Pi-kostnadskalkylator för strömförsörjning

Pi Power Cost Calculator Titelbild

Vår Pi Power Cost Calculator är ett verktyg som gör att du kan beräkna dina elkostnader för din Raspberry Pi-flotta. För företag med många Raspberry Pi-noder kan denna beräkning spela en avgörande roll för att fastställa kostnaderna.

Om du vill ha mer information har vi förklarat alla beräkningar i artikeln under verktyget. Vi berättar allt du behöver veta om strömförbrukningskostnader för din Raspberry Pi.

Vårt interaktiva verktyg:

Nu när du vet hur mycket energi din Raspberry Pi kommer att förbruka och hur mycket det kostar dig att driva den, kan du räkna ut hur mycket det kommer att kosta att driva din Raspberry Pi-flotta.

Läs mer om hur allt detta fungerar nedan.

Grunderna

Vi börjar med några grundläggande saker:

  • Ampere (Ampere): dessa är effektströmmen, eller hur mycket elektrisk effekt som flödar genom en ledare eller enhet. Tänk dig ampere som antalet elektroner som flödar genom röret per sekund.
  • Volt: dessa är den elektriska potentialskillnaden. Du kan föreställa dig detta som det tryck under vilket elektronerna flödar - ungefär som vattentrycket i ett rör.
  • Watts: Den faktiska effekten, som är ampere multiplicerat med volt, definieras som arbete per sekund.

En viktig sak att komma ihåg är att watt är oberoende av spänningen och oberoende av om det är likström eller växelström som används (DC eller AC) - det är den faktiskt levererade effekten. 

Vanligtvis debiterar elbolagen i kWh - kilowattimmar. Det är den effekt som levereras som summeras över den tid som den levererades.

Kilowattimmarna är det faktiska arbete som elbolaget skickar till ditt företag.

Låt oss ta en närmare titt på Raspberry Pi 4.

Strömförbrukning för Raspberry Pi 4

Pi 4 är inte en glödlampa. Den använder (och levererar) inte samma mängd ström konsekvent över tiden. Beroende på vad du använder den till kommer delar av dess SoC (silverchipet på Pi, den geniala enheten som är kärnan i Pi:s magi) att slås på och stängas av.  

Vi kan också jämföra Pi 4 med en person. Om du vilar, till exempel tittar på en film på din KODI:s mediecenter, då behöver du mycket mindre energi än om du springer ett maratonlopp. Men det är ändå samma person.

Därför är det viktigt att titta på Pi 4:s strömförbrukning vid tomgång, men också på strömförbrukningen vid hög belastning. 

En viktig sak att tänka på innan vi börjar: detta inkluderar inte externa enheter (USB-enheter som drar ström, t.ex. externa hårddiskar, SSD-enheter osv.) - men du kan enkelt lägga till dem med hjälp av formlerna nedan.

Jag använder effektmätningarna från excellent Alex Eames från Raspi.TV som grund för mina beräkningar. Tack så mycket, Alex!

Pi 4 drar följande strömmar:

  • 575 mA vid tomgång
  • 885 mA medan LXDE laddas
  • 600 mA för att visa 1080p-video 
  • 640 mA för att spela in 1080p-video

Vi tar de lägsta och högsta värdena, 575 mA och 885 mA. Pi 4:s energiförbrukning i genomsnitt över tiden bör ligga mellan dessa värden. 

Eftersom den officiella USB C strömförsörjning levererar 5,1 V, kan vi omvandla mA (m står för milli, en tusendel) till watt: 

  • 2,93 W vid tomgång
  • 4,51 W medan Pi 4 laddar LXDE

Pi 4 drar i genomsnitt mellan 3 och 5 W.

Strömförsörjning

Vi får inte glömma bort en viktig faktor som spelar in vid beräkningen av den faktiska effekt som tas ut från elnätet: själva strömförsörjningen. 

Även om den officiella USB-C strömförsörjning är mycket effektiv, men den är inte perfekt. Den använder en del ström för sin egen krets.

USB-C-strömförsörjningen certifierades enligt Efficiency Marking Protocol (en standard som infördes i USA). Här är en PDF-fil med mer bakgrundsinformation. 

Denna standard lanserades efter att människor chockats av att många ineffektiva nätaggregat (med linjära regulatorer) använde upp till 50 % av själva strömmen - oberoende av om den enhet de var tänkta att driva var aktiv eller inte! Många förutspådde att enbart nätaggregaten runt 2010 skulle förbruka upp till 30 % av den totala energin i USA.

Naturligtvis behövde de åtgärda denna situation - vilket ledde till denna standard. 

Den officiella strömförsörjningen har en spänning på 5,1 V och en strömstyrka på högst 3 A som den kan leverera. Detta ger en maximal effekt på 15,5 W (5,1 V * 3 A) som den kan leverera till Pi. Tänk på att vi arbetar med medelvärden ovan - Pi kommer att dra mycket ström i mycket korta skurar, vilket kräver mer än de 4,51 W som finns tillgängliga. I genomsnitt över tid, även under belastning, bör vi se strömförbrukningen som Alex uppmätt. Dessutom måste strömförsörjningen också driva USB-enheter om du har några anslutna till Pi, vilket jag har budgeterat för.

Den matematiska kraften

Enligt standarden (VI) får den officiella Pi 4 strömförsörjningen dra högst 0,1 W när den går på tomgång själv - det vill säga när ingen Pi är ansluten. (Det faktiska värdet i databladet är högst 0,075 W.)

Standarden kräver vidare att om Pi 4 drivs med ström, måste effektomvandlingseffektiviteten vara minst:

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

Detta är den naturliga logaritmen, Pout är uteffekten till Pi.

  • Minst 69 %-effektivitet för Pi 4 vid tomgångskörning. 
  • Minst 73 %-effektivitet för Pi 4 när den laddar LXDE.

Om Pi 4 arbetar hårt måste strömförsörjningen vara mer effektiv - en intressant insikt! 

Enligt databladet för Pi 4-strömförsörjningen är den lägsta verkningsgraden 72 % vid 10 % belastning och minst 81 % vid 100 % / 75 % / 50 % / 25 % belastning. Jag kommer att fortsätta att använda de värden som jag beräknade ovan, eftersom de bör kunna tillämpas på alla andra nätaggregat med VI-certifiering. 

Vid eluttaget drar Pi 4 faktiskt ström:

  • 4,22 W effekt vid tomgång
  • 6,20 W effekt när LXDE laddas

Beräknat för ett helt år

En dag har 24 timmar, ett år har 365 dagar (för det mesta). Kilowattimmarna är vad de säger att de är: 1000 W * antal timmar:

  • 36,98 kWh energiförbrukning vid tomgångskörning per år
  • 54,28 kWh strömförbrukning vid laddning av LXDE per år
  • 0,88 kWh om strömförsörjningen till Pi 4 skulle vara ansluten till eluttaget 365/24/7 - utan Pi. (Det faktiska värdet är ännu lägre eftersom databladet anger 0,075W maximalt.)

Kostnader

Energipriserna fluktuerar för närvarande.

I Tyskland är de bland de högsta i Europa - även med hänsyn till inkomstjustering. För beräkningarna har jag använt ett pris på 32,8 Cent per kWh, enligt dessa två källor.

Priset kan vara lägre för dig. Vänligen gör om beräkningarna i detta fall.

Jag kommer också att inkludera priser som jag har uppskattat för Storbritannien, vilka är betydligt lägre. Jag har använt denna som en källa:

  • 13 pence per kWh i genomsnitt
  • 20 % MOMS
  • 1,17783 € / GBP
  • = 18,39 eurocent per kWh

Här är resultaten:

  • 12,13 € elkostnad för den Pi 4 vid tomgångskörning 365 / 24 / 7
    • 6,80 € elkostnad i Storbritannien
  • 17,80 € strömkostnad för Pi 4 under belastning, 365 / 24 / 7 (hela året!)
    • 9,98 € elkostnad i Storbritannien
  • 00,29 € strömkostnad för USB C-strömförsörjningen, om den bara sätts in i uttaget, utan Pi, under ett helt år.
    • 0,16 € i Storbritannien
    • Observera att detta värde faktiskt är ännu lägre, eftersom strömförsörjningen i Raspberry Pi är ännu effektivare!

Och allt detta inklusive moms.

Spara pengar

Denna artikel kan ge oss en grov uppskattning av vad en stationär dator använder i kraft, i jämförelse.

I artikeln från 2007 talas det om 120 till 150 W vid faktisk användning (före strömförsörjningens effektivitet).

Men låt oss säga att du använder en riktigt strömsnål x86-dator som miniserver. Möjligen en gammal bärbar dator. Och att denna x86-dator (strömförbrukning från sockeln) bara använder 10 gånger så mycket ström som en Pi 4:

  • 62 W i genomsnitt
  • 543 kWh per år
  • 178,14 € elkostnad per år för din riktigt energieffektiva x86-server.
    • 99,87 € elkostnad i Storbritannien

Den faktiska skillnaden mellan Pi 4 och den "effektiva x86-servern" ur din ficka, bara för strömförbrukning, är 160,34 € per år.

Beroende på hur tung din server är och hur ineffektiv strömförsörjningen är kan du göra ännu större besparingar.

Jag bör nämna att det också finns ganska strömsnåla Intel Atom SoC, som drar mindre ström - enligt till denna artikelVi ligger någonstans mellan 10 och 15 W på tomgång. Fortfarande två till tre gånger mer än Pi!)

Vid drift av en liten server dygnet runt Pi 4 komfort set från vårt systerföretag, buyzero.deskulle spara pengar jämfört med en klassisk stationär PC som server:

  • Pi 4 Comfort Set: 95 €
  • Frakt (inom Tyskland): 4,99 €
  • Strömförbrukning: 17,80 €
  • Total kostnad under det första året: 117,79 €
  • Du sparar, jämfört med x86: 60,35 €

Du sparar pengar redan under det första året som ägare.

Slutsats

En Raspberry Pi kan stödja dina affärsmål, både ekologiskt och ekonomiskt.