8 طرق لتوفير الطاقة في مشاريع Raspberry Pi الخاصة بك

على الرغم من أن Raspberry Pi هو جهاز كمبيوتر موفر للطاقة للغاية ، إلا أن هناك سيناريوهات محددة حيث قد ترغب في خفض استهلاك الطاقة بشكل أكبر. أحدها إذا كنت تستخدم بنك طاقة أو مزود طاقة غير متقطع (UPS) لتزويد Raspberry Pi بالكهرباء. يمكن أن يكون استهلاك الطاقة المنخفض مفيدًا أيضًا إذا كنت تدير مشروعًا دائمًا ، وتحتاج إلى الحفاظ على فاتورة الطاقة لديك منخفضة مثل ممكن.

فهم استهلاك طاقة Raspberry Pi

بفضل بنيته القائمة على ARM ، يعد Raspberry Pi جهازًا منخفض الطاقة للغاية. يستخدم Raspberry Pi 4 2.7 واط أثناء الخمول ، وفقًا للاختبارات التي أجراها جيف جيرلينج. وبالمقارنة ، فإن أكثر حواسيب x86 كفاءة ستستهلك 10 واط إلى 25 واط ، وهو أكثر بكثير مما يستخدمه Raspberry Pi عندما يعمل تحت 400٪ من تحميل وحدة المعالجة المركزية ، 6.4 واط.

يعمل كل هذا على إيصال النقطة التي مفادها أن Raspberry Pi لا يؤثر بالفعل بشكل كبير على فاتورة الطاقة لديك ، على الأقل مقارنة بأدواتك وأجهزتك الأخرى. لذلك ، قد يكون تقليل استهلاك الطاقة على Raspberry Pi مضيعة للوقت والجهد إذا كان مشروعك لا يتطلب ذلك.

ومع ذلك ، إذا كانت كفاءة الطاقة مهمة لمشروعك ، حتى آخر ملي واط ، فستكون النصائح الموضحة أدناه مفيدة لك.

1. شغّل برنامج إعداد مقطوعة الرأس

يعد الإعداد بدون رأس طريقة شائعة لتشغيل Raspberry Pi ، ويتضمن استخدام Pi بدون لوحة مفاتيح أو ماوس أو شاشة متصلة. نظرًا لأن جميع المشاريع لا تتطلب عرضًا أو أيًا من هذه ، فإن الإعداد بدون رأس هو طريقة جيدة لتقليل استهلاك الطاقة لإعداد Raspberry Pi الخاص بك.

كل ما تحتاجه هو جهاز كمبيوتر منفصل واتصال بالإنترنت (إما عبر Wi-Fi أو Ethernet). مرة واحدة تم تمكين SSH على Raspberry Pi الخاص بك وكلا الجهازين متصلان بنفس الشبكة ، فأنت على ما يرام. يمكنك بعد ذلك استخدام محطة سطر أوامر أو عميل SSH مثل PuTTY على جهاز الكمبيوتر الآخر لإصداره أوامر بعيدة إلى Pi. VNC هو خيار آخر إذا كنت تفضل العمل بواجهة مستخدم رسومية (واجهة المستخدم الرسومية)

2. قم بإزالة الأجهزة الطرفية غير الضرورية

لا يتعين عليك تشغيل Raspberry Pi مقطوعة الرأس طوال الوقت. سيؤدي فصل الأجهزة الطرفية عند عدم الحاجة إليها ببساطة إلى تقليل استهلاك الطاقة. تستهلك جميع لوحات المفاتيح والماوسات وأجهزة التخزين الطاقة ، حتى عندما لا تكون قيد الاستخدام.

عادةً ما تستخدم الأجهزة اللاسلكية طاقة أقل قليلاً من تلك السلكية. تستخدم معظم أجهزة الماوس ولوحات المفاتيح USB حوالي 0.5 واط من الطاقة في الساعة ، ويزداد هذا الرقم عندما تكون قيد الاستخدام. في حين أن هذا الرقم قد لا يبدو كثيرًا ، إلا أنه يميل إلى الزيادة بمرور الوقت.

شيء آخر يجب مراعاته هو أن محركات الأقراص الثابتة (HDDs) تستهلك عادةً قدرًا أكبر من الكهرباء مقارنة بمحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD). لذلك ، إذا كنت تحاول توفير أكبر قدر ممكن من الكهرباء ، فاختر SSD أو بطاقة SD بدلاً من ذلك. تقدم محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة العديد مزايا أخرى على الأقراص الصلبة.

3. قم بتعطيل منافذ USB و HDMI

على الرغم من أن المنافذ غير المستخدمة تستهلك قدرًا صغيرًا من الطاقة ، فقد ترغب في تعطيلها إذا كنت تحاول توفير أكبر قدر ممكن من الطاقة. عند تعطيل USB ، يجب ملاحظة أنه لا يمكنك تعطيل المنافذ بشكل فردي. يتم إيقاف تشغيل جميع المنافذ عند تعطيل USB.

أيضًا ، يؤدي إيقاف تشغيل وحدة تحكم USB إلى تعطيل Ethernet ، نظرًا لأنها تشترك في نفس ناقل البيانات على Raspberry Pi. سيؤدي تعطيل USB إلى توفير حوالي 100 مللي أمبير.

لتعطيل USB على Raspberry Pi 3B + والنماذج السابقة ، أدخل الأمر التالي في الجهاز:

صدى صوت'1-1' | sudo tee / sys / bus / usb / drivers / usb / إلغاء ربط

لإعادة تمكين وحدة التحكم ، ما عليك سوى تغيير ملف فك الارتباط في الأمر الأخير ل ربط.

أيضًا ، يجب عليك تعطيل HDMI إذا كنت تقوم بتشغيل إعداد بدون رأس. سيوفر هذا حوالي 25 مللي أمبير ، مما يضيف ما يصل إلى 125 مللي أمبير في المجموع. لإيقاف تشغيل HDMI ، قم بتشغيل الأمر التالي:

sudo / opt / vc / bin / tvservice -o

لإعادة تشغيله ، كل ما عليك فعله هو تغيير ملف -o ل -p في الأمر الأخير.

ومع ذلك ، يجب أن تلاحظ أنه إذا اتبعت الخطوات الموضحة أعلاه ، فسيتم إعادة تمكين USB و HDMI عند إعادة تشغيل Raspberry Pi. ولكن ، يمكنك إضافة الأوامر إلى ملف rc.local ملف لتشغيلها عند بدء التشغيل. لمعرفة المزيد ، تحقق من قائمة بثلاث طرق لتشغيل برنامج Raspberry Pi عند بدء التشغيل.

4. افصل التيار الكهربائي عندما لا تكون قيد الاستعمال

خطأ شائع هو ترك Raspberry Pi متصلاً بمصدر طاقة عندما لا يكون قيد الاستخدام. حتى عند الإغلاق ، يستمر Raspberry Pi في جذب الطاقة ، بين 0.1 واط و 0.15 واط. تأكد من إزالة Raspberry Pi من مصدر الطاقة عندما لا تكون هناك حاجة إليه.

5. إبطاء المعالج

إن خفض سرعة وحدة المعالجة المركزية لـ Raspberry Pi يجعلها تعمل بسرعة أبطأ على مدار الساعة ولكنها تقلل من قوتها الاستهلاك وقد يكون مفيدًا للمشاريع المحمولة التي تعمل بالبطارية والتي لا تنطوي على تعقيد يعالج. يتبع هذا عملية مماثلة لرفع تردد التشغيل عن Raspberry Pi.

فقط انتقل إلى /boot مجلد مفتوح config.txt، وتغيير سرعة الساعة المحددة مسبقًا ، 1.5 جيجا هرتز لـ Raspberry Pi 4. لتخفيض سرعة Raspberry Pi إلى 1 جيجا هرتز ، يمكنك إضافة هذه الخطوط إلى /boot/config.txt:

arm_freq = 1300
arm_freq_max = 900 م / كود>

6. قم بتعطيل مصابيح LED المدمجة

يحتوي Raspberry Pi 4 على أربعة مصابيح LED مدمجة: اثنان بجوار رأس GPIO واثنان على منفذ Ethernet. يؤدي تعطيلها إلى توفير حوالي 2 مللي أمبير وهو سهل مثل تحرير ملف config.txt ملف. ومع ذلك ، فإن الأوامر مختلفة قليلاً ، اعتمادًا على طراز Raspberry Pi.

بالنسبة إلى Raspberry Pi 4 ، ما عليك سوى تحرير ملف /boot/config.txt ملف وإضافة المعلمات التالية:

# تعطيل PWR LED
dtparam = pwr_led_trigger = لا شيء
dtparam = pwr_led_activelow = إيقاف
# تعطيل نشاط LED
dtparam = act_led_trigger = لا شيء
dtparam = act_led_activelow = إيقاف
# تعطيل إيثرنت ACT LEDs
dtparam = eth_led0 = 4
# تعطيل إيثرنت LNK LEDs
dtparam = eth_led1 = 4

بالنسبة إلى Raspberry Pi 3B + ، تختلف الأسطر القليلة الأخيرة لإيقاف تشغيل مصابيح Ethernet قليلاً.

# تعطيل PWR LED
dtparam = pwr_led_trigger = لا شيء
dtparam = pwr_led_activelow = إيقاف
# تعطيل نشاط LED
dtparam = act_led_trigger = لا شيء
dtparam = act_led_activelow = إيقاف
# تعطيل إيثرنت ACT LEDs
dtparam = eth_led0 = 14
# تعطيل إيثرنت LNK LEDs
dtparam = eth_led1 = 14

7. تحسين التعليمات البرمجية الخاصة بك

إذا كنت تقوم بتشغيل برامج كتبتها بنفسك ، فعليك التأكد من تجنب بعض الممارسات السيئة التي يمكن أن تؤثر على استهلاك الطاقة. يجب أن تستمر في المعالجة إلى الحد الأدنى المطلوب لإنجاز المهمة. حد من تكرار الحلقات ، وتبسيط العمليات قدر الإمكان ، وإعطاء الأولوية للوظائف على التصميم في التطبيقات.

8. استخدم Pi Zero أو Pico بدلاً من ذلك

سيؤدي هذا على الأرجح إلى الحد الأكثر حدة في استهلاك الطاقة. ال Raspberry Pi Zero 2 W هو Raspberry Pi الأكثر كفاءة في استهلاك الطاقة ، وفقًا لـ Hackaday. إنه قادر على العمل بشكل أسرع وإكمال المزيد من المهام لكل واط من الطاقة ، مقارنة بطرازات Raspberry Pi الأخرى.

ال Raspberry Pi Pico هو متحكم يعتمد على شريحة RP2040 ، ويوفر أقل استهلاك للطاقة للوحة Raspberry Pi. يستهلك العرض التوضيحي لمشغل وسائط الفشار الموضح في ورقة بيانات Raspberry Pi Pico (VGA والوصول إلى بطاقة SD 4 بت وصوت I2S) حوالي 0.45 واط من الطاقة. كما أن لديها وضعين لتوفير الطاقة يقللان من استهلاك الطاقة بشكل أكبر.

إذا كان مشروعك لا يتطلب قوة معالجة كبيرة ، ففكر في استخدام Raspberry Pi Pico أو Zero بدلاً من النماذج الأكثر قوة.

الحد من استهلاك الطاقة في مشاريع Raspberry Pi الخاصة بك

كما ذكرنا ، فإن Raspberry Pi هو بالفعل جهاز موفر للطاقة للغاية ولا يوجد الكثير الذي يمكنك القيام به لتقليل استهلاك الطاقة بشكل أكبر. ومع ذلك ، في التطبيقات الحيوية للطاقة حيث يتم احتساب كل مللي أمبير ، فإن تعطيل المنافذ والواجهات التي لا تحتاجها سيساعدك على توفير الطاقة والحفاظ على Raspberry Pi الخاص بك لأطول فترة ممكنة.

إذا أجريت الكثير من التغييرات أو أردت إعادة ضبط Raspberry Pi على الإعدادات الأولية ، فكل ما عليك فعله هو تحديث إصدار جديد من Raspberry Pi OS على بطاقة SD.