что влияет на батарею смартфона
Что разряжает батарею смартфона больше всего?
Самый главный источник, что разряжает батарею смартфона больше всего остального — сам пользователь. Да, всё серьёзно (но и технические нюансы мы тоже припасли чуть ниже по тексту).
Исследование Leeds Beckett University ( PDF-документ )
«Определяется, что пользователь является основным фактором потребления заряда батареи в смартфоне в зависимости от того, сколько времени он проводит в своём устройстве и что с ними делает. Единственный способ полностью прекратить разрядку аккумулятора — полностью выключить смартфон, иначе текущие фоновые процессы всё ещё способствуют потреблению энергии».
1. Активное использование
Когда работает сразу всё, то это самый худший сценарий для аккумулятора. Система в максимальной нагрузке потребляет энергию волнообразно, сажая элемент питания в считанные минуты по несколько долей процента.
Мы с вами с каждым годом всё чаще активируем аппаратные и энергозависимые функции мобильного устройства. Напрямую с включением экрана (доставая из кармана) или даже через смарт-часы — неважно. Интенсивность и активность по всем исследованиям возросла.
Чем пользователь обычно разряжает аккумулятор в смартфоне?
Играть в игры, смотреть видео, общаться с друзьями или запускать решения по работе (сколько здесь у нас пользователей Битрикс?). Одновременно на чипсет создают нагрузку несколько приложений (от Telegram и Viber до внушительных служб Яндекс или даже игр с фоновыми процессами). Требуется больше ресурсов, а значит и заряда аккумулятора.
Ничего сверхъестественного. Обычная и вполне нормальная ситуация. Но факт остаётся фактом — энергопотребление увеличивается, так как мы уже используем телефоны в повседневной жизни постоянно.
Просто задайте себе вопросы:
Это сравнимо с тем, как любой человек начинает больше уставать от повышенной нагрузки на работе. Появляется желание «съесть с пюрешкой на одну котлетку больше», чтобы восполнить потери энергии. Также и с аккумулятором. Вот только что-то последние «айфоны» котлетками аккумуляторами помощнее не оснастили.
2. Модульное перераспределение энергии
Пожалуй, нам следовало назвать этот пункт «Что так круто разряжает аккумулятор в смартфоне, если только не»:
Про камеры, наверное, комментарии излишни? А вот на других модулях остановимся подробнее.
→ Кстати, NFC почти не сажает аккумулятор — узнайте почему.
GPS-модуль
Например, во время поездки на автомобиле, чем быстрее вы движетесь, тем быстрее тратится заряд.
Определение местоположения основано на способности телефона принимать и декодировать сигналы точного времени, посылаемые с орбитальных спутников. Декодирование требует усердной работы процессора для выявления слабых сигналов из фонового шума, многократного сравнения их друг с другом.
WiFi-модуль
Wi-Fi разряжает аккумулятор быстрее при слабом сигнале.
Сила этого сигнала зависит не только от физического расстояния, но и от количества поглощающих сигнал материалов, таких как стены. Другим фактором является количество других сигналов Wi-Fi в этом районе. Чтобы добраться до выбранного маршрутизатора Wi-Fi через эти джунгли помех, требуется больше энергии, что сокращает время автономной работы.
LTE-интернет
Сложная связь между исходящей и входящей базовыми станциями необходима для «передачи» вызова или соединения для передачи данных, что может потребовать больше энергии даже если вы не двигаетесь.
Могут быть случаи, когда базовая станция будет в пределах досягаемости, но заполнена до отказа с вызывающими абонентами. Ваш телефон будет динамически направлен на другую базовую станцию. Для доступа к этой другой базовой станции требуется больше энергии, поскольку уровень сигнала ниже, что также влияет на срок службы батареи.
В густонаселенных районах одно здание может принимать сигналы от нескольких разных базовых станций. По мере того, как вы перемещаетесь внутри комнаты, из-за того, как радиосигнал отражается от стен, уровень сигнала будет постоянно меняться, что все время заставляет переключаться на разные базовые станции.
Например, погодные приложения, вероятно, проверяют новую информацию о погоде каждые пять или 10 минут. Вы можете подумать, что не «использовали» свой телефон, но на самом деле он был очень занят всё это время.
3. Экран
Раньше считалось, что подсветка экрана — основной компонент, что разряжает батарею смартфона. Выходит, статистика в разделе настроек питания и аккумулятора довольно точна и «говорит» правду. Экран где-то на третьем месте по энергопотреблению.
Аккумуляторы смартфонов разряжаются быстрее, чем традиционные телефоны, потому что мы чаще используем их дисплеи.
Подсветка для обычного LCD (ЖК-экрана) потребляет значительный заряд. Если уменьшить время до блокировки (например, 15 секунд), то вы значительно продлите автономность смартфона.
Автояркость может помочь снизить расход заряда, но при условии, что она не будет постоянно выкручиваться на 100%, а наоборот в большей степени уменьшать подсветку.
Нельзя не упомянуть новейшие органические светодиодные (OLED) дисплеи. Их способность самосвечения отдельных пикселей избавила нас от общей подсветки матрицы. Они эффективнее при настройках, когда интерфейс преимущественно имеет чёрные тона.
4. Энергосберегающий чипсет
Процессор основной полосы частот, процессор приложений и блок графического процессора — три основных потребителя энергии после всего вышесказанного.
Процессор приложений приобретает всё большее значение, потому что приложения — основа продаж смартфона.
Раньше было только одно ядро микропроцессора в одном процессоре приложений. Теперь их может быть два или более. Повальное увеличение количества процессорных ядер, как это ни странно, помогает снизить энергопотребление.
Например, архитектура ARM big.LITTLE использует простую уловку для энергоэффективности.
Она сочетает в себе небольшой энергоэффективный ARM Cortex-A7 и быстрый ARM Cortex-A15 для энергоемких задач. Чем мощнее процессорные ядра и чем больше ядер вы используете, тем выше максимальная мощность.
Таким образом, A15 отключается, когда его здоровенная мощность не требуется, например, когда вы просто разговариваете по телефону или пишете по электронной почте. Если вы хотите сыграть в 3D-игру, A15 вступит в игру, потому что A7 не сможет справиться с этим.
Смартфон использует такой подход, чтобы задействовать самое мощное ядро только тогда, когда это необходимо. Самое энергоэффективное ядро выполняет большую часть второстепенной работы.
***
Отдельного упоминания заслуживает статья об особенностях перераспределения энергии внутри смартфона с помощью систем управления питанием интегральной схемы (PMIC). Если вам интересны подробности об этом, то обязательно укажите в комментарии — в следующей статье мы учтём ваши пожелания и замечания.
Многие годы мы ждали прорыва в технологиях аккумуляторов, время работы – это один из ключевых параметров для смартфона, и он выходит на первый план для большинства пользователей. К сожалению, прорыва в этом направлении не случилось, но технологии при этом изменились невообразимо, зачастую люди остаются в плену стереотипов, сказок, подслушанных где-то на форумах и в сети. В этом объемном материале постараемся вместе разобраться, что важно, а что нет при работе с аккумулятором смартфона и как настроить свое устройство верно.
Утверждать, что ничто в технологиях батарей для смартфонов и другой электроники не изменилось в последние годы, значит признаться, что все это время находился в анабиозе и пропустил ключевые события. Изменилось очень много, но не наше восприятие этого вопроса. Напомню, что практически все аккумуляторы в смартфонах и другой технике сегодня несъемные, пользователь не имеет к ним никакого доступа. При этом батарея не воспринимается многими как расходный материал, хотя она является им. Чем больше условный пробег батареи, а именно число циклов зарядки-разрядки, тем меньшая емкость по сравнению с изначальной. Такая батарея хуже переносит температурные перепады и может выключиться на морозе, хотя телефон показывает 40% заряда (это очень распространенная проблема на стареньких iPhone, на Android-смартфонах встречается заметно реже). Но в самом начале надо определиться в некоторых терминах.
Почему мАч – это вредная характеристика батареи
Пользователь оценивает аккумулятор смартфона только по одного параметру – емкости батареи. Например, если в смартфоне аккумулятор на 5000 мАч, то это хорошо, а вот батарея в 3000 мАч, по мнению многих, слабее, и устройство проработает меньше. В реальности все зависит от совокупности параметров – чипсета и его энергоэффективности, разрешения и диагонали экрана, а также его типа. Это россыпь факторов, что как-то забываются, а дальше принимается во внимание только номинальная емкость, указанная производителем. Но с емкостью, измеренной в мАч, есть большая проблема, она зачастую не отражает реальных характеристик батареи.
Вы помните, какое номинальное напряжение выдает аккумулятор в вашем смартфоне? Уверен, что нет. Не беспокойтесь, я тоже этого не знаю наизусть, да и нет желания проверять или высчитывать этот параметр. Нам нужно знать, что напряжение может отличаться – 1.2 В или 3.6 В, 7.4 В или 14.8 В. При этом батарея с емкостью 3000 мАч может иметь напряжение как в 3.6 В, так и в 14.8 В. Емкость батареи с напряжением в 14.8 В будет почти в 4 раза выше, чем у первой. Поэтому правильно использовать другой параметр, а именно ватт-часы (Втч или Wh). Например, аккумулятор в Galaxy S20 Ultra имеет емкость 5000 мАч, но при этом 19.25 Втч (3.85 В). Много это или мало? Давайте посмотрим на ноутбуки, в них встречаются батареи с такой же емкостью, но работают они с напряжением 11.1 В, что дает нам 56 Втч. При этом такая батарея в ноутбуке не только больше по реальной емкости, она также больше по размерам и весу. В зависимости от использованных элементов батарея в ноутбуке может быть больше в 2.5-3 раза (как размер, так и вес!). К сожалению, на рынке прижилось измерение в мАч, которое не совсем верно и не полностью отражает возможности батареи. Но что имеем, то имеем, и зачастую китайские компании средней руки вовсе не заморачиваются указанием дополнительных параметров.
Еще один момент, связанный с емкостью батареи, это то, насколько реальная емкость может отличаться от заявленной. При производстве аккумуляторов никогда не бывает двух одинаковых, их емкость колеблется в небольших пределах, и это нормально. Люди, далекие от производства, считают, что честным будет указывать для каждого аппарата ту емкость батареи, что у него есть по факту. Тогда на каждой коробке нужно было бы писать что-то такое: 4923 мАч, 5028 мАч и так далее. Разброс всегда может быть как в меньшую, так и в большую сторону. Каждый производитель аккумуляторов и, соответственно, устройств маркирует батареи согласно стандартам. И вот тут мы подходим к одной уловке, на которую идут небольшие компании, они часто могут маркировать батарею на пределе разрешенного. Максимальная погрешность для большинства стран составляет 10%. Представьте, что у вас аккумулятор в 5000 мАч, вы можете указать фактически не эту емкость (что было бы честным и правильным), а, например, 5500 мАч. И с точки зрения стандартов вы ничего не нарушите. Это хорошо для маркетинга, плохо для потребителя и восприятия бренда в дальнейшем.
Большие производители не играют с числами, стараются этого избегать. Сама процедура устроена таким образом, что устройства отдают на тест в независимые лаборатории, где измеряется емкость батарей в нескольких устройствах. Например, широко распространена методика IEC 61960. В описании продуктов от Samsung часто можно увидеть сноску относительно емкости батареи: «Типичные значения результатов испытаний были получены в лабораториях третьих фирм. Типичное значение – это среднее значение, учитывающее разброс результатов измерений емкости нескольких образцов аккумуляторов по методике стандарта IEC 61960. Номинальное (минимальное) значение емкости составляет 4900 мАч. Фактический рабочий ресурс аккумулятора может зависеть от сетевого окружения, особенностей использования и других факторов».
Подход Samsung заключается в том, что компания устанавливает минимальное значение в 4900 мАч. Это вовсе не значит, что в том же S20 Ultra батарея такой емкости. Не поленился и попросил в сервисном центре измерить батарею моего телефона, его емкость оказалась 5020 мАч. У кого-то это может быть емкость в диапазоне от 4950 мАч. Да, в Samsung заявляют всегда чуть меньший параметр, чтобы подстелить соломки. Но никаких 10% тут нет, как в продуктах некоторых производителей второго эшелона.
Быстрая или беспроводная зарядка – есть вред или он отсутствует?
Существует стойкий миф, что быстрая или беспроводная зарядка убивает аккумулятор. Это миф, но он крайне живуч, и есть свидетели, утверждающие, что батарея в их телефоне быстро приходит в негодность, теряет номинальную емкость. Они даже приводят в подтверждение этого скриншоты купленных программ, отслеживающих число циклов зарядки/разрядки, емкость аккумулятора. Логический изъян кроется в том, что нет контрольной группы из такого же смартфона, с таким же набором софта и профилем использования, но с медленной зарядкой. Уверен, что разброс износа батареи будет укладываться в статистическую погрешность.
Самый большой вред батарее наносит нагрев, точнее, перегрев аккумулятора. Он продолжит работать в любых условиях, в конце концов, мы пользуемся смартфонами даже в Сахаре, где температура часто превышает 40 градусов Цельсия в тени. Но вопрос именно в том, что это не очень полезно в долгосрочной перспективе, ресурс батареи будет сокращаться. И тут нужно разделить этот вопрос на два – существует нагрев батареи при зарядке (любой зарядке, отличается только степень), а также нагрев от внешних условий, который зависит от температуры воздуха, прямых солнечных лучей. Бояться нагрева не стоит, это часть жизни батареи. Но если у вас есть возможность заряжать смартфон, не размещая его на батарее, под прямыми солнечными лучами, на торпеде автомобиля, то это будет прекрасное подспорье для него.
Подкованные люди знают, что нагрев батареи начинает происходить, когда заряд достигает 80% от номинальной емкости, это тот самый этап, когда износ батареи повышается. Оказывается, существуют люди, которые отслеживают, как заряжается батарея, и снимают свои смартфоны с зарядки, когда они достигают 80%. Конечно, если вам нравится это делать, то можно поступать и так, чувствовать себя при деле. Но это совершенно бесполезное занятие, так как современные смартфоны способны сами регулировать зарядку, избегать перегрева.
Давайте посмотрим на тот же S20 Ultra, в комплект входит быстрая зарядка на 25 Вт, отдельно вы можете купить зарядное устройство на 45 Вт. И вот тут начинается самое интересное – зарядить аккумулятор до 100% можно примерно за 70-75 минут. Разница оказывается незначительной.
За 30 минут зарядное устройство на 45 Вт заряжает батарею на 70%, а вот зарядка из комплекта на 25 Вт заряжает до 62%. Как по мне, так эта разница совершенно не принципиальна. Почему так происходит? Ограничением выступает нагрев батареи, для зарядки в 45 Вт он сильнее при достижении 70-75% от номинальной емкости, поэтому скорость заряда снижается, и в конечном итоге получается плюс-минус одинаковое время. В Samsung ввели эти ограничения, чтобы максимально продлить срок службы батареи. Но это делает использование зарядки на 45 Вт фактически бессмысленным.
У китайских производителей появились зарядные блоки на 40-50 Вт, более того, они показывают заряд батарей в 4000-5000 мАч за полчаса, уровень заряда меняется на глазах. Это выглядит фантастически! И, конечно же, это очень удобно.
Насколько может пережить такую зарядку смартфон и не иметь никаких последствий? Производители уверяют, что они об этом позаботились. Я решил проверить это на практике, в декабре 2019 года начал ежедневно заряжать смартфон с помощью зарядного устройства на 40 Вт. Спустя три месяца и сто полных циклов замерили емкость батареи – она сократилась на 14% от номинальной. Это очень высокий результат, который показывает уровень износа. Непонятным моментом стало только то, что время зарядки осталось неизменным, на нее уходило ровно столько же минут, сколько и раньше. Поэтому когда вы получаете настолько быструю зарядку, все же есть подвох, куда без него.
В настройках смартфона, как правило, можно выключить быструю зарядку, тут все зависит от ваших представлений о прекрасном и том, как будет изнашиваться батарея. На мой взгляд, быстрая зарядка – это то, что полностью меняет представление о смартфоне и о том, как мы им пользуемся. А памятуя о том, что батарея – это расходный материал, все же не стоит выключать такую зарядку.
С беспроводной зарядкой все ровно так же, но там в силу физики процесса нагрев – неизбежная составляющая. Контроллер батареи регулирует зарядку и скорость, поэтому испортить смартфон такой зарядкой физически невозможно.
Важно! Не стоит экономить на аксессуарах для вашего смартфона. Быстрая зарядка последних поколений зачастую требует кабеля на 5А, обычные не подходят. И если смартфон определяет, что вы используете быструю зарядку и простой кабель, то скорость заряда автоматически снижается. Неоригинальные, левые кабели и зарядки могут спалить контроллер батареи, что приведет к воспламенению или даже взрыву. В последние годы как минимум несколько человек получают ранения от использования неоригинальных аксессуаров, но также есть и смерти от удара током или взрыва телефона у головы. Это не шутки!
Во флагманах используются не только батареи большей емкости, но и специальные системы охлаждения (как процессора, так и корпуса в целом). Чем лучше система отвода тепла, тем дольше прослужит батарея. На недорогих аппаратах это то, на чем производитель может сэкономить, и поэтому срок службы батарей в них ниже, износ от нагрева выше. При этом сами батареи могут быть ровно такими же.
Как мы заряжаем наши смартфоны – новые сценарии с быстрой зарядкой
Привычки пользователей меняются не очень быстро, но меняются. Когда-то мы привыкли заряжать телефоны, оставляя их на ночь на зарядке. В этом нет ничего плохого для батареи («здравый смысл» утверждает обратное, и даже существует такой миф), но это стало не нужно с появлением быстрой или беспроводной зарядки.
Провел небольшой опрос в Twitter о том, как вы заряжаете свои смартфоны.
Почти половина ответивших оставляют смартфон на ночь на зарядке, это привычка, что пришла к нам из прошлого. Например, мне всегда крайне сложно проверять, сколько работает смартфон от одной зарядки, приходится себя одергивать. Дома и в офисе у меня есть зарядные устройства (как обычные, так и беспроводные), поэтому, перемещаясь по городу, ставлю свой аппарат на подзарядку. Иногда она занимает десять-пятнадцать минут, иногда больше или меньше. В машине есть беспроводная зарядка, там тоже можно получить немного энергии для смартфона. Для меня смартфон – это рабочий инструмент, и он нещадно эксплуатируется (достаточно сказать, что в среднем мобильный трафик достигает 7-8 ГБ в сутки, и это всегда вне дома или офиса). Выдерживает ли смартфон целый день работы в моем темпе? Однозначно, да. Но зачем устраивать себе какой-то заведенный распорядок, если без ущерба для батареи можно подзаряжать устройство время от времени? Теперь мой сценарий зарядки не такой, как когда-то в прошлом, я заряжаю устройство время от времени, когда вспоминаю об этом. И не боюсь это делать, когда уровень заряда 20% или 60%, для меня это не играет никакой роли. И очень многие люди поступают ровно так же. Размышляя на эту тему, пришел к выводу, что при таком сценарии использования нагрев батареи в среднем должен быть меньше, так как общее время непрерывной зарядки снижается. Не самый важный фактор для меня, так как я не считаю, что батарея может и должна быть вечной. Это расходный материал. Но также, на мой взгляд, нужно говорить о том, что батарея должна прослужить как минимум около двух лет при активном использовании (ежедневная зарядка – одно из условий).
На мой взгляд, технологии изменились так, что оставлять смартфон на зарядке бессмысленно, заряжать его нужно в моменты, когда он вам не нужен, между делом. Часто утром случается так, что у меня смартфон показывает 10-15% заряда, лет десять назад это вынуждало брать с собой внешний аккумулятор и подзаряжаться на ходу. Сегодня мне хватает 15-30 минут, пока умываешься, завтракаешь или собираешься, чтобы получить как минимум половину заряда батареи.
Не менее важным вопросом относительно батареи становится не только то, как вы заряжаете аккумулятор, но и то как настроен ваш смартфон, в каких режимах вы его используете. Зачастую малое время работы напрямую связано с тем, что люди просто не понимают, что они включили, зачем им это, и время работы может отличаться в разы. Хотел совместить все в рамках одного материала, но чтобы не мешать эти темы в одну кучу, разделил их.
Что убивает и вредит батарее смартфона?
На данный момент самым проблемным местом практически каждого устройства является аккумулятор.
Чтобы он прослужил как можно дольше, нужно правильно эксплуатировать смартфон. Большинство современных гаджетов оборудованы литий-ионными (Li-Ion) и литий-полимерными (Li-Po) батареями. У них есть существенный ряд преимуществ — они легкие, емкие, рассчитаны на большое количество циклов зарядки/разрядки, а также довольно быстро заряжаются.
Не все владельцы телефонов внимательно относятся к правильной эксплуатации гаджетов, из-за чего у них возникает ряд проблем. В этой статье мы поговорим о главных ошибках пользователей, которые убивают батарею смартфона.
Полная разрядка смартфона
Ранее бытовало мнение, что при первом использовании смартфона его сначала необходимо полностью зарядить, а затем разрядить. Необходимость такого действия аргументировалась тем, что аккумулятор не потеряет свою емкость. На самом деле, такие манипуляции необходимо было делать с устройствами, оснащенными никелевыми аккумуляторами, потому что они обладают «эффектом памяти». Так как большинство современных гаджетов оснащены литий-ионными батареями, в подобных действиях необходимости нет.
Также существуют понятие глубины и количества циклов разрядки, которые могут выдержать аккумуляторы смартфонов. Как оказалось, чем сильнее разряжается батарея, тем меньше циклов она сможет прослужить. Исследование провела зарубежный ресурс Batteryuniversity.com, его можно почитать по ссылке (на английском). При постоянной зарядке на 100% количество циклов разрядки составляет около 300/600, а при постоянной максимальной зарядке смартфона до 80% — около 400/900. Разница очевидна. Специалисты советуют не разряжать смартфон ниже 30% и тем более не допускать его полной разрядки.
Зарядке в жаре или холоде
Казалось бы, температура окружающей среды никак не может повлиять на емкость аккумулятора устройства. На самом деле слишком высокая или, наоборот, низкая температура могут значительно навредить аккумулятору — она влияет на протекание химических процессов батареи.
Как часто ваш телефон выключался на морозе? Причина заключается в том, что на холоде химические процессы в АКБ замедляются. По этой причине техника может отключаться, даже если индикатор заряда показывает 20-30%. То же самое касается и слишком высоких температур. Обратите внимание, что перегрев гаджета ведет к существенному снижению срока службы аккумулятора и даже повышает вероятность воспламенения источника энергии.
Использование устройства на зарядке
До сих пор актуальны споры о том, можно ли использовать смартфон во время зарядки. Одни уверены, что можно, другие считают иначе. На самом деле, проблема заключается в том, каким образом используется заряжаемый телефон.
По факту, с устройством можно делать все, что угодно, главное — не допускать его перегрева. Если смартфон подключен к сети, а в это время запущена тяжелая игра, это может привести к серьезным проблемам с аккумулятором и потеря его емкости. По возможности минимизируйте использование устройства на зарядке. Также проследите, сильно ли нагревается гаджет, который находится в чехле. Если да, то рекомендуем снимать этот аксессуар перед зарядкой.
Использование неродного зарядного устройства
Много споров ходят на тему того, какое зарядное устройство лучше использовать. Конечно, самым оптимальным и безопасным для любого смартфона вариантом будет оригинальные блок питания и USB-кабель.
Использовать неродное зарядное устройство можно, главное, чтобы оно подходило по техническим характеристикам. Слишком слабый блок питания может привести к снижению скорости зарядки устройства, а от мощного адаптера может пострадать ранее упомянутый контроллер заряда. Подробная инструкция по выбору неоригинальной зарядки есть на нашем сайте.
Зарядка ночью
Зарядка ночью не вредна для устройства, но и злоупотреблять ей не рекомендуется. Каждый современный смартфон оборудован специальным контроллером заряда, который автоматически прекращает зарядку при достижении аккумулятором полной емкости. Данная технология может давать сбои, поэтому по возможности не заряжайте телефон ночами.
Необходимость в первоначальной разрядке существует и сейчас. Так как в батарею закачивается ингибитор, для более долгого хранения. Чтобы он полностью разложился и батарея могла заряжаться полностью, на всю представленную емкость, нужно как раз таки разрядить батарею до ноля, не напрягая ее высокими токами и зарядить до ста процентов…