Calculadora de custos de energia Pi

A nossa Calculadora de Custos de Energia Pi é uma ferramenta que lhe permite calcular os custos de eletricidade para a sua frota de Raspberry Pi. Para empresas com muitos nós Raspberry Pi, este cálculo pode desempenhar um papel crítico na determinação dos custos.

Se procura mais detalhes, explicamos todos os cálculos no artigo abaixo da ferramenta. Dizemos-lhe tudo o que precisa de saber sobre os custos de utilização de energia para o seu Raspberry Pi.

A nossa ferramenta interactiva:

Agora que sabe quanta energia o seu Raspberry Pi irá consumir e quanto lhe irá custar para o alimentar, pode determinar quanto irá custar para manter a sua frota de Raspberry Pi.

Saiba mais sobre como tudo isto funciona abaixo.

Os princípios básicos

Vamos começar com algumas noções básicas:

• Amperes (Amperes): são a corrente de potência, ou seja, a quantidade de energia eléctrica que passa por um condutor ou dispositivo. Imagine os amperes como o número de electrões que passam pelo tubo por segundo.
• Volts: estas são as diferenças de potencial elétrico. Pode imaginar isto como a pressão sob a qual os electrões fluem - semelhante à pressão da água num tubo.
• WattsA potência real, que é amperes multiplicados por volts, é definida como trabalho por segundo.

Um aspeto importante a ter em conta é que os watts são independentes da tensão e da corrente contínua ou alternada utilizada (CC ou CA) - é a potência efetivamente fornecida. 

Normalmente, os serviços públicos cobram em kWh - quilowatts-hora. Isto é, a energia que é fornecida é somada ao longo do tempo em que foi fornecida.

Os quilowatts-hora são o trabalho efetivo que a empresa de eletricidade envia para a sua empresa.

Vejamos mais de perto o Raspberry Pi 4.

Utilização de energia do Raspberry Pi 4

A Pi 4 não é uma lâmpada. Ela não usa (e fornece) a mesma quantidade de energia de forma consistente ao longo do tempo. Dependendo do que você estiver usando, partes do seu SoC (o chip prateado no Pi, o engenhoso dispositivo no centro da magia do Pi) serão ligadas e desligadas.  

Também poderíamos comparar o Pi 4 a uma pessoa. Se estivermos a descansar, por exemplo, a ver um filme no nosso Centro de mídia KODIEntão, precisa de muito menos energia do que se estivesse a correr uma maratona. Ainda assim, é a mesma pessoa.

Por esta razão, é importante olhar para o consumo de energia ociosa do Pi 4, mas também para o consumo de energia sob carga pesada. 

Uma coisa importante a ter em mente também antes de começarmos: isto não inclui dispositivos externos (dispositivos USB que consomem energia, por exemplo, discos rígidos externos, SSDs, etc.) - mas você pode facilmente adicioná-los usando as fórmulas que eu forneço abaixo.

Estou a usar as medidas de potência do excelente Alex Eames da Raspi.TV como base para os meus cálculos. Muito obrigado, Alex!

O Pi 4 desenha as seguintes correntes:

• 575 mA enquanto ocioso
• 885 mA enquanto o LXDE está sendo carregado
• 600 mA para ver o vídeo 1080p 
• 640 mA para gravar vídeo 1080p

Tomamos os valores inferior e superior, 575 mA e 885 mA. O uso de energia do Pi 4 médio ao longo do tempo deve ser algo no meio. 

Porque o oficial fonte de alimentação USB C fornece 5,1 V, podemos transformar o mA (m é para milli, um milésimo) em Watts: 

• 2,93 W enquanto ocioso
• 4,51 W enquanto o Pi 4 está a carregar o LXDE

O Pi 4 empata entre 3 e 5 W, em média.

A fonte de alimentação

Não devemos omitir um fator importante que entra no cálculo da potência real retirada da rede eléctrica: a própria fonte de alimentação. 

Mesmo que o oficial Fonte de alimentação USB-C é muito eficiente, não é perfeito. Usa alguma energia para os seus próprios circuitos.

A fonte de alimentação USB-C foi certificada de acordo com o Protocolo de Marcação de Eficiência (uma norma introduzida nos Estados Unidos). Aqui está um PDF com mais informação de fundo. 

Esta norma foi lançada depois de as pessoas terem ficado chocadas ao verem que muitas fontes de alimentação ineficientes (que utilizavam reguladores lineares) estavam a consumir até 50 % de energia - independentemente de o dispositivo que deviam alimentar estar ativo ou não! Muitos previram que, por volta de 2010, só as fontes de alimentação consumiriam até 30 % da energia total nos EUA.

É claro que precisavam de corrigir esta situação - o que levou a esta norma. 

A fonte de alimentação oficial tem uma tensão de 5,1 V, e um máximo de 3 A de corrente que é capaz de fornecer. Isto representa uma potência máxima de 15,5 W (5,1 V * 3 A) que é capaz de fornecer à Pi. Não se esqueçam de que estamos a trabalhar com médias - a Pi vai consumir muita energia em rajadas muito curtas, o que requer mais do que os 4,51 W disponíveis. Em média, ao longo do tempo, mesmo sob carga, devemos ver o consumo de energia medido por Alex. Além disso, a fonte de alimentação também tem de alimentar os dispositivos USB, se houver algum ligado ao Pi, o que eu incluí no orçamento.

A matemática do poder

De acordo com a norma (VI), a fonte de alimentação oficial Pi 4 pode consumir um máximo de 0,1 W quando ocioso - isso não é Pi está ligado. (O valor real na folha de dados é de 0,075 W, no máximo)

A norma exige ainda que, se o Pi 4 for alimentado por um sinal, a eficiência da conversão de energia deve ser pelo menos igual:

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

Este é o logaritmo natural, Pout, é a potência de saída para o Pi.

• um mínimo de 69 % de eficiência para o Pi 4 quando ocioso 
• um mínimo de 73 % de eficiência para o Pi 4 enquanto ele está carregando LXDE

Se o Pi 4 está a trabalhar arduamente, é necessário que o fornecimento de energia seja mais eficiente - uma visão interessante! 

De acordo com a folha de dados da fonte de alimentação Pi 4, a eficiência mínima a 10 % carga é de 72 %, e mínima de 81 % a 100 % / 75 % / 50 % / 25 % carga. Continuarei a usar os valores que calculei acima, pois eles devem ser aplicáveis a qualquer outra fonte de alimentação com a certificação VI. 

Na tomada de energia, o Pi 4 puxa mesmo:

• 4,22 W de potência quando ocioso
• 6,20 W de potência enquanto o LXDE está a carregar

Calculado para um ano inteiro

Um dia tem 24 horas, o ano tem 365 dias (a maior parte do tempo). Os quilowatts-hora são o que eles dizem ser: 1000 W * quantidade de horas:

• 36,98 kWh de consumo de energia quando ocioso por ano
• 54,28 kWh de energia utilizada no carregamento de LXDE por ano
• 0,88 kWh se a fonte de alimentação para o Pi 4 fosse ligada à tomada 365/24/7 - sem Pi. (Valor real ainda mais baixo devido à folha de dados com um máximo de 0,075W)

O custo

Os preços da energia flutuam atualmente.

Na Alemanha, são dos mais elevados da Europa - mesmo tendo em conta o ajustamento dos rendimentos. Para os cálculos, utilizei um preço de 32,8 cêntimos por kWh, de acordo com estes dois fontes.

O preço pode ser mais baixo para si. Neste caso, refaça os cálculos.

Incluirei também os preços que calculei para o Reino Unido, que são significativamente mais baixos. Utilizei este local como fonte:

• 13 pence por kWh em média
• 20 % IVA
• 1.17783 EUROS / GBP
• = 18,39 Euro-Cent por kWh

Aqui estão os resultados:

• 12,13 € custo de energia para o Pi 4 quando ocioso 365 / 24 / 7
  • 6,80 euros de custo de energia na Grã-Bretanha
• 17,80 € custo de energia para o Pi 4 sob carga, 365 / 24 / 7 (durante todo o ano!)
  • 9,98 euros de custo de energia na Grã-Bretanha
• 00,29 € custo de energia para a fonte de alimentação USB C, se esta estiver simplesmente ligada à tomada, sem Pi, durante um ano inteiro
  • 0,16 euros na Grã-Bretanha
  • note que este valor é na verdade ainda mais baixo, devido à fonte de alimentação Raspberry Pi ser ainda mais eficiente!

E tudo isto incluindo o IVA.

Poupar dinheiro

Este artigo pode dar-nos uma ideia aproximada do que um computador de secretária consome em termos de potência, em comparação.

O artigo, de 2007, fala de 120 a 150 W de utilização efectiva (antes da eficiência da fonte de alimentação).

Mas digamos que utiliza um computador x86 realmente eficiente em termos energéticos como mini-servidor. Possivelmente um portátil antigo. E que esse computador x86 (consumo de energia da tomada) usa apenas 10 vezes a quantidade de um Pi 4:

• 62 W em média
• 543 kWh por ano
• 178,14 euros por ano de custo de energia para o seu servidor x86 realmente eficiente em termos de energia
  • 99,87 euros de energia na Grã-Bretanha

A diferença real entre o Pi 4 e o "servidor x86 eficiente", apenas em termos de consumo de energia, é de 160,34 euros por ano.

Dependendo do peso do seu servidor e da ineficiência da sua fonte de alimentação, poderá obter poupanças ainda maiores.

Devo mencionar que existem também SoCs Intel Atom bastante eficientes em termos energéticos, que consomem menos energia - de acordo com a este artigoestamos algures entre os 10 e os 15 W de marcha lenta. Ainda cerca de duas a três vezes mais do que o Pi!)

Ao operar um pequeno servidor 24 horas por dia, 7 dias por semana, um Conjunto conforto Pi 4 da nossa empresa irmã, buyzero.deO que é mais económico, em comparação com um PC de secretária clássico como servidor:

• Conjunto Conforto Pi 4: 95 euros
• Envio (dentro da Alemanha): 4,99 €
• Consumo de energia: 17,80 €
• Custo total no primeiro ano: 117,79 €
• Você economiza, xomparado para x86: 60,35 euros

Poupa-se dinheiro, logo no primeiro ano de propriedade.

Conclusão

Um Raspberry Pi pode apoiar os seus objectivos comerciais, tanto a nível ecológico como financeiro.