quarta-feira, 22 de janeiro de 2014

Consumo de energia do Raspberry Pi parte 1

O consumo de energia é sempre algo a se considerar quando lidamos com projetos que dependem de uma bateria. Algumas medições já foram feitas em torno do Raspberry Pi por algumas pessoas, mas resolvi fazer meus próprios testes focando primeiramente da diminuição do consumo, levando em conta projetos em que você não utilizará display, ethernet ou usb e possa desativá-los.

No post Extensão USB com fonte para Raspberry Pi expliquei brevemente a questão de que no consumo declarado oficialmente de 700mA, já estão computados 100mA por porta usb, portando o consumo medido estará abaixo dos 700mA. O Raspberry Pi utilizado é o Modelo B rev 2.0 CN. Utilizei um multímetro simples para monitorar a tensão e um medidor de corrente separado suportando máximos 999mA.

Os testes foram feitos utilizando o Raspbian em um microsd de 8GB e medições feitas pós boot, sem interface gráfica que é o padrão e em baixo consumo de cpu.

Inicialmente temos um vídeo demonstrando a variação do consumo no boot:






Após boot o consumo permaneceu em cerca de 377mA(1,90W).

Ao fazer underclock na cpu arm para 200Mhz o consumo passou a ser de 374mA(1,88W), diferença de 3mA.

Consumo em underclock
Consumo em underclock

Voltamos a 700Mhz e ao desconectar o cabo de rede o consumo ficou em 326mA(1,64W).

Consumo sem rede
Consumo sem rede

Ao desativar o sistema usb que acaba desativando grande parte do chip LAN pois o mesmo é conectado a USB, o consumo tem uma diminuição significativa para 190mA(0,96W).

echo 0 > /sys/devices/platform/bcm2708_usb/buspower

Consumo sem USB/LAN
Consumo sem USB/LAN

Com ethernet(377mA, 1,90W), desativo o sistema que compõe o output no display(rca e hdmi) com "/opt/vc/bin/tvservice -o" e o consumo permanece em 353mA(1,77W)

Consumo com USB/LAN mas sem display
Consumo com USB/LAN sem display

Desativo o sistema de USB novamente e o consumo cai para 166mA(0,84W).

Menor consumo registrado com a placa ligada
Menor consumo registrado com a placa ligada

No post Botão para iniciar o Raspberry Pi quando desligado expliquei sobre a placa entrar em um estado de baixo consumo de energia quando desligada pelo sistema operacional, acontece que o consumo nesse modo não é tão baixo como eu imaginava, permanece em 110mA(0,56W).


Consumo após shutdown.
Consumo após shutdown.

Para os aventureiros que não necessitem da linha 5V existe ainda a possibilidade de remover o regulador de 3.3V original e utilizar um conversor dc-dc step-down de alta eficiência conectando diretamente na linha 3.3V via gpio. O regulador original gasta muita energia que é transformada em forma de calor.

Vimos que desativando partes não utilizadas da placa podemos ter uma boa redução o consumo. É claro que dependendo do caso é vantagem já adquirir de cara o Modelo A que não contem o chip LAN, esse que é um grande vilão no consumo energético da placa.

10 comentários:

  1. Cheguei a 69mA no modelo A: http://raspberryrobot.wordpress.com/2013/09/30/minimal-model-a-power-consumption-settings/

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. Ótima margem! Sem dúvida para certos projetos o Modelo A é bem melhor, ainda não o possuo no entanto, obrigado por compartilhar.

      Excluir
  2. Desculpa mas sou leigo no assunto, que equipamento com display é esse que você esta usando para medir o consumo em mA ?

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. É um amperímetro pequeno, eu comprei ele na deal extreme, existem diversos modelos lá, voltímetros, amperímetros de maior corrente também, esse meu mede até 999mA: http://www.dx.com/pt/p/dc0-999ma-digital-green-light-voltage-monitor-current-meter-black-blue-230915

      Excluir
  3. Desculpa, também sou leigo, mas a tela da direita não mede o Watts? Como é feito o cálculo para dar, por exemplo, 1,90W?

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. Olá, o aparelho da direita esta mendindo a tensão (5.08 volts), enquanto o da esquerda os amperes, no caso dessa medição, eram 375mA ( miliamperes, ou 0,375 amperes ). O calculo para se saber em watts, é a multiplicação dos amperes e tensão, ou seja, 0,375 vezes 5.08 = 1,90W

      Excluir
  4. Aonde você conectou as pontas de prova na Rasp para medir tensão e corrente ?

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. A tensão foi em fios "soltos" antes do conector microusb que liga o rasp, já a corrente é medida por aquele amperimetro que é ligado em série com um dos fios antes do conector microusb.

      Excluir
  5. ola, vc pode me passar um tutorial para montar e conectar
    o medidor de corrente no RPi 3 ?

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. Olá, compre um medidor de corrente USB que é bem mais fácil: Medidor de corrente USB

      Excluir