесенных вами изменений и перезагрузка вернет Raspberry Pi обратно в состояние по умолчанию.

Дополнительная мощность

Возможно, самый очевидный совет для удаленного развертывания - это источник дополнительной энергии от солнца. Добавив к Raspberry Pi солнечную батарею разумного размера, вы можете значительно продлить срок службы батареи (даже сделав ее теоретически полностью устойчивым решением в условиях полного солнца).

Посмотрите на график Шляпа PiJuice - это простой способ добавить солнечную батарею к вашему Raspberry Pi. Он также предоставляет механизмы для плавного выключения (и загрузки) при заранее определенных уровнях заряда батареи.

Вы можете увидеть PiJuice, используемый в этом проекте Hackster: Крипто-майнинг на солнечных батареях с Raspberry Pi.

Как вариант, вы можете использовать внешний аккумулятор USB с сквозной зарядкой. Это позволяет блоку питания питать Pi и солнечную батарею для одновременной зарядки аккумулятора.

Эта схема была протестирована в другом проекте Hackster: Удаленное наблюдение за птицами с TensorFlow Lite и Raspberry Pi.

Реклама. Прокрутите, чтобы продолжить чтение.

Оптимизированная сотовая связь для Raspberry Pi

Решения для удаленного мониторинга часто выходят за рамки традиционных вариантов сетевой связи, таких как Wi-Fi. Это одна из причин, по которой Blues Wireless создал удобный для разработчиков Заметка предоставить экономичную сотовую связь для решений Интернета вещей.

Notecard представляет собой крошечную систему на модуле (SoM) размером 30 мм x 35 мм, которая поставляется готовой к встраиванию в проект через разъем M.2. Чтобы упростить создание прототипов, Blues Wireless также предлагает серию плат расширения (называемых носителями для заметок).

Notecarrier-Pi действует как главный HAT для Notecard. Он обеспечивает интерфейс между Raspberry Pi и Notecard. Благодаря сквозным заголовкам он идеально сочетается с любыми другими Pi HAT, которые вы используете (например, PiJuice HAT, изображенным выше).

Красота Notecard сводится к:

  • Простота API (JSON на входе и JSON на выходе).
  • Агностическая природа полной совместимости с SBC и MCU.
  • Цена (49 долларов на 10 лет и 500 МБ данных).
  • Встроенная модель безопасности с зашифрованным трафиком, проходящим через туннели VPN.
  • Потребляемая мощность 8 мА в режиме ожидания

PlatoAi. Web3 в новом свете. Расширенный анализ данных.
Щелкните здесь, чтобы получить доступ.

Источник: https://www.iotforall.com/optimizing-raspberry-pi-power-consuming

Реклама

Связанные потоки

Блокчейн

Сегодня, несмотря на риски при использовании криптовалют, а также на меры по ужесточению контроля над криптовалютами со стороны правительства, криптовалюты становятся все более широко ...

Блокчейн

MyTona стала первой компанией в России, объявившей о своих планах в секторе Metaverse. Якутский разработчик игр сообщил в сообщении ...

Блокчейн

Элону и его астрономическим скачкам всегда удавалось удивлять людей из криптопространства. Например, указанная монета совсем недавно зарегистрировала массовый ...

Блокчейн

Игровая платформа Axie Infinity, предназначенная для заработка, недавно опубликовала в Твиттере, что «Земельный участок Genesis был продан за 550 ETH». На сумму 2.3 миллиона долларов это ...