Wie hoch ist der Stromverbrauch?

  • Wie hoch ist der Stromverbrauch?



    Laut Herstellerangaben:


    Modell PiZero 0,5 Watt (5 V, 100 mA)
    Modell PiZeroW 0,7 Watt (5 V, 140 mA)
    Modell Pi1 A 2,5 Watt (5 V, 500 mA)
    Modell Pi1 A+ 1,15 Watt (5 V, 230 mA)
    Modell Pi1 B 3,5 Watt (5 V, 700 mA)
    Modell Pi1 B+ 3 Watt (5 V, 600 mA)
    Modell Pi2 B 3,5 Watt (5 V, 700 mA)
    Modell Pi3 B 4 Watt (5 V, 800 mA)


    Berechnung:
    Der Stromverbrauch lässt sich einfach berechnen, dazu brauch man nur zu wissen das sämtliche Watt Angaben sich auf eine Stunde beziehen.


    Die Formel hierfür lautet: P = U * I


    P = Watt --> Leistung
    U = Volt --> Spannung
    I = Ampere --> Strom


    Der nackte RaspberryPI-Modell-B benötigt laut Hersteller 5 Volt und 700 milli Ampere, würde also bedeuten: P = 5V * 0,7A = 3,5W



    Stromverbrauch für ein Tag: 3.5W * 24h = 84 Wh
    Kilowatt: 84 Wh / 1000 = 0,084 kWh
    Für ein Jahr: 0,084 kWh * 365 = 30,66 kWh


    Um nun die Kosten auszurechnen bräuchte man den Strompreis seines Anbieters - da das aber bei jedem anders ist rechne ich hier mal mit 0,25eu pro kWh:


    30,66 * 0,25 = 7,665


    Der nackte RaspberryPi würde also bei permanenten Betrieb im Jahr ca. 7,67eu Stromkosten verursachen..


    Schliest man aber weitere Geräte an so verbraucht das ganze natürlich mehr - wenn man aber keinen zusätzlichen aktiven USB-Hub anschliest, kann der RaspberryPi (Model A & B) aufgrund seiner Konstruktion nur maximal 1 Ampere schlucken, wenn man also zum Beispiel 2 USB Geräte anschliesen würde oder Bastelleien über GPIO usw..


    Nun könnte man die benötigte Leistung auch hierfür errechnen:


    P = 5V * 1A = 5W
    Stromverbrauch für ein Tag: 5W * 24h = 120 Wh
    Kilowatt: 120 Wh / 1000 = 0,12 kWh
    Für ein Jahr: 0,12 kWh * 365 = 43,8 kWh
    Stromkosten für ein Jahr: 43,8 * 0,25 = 10,95eu



    Da der RaspberryPi ohne Netzteil (oder ab rev2 über einen aktiven USB-Hub) nicht betrieben werden kann, müsste man auch noch den Wirkungsgrad bzw Verlustleistung beachten.


    Im Allgemeinen gibt der Wirkungsgrad das Verhältnis zwischen Aufwand und gewonnenem Nutzen an. Dabei wird entweder die genutzte Energie durch die zugeführte Energie dividiert oder die nutzbare Leistung durch die zugeführte Leistung.


    Um den Wirkungsgrad zu ermitteln gäbe es 3 Möglichkeiten:
    - Entweder man misst Strom und Spannung vor dem Netzteil (Energiemessgerät der besseren Sorte) und nach dem Netzteil, und rechnet " U x I " also 5V und I der Messung
    - Man schätzt aufgrund von Erfahrungen
    - Der Hersteller hat es angegeben (was leider selten der Fall ist)


    Trafos im Kleinleistungsbreich (unter 50W) liegen meist ab 33%, halbe halbe -> Eisen - Kupfer&Reglerverluste.... 40% Wirkungsgrad ist ein freundlicher Schätzwert.
    Schaltnetzteilverluste kann man auf einen Wirkungsgrad von um 75% - 90% schätzen.



    Desweiteren geht quasi unsichtbar auch Leistung durch Kabelwiederstände verloren oder der Tatsache das die Hardware eines USB-Hubs ebenfals etwas Strom benötigt. Wer absolute Gewissheit haben möchte schliest ein Energiemessgerät vor sein Konstrukt.



    [hr]


    Weitere Hinweise bezüglich Stromverbrauch etc:



    • Nackter PI bedeutet: Keine Geräte wie Netzwerk, USB, GPIO, CSI usw angeschlossen. Also wirklich nur die nackte Platine.


    • Ob der RaspberryPI mit einem Netzteil über mirco-USB oder aktiven USB-Hub betrieben wird ist bezüglich Stromverbrauch eigentlich egal, der USB-Hub sollte aber nicht mehr als 2,5A liefern können um die Leiterbahnen nicht zu beschädigen..

      • Mit der aller ersten (pre-ordered) Revision 1 (PCB Herstellungsdatum ab dem 3.Quartal 2012) funktioniert das Versorgen über USB noch nicht da dort noch die Sicherung D14 vorhanden ist, die wurde erst ab Version 0003 entfernt.
        Siehe dazu: http://elinux.org/RPi_HardwareHistory#Board_Revision_History


    • Die Polyfuse (Model-A und B: 1 Ampere ; Model-B+: 2 Ampere) hat keine Auswirkungen auf den nackten Verbrauch des RaspberryPI's - sondern erlaubt es nur dass die angeschlossenen Geräte (GPIO/USB usw.) mehr Strom beziehen können.
      Wobei auch hier beim B+ eine Softwareseitige Einschränkung bezüglich USB beachtet werden muss, da normalerweise die USB-Ports beim B+ insg. nur 600mA ausgeben, was sich aber auch auf insg. 1,2A erhöhen lässt..
      Siehe dazu: Wo ist der Unterschied zwischen Modell B und B+?


    • Die Herstellerangaben beziehen sich auf das optimalste, der tatsächliche Wert liegt standardmäßig aber etwas höher da der HDMI Port zusätzlich ca. 26mA verbraucht auch wenn kein Monitor/TV angeschlossen ist. Der HDMI Port lässt sich mithilfe des Befehls /opt/vc/bin/tvservice --off abschalten.
      • Laut der Readme >> hier << benötigt der HDMI Port sogar 50mA, und das Camera Module 250mA.


    • Es gibt für die Modelle A und B einige Optimierungen um den Strombedarf weiter zu senken, allerdings setzt das Löt-Erfahrungen voraus und hätte den Verlust der Garantie/Gewährleistung zur Folge. Siehe dazu Forumsuche nach: Tuning
      • Für das neue Model-B+ ist diese Optimierung nicht erforderlich da die Stromversorgung bereits überarbeitet und in Form von SMD optimiert wurde.



    Einen detaillierten Messaufbau bezüglich Stromverbrauch findet ihr auch hier: http://www.elektronik-kompendi…/raspberry-pi/1910071.htm