Raspberry Pi Zero 2 Akku-Laufzeiten, Optimierung und Einrichtung

Von Xuyun Zeng | Januar 20, 2022

Wie man einen Raspberry Pi mit einer Batterie betreibt

Der einfachste Weg für ein Plug-and-Play-Erlebnis ist der Betrieb über eine Powerbank, die zum Aufladen von Handys gedacht ist. Sie sind am einfachsten, weil alles funktioniert, aber sie sind auch am wenigsten anpassbar.

Wenn Sie eine besser anpassbare Lösung wünschen, sollten Sie die PowerBoost 1000 Basic die es Ihnen ermöglicht, Spannungen von 1,8 V zu erhöhen, was bedeutet, dass Sie 2 NiMH-Akkus oder einen Lithium-Akku verwenden können, um Ihren Raspberry Pi Zero 2 W zu betreiben.

Beispiele für batteriebetriebene Anwendungen mit dem Pi Zero 2

Die Verwendung des Raspberry Pi Zero 2 mit einer Batterie ist für Anwendungen wie diese sinnvoll,

Retro-Spiele-Emulation: Retroflag GPi-Gehäuse oder ein Sonderanfertigung mit einem 7"-Bildschirm
IoT-/Automatisierungsgeräte, die weit von einer Steckdose entfernt sind (Wettersensor, Verschmutzungsdetektor, Tierkameras, Pflanzenbewässerungsgeräte, Haustierfutterautomaten)
ePaper-Displays: digitale Namensschilder, Börsenticker, To-Do-Listen

Protokollierung der Betriebszeit

Um Ihre Betriebszeit zu protokollieren, sollten Sie das Paket uptimed.

Öffnen Sie ein Terminal und führen Sie es aus:

sudo apt-get install uptimed

Nach der Installation müssen Sie den Dienst durch Ausführen starten und ausführen:

systemctl enable uptimed

dann

systemctl start uptimed

Da wir versuchen, die zu erwartende Akkulaufzeit zu ermitteln, ist es wichtig sicherzustellen, dass die Konfigurationsdateien von uptimed viel kürzere Protokollierungsintervalle zulassen als die Standardwerte.

Standardmäßig schreibt uptimed nur jede Stunde in die Protokolle und zeichnet keine Einträge auf, die kürzer als eine Stunde sind.

Um dies zu ändern, müssen Sie die Konfigurationsdatei ändern. Standardmäßig

Führen Sie im Terminal einen Befehl aus:

sudo nano /etc/uptimed.conf

Ändern Sie die folgenden Variablen:

UPDATE_INTERVAL=60

LOG_MINIMUM_UPTIMED = 60

Standardmäßig sind beide Variablen auf eine Stunde eingestellt (entweder 3600 Sekunden oder 1h). Wenn wir sie auf 60 Sekunden setzen, können wir die Laufzeit der Batterie minutengenau protokollieren.

Leerlaufzeit

Laufzeit: 30 Stunden 12 Minuten

Ich habe eine 5000mA Powerbank auf dem Raspberry Pi Zero 2W ohne Anhänge und auf dem Raspberry Pi OS (2021-10-31) betrieben. Alles ist standardmäßig.

Dies entspricht der bestmöglichen Akkulaufzeit, die Sie mit einem Standard-Raspberry Pi Zero 2 W erreichen können.

Stress Laufzeit

In der Realität werden Sie wahrscheinlich bestimmte Anhänge wie HDMI oder etwas an den GPIO haben. Der nächste Test wird also ein besserer Weg sein, um herauszufinden, was das Worst-Case-Szenario ist.

Laufzeit: 6 Stunden 54 Minuten

Um einen Stresstest durchzuführen, habe ich den Befehl

stress-ng –cpu 4 –cpu-method fft

Die -cpu-Methode fft und -cpu 4 wurden verwendet basierend auf einer Schlussfolgerung im Raspberry Pi Forumdie feststellte, dass sie eine der höchsten Belastungen aufwies

Ich bemerkte sofort, dass die CPU-Auslastung bei der Ausführung dieses Befehls auf 100% hochschnellte.

Optimierungen

Sie können den Stromverbrauch weiter reduzieren, indem Sie verschiedene Komponenten des Raspberry Pi Zero 2 W ausschalten.

Hier sind die Energiesparfunktionen, die Sie aktivieren können:

LED ausschalten: 5mA¹

WiFi ausschalten: 11mA-187mA²

Ältere Treiber verwenden + HDMI deaktivieren: 21mA + 17mA ²

LED ausschalten

Sie können 5 mA sparen, indem Sie die LED ausschalten. So geht's.

Wenn Sie es nur einmal ausführen wollen, müssen Sie diesen Befehl im Terminal ausführen:

echo none | sudo tee /sys/class/leds/led0/trigger

Wenn Sie jedoch möchten, dass die LED beim Neustart dauerhaft ausgeschaltet wird, öffnen Sie Ihr Terminal und geben Sie ein:

sudo crontab -e

Sobald Sie in der Datei sind, scrollen Sie ganz nach unten und geben Sie diese Zeilen ein:

@reboot echo none | sudo tee /sys/class/leds/led0/trigger &

Nach dem nächsten und den folgenden Neustarts leuchtet die grüne LED Ihres Pi Zero 2 W so lange, bis das Betriebssystem hochgefahren ist, wodurch sie ausgeschaltet wird.

WiFi ausschalten

Aus demselben Grund können Sie WiFi dauerhaft deaktivieren, indem Sie den Befehl

sudo rfkill block wifi

Um diesen Befehl bei einem Neustart auszuführen, öffnen Sie Ihr Terminal und geben Sie ein

sudo crontab -e

Blättern Sie bis zum Ende und geben Sie diese Zeile ein

@reboot sudo rfkill block wifi &

Nach dem Neustart sollten Sie sehen, dass Ihr WiFi beim Start deaktiviert ist.

raspberry pi zero 2 deaktivieren wifi und led ausgeschaltet — Nach

Legacy-Treiber verwenden + HDMI deaktivieren

Wenn Sie ein batteriebetriebenes Gerät gebaut haben, ist die Wahrscheinlichkeit viel größer, dass Sie keinen Monitor verwenden.

Vielleicht möchten Sie Ihren Raspberry Pi Zero 2 W auch im Headless-Modus betreiben. Auch das ist ein Grund, HDMI zu deaktivieren.

Das Widersprüchliche daran ist, dass ich WiFi aktivieren musste, was zu einem Stromverbrauch führte, um HDMI zu deaktivieren, damit ich meinen Pi Zero 2 über SSH steuern konnte. Wählen Sie also Ihre Schlachten.

Aktivieren Sie ältere GL-Treiber

Bevor Sie HDMI deaktivieren, müssen Sie den Legacy-Grafiktreiber verwenden.

Öffnen Sie ein Terminal und führen Sie aus:

sudo raspi-config

Dann gehen Sie zu Erweiterte Optionen -> GL-Treiber -> Legacy

Nun, da dies erledigt ist, können Sie fortfahren und Ihr HDMI deaktivieren, indem Sie den Befehl ausführen:

sudo nano /etc/rc.local

Geben Sie direkt oberhalb der Zeile "exit 0" ein /usr/bin/tvservice -o

Um HDMI wieder zu aktivieren, löschen Sie einfach diese Zeile. Ich habe das über SSH gemacht.

Kerne deaktivieren

Während alle oben genannten Tipps den Stromverbrauch im Leerlauf reduzieren, können Sie den maximalen Stromverbrauch auch durch die Deaktivierung von Kernen begrenzen.

Dazu müssen Sie ein Terminal öffnen und Folgendes eingeben: