Bateria komputera przenośnego zapewnia niezależność od zasilania sieciowego i możliwość pracy w podróży, bezdrożu lub w zmienianych co chwilę pokojach biura. Jeżeli jednak pracujemy na komputerze blisko gniazdka, bateria nie jest nam często potrzebna. Przypominamy sobie o niej, gdy nagle okazuje się, że jej pojemność drastycznie się zmniejszyła lub w ogóle odmówiła ona posłuszeństwa.
W artykule tym opisuję zasady działania baterii komputerów przenośnych oraz daję rady, które mogą znacząco wydłużyć żywotność baterii.
Spadające ceny komputerów przenośnych (ang. notebook) i ich rosnące możliwości, nie pozostające w tyle w stosunku do klasycznych biurkowych maszyn powodują, że coraz częściej są kupowane jako podstawowe komputery do zastosowań biurowych, internetowych, a nawet – w odpowiednio bogatej konfiguracji – do gier.
Nieodłącznym elementem komputera przenośnego jest bateria akumulatorów, dająca możliwość wykorzystania go w dowolnym miejscu bez konieczności podłączania do sieci zasilającej. W parze z bezprzewodowymi interfejsami sieciowymi daje to niewyobrażalną wcześniej swobodę wyboru miejsca pracy — od salonu, przez przydomowy ogródek aż po kawiarnię w centrum miasta czy lotnisko na jego obrzeżach.
Wiele osób jednak nie czuje potrzeby przemieszczania się ze swoim komputerem poza zasięg gniazdek sieci energetycznej. Bateria staje się wówczas zbędnym balastem, a gdy przychodzi moment, w którym chwilę staje się potrzebna okazuje się, że dawno już „wyzionęła ducha” i nie podtrzymuje pracy komputera nawet przez kilka sekund.
Niniejszy tekst ma za zadanie zaznajomić Cię z zasadami korzystania z akumulatorów litowo-jonowych (Li-Ion) w sposób zapewniający ich sprawność przez cały okres ich funkcjonowania niezależnie od tego, czy większość czasu spędzasz w podróży, czy też korzystasz z komputera przenośnego jako zastępcy klasycznego, nieporęcznego i zajmującego mnóstwo miejsca na biurku peceta.
Urządzenie, którego działanie oparte jest na reakcjach chemicznych musi mieć swoją trwałość. W przypadku akumulatorów litowo-jonowych okres prawidłowego działania wynosi zazwyczaj od dwóch do trzech lat i liczony jest od daty produkcji. Po tym czasie akumulator zacznie wyraźnie tracić pojemność, a w skrajnych przypadkach – gdy dojdzie do wewnętrznego zwarcia jednego z ogniw – w ogóle przestanie funkcjonować.
Licz się zatem z tym, że jakbyś nie dmuchał i chuchał na akumulator, za kilka lat najprawdopodobniej przyjdzie Ci mimo wszystko kupować nowy — nawet, jeżeli z obecnego korzystałeś naprawdę rzadko i ostrożnie. Mimo to, warto dbać o prawidłowe wykorzystanie akumulatora: źle używany może odmówić działania nawet przed upływem dwóch lat, a prawidłowo konserwowany może dotrwać czwartych urodzin z nieco tylko ograniczoną pojemnością.
Koszt zakupu nowego akumulatora litowego zależy od polityki cenowej producenta oraz pojemności i budowy baterii. Spodziewaj się kwoty od 300 zł w przypadku prostszych konstrukcji do 700 zł w przypadku tych bardziej zaawansowanych.
Jedną z rzeczy, które akumulatorom szczególnie szkodzą, są głębokie rozładowania. Terminem tym określa się rozładowanie do granic pojemności. Po długotrwałym głębokim rozładowaniu ponowne naładowanie ogniwa jest najczęściej niemożliwe.
Nowoczesna elektronika chroni baterie przed głębokim rozładowaniem, wyłączając się na tyle wcześnie, by w ogniwach pozostał ładunek wystarczająco duży, aby nawet po kilku dniach naładowanie dało oczekiwany rezultat. Powinieneś jednak wspomagać ten mechanizm i gdy poziom naładowania akumulatora zbliży się do poziomu ostrzeżenia (zazwyczaj około 5% pojemności baterii) albo podłącz zasilanie sieciowe, albo przerwij pracę.
Pełne rozładowanie może jednak również mieć charakter „zdrowotny”, zapobiegając efektowi pamięciowemu polegającemu na „przyzwyczajeniu się” ogniw do określonego poziomu rozładowania i traktowania go jako minimalnego (co oczywiście zmniejsza ich użyteczną pojemność). Cykl „rozładowanie-ładowanie” pomaga też elektronice skalibrować czujniki pomiaru poziomu naładowania – z tego głównie powodu producenci zalecają kilkukrotne naładowanie i rozładowanie (formowanie) każdego nowego akumulatora. W przypadku ogniw litowo-jonowych efekt pamięciowy w zasadzie nie występuje i kluczowa jest właśnie kwestia kalibracji sterownika baterii. Raz na kilka lub kilkanaście tygodni powinno się zatem rozładować akumulator do momentu wyłączenia się komputera i natychmiast załadować go ponownie do pełna. Nie należy bać się się takiej procedury — wyłączenie komputera następuje zanim jeszcze akumulator zostanie głęboko rozładowany.
Przy okazji warto wspomnieć o liczbie dopuszczalnych pełnych cykli ładowania. Ostrożniejsi producenci określają ją na 300, bardziej optymistyczni — na 500. Jeśli nawet przyjmie się niższą z tych wartości, przy – bardzo częstym, jak na potrzeby większości użytkowników – ładowaniu raz na trzy dni daje to trzy lata pracy. Jeżeli będzie się doładowywało baterię na długo przed jej wyczerpaniem i pełne rozładowania realizowało tylko okazjonalnie, czas funkcjonowania ogniw znacząco się wydłuży i jeżeli bateria odmówi działania, to raczej „ze starości”, niż z powodu nadmiernego zużycia.
Każde ładowanie stanowi dla akumulatora litowo-jonowego obciążenie i skraca nieco czas jego prawidłowego funkcjonowania. Dodatkowo, podczas doładowywania wzmacnia się efekt pamięciowy, który na dłuższą metę może ograniczyć pojemność ogniw (choć w przypadku ogniw litowych jest on znacząco słabszy, niż w starszych ogniwach niklowych i zazwyczaj pomija się go). Z tych powodów należy unikać niepotrzebnego ładowania baterii.
Szczególnie niekorzystne jest doładowywanie płytko rozładowanej baterii. Jeżeli na przykład po całym dniu pracy odłączyłeś zasilanie sieciowe, by w nocy bateria nie była niepotrzebnie ładowana, mimo wyłączenia komputera rozładuje się ona o kilka procent (w zależności od budowy komputera i jakości samej baterii). Po ponownym podłączeniu do zasilania następnego dnia system kontroli akumulatora stwierdzi rozładowanie i rozpocznie doładowywanie do pełnej pojemności, które co prawda zakończy się już po kilku minutach, obciąży jednak niepotrzebnie ogniwa.
Niektóre, „inteligentne” baterie mają wbudowane zabezpieczenia blokujące proces ładowania do czasu, aż rozładowanie osiągnie rozsądny poziom. Za sensowną wartość uważa się 80% poziomu naładowania – jest to już wystarczająco duży ubytek, by skrócenie czasu pracy było trudne do zaakceptowania, lecz również by ładowanie baterii nie było całkowicie pozbawione sensu. Jeżeli Twój komputer nie jest wyposażony w takie zabezpieczenie, a po nocy spędzonej bez zewnętrznego zasilania dioda ładowania baterii zaczyna świecić zaraz po podłączeniu zasilacza, powinieneś samodzielnie dbać o to, by rozładować nieco baterię w czasie normalnej pracy a dopiero potem podłączyć zasilacz i pozwolić akumulatorowi doładować się do pełnej pojemności — kontynuować pracę.
Akumulatory litowo-jonowe działają najlepiej w dosyć wąskim przedziale temperatur. Idealnie jest, jeżeli ich temperatura nie spada poniżej 5°C i nie rośnie powyżej 40°C. Zakres temperatur dopuszczalnych przy rozładowywaniu jest zazwyczaj nieco szerszy niż przy ładowaniu. Baterie często wyposażone są też w termistor blokujący możliwość ładowania w niekorzystnych warunkach. Jeżeli zatem w niezwykle gorący dzień po długotrwałej pracy zapragniesz doładować akumulatory komputera, a ten nawet po godzinie ładowania nie wskazuje wzrostu poziomu naładowania, nie przeraź się, lecz wyłącz komputer i pozwól mu się schłodzić.
Im niższa temperatura otoczenia i samej baterii, tym wolniej ogniwa litowe starzeją się i tym dłużej zachowana zostaje pojemność baterii. Można nawet rozpatrywać przechowywanie nieużywanej baterii w lodówce — o ile zapewni się absolutnie szczelne opakowanie zapobiegające osadzaniu się wilgoci i ustawi chłodzenie tak, aby temperatura nie mogła spaść poniżej 5°C. Również w czasie pracy należy tak przygotować miejsce na komputer, aby zapewniona była wentylacja fragmentu obudowy zawierającego baterię (i oszczędzać komputer, ograniczając zadania intensywne obliczeniowo, w czasie wyjątkowo upalnych dni). Najlepsze stanowisko pracy to równa i twarda powierzchnia łatwo przyjmująca i oddająca ciepło; najgorsze — miękki koc, poduszka, obrus lub kolana właściciela.
Każdy właściciel komputera przenośnego ma inne co do niego wymagania. Niektórzy najbardziej cenią pracę na zasilaniu bateryjnym, inni często mają okazję doładować akumulator, pozostali zaś pracują wyłącznie na zasilaniu sieciowym i o akumulator woleliby się (gdyby to było możliwe) w ogóle nie troszczyć.
Częsta praca na zasilaniu bateryjnym znacznie upraszcza problematykę właściwego korzystania z akumulatorów. Nie należy bać się korzystać z baterii, lepsza bowiem dla nich jest regularna praca niż ciągła bezczynność przerywana okresowymi doładowaniami.
Przy takim sposobie korzystania z komputera przenośnego warto jedynie pamiętać, by niezbyt często w pełni rozładowywać akumulator. Jeżeli poziom naładowania spadnie do 30%, a masz przed sobą jeszcze perspektywę godziny pracy, w czasie przerwy warto doładować akumulator o 20-30%. Pełne rozładowanie stosuj tylko jako środek zapobiegający efektowi pamięciowemu, co kilka tygodni rozładowując baterię aż do momentu wyłączenia komputera (najbezpieczniej jest pozwolić mu się wyłączyć na ekranie programu konfiguracyjnego BIOS — absolutnie nie pod kontrolą systemu Windows!) i ładując ją do pełna, a nawet troszeczkę dłużej.
Jeżeli zasilanie bateryjne służy Ci tylko okazjonalnie – na przykład w kawiarni, by zaprezentować współpracownikom jakieś dane lub zerknąć na najświeższe wiadomości – a przez resztę czasu korzystasz z zasilania sieciowego, powinieneś zwracać szczególną uwagę aby nie dopuszczać do płytkiego rozładowania uzupełnianego od razu krótkim ładowaniem. Dobrze, jeżeli komputer lub bateria są przed tym zabezpieczone; jeżeli nie są, staraj się po krótkiej pracy na baterii jeszcze chwilę z niej korzystać i dopiero po bardziej znaczącym rozładowaniu (do 60-70% naładowania) podłącz zasilacz do komputera.
Długotrwała praca na zasilaniu sieciowym oznacza też konieczność częstszego przeprowadzania pełnego rozładowania. Raz na dwa-trzy tygodnie powinieneś pracować na zasilaniu bateryjnym aż do momentu pojawienia się sygnalizacji niskiego poziomu naładowania baterii, a co któryś raz (na przykład raz na dwa miesiące) zamknąć system, wyjść do programu konfiguracyjnego BIOS i pozwolić komputerowi wyłączyć się — po czym do pełna załadować baterię.
Akumulatory komputerów przenośnych działających bez przerwy na zasilaniu sieciowym mają najgorszy żywot. Najczęściej też w takich przypadkach gdy już zasilanie bateryjne stanie się potrzebne okazuje się nagle, że bateria wyeksploatowana ciągłym ładowaniem podtrzymującym nie nadaje się nawet do pięciominutowej pracy.
Jeżeli potrzebujesz pełnej mocy obliczeniowej komputera – do obróbki materiału wideo, skomplikowanych obliczeń naukowych lub gry komputerowej – jedyną opcją jest wyjmowanie baterii. Wiele nowych komputerów dysponuje baterią dostępną z zewnątrz i odłączaną po odsunięciu jednej czy dwóch blokad. Aby przechowywać baterię, naładuj ją do pełnej pojemności, rozładuj w czasie normalnej, niezbyt intensywnej pracy do poziomu około 50%, wyłącz komputer i odłóż wyjętą baterię w bezpieczne, suche i chłodne miejsce. Po kilku miesiącach (byle co najmniej dwa razy w roku) zamontuj ją na nowo, rozładuj normalną pracą i powtórz procedurę ładowania, rozładowania i demontażu. Za każdym razem stopień rozładowania baterii po przechowywaniu nie powinien spadać poniżej kilkunastu procent — jeżeli się jednak tak dzieje, zwiększ częstotliwość „odświeżania” ładunku baterii, gdyż w przeciwnym przypadku może dojść do głębokiego rozładowania i uszkodzenia baterii.
Jeśli jednak od czasu do czasu jednak chcesz skorzystać z baterii, lub jeżeli komputer jest zbudowany w sposób uniemożliwiający proste odłączanie i podłączanie baterii, staraj się co jakiś czas mimo wszystko pracować na zasilaniu bateryjnym i regularnie rozładowywać baterię aż do momentu pojawienia się ostrzeżenia o niskim poziomie naładowania (po czym natychmiast ładować ją do pełna). Nigdy też nie odłączaj zasilania sieciowego od komputera: brak zasilania (na przykład w nocy) może spowodować doładowywanie baterii po ponownym jego podłączeniu, a to niepotrzebnie zużyje baterię. Jeżeli musisz odłączać zasilanie (nawet przy wyłączonym komputerze) na kilka godzin (lub dłużej), przed ponownym podłączeniem go używaj chwilę komputera na zasilaniu bateryjnym i postaraj się za kilka dni przeprowadzić procedurę rozładowania akumulatora i naładowania go na nowo do pełna.
Czas pracy na zasilaniu bateryjnym zależny jest głównie od poboru mocy. Nawet niewielki jego spadek może przełożyć się na możliwość korzystania z komputera przez kilkanaście kolejnych minut bez konieczności ładowania baterii.
Nowoczesne komputery przenośne zawierają cztery najważniejsze, prawie bez przerwy używane komponenty znacząco wpływające na zużycie energii: wyświetlacz, mikroprocesor, dysk twardy i bezprzewodowy interfejs sieciowy.
Stosowane w komputerach przenośnych wyświetlacze LCD charakteryzują się najczęściej wyraźnie gorszymi parametrami użytkowymi, niż ich kuzyni montowani w stacjonarnych panelach ciekłokrystalicznych. Zapewnia to znacznie mniejszy poziom poboru mocy, zazwyczaj w okolicach kilkunastu watów. Mimo to, wyświetlacz pozostaje jednym z najbardziej energochłonnych elementów.
W czasie pracy na zasilaniu bateryjnym warto ograniczyć moc podświetlenia obrazu, gdyż to właśnie ono konsumuje większość energii. Wiele modeli komputerów ściemnia obraz automatycznie po przejściu na zasilanie bateryjne, inne wymagają ręcznej korekty jasności za pomocą odpowiednich skrótów klawiszowych. Warto też rozważyć wygaszanie podświetlenia w czasie przerw w pracy. Jednak jeżeli komputer jest wyposażony w podświetlenie CCFL, nie wolno przesadzić z częstotliwością przygaszania: świetlówki podświetlenia zużywają się przy częstym włączaniu znacznie szybciej, niż zwykle, a koszt wymiany raczej nie zostanie zrekompensowany o kilka minut dłuższą pracą komputera. Okres bezczynności rzędu trzech pięciu minut, po których nastąpi wyłączenie podświetlenia, wydaje się najzupełniej rozsądny. Ta uwaga nie dotyczy podświetlenia typu LED, które nie zużywa się tak szybko przy każdym włączaniu.
Mikroprocesory stosowane w komputerach przenośnych są zazwyczaj cudami techniki, jeżeli chodzi o oszczędzanie energii, mimo to jednak potrafią charakteryzować się poborem mocy rzędu kilkudziesięciu watów. Jeżeli zatem czas pracy na zasilaniu bateryjnym jest istotny, należy koniecznie wybrać procesor wyposażony w rozbudowany mechanizm zarządzania energią, aby układ był w stanie ograniczać częstotliwość pracy i napięcie zasilające, gdy pełna moc obliczeniowa jest zbędna (na przykład w czasie czytania strony WWW lub pisania artykułu) i automatycznie przywracał pełną wydajność po uruchomieniu zadań obliczeniowych (na przykład rozpoznania tekstu na zeskanowanej stronie lub odtworzenia sekwencji filmowej).
Najlepiej przystosowane do tego zadania mikroprocesory to:
Absolutnie do pracy w komputerze przenośnym nie nadają się „mobilne” odmiany procesorów Pentium 4 (Pentium 4M). Z kolei bardzo popularne (głównie ze względu na cenę) procesory Intel Celeron M, choć zapewniają wydajność niewiele gorszą od swoich „starszych braci”, pozbawione są zaawansowanego mechanizmu regulacji wydajności i poboru energii obecnego w Pentium M i w efekcie wyposażone w nie komputery rzadko pozwalają na więcej niż dwie godziny pracy na zasilaniu bateryjnym (a standardem w tańszym przedziale cenowym jest wytrzymałość rzędu tylko 60-90 minut).
W dawnych czasach, gdy dysk twardy używany był prawie wyłącznie w czasie uruchamiania programów lub odczytywania i zapisywania danych, jego wyłączanie w celu oszczędzania energii było jak najbardziej uzasadnione. Po uruchomieniu programu i załadowaniu pliku można było przez kilkanaście lub kilkadziesiąt minut pracować bez konieczności korzystania z dysku, który po chwili bezczynności wyłączał się.
Dzisiaj, w dobie 32-bitowych systemów operacyjnych, pierwsze wywołanie dowolnej funkcji programu może spowodować odwołanie się do dysku w celu pobrania strony pamięci zawierającej obsługujący ją kod. Z tego powodu automatyczne wyłączanie dysku twardego wymaga bardzo uważnej konfiguracji, gdyż nie może następować zbyt często i na zbyt krótko (ponowne włączenie dysku wymaga sporo energii i skraca żywotność urządzenia). Mimo to warto poświęcić nieco czasu na ustalenie, po jakim czasie bezczynności dysk powinien się wyłączać: jeżeli wykonywana praca nie wymaga ciągłej jego pracy (na przykład edycja tekstu zapisanego na serwerze sieciowym), wyłączanie dysku może przedłużyć czas pracy na zasilaniu bateryjnym o kilkanaście minut.
Dobrym rozwiązaniem w tym zakresie jest też inwestycja w pamięć masową SSD. Choć w czasie realizowania operacji odczytu i zapisu urządzenia SSD potrafią mieć pobór energii porównywalny z dyskami twardymi, w czasie bezczynności można je porównywać z wyłączonym dyskiem twardym. Ponadto, dzięki wysokiej wydajności, skracają znacząco czas potrzebny na ładowanie kodu i danych, dzięki czemu pozwalają efektywniej wykorzystać pojemność baterii.
Praktycznie każdy nowy komputer przenośny wyposażony jest w bezprzewodowy interfejs sieciowy (WiFi). Sieci bezprzewodowe są coraz częściej dostępne w miastach, kawiarniach, biurach i na lotniskach; wielu uruchamia też własną sieć w domu, pragnąć uwolnić się od plątaniny kabli. Dla komputera przenośnego i wygody pracy na nim nie ma nic lepszego, niż pełna niezależność od przewodów — zasilającego i sieciowego.
Niestety, aktywność karty WiFi wiąże się z wyraźnym wzrostem zapotrzebowania na energię. W zależności od konstrukcji samej karty (głównie rozmiaru anteny) oraz ustawień zarządzania energią aktywność połączenia bezprzewodowego może skrócić czas pracy na zasilaniu bateryjnym o kilkanaście minut, a intensywny ruch sieciowy generowany przez kartę — o kolejnych kilkanaście lub kilkadziesiąt.
Najlepiej wypadają w porównaniu karty zintegrowane, posiadające dużą antenę ukrytą w obudowie wyświetlacza. Najwięcej energii będą zazwyczaj traciły karty PC Card wyposażone w malutką antenę zamkniętą w płaskiej plastikowej obudowie wystającej parę tylko centymetrów za obrys komputera.
Warto przetestować ustawienia zarządzania energią bezprzewodowej karty sieciowej, należy jednak pamiętać, że niektóre układy lub karty nie działają prawidłowo po włączeniu niektórych opcji. Problemy mogą polegać na okresowych utratach połączenia, wolniejszej transmisji lub trudnym nawiązywaniu połączenia z siecią WiFi.
Mam nadzieję, że ten – dosyć długi – tekst pomoże Ci dłużej cieszyć się pełną pojemnością akumulatorów litowo-jonowych nie tylko w komputerze przenośnym, ale też w telefonie komórkowym czy tablecie. Oto podsumowanie zasad, których powinieneś przestrzegać:
Ekologia