Калькулятор стоимости питания Pi

Калькулятор стоимости питания Pi Заголовок изображения

Наш калькулятор затрат на электроэнергию для Pi - это инструмент, позволяющий рассчитать затраты на электроэнергию для вашего парка Raspberry Pi. Для предприятий с большим количеством узлов Raspberry Pi этот расчет может сыграть решающую роль в определении затрат.

Если вы хотите узнать больше подробностей, мы объяснили все расчеты в статье под инструментом. Мы расскажем вам все, что нужно знать о расходах на электроэнергию для вашего Raspberry Pi.

Наш интерактивный инструмент:

Теперь, когда вы знаете, сколько энергии будет потреблять ваш Raspberry Pi и во сколько вам обойдется его питание, вы можете определить, сколько будет стоить эксплуатация вашего парка Raspberry Pi.

О том, как все это работает, читайте ниже.

Основы

Начнем с основ:

  • Амперы (Амперы)Амперы - это сила тока, или количество электрической энергии, протекающей через проводник или устройство. Представьте амперы как количество электронов, проходящих через трубу в секунду.
  • Вольт: это разность электрических потенциалов. Вы можете представить ее как давление, под которым движутся электроны - подобно давлению воды в трубе.
  • ВаттсФактическая мощность, которая представляет собой амперы, умноженные на вольты, определяется как работа в секунду.

Важно помнить, что ватты не зависят от напряжения и от того, постоянный или переменный ток используется (DC или AC) - это фактически выдаваемая мощность. 

Обычно коммунальные службы выставляют счет в кВт/ч - киловатт-часах. Это энергия, которая была доставлена, суммируется за время, в течение которого она была доставлена.

Киловатт-часы - это фактическая работа, которую энергокомпания направляет на ваше предприятие.

Давайте рассмотрим Raspberry Pi 4 поближе.

Энергопотребление Raspberry Pi 4

Pi 4 - это не лампочка. Он не использует (и не отдает) одно и то же количество энергии последовательно в течение долгого времени. В зависимости от того, для чего вы его используете, части его SoC (серебряный чип на Pi, гениальное устройство, лежащее в основе волшебства Pi) будут включаться и выключаться.  

Можно также сравнить Pi 4 с человеком. Если вы отдыхаете, например, смотрите фильм на своем Медиацентр KODIНо тогда вам нужно гораздо меньше энергии, чем если бы вы бежали марафон. Тем не менее, это один и тот же человек.

По этой причине важно обратить внимание не только на энергопотребление Pi 4 в режиме ожидания, но и на энергопотребление при высокой нагрузке. 

Важный момент, о котором следует помнить перед началом работы: в это число не входят внешние устройства (USB-устройства, потребляющие энергию, например, внешние жесткие диски, SSD и т.д.) - но вы можете легко добавить их, используя формулы, которые я приведу ниже.

Я использую измерения мощности eвеликолепный Алекс Имс из Raspi.TV в качестве основы для моих расчетов. Большое спасибо, Алекс!

Pi 4 потребляет следующие токи:

  • 575 мА на холостом ходу
  • 885 мА во время загрузки LXDE
  • 600 мА для просмотра видео 1080p 
  • 640 мА для записи видео 1080p

Возьмем нижнее и верхнее значения, 575 мА и 885 мА. Энергопотребление Pi 4, усредненное по времени, должно быть чем-то средним. 

Поскольку официальный Блок питания USB C подает 5,1 В, мы можем превратить мА (m - милли, тысячная доля) в ватты: 

  • 2,93 Вт на холостом ходу
  • 4,51 Вт, пока Pi 4 загружает LXDE

Pi 4 потребляет в среднем от 3 до 5 Вт.

Источник питания

Не стоит упускать из виду важный фактор, который играет роль при расчете фактической потребляемой мощности: сам источник питания. 

Несмотря на то, что официальный Блок питания USB-C очень эффективен, он не идеален. Он потребляет некоторое количество энергии для своей собственной схемы.

Блок питания USB-C был сертифицирован в соответствии с протоколом Efficiency Marking Protocol (стандарт, введенный в США). Вот PDF с дополнительной справочной информацией. 

Этот стандарт был введен после того, как люди были шокированы тем, что многие неэффективные блоки питания (использующие линейные регуляторы) потребляли до 50 % энергии сами по себе - независимо от того, было ли активно устройство, которое они должны были питать, или нет! Многие предсказывали, что примерно к 2010 году только блоки питания будут потреблять до 30 % от общего объема электроэнергии в США.

Конечно, им нужно было исправить эту ситуацию, что и привело к появлению этого стандарта. 

Официальный источник питания имеет напряжение 5,1 В и максимальный ток 3 А, который он способен обеспечить. Таким образом, максимальная мощность, которую он может выдать Pi, составляет 15,5 Вт (5,1 В * 3 А). Следует помнить, что мы работаем со средними значениями - Pi будет потреблять много энергии очень короткими всплесками, что потребует больше, чем 4,51 Вт. При усреднении по времени, даже под нагрузкой, мы должны увидеть, что потребляемая мощность Alex измеряется. Кроме того, блок питания также должен питать USB-устройства, если они подключены к Pi, что я предусмотрел.

Математика власти

В соответствии со стандартом (VI) официальный блок питания Pi 4 может потреблять максимум 0,1 W в режиме холостого хода - то есть без подключенного Pi. (Фактическое значение в техническом паспорте составляет 0,075 Вт максимум).

Стандарт также требует, чтобы при питании Pi 4 эффективность преобразования энергии была не ниже:

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

Это натуральный логарифм, Pout - мощность, выдаваемая на Pi.

  • КПД Pi 4 на холостом ходу составляет не менее 69 % 
  • эффективность не менее 73 % для Pi 4 при загрузке LXDE

Если Pi 4 работает интенсивно, источник питания должен быть более эффективным - интересная мысль! 

Согласно техническому паспорту блока питания Pi 4, минимальная эффективность при нагрузке 10 % составляет 72 %, а минимальная 81 % при нагрузке 100 % / 75 % / 50 % / 25 %. Я буду продолжать использовать значения, рассчитанные мной выше, поскольку они должны быть применимы к любому другому источнику питания с сертификацией VI. 

При подключении к розетке Pi 4 действительно потребляет электроэнергию:

  • Мощность 4,22 Вт на холостом ходу
  • Мощность 6,20 Вт при загрузке LXDE

Рассчитано на целый год

В сутках 24 часа, в году 365 дней (в большинстве случаев). Киловатт-часы - это то, о чем они говорят: 1000 Вт * количество часов:

  • 36,98 кВт/ч использования электроэнергии на холостом ходу в год
  • 54,28 кВт/ч энергопотребления при загрузке LXDE в год
  • 0,88 кВтч, если блок питания для Pi 4 будет подключен к розетке 365/24/7 - без Pi. (Фактическое значение еще меньше, так как в техническом паспорте указано максимальное значение 0,075 Вт.)

Стоимость

В настоящее время цены на энергоносители колеблются.

В Германии они одни из самых высоких в Европе - даже с учетом поправки на доход. Для расчетов я использовал цену в 32,8 центов за кВт/ч, согласно эти два источники.

Для вас цена может быть ниже. В этом случае, пожалуйста, переделайте расчеты.

Я также включу цены, которые я рассчитал для Великобритании, которые значительно ниже. Я использовал это сайт в качестве источника:

  • В среднем 13 пенсов за кВт/ч
  • 20 % НДС
  • 1,17783 € / GBP
  • = 18,39 евроцента за кВт/ч

Вот результаты:

  • 12,13 € стоимость электроэнергии для Пи 4 при работе на холостом ходу 365 / 24 / 7
    • 6,80 € стоимость электроэнергии в Великобритании
  • 17,80 € стоимость электроэнергии для Pi 4 под нагрузкой, 365 / 24 / 7 (весь год!)
    • 9,98 € стоимость электроэнергии в Великобритании
  • 00,29 € стоимость электроэнергии для блока питания USB C, если его просто включить в розетку, без Pi, на целый год
    • 0,16 € в Великобритании
    • Обратите внимание, что на самом деле это значение еще ниже, поскольку блок питания Raspberry Pi еще более эффективен!

И все это с учетом НДС.

Экономия денег

Эта статья может дать нам приблизительное представление о том, какую мощность потребляет настольный компьютер, для сравнения.

В статье, датированной 2007 годом, говорится о 120-150 Вт фактического использования (с учетом эффективности блока питания).

Но предположим, что в качестве мини-сервера вы используете действительно энергоэффективный компьютер x86. Возможно, старый ноутбук. И что этот x86-компьютер (потребляемая мощность от розетки) потребляет всего в 10 раз больше, чем Pi 4:

  • 62 Вт в среднем
  • 543 кВт/ч в год
  • 178,14 € затрат на электроэнергию в год для вашего действительно энергоэффективного сервера x86
    • 99,87 € стоимость электроэнергии в Великобритании

Фактическая разница между Pi 4 и "эффективным сервером x86" из вашего кармана, только за счет энергопотребления, составляет 160,34 € в год.

В зависимости от того, насколько тяжел ваш сервер и насколько неэффективен его блок питания, вы можете получить еще большую экономию.

Следует отметить, что существуют также довольно энергоэффективные SoC Intel Atom, которые потребляют меньше энергии - согласно к этой статье, мы находимся где-то между 10 и 15 Вт на холостом ходу. Все равно примерно в два-три раза больше, чем у Pi).

При круглосуточной эксплуатации небольшого сервера Набор для комфортного отдыха Pi 4 от нашей родственной компании, buyzero.deЭто позволит вам сэкономить деньги по сравнению с классическим настольным ПК в качестве сервера:

  • Комплект Pi 4 Comfort: 95 €
  • Доставка (по Германии): 4,99 €
  • Потребление электроэнергии: 17,80 €
  • Общая стоимость в первый год: 117,79 €
  • Вы экономите, по сравнению с x86: 60,35 €

Вы экономите деньги уже в первый год владения автомобилем.

Заключение

Raspberry Pi может поддержать ваши бизнес-цели как с экологической, так и с финансовой точки зрения.