Raspberry Pi Pico: Grundlagen zum Strom sparen
Wenn ein Raspberry Pi Pico ohne Host-Computer laufen soll, dann muss man sich auch um die Stromversorgung kümmern. Wenn klar ist, dass man ein Netzteil braucht, dann ist in der Regel nichts weiter zu tun. Der Stromverbrauch eines Raspberry Pi Pico und weitere angeschlossene Komponenten werden in der Regel mit jedem USB-Netzteil bedient werden können.
- Raspberry Pi Pico: Stromverbrauch und Stromkosten
- Raspberry Pi Pico W: Stromverbrauch und Stromkosten
Es kann aber trotzdem sein, dass sich durch Strom sparen weitere Spielräume und Möglichkeiten der Stromversorgung ergeben, die vorher unmöglich schienen. Zum Beispiel der Akku- und Batteriebetrieb.
Wenn man den Raspberry Pi Pico mit MicroPython programmiert hat man ein paar Schrauben an denen man drehen kann, um den Stromverbrauch während der Laufzeit zu reduzieren.
- Senken der Taktfrequenz: Im Programmcode kann man die Taktrate verändern. Ein geringerer Takt führt dazu, dass weniger Strom geschaltet werden muss.
- Zeitweise in den Schlafmodus versetzen: Der Programmcode versetzt den Pico möglichst oft in einen Sleep-Mode, in dem er nur ganz wenig Strom verbraucht.
1. Senken der Taktfrequenz
Um Strom zu sparen, insbesondere bei Akku-betriebenen Geräten, ist es in der Computertechnik üblich, in ungenutzten Recheneinheiten die Taktfrequenz zu reduzieren. In MicroPython lässt sich die Taktrate vergleichsweise einfach einstellen und ändern.
2. Zeitweise in den Schlafmodus versetzen
Außer dem Normalbetrieb hat der RP2040 des Raspberry Pi Pico zwei Schlafmodi, mit denen der RP2040 extrem wenig Strom verbraucht.
- SLEEP State
- DORMANT State
Wenn man einen Raspberry Pi Pico mit MicroPython programmiert hat man allerdings nicht die Möglichkeit direkt in diese Betriebsarten umzuschalten. Allerdings hat MicroPython spezielle Befehle, um einen Raspberry Pi Pico in einen Schlafmodus zu versetzt. Hierbei muss man unterscheiden:
- Zeitweise in den Schlafmodus versetzen
- Dauerhaft in den Schlafmodus versetzen
Bei ersterem geht es darum, den Raspberry Pi Pico für eine bestimmte Zeit in den Schlafmodus zu versetzen, der dann von selber aufwacht, etwas ausführt und sich dann wieder in den Schlafmodus versetzt.
Wann ist welche Art sinnvoll?
Es wäre denkbar, dass man „Taktrate senken“ und denn „Schlafmodus“ miteinander kombiniert. Aber, die größtmögliche Stromsparwirkung wird man in der Regel dadurch erreichen, dass man die Taktrate relativ hoch lässt, damit die notwendigen Berechnungen schnell erfolgen, um den Pico möglichst schnell wieder in den Schlafmodus versetzt zu können. Der Grund ist, weil im Schlafmodus in der Regel der Stromverbrauch sehr gering ist und in Abhängigkeit der Anwendung sehr lange dauern kann. Während man versucht, den Normalbetrieb so kurz wie möglich zu halten.
Welche Methode besser ist, hängt davon ab, was der Raspberry Pi Pico zu tun hat.
- Die Taktrate zu reduzieren macht dann Sinn, wenn die Rechenaufgaben relativ gering sind, Zustände dauernd geprüft werden müssen oder laufend Eingaben erwartet werden.
- Der Schlafmodus lohnt sich dann, wenn der Programmcode inklusive der eingebundenen Bibliotheken meistens nichts zu tun haben oder man ihn nach getaner Arbeit ausschalten könnte.
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- MicroPython: Taktrate ändern
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