Raspberry Pi 3 Model B の消費電力削減

Raspberry Pi の消費電力を減らす方法を紹介します．

はじめに

Raspberry Pi を IoT のクライアントとして常時稼働させていると気になるのが消費電力．以下の前提の元で Raspberry Pi 3 Model B の消費電力がどの程度削減できるのかを実測値に基づいて説明します．

• USB 接続機器は使用しない
• GUI は使わず，SSH 経由のみでアクセス
• 有線 LAN は使わず，無線 LAN のみ使用 (配線簡略化)

消費電力削減方法

今回は以下の 4 つの手法を試しました．

USB OFF

USB の電源をオフします．下記のコマンドを実行します．

echo 0 | sudo tee /sys/devices/platform/soc/3f980000.usb/buspower

1	echo 0 | sudo tee /sys/devices/platform/soc/3f980000.usb/buspower

HDMI OFF

HDMI の電源をオフします．
下記のコマンドを実行します．

/opt/vc/bin/tvservice --off

1	/opt/vc/bin/tvservice --off

POWERSAVE

CPU の周波数変更方法を低消費電力重視のモードに変更します．
下記のコマンドを実行します．

echo "powersave"| sudo tee /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor

1	echo "powersave"| sudo tee /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor

POWERTOP

Linux の電力削減ツールによってハードウェアの動作モードを変更します．
下記のコマンドを実行します．

powertop --auto-tune

1	powertop --auto-tune

効果

上記の手法を10分毎に順位適用しながら消費電力を測定した結果は下図のようになりました．
縦軸は消費電力[W] で，横軸は秒数です．黄色が実測値で，オレンジ色の線がその設定をした区間での平均電力です．

もともと，5分間隔で電力増加の波がありますが，それぞれの設定をすることで，平均電力は段々減っていることがわかります．意外だったのが POWERSAVE で，CPU の周波数を低消費電力優先にしても削減幅はごくわずかでした．設定を境にしてひげ状のパルスが無くなっているので CPU 挙動に変化はあるようです．

それぞれの手法の削減幅は下記のようになります．

USB OFF

0.51W 削減

HDMI OFF

0.10W 削減

POWERSAVE

0.02W 削減

POWERTOP

有意差無し

まとめ

消費電力が気になる場合は，とりあえず USB と HDMI の電源を切っておくのが良いようです．電力の約 30% に相当する 0.6W が削減できます．

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