Зниження споживання енергії на Orange Pi zero 3

В останні місяці помітив, що мій файл-сервер почав часто вимикатися. Основна причина — заряду UPS (LX2UPS) стає недостатньо. Можливо, деградували елементи 18650, а постійні перебої з електропостачанням лише погіршили ситуацію. Тож я вирішив розібратися, як це можна виправити.

Мій сервер побудований на Orange Pi Zero 3 та 2.5” SATA HDD у зовнішньому USB-кармані. Для початку я вирішив виміряти реальне споживання електроенергії.

Тест №1: споживання без дисків

У цьому тесті я перевірю споживання лише плати Orange Pi Zero без периферії. Вимірювання проводжу за допомогою USB-ватметра, який дозволяє бачити миттєвий струм та загальне споживання у мВт.

  • Перший етап: 30 хвилин роботи з увімкненими Wi-Fi та Ethernet, без фонових процесів. Заміри показали споживання 820 мВт·год.

  • Другий етап: ті самі умови, але модулі Wi-Fi та Bluetooth вимкнені програмно (rfkill та вивантаження модуля). Споживання трохи знизилося — до 771 мВт·год.

  • Останній етап: усі мережеві інтерфейси увімкнені, запущено stress-тест, який завантажує всі чотири ядра на 100%. У такому режимі споживання зросло до 1750 мВт·год.

Тест №2: 2.5 SATA HDD накопичувачем

На цьому етапі я перевірив енергоспоживання системи разом із підключеним зовнішнім 2.5” USB HDD. Як і в попередньому тесті, заміри проводилися протягом 20–30 хвилин у різних режимах роботи.

  • Режим очікування: Система завантажена, диск під’єднаний, але активного звернення до файлів немає. Споживання склало 3.5 Вт·год.

  • Режим активного навантаження: Запущено стрес-тест для дискової підсистеми (sudo stress –io 2 –hdd 1). У цьому режимі споживання зросло до 4.8 Вт·год.

HDD — основне джерело навантаження: Порівняно з першим тестом, підключення жорсткого диска збільшило базове споживання системи майже у 4.5 рази.

Тест №3: Енергоспоживання з NVMe-накопичувачем

У цьому тесті я під’єднав NVMe-накопичувач через USB-адаптер і перевірив енергоспоживання системи в такій конфігурації:

  • Режим очікування: Система завантажена, диск під’єднаний, але активних запитів до нього немає. Споживання склало 1.35 Вт·год.

  • Режим активного навантаження: Запущено стрес-тест для дискової підсистеми (sudo stress –io 2 –hdd 1). У цьому режимі споживання зросло до 2.29 Вт·год.

Головний ворог автономності - механічний жорсткий диск. Саме він створює постійне фонове навантаження, яке у 4 рази перевищує споживання самої плати Orange Pi. Для мого міні серверу з акумуляторами 18650 це навантаження є критичним.

Порівняльна таблиця

Конфігурація Режим очікування Активне навантаження
Orange Pi Zero 3 (лише плата) 0.82 Вт·год 1.75 Вт·год
Orange Pi + NVMe SSD 1.35 Вт·год 2.29 Вт·год
Orange Pi + 2.5” HDD 3.50 Вт·год 4.80 Вт·год

P.S. В мене в запасах є дікілька NVMe дисків, тому я і поставив один з них на Orange. Але якщо не ігнорувати що ціни на пам’ять і SSD піднялись як мініму вдвічі, то можливо дешевше буде додати більше аккамуляторів в UPS модуль.

Коментарі

Дописати коментар

Популярні дописи з цього блогу

Огляд DC-DC Step-down Buck перетворювачів

Зображення
Умови та параметри тестування — У більшості випадків я тестував при вхідній напрузі 20 вольт, а на виході було налаштовано 5 вольт. Тестування завершував при досягненні будь-яким компонентом модуля температури 100 градусів. Мінімальне падіння напруги (Dropout Voltage) — це те, наскільки буде мінімальна можлива різниця між напругою на вході і на виході. Наприклад, якщо у нас на вході 12 вольт та мінімальна напруга падіння 0,7 В, то на виході ми не зможемо отримати більше ніж 11,3 В. Доволі часто падіння напруги безпосередньо залежить від струму. Струм холостого ходу (Quiescent Current) - це величина струму, який споживає модуль без підключеного навантаження. Частота перемикань - це частота, з якою силовий транзистор керує подачею струму на котушку індуктивності. Чим вища частота, тим менші пульсації на виході, що дозволяє використовувати компактніші котушки та конденсатори. Проте є і недолік: з підвищенням частоти зростає нагрів силових транзисторів та рівень високочастотних шум...
Докладніше

ESP8266 модуль з OLED екраном (HW-364A)

Зображення
Прийшло до мене декілька таких модулів. Вони ще з старою ESP8266. Нічого, і для нього завжди знайдеться робота. Особливий плюс - одразу на модулі є OLED екранчик 0.91" на 128х64 пікселя, який під'єднаний через контролер SSD1306. З коробки на тестовій прошивці він чудово демонстрував роботу свого OLED дисплея. А от як я спробував семпли від продавця, то отримав чорний екран. Згідно документації - дисплей під'єднаний через програмний I2C SDA - D6, SCL - D5. Але як я залив тестовий проект з вказаними налаштуваннями дисплею - то нічого не отримав. Екран пустий та чорний. Почав шукати щось схоже - і дійсно знайшов багато аналогічних модулів від Wemos або з ESP32. Але всі вони мали взагалі інше під'єднання I2C дисплею. В якийсь момент почав пробувати різні бібліотеки для роботи з SSD1306, і помилився в конфігурації. Прописав піни навпаки - SDA - D5, SCL - D6 . І от курва, воно запрацювало! Семпл коду для U8g2: #include "U8g2lib.h" U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_F_SW...
Докладніше

Модуль PD тригер IP2721 на 15 та 20 вольт

Зображення
  Я вже писав про тригери на базі IP2721 для 9 та 12 вольт . А зараз до мене потрапила версія на 15-20 вольт. Маркування мікросхеми нічим не відрізняється від тих, що я бачив у 12-вольтових версіях. А от схема конфігурації змінилась. Цей модуль без вказаної на малюнку перемички видає 15 вольт. Якщо поставити перемичку, то 20 вольт. Ну а якщо потрібно отримати лише 5 вольт, то треба випаяти резистор, який йде на 11-й пін - SEL, тобто той, що третій згори зліва.
Докладніше