Raspberry 4b 4Go - Tests de consommation électrique

Salut !

J’ai un Raspberry 4b, 4Go de ram, dans un boitier Argon One. Je l’utilise pour Home Assistant.

Intéressé de connaitre sa consommation électrique, j’ai fait quelques tests. Aussi pour voir comment ça réagit avec une autre alim.

Dessus j’ai ai connecté :

  • SSD Samsung 840 EVO 250GB dans un boitier « UGREEN USB 3.1 Gen2 Type C Boîtier Externe 2.5 » (connecté à la prise USB3 du bas)
  • mon onduleur connecté sur une prise USB2
  • un petit hub USB2 non alimenté (code produit Amazon : B003M0NURK ) connecté à une prise USB2
  • un clavier et soucis sur le hub
  • une clé Zigbee « Conbee 2 » (sur une petite rallonge USB connectée au hub USB)
  • une clé Zwave « AEOTEC Zwave+ » (sur le hub)
  • boitier connecté au réseau en RJ45 (pas de wifi activé) et à un petit écran HDMI

Pour mes tests, j’ai utilisé :

  • l’alim officielle Raspberry Pi 3A pour le Rasp 4, censée tenir 3A sans problème.
  • un chargeur Aukey, censée fournir 2.4A par port
  • un UM25c (C pour la version bluetooth), pour monitorer
  • une charge variable sur USB

Pour commencer, j’ai testé / stressé l’alimentation officielle qui est connue pour tenir les 3A, et le charger Aukey. Je leur ai mis 3A dans la tronche pour voir si la tension (en volts) chute beaucoup ou si c’est stable.
L’alim Aukey (avec câble USB Aukey connecté au UM25c en USB C) à 3,0000A, la tension chute à 4.648v - et 4.734V à 2,000A - Et 4.967V à 1,00A
L’alim Aukey (avec câble USB sans marque mais bonne qualité connecté au UM25c en USB C) à 3,000A, la tension chute à 4.596v - et 4.78V à 2,00A - et 4.994V à 1,00A
L’alim Rasp officielle (connectée en USB C au UM25c) à 3,00A la tension chute à 4.874V - et 5.00v à 2,00A - Et 5.126V à 1,00A

J’ai ensuite installé Raspberry OS 32bits sur une microSD, j’ai booté dessus et mis à jour l’OS. J’ai installé un package pour « stresser » la machine (et donc augmenter sa consommation électrique).
J’ai utilisé cette méthode : https://core-electronics.com.au/tutorials/how-to-stress-test-temperature-on-raspberry-pi.html

Ce premier test s’est fait avec l’alim Aukey > un câble USB C > le UM25c > un autre cable USB C > le Rasp. Donc pas mal de résistance et de chute de tension.
L’OS alertait en permanence d’une tension (voltage) trop basse. Ce qui explique je pense que le CPU oscillait sans cesse entre 600 et 1500 Mhz, et donc que la température ne montait pas trop. Le système gère donc le CPU en fonction de la « qualité » de l’alimentation.

J’ai refais le test cette fois ci avec l’alim officielle (Alim > câble > UM25c > câble > Rasp)
Pas d’alerte de tension trop basse

Au niveau de la 4000e seconde j’ai débranché une petite clé USB 256Go qui chauffait plus que le boitier alu. Est-ce que c’est ça qui a fait baisser la température du CPU ??


On voit bien la clé USB qui monte à 64.2 °c !

Et maintenant sans la clé USB (toujours le même stress test). On voit bien comment le boitier en alu dissipe la chaleur (le ventilo ne se met jamais en route, probablement car je n’ai jamais installé le logiciel/driver).

Explication pour les 2 images thermiques, l’échelle était en dynamique, une fois que j’ai viré la clé usb, ça s’est adapté à la température la plus haute de la scène, le boîtier.
Sur la 2e photo le boîtier semble beaucoup plus chaud mais il n’a qu’une degré de plus au niveau de la croix.

Sur ce test, le SSD et la clé USB ont été débranchés.
J’ai allumé la machine et écran noir, j’ai booté 2 fois sur une microSD vide, oups.
J’ai vite changé et booté sur Rasp OS et ai lancé le stress test, qui pendant un moment attend que la température du CPU se stabilise, puis reste en Idle 5 minutes. Entre 0.75 et 0.77A en Idle.
Puis le test démarre. Entre 1.175 et 1.195A consommés.
Puis j’ai branché le SSD (qui contient mon Home Assistant) et je n’ai pas validé le montage des partitions. Entre 1.455 et 1.48A.
Puis j’ai branché la clé USB. Entre 1.65 et 1.73A.
Fin du stress test, en Idle entre 1.19 et 1.28A.
Donc en gros le SSD et la clé USB consomment 0.45A (sans accès disque).

J’ai remis le Rasp sur mon chargeur Aukey (alim > UM25c > cable USB C ), j’ai enlevé la microSD pour booter sur mon SSD et donc Home Assistant.
Pendant le boot et une fois dans l’OS, j’ai quelques alertes de tension trop basse, de temps en temps, alors qu’il a 5.15v !
Pendant le boot, sur l’écran LCD du UM25c, j’ai vu un pic à 1.8A.

On voit le boot, le démarrage du système et de tous les services, puis ça se stabilise (Idle à partir de la 540e seconde).

Pour ce dernier essai, j’ai laissé Home Assistant tourner. A un moment j’ai lancé une sauvegarde (génération d’un snapshot), on voit la conso monter pendant un moment.
Et le reste du temps le système qui est en Idle / gère le système de domotique avec ses devices, règles, etc. et j’utilisais l’interface web pour continuer la config de mon système domotique.

Pour ce dernier graphique, ce sont les même données qu’au dessus, j’ai supprimé la partie où la sauvegarde est générée pour ne garder que l’Idle, et j’ai classé par la plus grande intensité à la plus faible, donc on voit proportionnellement la conso du Pi en Idle.

Dernier point. J’ai mesuré la consommation de courant depuis le boot (sous Home Assistant) et j’ai laissé tourner 24h pile.
Cette config matérielle et Home Assistant (en prod) ont consommé 27 113 mAh, soit 97 146 mWh.

J’espère que c’est utile :o

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Bravo et merci @Jey pour cette étude complète !

Superbe analyse.
Qu’est-ce que tu as utilisé pour faire des images infrarouge ?

Une ThermApp, qui ne se vend plus je crois, et surtout avec un support inexistant, des rigolos dans cette boite…