Почему время работы экрана — наиболее важный критерий оценки автономности?
При выборе устройства для большинства наиболее важным критерием качества девайса является емкость его аккумулятора. При этом не все понимают, что важна не сама емкость, а то, сколько смартфон будет работать от одного заряда аккумулятора. При этом наиболее важным критерием является время работы не смартфона в целом, а время работы экрана.
Смартфон с емкой батареей на 6000 мАч может проработать 1 день без каких-либо проблем в смешанном цикле использования. При этом смартфон с аналогичной диагональю дисплея, но с батареей емкостью 3000 мАч может проработать уже 3-4 дня в смешанном цикле. Поэтому стоит понимать, что емкость аккумулятора хоть и играет роль, однако не стоит зацикливаться только на этом параметре.
Для объективной оценки времени работы смартфона, как правило, используют время нахождения экрана во включенном состоянии. Например, в случае с Google Pixel этот показатель находится на отметке примерно в 5 часов.
Время работы экрана зависит от требовательности железа устройства. Например, 5,5-дюймовый дисплей требует больше ресурсов аккумулятора, большую роль играет яркость подсветки, а точнее адекватная работа адаптивной регулировки яркости, при которой пользователь не будет ощущать дискомфорта, и при этом затраты ресурсов батареи будут минимальны.
Влияет на расход потребление энергии процессором, разрешение дисплея (чем оно ниже, тем видеоускоритель применяет меньшие усилия для обработки картинки). Важно учитывать и софт. Например, очень часто кастомная прошивка в купе с кастомным ядром позволяют работать устройству на 30-40% дольше.
Время работы в режиме ожидания — не такой важный параметр, как это может показаться на первый взгляд. Конечно, если за ночь девайс затрачивает 10% емкости аккумулятора — это ненормально. Приемлемый расход за ночь составляет 0-4% в зависимости от емкости аккумулятора и ядра. Однако в реальной жизни как часто после полной зарядки вы оставляете смартфон на целый день лежать на столе? Вот и мы о том же.
Как увеличить время работы экрана? Доверьтесь адаптивной регулировке яркости, в помещении не выставляйте ползунок яркости выше, чем на 50%. Контролируйте расход аккумулятора различными приложениями. Если устройство на программном уровне позволяет перейти из QHD в FHD или даже HD-разрешение, смело используйте эту возможность. Если смартфон оснащен IPS-дисплеем, использование темных элементов интерфейса, темных обоев не даст результата — всё упирается в законы физики. В случае с AMOLED-технологией это, конечно, будет полезным. Попробуйте установить кастомную прошивку и ядро, как правило, именно они позволяют существенно улучшить время работы смартфона.
Переходим на темную сторону: энергоэффективность темных схем на AMOLED-дисплеях
Интересно мне стало, насколько оправдан совет применять темные схемы экрана для экономии энергии на AMOLED-дисплеях. Нет, в том, что потребляет меньше сомнений не было — раз меньше пикселов экрана зажигаются, то и энергии должно потреблять меньше. Но во сколько раз, стоит ли терпеть неудобства, или экономия незначительна? Собрал на скорую руку такой тестовый стенд: 
В качестве подопытного был использован уже знакомый Galaxy Note II.
Я планировал подключиться к аккумулятору, но оказалось, что мультиметр разрывает цепь при смене пределов измерения, и телефон выключается. Пришлось подключиться в разрыв провода питания. Учитывая, что аккумулятор был полностью заряжен, и ток при выключенном телефоне был равен почти нулю, на результаты измерений это не повлияло(надеюсь).
Немного информации. Amoled-дисплеи(Active Matrix Organic Light-Emitting Diode — Активная матрица на органических светодиодах) отличается от обычных ЖК экраном тем, что в ней нет привычной подсветки и пикселов «открывающихся» чтобы пропустить нужный свет. Ее можно сравнить со светодиодным табло, где есть только светодиоды трех цветов, которые непосредственно формируют изображение, загораясь в нужных местах.
В то время как в ЖК дисплеях подсветка работает постоянно, независимо от того, «открыты» или «закрыты» пикселы(пропускают они весь свет от подсветки или задерживают большую его часть), в AMOLED дисплеях, в черных областях экрана светодиоды просто не горят, и тем самым не потребляют энергию.
Моя задача — выяснить, действительно ли существует большая разница в энергопотреблении экрана в темных схемах(где темный фон, но белые буквы и элементы интерфейса) и светлых(где светлый фон, но темные буквы).
Начнем.
Как обычно, подписаться на меня(чтобы не пропустить новые статьи) можно в моем профиле(кнопка «подписаться»)
Что потребляет больше всего батареи в мобильном телефоне и как этого избежать
Прежде чем стать «смартфонами», мобильные телефоны могли быть включены и работать на полную мощность в течение многих дней. Сегодня смартфон высокого класса может прослужить два дня при умеренном использовании. Есть режимы энергосбережения, а также хорошие привычки, чтобы продлить его продолжительность. Однако все зависит от тщательного сочетания аппаратного и программного обеспечения, с которым мы мало что можем сделать. Есть одни элементы потребляют больше энергии, чем другие, и это стоит знать, чтобы повысить производительность батареи, избегая их ненужного использования.
Отображение завтрака, обеда, закуски и ужина, батареи
Советы : используйте яркость в ручном режиме и по возможности используйте минимальную яркость. Используйте такие функции, как Always On Display, и поиграйте с режимами сохранения. Попробуйте просматривать контент в более низком разрешении на таких платформах, как YouTube.
мобильные сети
Советы : отключите все сети, соединения и беспроводные функции, когда они вам не нужны (NFC, Bluetooth)… Если вы собираетесь смотреть контент в автономном режиме и не хотите прерываний, включите режим полета, чтобы отключить сети и сэкономить энергию.
Советы : попробуйте играть при более низком разрешении и уменьшите яркость экрана без ущерба для восприятия. Если это онлайн-игра, предпочтительнее играть в сети Wi-Fi или в сети 4G, если нет необходимости подключаться к ней. 5G.
Воспроизведение видео
Происходит нечто очень похожее на игры. Если мы смотрим видео на потоковой платформе, мы заставим сети потреблять много энергии в дополнение к значительное использование экрана. Оптимизация здесь также зависит от видеоприложений, поскольку их потребление может сильно варьироваться от одного к другому.
Советы: по возможности загружайте содержимое, чтобы использовать его в автономном режиме и старайтесь использовать более низкие разрешения и яркость.
Неактивный телефон
Как ни странно, понятие «неактивный телефон» выглядит как один из самых потребляющих аккумулятор элементов во многих устройствах. Это означает, что многие процессы продолжают потреблять энергию, хотя мы считаем, что при выключенном экране потребление минимально.
Измеряем потребление батарейки на мобильных устройствах. Эксперимент в Яндексе
В наши дни можно утверждать, что телефон перестал быть устройством только для звонков. Он позволяет нам оплачивать покупки, находить правильную дорогу, вызывать такси. Ситуация, в которой у вас садится батарейка, становится одной из самых стрессовых. Остаться ночью на незнакомой улице без телефона довольно неприятно. При этом расход батарейки растет во многом как следствие расширения возможностей.
Производители как железа, так и софта, стараются решить эту проблему. Для Яндекса она тоже актуальна, потому что наши сервисы — это то, что должно быть под рукой у человека в любой момент. Мы по-разному над этим работаем и в рамках эксперимента создали устройство для измерения тока, который потребляется телефоном с батарейки. Теперь мы умеем мерить мгновенные значения тока с батарейки телефона (Nexus, iPhone и др.) в миллиамперах 500 раз в секунду, сохранять эту метрику на диск и считать по ней среднее потребление.
Под катом я расскажу, как у нас это получилось. Будет много фото железок, но заранее прошу прощения за качество — снимки сделаны в боевых условиях.
С самого начала у нас была какая-то тактика
Несколько месяцев назад, когда мы начинали прикручивать нагрузочное тестирование телефонов к Яндекс.Танку (это наш opensource инструмент для тестирования производительности), мы столкнулись с тем, что одну из самых важных метрик — потребление тока с батарейки — мы не можем замерить достоверно, а на некоторых телефонах не можем замерить вообще. Например, вот как выглядит график потребления тока на iPhone, полученный стандартными средствами от Apple:
Все три запуска теста значение потребления вообще не изменялось и было равно 1/20. Удивляет использованная единица измерения — 1/20 означает, что если телефон дальше будет работать с тем же энергопотреблением, то сядет он за 20 часов. То есть, метрика получается очень неточная и не очень интерпретируемая. Кроме того, цифры в сыром виде получить нельзя, только разве что скриншот сделать и приложить его к тикету.
С Android девайсами ситуация выглядит лучше, но все равно далека от идеала. Ток замерять можно, читая из /proc/… циферку, но лучше не делать это слишком часто — опросом значения можно просадить производительность телефона и испортить тесты. На разных девайсах циферка находится в разных местах файловой системы. На части Android телефонов вообще отсутствует железка, измеряющая ток, поэтому на них не получится программными средствами снимать потребление. На Nexus, которые мы взяли как reference, значение в /proc меняется раз в 20 секунд.
Существует еще проект BattOr, по описанию это примерно то, что мы хотим. Сам я не пробовал связаться с авторами, но коллеги говорят, что команду купил Google и с тех пор от них ничего не слышно и на почту они не отвечают. Совпадение? =)
Для начала, в качестве proof-of-concept, мы собрали схему с шунтом, аналогичную представленной в этой статье. Ток мы измеряли в разрыве провода USB. Поскольку значение силы тока ожидалось небольшое, до 500 мА, пришлось усиливать напряжение с помощью инструментального усилителя, а не снимать его напрямую с шунта ардуинкой.
После еще некоторых танцев с бубном нам удалось получить на экране ноутбука график потребления телефоном тока с USB. Тут мы поняли, что таких измерений нам не хватает — мы мерим не ток с батарейки, а ток с USB, телефон запасает энергию в батарейке, и мы не можем сопоставить график потребления тока с тем, что происходит на телефоне. Решили, что нужно вытаскивать батарейку из телефона и использовать вместо нее внешнее питание, а USB во время тестов вообще не втыкать.
Электроника работает на белом дыме
Как известно, все, чему нас учили на уроках физики и электротехники, — ложь, никаких электронов не существует, а устройства работают на белом дыме. И если этот белый дым выходит, то устройство работать перестает. В очередном эксперименте белый дым вышел из Arduino и мы ее потеряли. Оказалось, что между “0” на входе нашего блока питания и “-“ на его выходе — 88 вольт переменного напряжения. После еще нескольких экспериментов с разными БП мы поняли, что не все они одинаково хороши, но есть такие, которые нам подходят. И мы стали использовать эти подходящие. Также мы решили больше не использовать схему с шунтом и инструментальным усилителем и вместо этого взять готовый модуль измерения тока к Arduino на базе MAX471, которая по сути то же самое, только в виде микросхемы. Еще мы рассматривали вариант на базе датчика Холла (ACS712), но, изучив документацию на этот чип, увидели, что он сильно шумит и решили даже не пробовать.
Для того, чтобы питать современный телефон не от встроенной батареи, а от внешнего источника, мало его разобрать и вытащить батарею — уж слишком умны современные батареи. Поэтому мы вытаскиваем из батареи контроллер и подключаемся уже к нему.
Чтобы вернуть модифицированный таким образом iPhone (или другое устройство) в собранное состояние, мы сверлим корпус и выводим два проводка.
Вот такая коробочка у нас получилась в результате. Правда, в метро ее лучше не возить, телефон, провода, вот это все… могут не понять =)
Что нам это дает
Мы уже начали внедрять тестирование наших приложений на энергопотребление, так что ждите улучшений в этой области. Процитирую коллег, которые пользуются нашей коробочкой.
Для получения релевантного результата теста при прямых замерах батарейки этим устройством достаточно пяти минут. Если же замерять «как раньше», то есть смотреть на скорость уменьшения % заряда батареи — то требуется 6-8 часов, плюс не забывайте про человеческий фактор. То есть, время теста сократили с 8 часов до 5 минут: почти в 100 раз.
Текущий разброс результатов замера ± 15%. Это не идеал и надо погрешность уменьшать. Однако, теперь доверие к результату повысилось за счёт исключения человеческого фактора и существенно меньшего времени на 1 замер. Достаточно выполнить за полдня много-много замеров и отсечь результаты, пострадавшие от внезапных всплесков непонятной активности на телефоне.
Стало возможным кросс-платформенное, и кросс-девайсное сравнение значений. Единица измерения — mA, а не «скорость уменьшения процентов заряда», которая зависит от платформы, объёма батареи, «свежести» батареи, не говоря уже про запущенные процессы… Сравнить только mA при одном и том же запущенном Я.Сервисе на Andoird и на iOS — нельзя. Надо добавить поправочный коэффициент — сколько жрёт каждая платформа, без Я.Сервиса. Но, это опять-таки вопрос на пол дня замеров (и это с кофе-поболтать).
Пара слов про софт
Чтобы собирать данные от Arduino (а она просто 500 раз в секунду шлет их по USB), мы написали простенькую читалку. На Python возникли проблемы с повторным открытием устройства на чтение — во второй раз данные уже не читались. Мы не стали разбираться и просто переписали то же самое на Golang — после этого все заработало.
Если вам интересны исходники читалки, прошивка и код для обработки данных — могу поделиться, пишите в личку.
Как увеличить время работы Android-смартфона без подзарядки
Содержание
Содержание
Одна из самых частых проблем при использовании смартфонов — непродолжительное время их автономной работы. При активной эксплуатации устройства и большом количестве установленных приложений подзаряжать смартфон иногда приходится по несколько раз в день. Но есть несколько несложных настроек Android-девайса, позволяющих существенно увеличить время жизни аккумулятора.
Режим энергосбережения
Режим энергосбережения особенно полезен в том случае, если аккумулятор почти разряжен, и нет возможности срочно зарядить его. Но этот режим можно использовать и постоянно. При энергосбережении уменьшается яркость дисплея и производительность смартфона, отключается вибрация, приложения не работают в фоновом режиме.
Для активации или настроек энергосбережения открываем в настройках раздел «Батарея» (в старых версиях Android — «Диспетчер питания»). Здесь можно выбрать режим энергосбережения, настроить автонапоминание, посмотреть, сколько примерно времени осталось до исчерпания батареи, ознакомиться со списком энергоемких приложений.
Доступно несколько вариантов энергосберегающего режима: постоянный, автоматический при определенном уровне заряда (например, 5 %), автоматический в запланированное время и режим суперэкономии (экстренный), при которым доступны лишь звонки и сообщения, а экран становится темным и с него исчезают ярлыки. При активации энергосбережения в последних версиях Android на дисплее появляется оранжевый значок батареи, в более ранних — верхняя часть экрана становится оранжевой.
Настройки яркости дисплея
Диагональ экрана и яркость подсветки довольно существенно влияют на скорость разрядки. При длительном пребывании на улице с интенсивным солнечным светом есть смысл уменьшить яркость экрана.
Регулировка яркости доступна в настройках экрана («Настройки» — «Экран» или «Дисплей»), либо на панели уведомлений (потянуть один или два раза верхнюю часть рабочего стола вниз). Для наибольшей экономии заряда можно установите минимальную яркость, с которой текст на экране будет сносно читаться.
Если в настройках найдете авторегулировку яркости, то лучше активируйте ее. Тайм-аут экрана (время до выключения дисплея при бездействии) также целесообразно сделать как можно меньшим.
Стоит учесть, что у смартфонов с AMOLED-дисплеями на энергопотребление влияет не только яркость, но и гамма картинки. Поэтому здесь предпочтительнее использование темных тем.
Настройка геолокации
Функция геолокации — одна из наиболее энергозатратных. Ее можно полностью отключить в разделе настроек «Геолокация» или «Местоположение», но целесообразнее отключить доступ у отдельных приложений. С этой целью открываем «Настройки» — «Приложения» — «Меню» — «Разрешения приложений». Здесь отображается список разрешений и «Ваше местоположение». В этом пункте откроется меню программ с переключателями доступа к геолокации. У всех приложений, которым эта функция не очень нужна, ее можно отключить, оставив, например, карты и такси.
В настройках геолокации доступен выбор режимов определения местоположения. Здесь выбираем режим «Экономия батареи» или аналогичный.
Отключение анимационных эффектов
Различные интерфейсные анимационные эффекты не только расходуют энергию, но и дополнительно напрягают процессор, замедляя манипуляции с программами и переключение между ними. Чтобы выключить анимацию, придется залезть в настройки для разработчиков, скрытые по умолчанию.
Для этого в настройках девайса переходим в раздел «О телефоне», находим там «Номер сборки» и нажимаем здесь 7 раз. Так активируется режим разработчика и в основном меню настроек появляется раздел «Для разработчиков». В нем находим 3 пункта с анимацией, и поочередно в каждом включаем режим «Без анимации».
Отключение Wi-Fi в спящем режиме
Постоянное соединение Wi-Fi-модуля с точкой доступа или поиск новой высасывает из аккумулятора немалое количество электричества. Для отключения Wi-Fi в режиме сна переходим в «Настройки беспроводных сетей» — «Wi-Fi» — «Wi-Fi в спящем режиме» и включаем здесь режим «Только при питании из сети». Так при отключении экрана вместо Wi-Fi будет использоваться мобильная сеть.
Активация режима полета
В режиме полета отключается вся связь: сотовая, Wi-Fi и Bluetooth. На некоторых моделях смартфонов отключается и GPS. Есть смысл активировать этот режим, если вы долго находитесь в местах, где отсутствует связь или слишком слабый сигнал. Включить режим полета (автономный режим) можно в настройках беспроводных сетей или на панели уведомлений. В верхней части экрана при этом появится индикатор в виде самолетика.
Отключение слишком активных или неиспользуемых приложений
Некоторые производители, помимо стандартных сервисов Google (часть которых нужна далеко не всем пользователям), устанавливают еще и дополнительный софт. А в ближайшем будущем дополнительные приложения можно будет встретить на всех мобильных устройствах, продающихся в России, но проблема заключается в том, что не все получается удалить стандартными средствами операционной системы. При этом некоторые приложения могут не только занимать большое количество памяти, но и стать причиной более быстрой разрядки батареи.
В случае с неудаляемыми приложениями полностью освободить от них память, к сожалению, не получится, зато есть возможность отключить софт, сделав его неактивным, а, значит, не расходующим заряд. На десятом Android, как и на многих других версиях операционной системы и различных оболочках, достаточно зажать иконку приложения на рабочем столе или в общем списке софта. После этого выбираем пункт «О приложении», которой может быть отображен в виде значка с буквой i по центру.
Если удаление невозможно, в открывшемся меню появится пункт «Отключить». Впрочем, некоторые системные приложения отключить не получится, а еще не стоит отключать магазин Google Play и сервисы, связанные с его работой, так как это приведет к ошибкам в работе с операционной системой.
Для просмотра всех установленных приложений можно зайти в общие настройки устройства и выбрать пункт «Приложения», в результате чего мы вновь попадаем в меню, изображенное на скриншотах.
Для включения ранее отключенного софта в том же меню потребуется лишь нажать на кнопку «Включить».
Проверка разрешения для приложений
Хотя существует немало исключений, но большинство приложений и игр для Android запрашивают у пользователя разрешения на работу с различными функциями смартфонов и планшетов, к чему уже все привыкли. При этом может возникнуть вполне логичный вопрос о том, зачем, к примеру, софту нужен доступ к СМС или к камере, если подобный функционал им никак не используется?
Обычно подобные разрешения собирают данные, необходимые для показа интересной пользователю рекламы, но в любом случае это негативно влияет на время работы мобильного устройства. Проверить разрешения любых приложений и игр можно, если зайти в «Настройки»/«Приложения и уведомления», затем выбрать необходимый софт и нажать на пункт «Разрешения».
Понятно, что приложениям для отправки СМС и совершения звонков требуются соответствующие разрешения, тогда как навигаторы не смогут работать без доступа к местоположению. В случае с навигацией сэкономить заряд поможет пункт «Разрешить только во время использования приложения». Хотя нужно учесть, что у Google и некоторых других сервисов изначально включено постоянное отслеживание для того, чтобы пользователь смог просмотреть места, в которых он побывал, и быстро выставить оценку посещенным компаниям, магазинам и т. п.
Можно смело отключать сомнительные на ваш взгляд разрешения. При использовании софта, если в этом будет необходимость, появится повторный запрос на предоставление разрешений, и вы сможете понять, для каких функций они требуются.
Проверка устройства в безопасном режиме
Не всегда можно сразу определить причину повышенного энергопотребления, но нередко проблема вызвана сторонним софтом. Для проверки необходимо войти в безопасный режим, в котором работают только те приложения, которые были изначально установлены производителем. Если время работы в безопасном режиме заметно выше, чем при обычном использовании устройства, то стоит удалить софт, приводящий к повышенному разряду аккумулятора. Обычно сначала удаляют последнее установленное приложение, после которого начали появляться проблемы, но таких приложений может быть несколько. Тогда придется проверить их все поочередно.
На стандартной версии Android, работающей без дополнительных оболочек, вход в безопасный режим осуществляется зажатием кнопки питания, после чего уже на экране нужно зажать виртуальную кнопку «Выкл», в результате появится окошко с подтверждением входа в безопасный режим.
В нижней части экрана отобразится сообщение о том, что вход в безопасный режим выполнен. Для выхода из него обычно достаточно перезагрузить смартфон.
На некоторых девайсах, к примеру, на новых смартфонах Xiaomi и Redmi, может потребоваться зажать кнопку уменьшения громкости после включения аппарата и появления логотипа производителя.
В девайсах от Huawei при включении придется вместе с кнопкой питания зажимать увеличение громкости до тех пор, пока не появится меню с пунктом Safe mode. Именно этот пункт и переводит устройство в безопасный режим.
Отключение автоматической синхронизации или увеличение интервала
Одной из особенностей современных смартфонов и планшетов является постоянная синхронизация данных из приложений. Это полезно, если нужно параллельно использовать софт на нескольких устройствах. При этом происходит объединение всех данных, а значит отпадает необходимость просматривать информацию именно с того устройства, на которое она поступила, была отправлена или отредактирована. Это очень удобно. Но у частой синхронизации есть и свои минусы.
Во-первых, возрастает интернет-трафик: данные с мобильного устройства переходят в аккаунт. Во-вторых, возрастает энергопотребление. Следует определиться, нужна ли вам автосинхронизация в целом или стоит увеличить интервал автосинхронизации там, где это возможно?
Аккаунт Google, в котором содержится информация из многочисленных сервисов американской компании (Gmail, Календарь, Контакты, Документы и прочее) по умолчанию автоматически синхронизирует все данные.
Если вам это не нужно, есть два варианта: убрать автосинхронизацию некоторых сервисов, которые, по вашему мнению, не нуждаются в этом, либо полностью отключить функцию автоматической синхронизации и синхронизировать данные вручную. Настройки синхронизации доступны в пункте «Аккаунты» главного меню настроек. Там можно полностью отключить или более детально настроить синхронизацию, причем не только Google, но и других сервисов.
А вот, к примеру, в приложении Gmail для синхронизации можно задать период от одного до 999 дней при условии, что вы пользуетесь почтовым ящиком с адресом @gmail.com. Для настройки интервала синхронизации нужно зайти в само приложение Gmail, затем открыть выдвигающуюся панель в правой части, открыть пункт «Настройки» и выбрать нужный почтовый ящик.
Настройки синхронизации будут находиться в нижней части открывшейся странички. Нужно уточнить, что синхронизация нужна для получения уведомлений о новых письмах, но если вы привыкли обновлять список вручную, то функцию и вовсе стоит отключить.