如何大幅降低第五代樹莓派的待機電力

圖1 第五代樹莓派的電路布局圖

許多Maker都知道樹莓派單板計算機一代比一代強，所謂的強即是運算效能愈來愈快、運算資源愈來愈多。雖然一代比一代強，但價格、尺寸、用電等方面仍盡可能兼容或節(jié)制。

在價格方面，Model B很長一段時間官宣價格都維持在35美元以下，一直到第四代才因RAM內(nèi)存容量增加才提升；尺寸方面Model B也一直都維持在85 x 56mm的長寬（以Model B為準），但開始增加高度需求；用電也盡可能節(jié)制，不過隨著效能提升還是增加了，第四代的官方變壓器（變壓器比較是生活俗稱，比較正式點的稱法是電源配接器Power Adapter）約15W，第五代則是來到27W了！

附注：要提醒的是，不是說變壓器到15W、27W就表示樹莓派會把瓦數(shù)耗盡，而是最尖峰可以提供如此高瓦數(shù)的用電，如果樹莓派本身有接鍵盤，則會透過變壓器額外抽取電能給予鍵盤，其他如加裝擴充卡、USB隨身碟、耳機等也是如此。

如何讓待機用電精省達96%？

第五代即便處于待機（standby）狀態(tài)也會耗挺多的電力，約1.29W（或有文章表示在1.2W～1.6W間），這1.29W有一些是用在LED燈號的持續(xù)閃爍上，還有保留一些電力以便能喚醒（從待機重回正常運作）主控芯片，如果又有連接擴充板卡（稱為HAT），即便全機進入待機狀態(tài)，對板卡的3.3V供電已經(jīng)停止，但透過USB接口的5V供電還是會持續(xù)，也就會持續(xù)耗電。

因此，如何能大幅降低RPi 5的待機電力呢？有人想到修改RPi 5的配置檔案（configuration file）來實現(xiàn)，首先是打開并編輯組態(tài)檔，命令行為：

sudo rpi-eeprom-config --edit

（或是只下-e也是可以）

此命令可以開啟并編輯RPi 5主板上的EEPROM內(nèi)存組態(tài)數(shù)據(jù)，然后從檔案內(nèi)容中找到一行：

POWER_OFF_ON_HALT=0

將這行最后的0改成1，然后存盤，然后重新啟動，重新啟動就會重新讀取EEPROM內(nèi)存內(nèi)的組態(tài)數(shù)據(jù)，這時待機用電就可以大幅降低，網(wǎng)絡上的測試結(jié)果分享，可以從1.2948W降低到0.0498W（另有文章測試可低至0.01W），大省96%以上。

圖2 Maker圈的大人物Jeff Geerling測試的結(jié)果可以低到0.01W

第四代樹莓派的設(shè)定法

不僅RPi 5可以如此，已經(jīng)挺耗電（與前三代相比）的RPi 4也可以，一樣是透過修改EEPROM的組態(tài)檔來實現(xiàn)，但手法再繁復一點，還要關(guān)閉GPIO接腳的喚醒功能才行，一樣是先開啟與編輯檔案，一樣是把POWER_OFF_ON_HALT=0改成1，然后再修改一行：

WAKE_ON_GPIO=0（這一行在RPi 5里頭還是可見，但已經(jīng)無作用）

修改后一樣存盤、重新啟動，就可以得到顯著的待機省電效果，約可以省10mA。省電的好處是，若有一些Maker項目是攜帶型的、是用電池運作的，可以有較長的待機時間、使用時間。

除上述外也還有其他的省電方法，持續(xù)以RPi 4為例的話，也可以編修操作系統(tǒng)（SD記憶卡）內(nèi)的組態(tài)文件（路徑與文件名為/boot/config.txt），把RPi 4上的4組LED燈號都給關(guān)閉，在組態(tài)檔內(nèi)加入以下內(nèi)容：

# 關(guān)閉電源LED燈號

dtparam=pwr_led_trigger=none

dtparam=pwr_led_activelow=off

# 關(guān)閉運作LED燈號

dtparam=act_led_trigger=none

dtparam=act_led_activelow=off

# 關(guān)閉以太網(wǎng)絡運作LED燈號

dtparam=eth_led0=4

# 關(guān)閉以太網(wǎng)絡聯(lián)機LED燈號

dtparam=eth_led1=4

關(guān)閉4組燈號又可以再省下2mA～10mA左右的電力，相同招式也可以用于RPi 3B+上，但以太網(wǎng)路燈號的數(shù)字略有不同，要把4改成14才行。

或者同樣在/boot/config.txt內(nèi)也可以限定主控芯片的運作頻率藉此限制功耗，例如最高不讓其超過900MHz：

[all]

arm_freq=900

arm_freq_max=900

其他招式例如使用headless setup無頭設(shè)定，但這是在樹莓派沒有使用鍵盤、鼠標、屏幕下才可以，例如把樹莓派純當網(wǎng)絡服務器用，只要能網(wǎng)絡收發(fā)即可，這樣也可以更省電。類似的想法也可以透過指令或組態(tài)文件編修而單獨關(guān)閉無線收發(fā)芯片（Wi-Fi、藍牙），約可以再節(jié)省40mA電流消耗。

結(jié)尾

最后回到第五代樹莓派，即便使用了上述的省電技巧，也不會影響到第五代樹莓派首次引進的即時鐘（Real-Time Clock, RTC）系統(tǒng)，而看門狗定時器（Watch Dog Timer, WDT）等也一樣不受影響，都能正常運作。

或許往后會有個競賽，看誰能讓樹莓派待機最久、運作最久的競賽，筆者當兵時有個學長非常瘦，學長說他在大學時是太陽能車競賽的駕駛員，競賽方式是車子在載人情況下如何盡可能拉遠航程。

為了能勝出，必須考慮太陽能板發(fā)電效率、蓄電池重量與電容量、馬達效能、車身強度與重量等各方面的實現(xiàn)設(shè)計，人當然也要盡可能輕瘦以利于拉遠航程，這類型的挑戰(zhàn)通?？梢源碳ぐl(fā)展各種子系統(tǒng)技術(shù)的精進，并非純?nèi)粺o意義，而軟件參數(shù)的優(yōu)化也是手段之一。

審核編輯：湯梓紅