Raspberry Pi: quanto consuma? Che batterie servono?

Raspberry Pi: hai sempre voluto capire quanto consuma? Ti sei chiesto più volte che batterie servono? In questo articolo ho il piacere di risponderti a queste domande, soprattutto in base ad esigenze e modelli a disposizione!

Avrai già capito dall'introduzione che non è immediato rispondere a questa domanda: al contrario dipende da diversi aspetti da prendere in considerazione. Non solo: di Raspberry Pi ne abbiamo a disposizione diversi modelli a mercato, ognuno di loro ha diverse caratteristiche hardware. Questo significa diversi consumi e diverse esigenze: cerchiamo di capirle assieme.

Raspberry Pi e idle consumption: quanto consuma "di default"?

Per partire nella nostra avventura, è giusto parlare di "idle consumption", che indica idealmente quanto consuma Raspberry Pi "a riposo". Con questo parametro, in termini diretti, andiamo a rispondere alla domanda:

Quanto consuma Raspberry Pi per funzionare al minimo essenziale?

Per rispondere, dividiamo i casi di modello in modello e tenendo un riferimento fisso: la tensione.

Tutti i Raspberry Pi, a prescindere dal modello, hanno bisogno di una tensione di alimentazione di ALMENO 5 V: prendiamo questa cifra come riferimento, in quanto è la stessa usata per il protocollo USB e per la GPIO. Prima di addentrarci, il fattore consumi potrebbe essere un aspetto importante per capire quale Raspberry Pi comprare, di cui ho parlato in questo articolo. Ciò detto, vediamo quanto consumano di base, quindi in idle e mettendo anche sotto stress la CPU al 400% delle sue capacità:

Raspberry Pi 4B Consumo di corrente e potenza (5 V di alimentazione)
Idle 540 mA - 2,7 W
CPU al 400% delle sue capacità 1280 mA - 6,4 W
Raspberry Pi 3B+
Idle 350 mA - 1,9 W
CPU al 400% delle sue capacità 980 mA - 5,1 W
Raspberry Pi 3B
Idle 260 mA - 1,4 W
CPU al 400% delle sue capacità 730 mA - 3,7 W
Raspberry Pi 2B  
Idle 220 mA - 1,1 W
CPU al 400% delle sue capacità 400 mA - 2.1 W

Gli altri modelli invece?

Quanto consuma Raspberry Pi Zero e il modello A+?

Raspberry Pi Zero consuma davvero "poco" per la categoria. Parliamo di circa 80 mA e quindi 0,4 W senza Wi-Fi acceso, diversamente saliamo a 120 mA che significa una potenza di 0,7 W. Discorso pressoché analogo per Raspberry Pi modello A+. Senza Wi-Fi ha gli stessi consumi di Zero, mentre se dotata di un dongle Wi-Fi arriviamo a 160 mA ovvero 0,8 W.

Chiariti quali sono i consumi dei vari modelli di Raspberry Pi, cerchiamo di capire come si possono alimentare tramite batterie.

Che batterie servono per Raspberry Pi?

C'è da fare parecchia attenzione sulla scelta delle batterie e quindi come alimentare Raspberry Pi. Se non si sceglie di alimentarlo tramite il classico alimentatore tramite USB, possiamo optare appunto per le batterie: ma quali servono? La risposta a dire il vero è qualsiasi, ma ti mentirei e ti lascerei con una non-risposta. Ho il piacere di risponderti suddividendo le possibilità con te.

Alimentazione tramite powerbank

I powerbank che siamo abituati ad utilizzare per smartphone e tablet funzionano benissimo con qualsiasi Raspberry Pi: basta attaccarli alla porta USB di alimentazione. La tensione fornita in uscita è proprio quella che serve a Raspberry Pi, del resto stiamo parlando pur sempre di USB, quindi 5 V. Cosa rimane allora da capire? Quanto potrà restare acceso il tuo Raspberry Pi usando il powerbank in questione? La domanda ha una risposta molto semplice:

 

Prendi la capacità di carica del powerbank, espressa di solito in "milli Ampere" e dividila per il consumo idle della tua scheda. Il risultato è quante ore resterà acceso Raspberry prima che il powerbank necessiti di una ricarica!

 

Il calcolo da fare per capire quanto durerà il powerbank è analogo anche per le batterie in generale, arriviamo a loro, ma prima parliamo di un'altra possibilità.

Alimentazione tramite "hat"

Esistono diversi "hat" ovvero degli shield aggiuntivi per i vari Raspberry Pi: alcuni di questi permettono di usare batterie esterne, come ad esempio questo per Raspberry Pi Zero!

Alimentazione tramite batterie

Che si tratti di batterie ricaricabili o "usa e getta", la differenza la fa la tensione. Se si tratta di batterie che hanno una differenza di potenziale inferiore ai 5 V, ovviamente non potranno tenere "in vita" il tuo Raspberry. A meno che non usi un modulo per aumentare la differenza di potenziale, oppure non metti in serie le batterie in questione, non è una scelta che mi sento di suggerirti. Al contrario: per alimentare Raspberry Pi con batterie esterne, ti suggerisco di usare batterie che siano leggermente al di sopra dei 5 V, come ad esempio le LiPo a doppia cella da 7,4 V. C'è un problema però: Raspberry Pi è parecchio intollerante alle tensioni eccessive.

 

Raspberry Pi in linea generale sui modelli disponibili, "tollera" tensioni di alimentazione comprese fra i 4,75 V e i 5,25 V. Andare oltre significa buttarlo nel cestino.

 

Come fare allora? È opportuno usare dei circuiti di alimentazione e di regolazione della tensione. Questi circuiti permettono di stabilizzare la tensione in uscita: nel nostro caso mantenerla stabile sui 5 V. Fra questi, non posso che suggerirti il TP 4056 che ti permette sia di alimentare, sia di ricaricare la batteria ad esso collegato. Ha persino dei LED che ne indicano lo stato!

Oppure questo che puoi realizzare tu stesso.

In linea generale ciò che importa è fornire una tensione di 5 V stabile a Raspberry Pi, le batterie possono essere di qualunque tipo: puoi usare quelle che preferisci.

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