Υπολογιστής κόστους ενέργειας Pi

Ο Υπολογιστής κόστους ρεύματος Pi είναι ένα εργαλείο που σας επιτρέπει να υπολογίσετε το κόστος ηλεκτρικής ενέργειας για το στόλο Raspberry Pi σας. Για επιχειρήσεις με πολλούς κόμβους Raspberry Pi, αυτός ο υπολογισμός μπορεί να διαδραματίσει κρίσιμο ρόλο στον καθορισμό του κόστους.

Αν θέλετε περισσότερες λεπτομέρειες, εξηγήσαμε όλους τους υπολογισμούς στο άρθρο που ακολουθεί το εργαλείο. Σας λέμε όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για το κόστος χρήσης ενέργειας για το Raspberry Pi σας.

Το διαδραστικό μας εργαλείο:

Τώρα που γνωρίζετε πόση ενέργεια θα καταναλώσει το Raspberry Pi σας και πόσο θα σας κοστίσει η τροφοδοσία του, μπορείτε να προσδιορίσετε πόσο θα κοστίσει η λειτουργία του στόλου Raspberry Pi.

Μάθετε πώς λειτουργούν όλα αυτά παρακάτω.

Τα βασικά

Θα ξεκινήσουμε με κάποια βασικά στοιχεία:

Αμπέρ (Αμπέρ): πρόκειται για το ρεύμα ισχύος, ή πόσο ηλεκτρική ισχύς ρέει μέσω ενός αγωγού ή μιας συσκευής. Φανταστείτε τα αμπέρ ως τον αριθμό των ηλεκτρονίων που ρέουν μέσω του σωλήνα ανά δευτερόλεπτο.
Volts: πρόκειται για τη διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού. Μπορείτε να τη φανταστείτε ως την πίεση υπό την οποία ρέουν τα ηλεκτρόνια - παρόμοια με την πίεση του νερού σε ένα σωλήνα.
Watts: η πραγματική ισχύς, η οποία είναι τα αμπέρ πολλαπλασιασμένη με τα βολτ, ορίζεται ως έργο ανά δευτερόλεπτο.

Ένα σημαντικό πράγμα που πρέπει να έχετε κατά νου είναι ότι τα Watt είναι ανεξάρτητα από την τάση και ανεξάρτητα από το χρησιμοποιούμενο συνεχές ή εναλλασσόμενο ρεύμα (συνεχές ή εναλλασσόμενο) - είναι η πραγματικά αποδιδόμενη ισχύς.

Συνήθως οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας χρεώνουν σε kWh - κιλοβατώρες. Αυτή είναι η ενέργεια που παραδίδεται αθροιστικά για το χρόνο που παραδόθηκε.

Οι κιλοβατώρες είναι η πραγματική εργασία που στέλνει η εταιρεία παροχής ηλεκτρικής ενέργειας στην επιχείρησή σας.

Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στο Raspberry Pi 4.

Χρήση ενέργειας του Raspberry Pi 4

Το Pi 4 δεν είναι μια λάμπα. Δεν χρησιμοποιεί (και δεν παρέχει) την ίδια ποσότητα ενέργειας σταθερά με την πάροδο του χρόνου. Ανάλογα με το για τι το χρησιμοποιείτε, τμήματα του SoC του (το ασημένιο τσιπ του Pi, η έξυπνη συσκευή που βρίσκεται στον πυρήνα της μαγείας του Pi) θα ενεργοποιούνται και θα απενεργοποιούνται.

Θα μπορούσαμε επίσης να συγκρίνουμε το Pi 4 με έναν άνθρωπο. Αν ξεκουράζεστε, για παράδειγμα, παρακολουθώντας μια ταινία στο Κέντρο πολυμέσων KODI, τότε χρειάζεστε πολύ λιγότερη ενέργεια από ό,τι αν τρέχατε σε μαραθώνιο. Παρόλα αυτά, πρόκειται για το ίδιο άτομο.

Για το λόγο αυτό είναι σημαντικό να εξετάσουμε την κατανάλωση ενέργειας του Pi 4 σε κατάσταση αδράνειας, αλλά και την κατανάλωση ενέργειας υπό βαρύ φορτίο.

Ένα σημαντικό πράγμα που πρέπει επίσης να έχετε κατά νου πριν ξεκινήσουμε: αυτό δεν περιλαμβάνει τις εξωτερικές συσκευές (συσκευές USB που καταναλώνουν ενέργεια, για παράδειγμα εξωτερικοί σκληροί δίσκοι, SSD κ.λπ.) - αλλά μπορείτε εύκολα να τις προσθέσετε χρησιμοποιώντας τους τύπους που παρέχω παρακάτω.

Χρησιμοποιώ τις μετρήσεις ισχύος του e xcellent Alex Eames του Raspi.TV ως βάση για τους υπολογισμούς μου. Σας ευχαριστώ πολύ, Alex!

Το Pi 4 απορροφά τα ακόλουθα ρεύματα:

575 mA στο ρελαντί
885 mA κατά τη φόρτωση του LXDE
600 mA για την προβολή βίντεο 1080p
640 mA για εγγραφή βίντεο 1080p

Παίρνουμε την κατώτατη και την ανώτερη τιμή, 575 mA και 885 mA. Η κατανάλωση ενέργειας του Pi 4 κατά μέσο όρο με την πάροδο του χρόνου θα πρέπει να είναι κάπου ενδιάμεσα.

Επειδή η επίσημη Παροχή ρεύματος USB C τροφοδοτεί 5,1 V, μπορούμε να μετατρέψουμε τα mA (το m είναι για το milli, ένα χιλιοστό) σε Watt:

2,93 W στο ρελαντί
4,51 W ενώ το Pi 4 φορτώνει το LXDE

Το Pi 4 τραβάει κατά μέσο όρο μεταξύ 3 και 5 W.

Το τροφοδοτικό

Δεν θα πρέπει να παραλείψουμε έναν σημαντικό παράγοντα που παίζει ρόλο στον υπολογισμό της πραγματικής ισχύος που απορροφάται από το δίκτυο κοινής ωφέλειας: την ίδια την παροχή ρεύματος.

Παρόλο που η επίσημη Παροχή ρεύματος USB-C είναι πολύ αποτελεσματική, δεν είναι τέλεια. Χρησιμοποιεί κάποια ενέργεια για το δικό του κύκλωμα.

Το τροφοδοτικό USB-C πιστοποιήθηκε σύμφωνα με το πρωτόκολλο σήμανσης αποδοτικότητας (ένα πρότυπο που εισήχθη στις Ηνωμένες Πολιτείες). Εδώ είναι ένα PDF με περισσότερες πληροφορίες.

Αυτό το πρότυπο ξεκίνησε μετά το σοκ των ανθρώπων που είδαν ότι πολλά αναποτελεσματικά τροφοδοτικά (που χρησιμοποιούσαν γραμμικούς ρυθμιστές) χρησιμοποιούσαν έως και 50 % της ίδιας της ισχύος - ανεξάρτητα από το αν η συσκευή που υποτίθεται ότι τροφοδοτούσαν ήταν ενεργή ή όχι! Πολλοί προέβλεψαν ότι γύρω στο 2010 τα τροφοδοτικά από μόνα τους θα χρησιμοποιούσαν έως και 30 % της συνολικής ισχύος στις ΗΠΑ.

Φυσικά, έπρεπε να διορθώσουν αυτή την κατάσταση - γεγονός που οδήγησε σε αυτό το πρότυπο.

Η επίσημη παροχή ρεύματος έχει τάση 5,1 V και μέγιστο ρεύμα 3 A που μπορεί να παρέχει. Αυτή είναι η μέγιστη ισχύς των 15,5 W (5,1 V * 3 A) που μπορεί να παρέχει στο Pi. Λάβετε υπόψη σας, ότι εργαζόμαστε με τους παραπάνω μέσους όρους - το Pi θα τραβήξει πολλή ενέργεια σε πολύ σύντομες εκρήξεις, γεγονός που απαιτεί να είναι διαθέσιμα περισσότερα από τα 4,51 W. Με βάση τον μέσο όρο του χρόνου, ακόμη και υπό φορτίο, θα πρέπει να δούμε την κατανάλωση ενέργειας που μετράει ο Alex. Επιπλέον, το τροφοδοτικό πρέπει επίσης να τροφοδοτεί συσκευές USB, αν έχετε συνδέσει κάποια στο Pi, κάτι που έχω προϋπολογίσει.

Τα Μαθηματικά της Δύναμης

Σύμφωνα με το πρότυπο (VI) το επίσημο τροφοδοτικό Pi 4 μπορεί να τραβήξει το πολύ 0,1 W όταν λειτουργεί μόνο του στο ρελαντί - δηλαδή δεν είναι συνδεδεμένο το Pi. (Η πραγματική τιμή στο φύλλο δεδομένων είναι 0,075 W το πολύ)

Το πρότυπο απαιτεί περαιτέρω, ότι εάν το Pi 4 τροφοδοτείται με ρεύμα, η απόδοση μετατροπής ισχύος πρέπει να είναι τουλάχιστον:

0,0834 x ln ( Pout) - 0,0014 x Pout + 0,609

Αυτός είναι ο φυσικός λογάριθμος, Pout, είναι η ισχύς εξόδου στο Pi.

τουλάχιστον 69 απόδοση % για το Pi 4 στο ρελαντί
τουλάχιστον 73 απόδοση % για το Pi 4 ενώ φορτώνει το LXDE

Αν το Pi 4 εργάζεται σκληρά, το τροφοδοτικό πρέπει να είναι πιο αποδοτικό - μια ενδιαφέρουσα διαπίστωση!

Σύμφωνα με το φύλλο δεδομένων του τροφοδοτικού Pi 4, η ελάχιστη απόδοση σε φορτίο 10 % είναι 72 % και η ελάχιστη 81 % σε φορτίο 100 % / 75 % / 50 % / 25 %. Θα συνεχίσω να χρησιμοποιώ τις τιμές που υπολόγισα παραπάνω, καθώς θα πρέπει να είναι εφαρμόσιμες σε οποιοδήποτε άλλο τροφοδοτικό με την πιστοποίηση VI.

Στην πρίζα, το Pi 4 τραβάει πραγματικά:

4,22 W ισχύς στο ρελαντί
6,20 W ισχύς κατά τη φόρτωση του LXDE

Υπολογισμός για ένα ολόκληρο έτος

Η ημέρα έχει 24 ώρες, το έτος έχει 365 ημέρες (τις περισσότερες φορές). Οι κιλοβατώρες είναι αυτό που λένε ότι είναι: 1000 W * αριθμός ωρών:

36,98 kWh κατανάλωση ενέργειας στο ρελαντί ανά έτος
54,28 kWh κατανάλωση ενέργειας κατά τη φόρτωση του LXDE ανά έτος
0,88 kWh εάν το τροφοδοτικό για το Pi 4 είναι συνδεδεμένο στην πρίζα 365/24/7 - χωρίς Pi. (Η πραγματική τιμή είναι ακόμη χαμηλότερη λόγω του φύλλου δεδομένων που δίνει μέγιστη τιμή 0,075W.)

Το κόστος

Οι τιμές της ενέργειας επί του παρόντος αυξομειώνονται.

Στη Γερμανία, είναι μεταξύ των υψηλότερων στην Ευρώπη - ακόμη και αν ληφθεί υπόψη η προσαρμογή του εισοδήματος. Για τους υπολογισμούς χρησιμοποίησα μια τιμή 32,8 Cent ανά kWh, σύμφωνα με το αυτά τα δύο πηγές.

Η τιμή μπορεί να είναι χαμηλότερη για εσάς. Παρακαλούμε επαναλάβετε τους υπολογισμούς σε αυτή την περίπτωση.

Θα συμπεριλάβω επίσης την τιμολόγηση που έχω υπολογίσει για το Ηνωμένο Βασίλειο, η οποία είναι σημαντικά χαμηλότερη. Έχω χρησιμοποιήσει αυτό το ιστοσελίδα ως πηγή:

13 πένες ανά kWh κατά μέσο όρο
20 % ΦΠΑ
1,17783 € / ΣΤΕΡΛΊΝΑ
= 18,39 λεπτά του ευρώ ανά kWh

Ακολουθούν τα αποτελέσματα:

12,13 € κόστος ισχύος για το Pi 4 στο ρελαντί 365 / 24 / 7
- 6,80 € κόστος ρεύματος στη Μεγάλη Βρετανία
17,80 € κόστος ενέργειας για το Pi 4 υπό φορτίο, 365 / 24 / 7 (όλο το χρόνο!)
- 9,98 € κόστος ενέργειας στη Μεγάλη Βρετανία
00,29 € το κόστος ενέργειας για το τροφοδοτικό USB C, αν είναι απλώς συνδεδεμένο στην πρίζα, χωρίς Pi, για ένα ολόκληρο έτος
- 0,16 € στη Μεγάλη Βρετανία
- σημειώστε ότι αυτή η τιμή είναι στην πραγματικότητα ακόμη χαμηλότερη, λόγω του ότι το τροφοδοτικό του Raspberry Pi είναι ακόμη πιο αποδοτικό!

Και όλα αυτά συμπεριλαμβανομένου του ΦΠΑ.

Εξοικονόμηση χρημάτων

Αυτό το άρθρο μπορεί να μας δώσει μια χονδρική προσέγγιση του τι χρησιμοποιεί σε ισχύ ένας επιτραπέζιος υπολογιστής, συγκριτικά.

Το άρθρο, από το 2007, μιλάει για 120 έως 150 W πραγματικής χρήσης (πριν από την απόδοση του τροφοδοτικού).

Αλλά ας πούμε ότι χρησιμοποιείτε έναν πραγματικά αποδοτικό υπολογιστή x86 ως μίνι διακομιστή. Ενδεχομένως ένα παλιό φορητό υπολογιστή. Και ότι αυτός ο υπολογιστής x86 (κατανάλωση ενέργειας από την πρίζα) χρησιμοποιεί μόνο 10 φορές την ποσότητα ενός Pi 4:

62 W κατά μέσο όρο
543 kWh ανά έτος
178,14 € κόστος ενέργειας ανά έτος για τον πραγματικά αποδοτικό x86 διακομιστή σας
- 99,87 € κόστος ρεύματος στη Μεγάλη Βρετανία

Η πραγματική διαφορά μεταξύ του Pi 4 και του "αποδοτικού διακομιστή x86" από την τσέπη σας, μόνο για τη χρήση ενέργειας, είναι 160,34 € ετησίως.

Ανάλογα με το πόσο βαρύς είναι ο διακομιστής σας και πόσο αναποτελεσματικό είναι το τροφοδοτικό του, θα μπορούσατε να επιτύχετε ακόμη μεγαλύτερη εξοικονόμηση.

Θα πρέπει να αναφέρω ότι υπάρχουν επίσης αρκετά αποδοτικά στην κατανάλωση ενέργειας Intel Atom SoCs, τα οποία απορροφούν λιγότερη ενέργεια - σύμφωνα με σε αυτό το άρθρο, είμαστε κάπου μεταξύ 10 και 15 W στο ρελαντί. Ακόμα περίπου δύο έως τρεις φορές περισσότερο από το Pi!)

Κατά τη λειτουργία ενός μικρού διακομιστή 24/7, ένα Pi 4 σετ άνεσης από την αδελφή μας εταιρεία, buyzero.de, θα σας εξοικονομούσε χρήματα, σε σύγκριση με έναν κλασικό επιτραπέζιο υπολογιστή ως διακομιστή:

Pi 4 Comfort Set: 95 €
Αποστολή (εντός Γερμανίας): 4,99 €
Χρήση ενέργειας: 17,80 €
Συνολικό κόστος κατά το πρώτο έτος: 117,79 €
Εξοικονομείτε, σε σύγκριση με το x86: 60,35 €

Εξοικονομείτε χρήματα, ήδη από το πρώτο έτος ιδιοκτησίας.

Συμπέρασμα

Ένα Raspberry Pi μπορεί να υποστηρίξει τους επιχειρηματικούς σας στόχους, τόσο από οικολογική όσο και από οικονομική άποψη.