Почему Apple никогда не увеличит размер батареи в iPhone?
Компания Apple «не хочет» этого делать — ей просто не требуется увеличивать размеры батареи «Айфона» и её ёмкость. Скромные характеристики аккумуляторов iPhone прокомментировал канадский отраслевой эксперт Дакс Теркотт (Dakx Turcotte). В своих заключениях он основывается на технологических достижениях и опыте американского производителя.
Разве размеры батареи у «Айфона» не меняются?
Вы заметили, что компания Apple ещё ни разу не назвала точные технические характеристики батареи любого из новых поколений iPhone? Размеры в миллиметрах, ёмкость и другие спецификации оставались всегда в тайне. Показатели уже после начала продаж замеряли сторонние обозреватели и независимые специалисты, либо публиковались из утечек и документации, как это было в случае с iPhone Xs и iPhone Xs Max.
Причина утаивания не в слабой автономности этих устройств, отнюдь. Например, в 2018-м году именно Apple удалось добиться наиболее длительного времени работы среди прямых конкурентов в сегменте топовых флагманских смартфонов. Посмотрите, сколько точно держит последний iPhone Xs Max против Samsung Galaxy Note 9 и Google Pixel 3 XL в недавнем сравнении.
В 2018-м году Apple удалось добиться наиболее длительного времени работы среди прямых конкурентов
Да, компания использует почти одинаковые АКБ. Это нестандартный подход к сбережению энергии на смартфонах — не ввязываться в гонку за миллиампер-часами (мАч) и физическими габаритами элемента питания. Что это даёт? Apple тем самым освободила себя от обязанности конкурировать этими показателями каждый год — пользователям достаточно знать, сколько телефон (а ещё, например, смарт-часы Apple Watch) способен держать заряд, а всё остальное «от лукавого». Итак, давайте взглянем на факты.
Какие ёмкость и размеры у батареи на «Айфонах» разных поколений?
Базовые модели | |||
|---|---|---|---|
Модель | Замена | Ёмкость | Размеры |
| АКБ iPhone 4 | купить | 1420 мАч | 81.7 x 33.0 x 4 мм |
| АКБ iPhone 4S | купить | 1450 мАч | 82.3 x 31.3 x 3.9 мм |
| АКБ iPhone 5 | купить | 1400 мАч | 91.6 x 31.6 x 3.5 мм |
| АКБ iPhone 5C | купить | 1500 мАч | 91.0 x 32.9 x 3.9 мм |
| АКБ iPhone 5S | купить | 1500 мАч | 91.0 x 32.9 x 3.9 мм |
| АКБ iPhone 6 | купить | 1800 мАч | 96.2 x 37.6 x 3.2 мм |
| АКБ iPhone 6s | купить | 1715 мАч | 96.0 x 38.1 x 3.4 мм |
| АКБ iPhone 7 | купить | 1960 мАч | 93.0 x 37.7 x 3.1 мм |
| АКБ iPhone 8 | купить | 1820 мАч | 92.7 x 38.5 x 3.5 мм |
| АКБ iPhone SE | купить | 1620 мАч | 90.5 x 32.3 x 3.6 мм |
Увеличенные фаблеты | |||
| АКБ iPhone 6 Plus | купить | 2900 мАч | 119.2 x 48.2 x 3.2 мм |
| АКБ iPhone 6s Plus | купить | 2750 мАч | 119.5 x 48.4 x 3.2 мм |
| АКБ iPhone 7 Plus | купить | 2900 мАч | 108.4 x 48.5 x 3.0 мм |
| АКБ iPhone 8 Plus | купить | 2690 мАч | 108.8 x 49.3 x 3.3 мм |
Новое поколение «X» | |||
| АКБ iPhone X | купить | 2700 мАч | 96.5 x 57.2 x 4.2 мм |
| АКБ iPhone Xs | — | 2659 мАч | ? x ? x ? мм |
| АКБ iPhone Xs Max | — | 3179 мАч | ? x ? x ? мм |
| АКБ iPhone Xr | — | 2942 мАч | ? x ? x ? мм |
Почему бы Apple и в самом деле не увеличить размеры аккумулятора iPhone?
Идея здесь следующая: эффективнее всего сосредоточиться на реальном времени работоспособности батареи и расчёте оценочного времени резервирования энергии батареи (EBRT — Energy Battery Reserve Time). Простыми словами Apple решила сосредоточиться не на самой ёмкости аккумулятора (Capacity), а на коэффициенте нагрузки (Load), влияющем на срок службы батареи — EBRT = Load / Capacity.
Оптимальные параметры
Каждая батарея имеет «иссякаемую ёмкость». Это общеизвестный факт, построенный на исследованиях и базовой физике литиевого аккумулятора. Испытывая батарею в различных условиях нагрузки, Apple получает самые оптимальные для своих продуктов параметры — соотношение ёмкости и физического размера, пусть они будут и меньше, чем у конкурентов вроде Samsung, Huawei или Xiaomi.
Apple работает на одну цель — достичь лучшего времени автономности, используя детали и модули, с которыми можно достичь самого компактного, тонкого и лёгкого продукта с исследованными на данный момент технологиями.
В любом случае нужно заряжать
Продукция Apple может похвастаться хорошим временем автономной работы, где номинальная мощность используемых аккумуляторов выше, чем у большинства других гаджетов. Например, под нагрузкой приложений iOS 12 типичный «Айфон» требует сравнительно меньше энергии, чем равноценный конкурент.
У iPhone номинальная мощность аккумулятора выше, чем у других гаджетов.
В видении инженеров компании большой и мощный аккумулятор в iPhone избыточен и не будет соответствующим образом использоваться потребителями — они в любом случае будут заряжать свои телефоны ночью или при каждом удобном случае. Ведь для поездок и длительном нахождении вне цивилизации куда удобнее использовать устройство, которое заряжает телефон без розетки.
Если у вас возникли вопросы, то можете отправить сообщение в ВКонтакте vk.com/neovoltru, чтобы получить помощь. Подпишитесь в группе на новости из мира гаджетов, узнайте об улучшении их автономности и прогрессе в научных исследованиях аккумуляторов.
neovolt.ru
Как определить здоровье аккумулятора и включить или отключить замедление iPhone
Некоторые модели смартфонов Apple начинают работать медленнее по мере уменьшения доступной ёмкости аккумулятора. Это не баг, а так и задумано — снижение тактовой частоты процессора позволяет избежать чрезмерной нагрузки на батарею и аварийное выключения устройства. Не все пользователи были довольны этим нововведением, но в iOS 11.3 можно отключать замедление.
Динамическое управление производительностью реализовано на устройствах iPhone 6, iPhone 6 Plus, iPhone 6s, iPhone 6s Plus, iPhone SE, iPhone 7 и iPhone 7 Plus. Эта функция работает за счёт наблюдения за температурой устройства, состоянием заряда аккумулятора и полным сопротивлением аккумулятора. В iOS 11.3 она была оптимизирована: система периодически оценивает требуемый уровень управления производительностью и старается не допустить неожиданное выключение. Если состояние аккумулятора позволяет обеспечивать прогнозируемую пиковую мощность, действия по управлению производительностью будут минимальными.
На iPhone 6 и более поздних моделях после обновления до iOS 11.3 появились новые функции: просмотр состояния аккумулятора и отображение рекомендаций по его замене. Эти функции будут доступны в меню «Настройки» > «Аккумулятор» > «Состояние аккумулятора (бета-версия)». Там же можно проверить, включена ли функция управления производительностью, динамически изменяющая максимальную производительность, и при необходимости отключить ее. Эта функция активируется только после первого неожиданного выключения устройства с аккумулятором, который потерял часть номинальной ёмкости.
На экране «Состояние аккумулятора» отображаются сведения о максимальной емкости аккумулятора и пиковой производительности. В момент первого включения максимальная емкость составляет 100%, а затем, по мере химического старения аккумулятора, снижается, из-за чего время работы до следующей подзарядки становится меньше. Стандартный аккумулятор рассчитан на сохранение до 80% исходной емкости в течение 500 полных циклов зарядки.
Во всех моделях iPhone также реализована базовая система управления производительностью, которая отвечает за правильную работу аккумулятора и устройства в целом, а также за защиту внутренних компонентов. Она следит за работоспособностью устройства при высокой или низкой температуре окружающей среды. Отключить базовую защиту нельзя.
Канал iG в Telegram — t.me/iguides_ru
Аккумуляторы повышенной емкости для смартфонов — правда или миф?
Низкая автономность — бич большинства современных смартфонов: мы радуемся уже тому, что гаджет доживает до вечера, а уж о работе в течении пары дней можно только мечтать. Конечно, способов решения проблемы хватает: есть и различные пауербанки, есть смартфоны с аккумулятором на 5000, 10000 и даже 18000 мАч, а также смартфоны, которые способны за 20 минут зарядки в обед набрать 50% емкости, позволяя им дожить до вечера.
Увы — сложно назвать эти решения проблемы удобными: пауербанк и провод для него занимают место и их нужно постоянно носить с собой, да и пользоваться смартфоном на зарядке не очень-то и удобно. Смартфоны с огромными аккумуляторами зачастую представляют собой увесистые кирпичи, нередко толще многих ноутбуков — пользоваться ими тоже неудобно. Ну а для быстрой зарядки опять же требуется специальный зарядный блок, который придется носить с собой. И отсюда возникает вполне логичный вопрос — а есть ли способ продлить время автономной работы смартфона, не прибегая к таким крайностям? Ответ — да, и это — аккумуляторы повышенной емкости, и ниже в виде вопросов и ответов я постараюсь рассказать о них все.
Аккумуляторы повышенной емкости — старая байка от китайцев, на деле это оригинальная батарея с другой этикеткой
Действительно, возможно кто-то еще помнит развод от китайцев, когда те предлагали аккумуляторы для старых iPhone (4, 4s, 5) с емкостью в ~2500 мАч, то есть почти вдвое больше, чем стоит внутри:
Увы, на практике под красивой золотой наклейкой скрывалась обыкновенная батарея, в лучшем случае б/у оригинальная, в худшем — китайская копия. Очевидно, ни о каком увеличении времени автономной работы вдвое речи не шло, а положительные отзывы шли из-за того, что зачастую такой аккумулятор все же имел большую емкость, чем изношенный в смартфоне, что и продлевало время автономной работы.
Поэтому нет ничего удивительного в том, что многие сомневаются в существовании усиленных аккумуляторов, однако я развею сомнения — они действительно есть:
Емкость оригинального аккумулятора для iPhone 6s Plus составляет порядка 2750 мАч, а усиленного — уже около 3200, то есть увеличение емкости больше чем на 15% — вполне себе приятный бонус. Справа — скриншот с OnePlus 3: оригинальная батарея для него имеет емкость 3000 мАч, а усиленная — порядка 3800, что дает 25% прирост емкости!
А для каких смартфонов существуют аккумуляторы повышенной емкости?
Чем популярнее смартфон, чем выше шанс, что под него будет такой аккумулятор: так, они есть под большую часть iPhone, начиная с 5s (производитель Nohon или Craftmann — первый есть на Ali и предлагает большую емкость), некоторые Samsung, Xiaomi (обычно переделки из других АКБ), а также OnePlus. Для своего смартфона лучше уточнить в теме, связанной с автономной работой, на форуме 4pda или аналогичных.
На какое увеличение емкости можно рассчитывать?
Обычно от 10 до 25%, что достаточно существенно. Помните, если вы видите на том же Ali батарею с емкостью в 2-3 раза выше, чем оригинал, и с такими же размерами — это точно фейк, ибо физику не обманешь.
С какими проблемами можно столкнуться при установке?
Очевидно, аккумуляторы повышенной емкости больше по габаритам — обычно по толщине. В случае с iPhone проблем не будет, Apple оставила существенный зазор (так, оригинальный АКБ ниже уровня платы). С другими смартфонами — как повезет: например, в случае с OnePlus 3 производитель оставил минимум места под батарею, так что усиленное решение, которое толще на 1 мм, заставляет экран немного выпирать:
В случае со старыми Samsung приходится менять съемную заднюю крышку.
С какими проблемами можно столкнуться при использовании?
Самая распространенная проблема — это неравномерный разряд, что достаточно очевидно с учетом того, что в прошивку может быть заложена емкость оригинального аккумулятора. В случае с iPhone это обычно выглядит как долгое время работы при 1% заряда — до 20-30 минут. Также в настройках iPhone вы не сможете посмотреть износ батареи — вместо него будет прочерк, и система будет рекомендовать его заменить. При этом будет активирован режим пиковой производительности, то есть в быстродействии вы не потеряете:
Что насчет качества таких аккумуляторов?
Оно очень разное: если тот же Nohon — это достаточно крупный производитель, отвечающий за качество, то те же «банки» для OnePlus делаются неизвестным производителем, и сложно оценить его качество. Поэтому все действия производим на свой страх и риск — не исключено, что в один прекрасный момент такой АКБ вздуется, и уж точно никто не гарантирует, что через 200 циклов он не потеряет половину емкости.
Почему производители смартфонов сразу не ставят аккумуляторы большей емкости?
Тут сразу два момента: во-первых, мы все помним, что проблемы у Samsung Galaxy Note 7 были в том, что аккумулятор не прошел сертификацию и не подходил по размерам в то место, которое ему отвели в корпусе. Поэтому производители скорее будут уменьшать батареи, чем захотят повторения ситуации как с этим смартфоном. Во-вторых, не забываем про запланированное устаревание: за полтора-два года аккумулятор потеряет 20% емкости, и если его уже при покупке хватало впритык, то с 80% полезной емкости вы точно пойдете его менять — а это принесет деньги производителю. Имея же АКБ с емкостью на 20% больше, вы через два года всего-то вернетесь к исходной, и едва ли захотите менять батарею.
Так стоит ли в итоге ставить такие батареи?
В случае с iPhone — однозначно: никаких конструктивных проблем при ее установке не будет, все ровно также, как если бы вы поменяли старый аккумулятор на новый оригинальный. Плюс тот же Nohon или Craftmann существуют на рынке достаточно долго и зарекомендовали себя как хорошие производители АКБ. Что касается остальных смартфонов, то тут уже на свой страх и риск: нашли АКБ от известного производителя, и он без проблем помещается внутри вашего гаджета? Имеет смысл его поставить. Нашли непонятный «noname», который даже немного не помещается? Я бы рекомендовал подождать хотя бы полгода, чтобы накопились отзывы пользователей.
www.iguides.ru
Как определить, нуждается ли ваш iPhone или iPad в замене аккумулятора
Как и для любого мобильного устройства, для iPhone и iPad очень важна автономность. С каждым годом запросы пользователей растут, сценарии использования расширяются, а возможности батарей в мобильных гаджетах остаются на прежнем уровне из-за постоянно уменьшающихся толщины и веса.
Жалобы на недостаточное время автономной работы можно услышать от многих пользователей, но как же понять, нуждается ли батарея вашего аппарата в замене или вы просто слишком активно его используете? Об этом и пойдет речь дальше.
Разряжается или нет
Это прозвучит банально, но для начала нужно понять, разряжается ли устройство само или его разряжаете вы. Для этого достаточно просто на время воздержаться от активного использования и понаблюдать за уровнем заряда. Лучше всего полностью зарядить аппарат и оставить на ночь, предварительно сделав скриншот с уровнем заряда на текущее время. Не забудьте также отключить уведомления, чтобы исключить возможность разряда из-за множества пушей.
Утром проверьте уровень заряда. Если он не изменился или упал на пару-тройку процентов — значит с батареей всё нормально и ускоренный разряд вызван активным использованием. Если же заряд упал более чем на 10% — что-то всё-таки её разряжает. В этом случае переходим к следующему пункту.
Определяем причину разряда
Нам нужно определить, куда уходит заряд: «отъедают» ли его фоновые процессы и службы или же разрядка вызвана уменьшением ёмкости батареи вследствие износа. Это довольно просто сделать через встроенную функцию статистики использования аккумулятора. Начиная с iOS 7.0, у нас есть не только скупые цифры использования и ожидания (хотя, достаточно и их), а даже детальная статистика по приложениям.
Суть заключается в том, что в режиме ожидания iPhone и iPad не должны разряжаться, а значит время ожидания из меню статистики должно быть значительно больше, чем время использования (при том что устройство находится в состоянии покоя).
Если у вас время ожидания равно или почти равно времени использования — значит имеет место фоновая активность приложений или сервисов, которая и является причиной разряда. Стоит проверить приложения из списка и их доступ к обновлению контента, геолокации и прочему. А вот ещё несколько полезных советов для вас.
Если же всё в порядке, а батарея всё равно держит очень мало даже при щадящем использовании — переходим к следующему пункту.
Тестируем аккумулятор
Почти наверняка проблема заключается в износе аккумулятора, который неизбежен при длительной эксплуатации. В процессе заряда-разряда ёмкость батареи уменьшается. В iPhone она падает до 80% после 500 циклов перезаряда, iPad выдерживает вдвое больше — 1000. Узнайте, насколько снизилась максимальная ёмкость аккумулятора на вашем аппарате. Если падение слишком большое и текущая автономность вас не устраивает, батарею пора менять.
Если ваше устройство обновилось до iOS 11.3, то вы сможете узнать, насколько уменьшилась ёмкость его аккумулятора за всё время эксплуатации, без дополнительных программ. Для этого откройте раздел «Настройки» → «Аккумулятор» → «Состояние аккумулятора». Устройство покажет текущее значение максимальной ёмкости в процентах от исходного.
Если на вашем устройстве установлена более старая версия iOS, вы можете узнать состояние аккумулятора с помощью бесплатного приложения Battery Life Doctor. Запустите его и нажмите Details возле пункта Battery Raw Data — в следующем меню увидите параметр Design Capacity (исходная максимальная ёмкость). Рядом с ним будет отображаться текущая максимальная ёмкость батареи в процентах от исходной.
Ещё один способ узнать состояние аккумулятора — в программе iBackupbot для macOS и Windows.
Загружаем программу по ссылке, открываем, подключаем аппарат к компьютеру и кликаем More Information. Нас интересуют показатели DesignCapacity (исходная максимальная ёмкость) и FullChargeCapacity (текущая максимальная ёмкость). Остаётся посчитать разницу самостоятельно. Если она окажется слишком большой, подумайте над заменой батареи.
Что делать дальше
75–80% от заводской ёмкости это ещё не смертельно и с этим спокойно можно жить дальше, но если для вашего сценария использования такая автономность не годится, то придется заменить аккумулятор.
Делать это лучше в официальных или внушающих доверие сервисах. Если решите провести замену самостоятельно, то не покупайте подозрительно дешёвые аккумуляторы и имейте в виду, что в отличие от iPhone 4/4s в более поздних девайсах (и всех iPad) процедура замены предполагает полную разборку устройства, что требует соответствующих навыков.
И ещё. Перед тем, как отправляться в сервисный центр, попробуйте откалибровать батарею. Многим помогает, а попытка — не пытка.
lifehacker.ru
Использование аккумулятора от iPhone при разработке носимой электроники / Habr
Приветствую, читатель.Довольно часто у меня возникает задача разработки портативных устройств с питанием от одной ячейки Li-ion аккумулятора. И, если заказчика обычно это не беспокоит, то у меня, как у опытного инженера, при виде такого ТЗ по спине пробегает дрожь. Это связано с тем, что оценка уровня заряда аккумулятора, а также оставшегося времени работы — это очень непростая задача, хотя на первый взгляд может показаться иначе.
Есть несколько вариантов действия в таком случае, о них поговорим ниже.
— Самое простое — не делать ничего для определения уровня заряда АКБ. Схема заряда на простом линейном ЗУ (например, на TP4054) и преобразователь напряжения для питания устройства. Выключится без предупреждения и в самый неподходящий момент.
— Измерять напряжение на АКБ. Результат примерно аналогичный предыдущему пункту, но требующий больше усилий. Типовая схема для измерения:
По сути, это делитель напряжения на резисторах R19 и R21, подключаемый через ключ VT6. Транзистор VT7 нужен для исключения паразитной запитки МК через вывод EN.
VBAT – напряжение батареи
VBAT_mes – напряжение, приходящее на АЦП
EN – сигнал управления делителем (0-выкл, 1-вкл)
Теперь мы знаем напряжение АКБ, мы – большие молодцы. НО это почти ничего не дает!!! Дело в том, что типовая разрядная кривая Li-ion АКБ, мягко говоря, не линейна и она зависит от тока потребления и температуры самой АКБ:
Глядя на эти графики, можете сказать какова остаточная емкость АКБ при напряжении 3,5В? Думаю, что нет…
Этот метод можно немного улучшить, воспользовавшись встроенным в МК термодатчиком для приблизительной оценки температуры АКБ, а также либо поставить датчик для измерения тока, либо (если ток потребления примерно постоянен) построить разрядную кривую для типового тока потребления. Это позволит хоть немного оправдать трудозатраты, но ни о какой точности и речи быть не может. Для индикации заряда на 3х светодиодах – да, пойдет.
В случае постоянного тока потребления можно считать время работы от АКБ и оценивать потребленный заряд и время нахождения на зарядке для оценки накопленного заряда. Такой метод дает накапливающуюся ошибку, поскольку калибровка может быть только в двух точках (полный заряд или полный разряд), а они не всегда достигаются. К тому же по мере износа АКБ максимальное время работы должно корректироваться, но в целом метод имеет право на жизнь.
— Делать собственную систему контроля заряда АКБ (BMS). Для ее реализации нам необходимы датчики тока, температуры и напряжения АКБ. Считаем, что МК в устройстве уже есть и остается «всего лишь» написать для него ПО, на которое у меня в свое время ушло чуть меньше года.
— Взять готовую микросхему Gas Gauge (например, от TI или Maxim Integrated), сконфигурировать ее, откалибровать и работать. Например, схема для bq27220:
Есть несколько нюансов при выборе такой концепции:
- В случае, если батарея съемная, необходимо либо ставить схему определении заряда на саму батарею (иначе она будет обнуляться при отключении), либо использовать специальные версии Gas Gauge, которые допускают отключение АКБ. В первом случае, батарея вашего устройства становится уникальной и ее замена возможна только с вашим участием, что не всегда удобно. Во втором случае, существует проблема размещения термодатчика на АКБ.
- Высокая стоимость решения. Основные компоненты: микросхема Gas Gauge, микросхема защиты, транзисторы, терморезистор, резистор датчика тока.
— Использовать более простые варианты готовых решений типа CW2015:
Это Китайский аналог микросхемы MAX17048. Абсолютно простая микросхема без датчиков температуры и тока, с соответствующей низкой точностью, но при этом дешевая, простая в использовании и программировании. Имеет возможность работы на стороне устройства, что позволяет не модифицировать саму батарею. Микросхема была найдена на просторах сети в процессе написания материала, опыта с ней нет, но есть желание попробовать, поскольку вариант действительно интересный. Возможно, в следующем материале я расскажу об этой микросхеме подробнее.
— И, наконец, последний известный мне метод, которому я хочу посвятить сегодняшнюю статью. На мой взгляд этот метод самый простой, но дает наилучший результат. Заключается он в том, что мы берем батарею от iPhone со встроенным Gas Gauge и защитой, подключаемся по HDQ или I2C, опрашиваем и работаем. При этом батарея уже собрана и откалибрована. Ниже таблица, с известными мне, вариантами АКБ:
Таблица частично взята с сайтов ripitapart.com и www.macplus.ru. Прошу обратить особое внимание на неизвестный контроллер с маркировкой A1141. Эта микросхема производства компании PowerFlash и это вся информация, которую удалось найти. Автор блога, из которого я брал таблицу, не был уверен, что ему досталась оригинальная батарея от iPhone SE. Благодаря отзыву asterix_tyumen, который разобрал оригинальную батарею от SE было установлено, что в ней стоит sn27545. Ниже мы будем вынуждены более подробно рассмотреть A1141. Но пока посмотрим на аккумуляторы:
Как видно, АКБ на любой вкус и цвет, с яблоком и без. Также их можно соединять параллельно для увеличения емкости, с раздельным опросом. Из недостатков стоит отметить, что пропорции длина/ширина примерно 3:1, а это не всегда удобно, а также уникальный разъем для подключения. В силу популярности телефонов Apple эти аккумуляторы можно спокойно купить во многих местах и в большом количестве (как оказалось это не совсем верно).
При разработке беспроводного автономного RFID считывателя мы пошли именно этим путем.
Была выбрана батарея от iPhone 6, которая подходила нам и по емкости, и по габаритам. Были закуплены несколько экземпляров в разных местах для проверки:
Правая была куплена в Китае, остальные в Москве. Стоимость $6-11. При их проверке будут получены достаточно интересные результаты. Особое внимание обратите на коробочку с надписью «Ориг», позже мы к ней вернемся. Проверка проводилась с помощью самого RFID считывателя, программатора EV2300 от TI и программы Battery Management Studio.
Схема питания RFID считывателя представлена на рисунке:
Линейное ЗУ на базе STC4054 (TP4054), ток заряда 500 мА, включатель питания с автоподхватом на базе геркона SF1, конденсатора C19, диода VD4 и резистора R15, а также импульсный преобразователь на базе NCP1529.
Первым я подключил экземпляр из Китая за $6:
Батарея отвечает, НО не отображался ток ни при заряде, ни при разряде, напряжение не соответствовало реально измеренному и степень заряда не менялась. На команды АКБ не отвечал. Появилось предположение, что этот экземпляр — подделка, поэтому снял с него защитный скотч, чтобы посмотреть на плату:
Вот это поворот… Я не стал даже перерисовывать схему – тут и так понятно, что стоит эмулятор bq27545 и цепь защиты от переразряда/перезаряда. Сразу появилась мысль сэкономить себе время и раскрыть все аккумуляторы.
Сосед слева от Китайского коллеги за $8 похож с разницей в маркировке на микросхемах. В остальном ведет себя так же. Эти 2 экземпляра сразу в мусорку. К сожалению, у меня не было под рукой iPhone 6 для проверки этих батареи в целевом устройстве, уж очень интересно было посмотреть как телефон повел бы себя при работе от этих АКБ.
А это центральный аккумулятор, стоимостью $8. В нем даже датчик тока есть и какая-то 8ми выводная микросхема со скромной маркировкой 6G3. В Battery Management Studio эта батарея притворяется bq27545 более искусно. Отображается уровень заряда, корректное напряжение, ток батареи. Но если бы все это было реальным, то подделка бы не была подделкой. В реальности температура была задана константой, ток измерялся очень плохо. На картинке показан ток потребления RFID считывателя, который измерен батареей при постоянном считывании карты.
В реальности он составляет ~55 мА для такого режима работы и, поскольку поле считывателя включено всегда, то нулем не может быть. При заряде (когда ток постоянен на большом промежутке времени) датчик тока работает нормально. Естественно, все остальные параметры высчитываются некорректно (уровень заряда, время работы до полного разряда и тд). Флаг FC (Full charge) устанавливается при напряжении 4,4В.
На команды батарея не отвечает, флаги QEN и RUP_DIS не выставляются. В целом, это неудачная попытка китайцев написать обманку bq27545 на МК (во всяко случае я думаю, что это так). Тоже в мусор.
Помните, я просил обратить особое внимание на экземпляр в коробочке с надписью «Ориг»? Именно он оказался максимально приближен к тому, что мы искали (и как теперь не верить рекламе?):
Стоимость его составила $9. В центре прекрасно видно микросхему с маркировкой SN27545 — это как раз то, что мы искали. С этим экземпляром я стал работать более плотно. В процессе проведения пробного цикла заряд-разряд возникли проблемы. Я никак не мог получить установленный флаг FC (Full charge), что означало окончание процесса заряда. Ток заряда при напряжении АКБ близком к 4,2В становился крайне малым (около 20мА) и процесс заряда грозил не закончится никогда. Одной из возможных причин оказался USB кабель с большим падением напряжения (до микросхемы ЗУ доходило 4,5В), его мы заменили на более качественный с меньшим падением напряжения. Показатели улучшились, АКБ зарядился до 4,2В, ток упал до 0, но SOC (State of charge – уровень заряда) доходил лишь до 85, соответственно флаг FC не устанавливался.
Несколько суток я гонял циклы с расчетом, что батарея обучится, но это не помогало. Проблема оказалась банальна, но ее поиск занял 2 дня. В какой-то момент я обратил внимание, что батарея на 4,35В и это стало ответом на все вопросы. ЗУ стандартное на 4,2В и я совсем не обратил внимания, что батарея на 4,35В и происходит неполный заряд. Поскольку платы уже были изготовлены, то единственным вариантом нормально выйти из ситуации стал поиск замены STC4054 с напряжением 4,35В. Оказалось, что такие микросхемы существуют, но в нашей великой стране спокойно их не купить (видимо непопулярны от слова совсем). Поэтому был заказан вариант MCP73832T-3 с ожиданием в пару недель.
Ну а пока заказанное едет, мы сделаем колхозный патч для проверки концепта. Для этого сделаем «подпорку» в 0,15В для микросхемы ЗУ с помощью диода:
Надо признать, что колхоз заработал, флаг FC установился, все работает, но конечное напряжение АКБ составляет 4,4В (падение на диоде больше требуемых 0,15В).
Важно отметить, что можно заряжать и до 4,2В с соответствующей потерей ~15% емкости, но при этом существенно продлить жизнь АКБ. С экземпляром «Ориг» мы закончили – его можно смело закладывать в разработку.
Остался последний экземпляр. Самый дорогой ($11), в самой крутой упаковке и потребовавший больше всего времени на себя. Смотрим что внутри:
Вот она неизвестная микросхема A1141 на которую нет никакой документации кроме страницы производителя. При принудительном подключении как к bq27545 в Battery Management Studio мы видим следующую картину:
Полный мусор. При попытке заряда током ~500 мА показывает 125 мА, при разряде током ~25 мА показывает 214 мА. Понятно, что если A1141 имеет другие адреса параметров или отличный от bq27545 формат хранения данных, то без документации с этой АКБ нам ничего не светит. Поэтому ее отложили в сторону, но уже под конец написания материала я решил подключить ее еще раз. Я взял таблицу команд микросхемы bq27545:
И считал регистры напряжения (0x08 и 0x09) через меню Advanced Comm:
Получаем 0x10<<8 | 0x38 = 4152 или 4,152В, что соответствует измеренному мультиметром напряжению 4,15В. Так если данные правильные почему же в программе отображается 57мВ??? Замечаем, что 57мВ — это ровно 0x38, то есть значение 0x08 регистра. При напряжении на АКБ 4,152В вполне правильным выглядит уровень заряда в 96%, его можно получить считав регистры 0x2c и 0x2d. Считано 0x2c = 0x60, 0x2d = 0 (в случае с параметром SOC старший регистр всегда нулевой). Появилось предположение, что программа или EV2300 не может считать (или АКБ не отвечает) либо старший байт в запросе, либо байт с нечетным адресом. Для проверки этой теории АКБ была подключена непосредственно к RFID считывателю и опрос батареи велся через МК. Интерфейс HDQ был реализован согласно документу от TI. Микросхема bq27545 для связи с управляющим контроллером использует однопроводной протокол HDQ, который на STM32 достаточно удобно реализуется на базе однопроводного UART благодаря поддержке режима Half Duplex.
Т.к. наш RFID считыватель работает на MicroPython, мы обернули работу с HDQ в класс и получили работу с контроллером заряда в следующем виде:
from hdq import HDQ
bat = HDQ(pyb.UART(1))
bat.charge() # заряд
bat.read_u16(0x14) # произвольный регистр
На поверку оказалось, что A1141 не отвечает на запрос чтения байт с нечетными адресами.
На осциллограмме видно, что запрос есть, а ответа нет. Когда добавили перезагрузку логики обмена данными (Break) перед каждым запросом – через раз, но микросхема стала отвечать корректно.
Затем сравнили скорость обмена EV2300 и RFID считывателя и оказалось, что EV2300 использует скорость ниже на 10-15%, чем устанавливает TI:
После уменьшения скорости HDQ и выполнения Break при каждом запросе АКБ нормально заработала! Были считаны основные параметры батареи:
Полная победа! По факту A1141 оказалась качественным клоном bq27545 с небольшими недостатками. Осталось рассказать о нюансах работы с батареей со стороны ПО (использование спящих режимов, ток пробуждения и тд), но это удвоит объем записи и, пожалуй, я напишу это в другой раз.
Выводы
Как видно, есть много вариантов действия при разработке устройств с питанием от Li-ion батареи. Честно говоря, изначально планировалось писать материал в стиле пришел, увидел, победил, но в процессе вылезло много нюансов (особенно хороша борьба с A1141) и материал получился очень интересным и обширным. Из 5 экземпляров батарей, только 2 по факту можно нормально использовать. Поэтому выбор поставщика в данном случае очень актуален. Если вы видели АКБ от других устройств, которые содержат в себе BMS, то напишите модели в комментариях. Всем спасибо за внимание!
habr.com
И снова про аккумуляторы в айфонах: почему они такие «дохлые»?
Сразу скажу, что речь не идет про исправные аккумуляторы как таковые. “Эпплобои” и “андроид-фаны” могут сколько угодно ломать копья и спорить, где батареи более “живучие”. Конечно, все индивидуально, и зависит как от конкретного использования, так и от конкретного девайса в случае Android. iOS считается лучше оптимизированной для железа конкретных смартфонов и отличается хорошим энергосбережением. Когда купила свою “шестерку”, то надолго забыла про такое явление как внешние аккумуляторы (о них я, кстати, недавно писала), заряда хватало на сутки при очень активном использовании.В январе я опубликовала здесь статью о том, что “техника Apple для зимы не предназначена”. В ней основным мотивом было поведение айфонов на морозе. Как показал наш опрос, в котором приняло участие более 5 тысяч человек, более чем у 60% такая проблема есть. Причем “нет” ответило только около 18%, так как был еще вариант “У меня нет iPhone”. В общем, этот баг (или фича) действительно имеется, предположу, что некоторые просто не сталкивались с ним, так как телефоном на морозе не пользуются.
Так вот, несколько недель назад мой iPhone 6, которому уже почти полтора года (точнее — год и 3 мес), начал вести себя точь-в-точь как на морозе, только при нормальной погоде. На улице было 14-17 градусов. Однако “симптомы” те же — вырубался при 30-50 процентах заряда (и ниже), особенно быстро это случалось при сильном ветре, либо при использовании камеры. Немного “отогревшись” мог включиться, а потом снова вырубиться.
Дома (где тепло и ветра нет) тоже может выключиться при 20 и ниже процентах заряда. Конечно, это напрягает, так как я уже не могу рассчитывать на телефон. В сумке поселились сразу две внешние батарейки, на всякий случай.
Написала о ситуации друзьям, в соцсетях. Получила очень много ответов о том, что именно такое и происходит со айфонами к концу первого года. Я много телефонов в жизни использовала, и мои родственники тоже. И дольше года-полутора в том числе (говорю про более-менее современные смартфоны, а не про Nokia 3310, конечно). Ресурс аккумулятора мог заметно снизиться, да, но именно внезапных выключений не было.Ну и вообще год и три месяца, на мой взгляд, это не такой срок, чтобы аккумулятор превращался в “хлам”. А как вы считаете? Выходит, если вы не хотите менять iPhone через год с момента покупки, то вам в любом случае надо закладывать в бюджет траты на замену батареи.
К слову, использую телефон активно, но заряжаю всегда официальными аксессуарами (или сертифицированными внешними батарейками).
Что ж, теперь мне прямая дорога в сервис-центр (менять телефон пока не хочу). В идеале обращаться в авторизованные СЦ, но за замену аккумулятора по истечении гарантии они возьмут немало. А в каких-то городах (вроде моего) официалов вообще нет. И отдавать девайс на разборку как-то страшно, мало ли что после этого “посыпится”. Да и поставят наверняка какую-то “китайщину”…
А как поживают аккумуляторы в ваших айфонах и не-айфонах с течением времени?
_________________________
UPD: Спасибо всем огромное за комментарии и отклики! Вероятный ответ на вопрос «почему?» нашелся-таки, наиболее подробно его описал юзер под ником kkm, процитирую:
Напишите уже кто-нибудь приложение, чтобы сигналило при достижении уровня заряда в 4.20V (90%)
Да, это проблема-в погоне за увеличением емкости при тех же размерах нынешние батареи с «форсированной химией» заряжают до 4.35V(100%) вместо стандартных 4.20V. Но чудес с литием не бывает, как результат — после 300-400 циклов они перестают держать сильный ток разряда. Напряжение и «типа проценты заряда» есть, а при резком скачке потребления (LTE, GSM-передатчик на полной мощности в плохих условиях прием) напряжение на батарее проседает ниже 3.6V — как результат — мгновенное аварийное выключение.
Если заряжать до 4.2V — батарея реально проживет на год больше.
iOS9 это позволяет — приложение Battery Life тому примером.
www.iguides.ru
4-легких способа определения изношенности аккумулятора
Не так давно представители Apple наделили iOS возможностью контролировать расход батареи. Теперь некоторые смартфоны замедляются для того, чтобы нейтрализовать возможность неожиданного отключения. Это напрямую связано с изношенностью аккумулятора устройства, его емкостью и проведенными циклами заряда-разряда аппарата от Эппл.
Оглавление
Краткое отступление: Почему и зачем изношенные аккумуляторы «Тормозят айфоны»
Инструмент появился в iOS 10.2.1 для iPhone 6, iPhone 6 Plus, iPhone 6s, iPhone 6s Plus, и iPhone SE, а также в iOS 11.2 для iPhone 7 и iPhone 7 Plus (существенная часть устройств)
В Apple объяснили, что данное средство работает, учитывая температуру девайса, заряд, уровень износа и внутреннее сопротивление батареи. Таким образом, Ваше устройство будет замедляться только в том случае, если представленные характеристики этого потребуют. Если же состояние Вашей батареи ухудшилось, а описанные выше показатели не пострадали, то замедления работы девайса не произойдет.
Проверить состояние аккумулятора можно с помощью следующих четырех способов, которые мы подробно описали ниже в статье. Советуем Вам задуматься о защите дисплея iPhone 6 Plus, выбрав защитное стекло, которое подходит под Ваши требования.
Способ 1. Приложение coconutBattery и Mac
-
Шаг 1. Подсоедините смартфон к Mac. Используйте кабель Lightning MFI;
-
Шаг 2. Скачайте и установите приложение coconutBattery на айфон;
Если верить информации на официальном сайте, для iOS также существует приложение. Однако мы не смогли найти его в App Store. Поэтому мы воспользовались Mac’ом.
Кликните на значок айфона. Вы сразу же увидите много интересной информации, касающейся Вашего девайса: фактическую емкость батареи, проектную емкость батареи, количество циклов включения-выключения и др. Проценты под проектной емкостью (design capacity, на фото выделено красной рамкой) демонстрируют состояние Вашей батареи. Это процентное соотношение между фактической (full charge capacity) и проектной емкостями.
Важно указать на то, что, согласно сообщениям некоторых пользователей, coconutBattery показывает верные данные по уровню износа аккумулятора до тех пор, пока не будет проведено восстановление девайса. Можно сделать вывод, что это происходит из-за сброса настроек.
Способ 2. Используйте сторонние приложения для анализа параметров АКБ iPhone
К слову сказать, там Вы найдете также и другие приложения подобного рода. По данной ссылке iTunes получить приложение можно бесплатно.
На главной странице Вы сразу же увидите степень износа батареи (battery wear level) в процентном содержании, как это показано на изображении.
Емкость батареи (battery capacity) моего iPhone 7 Plus, который я покупал около года назад (важно: я прекратил его использование, когда перешел на iPhone 8 Plus), снизилась на 10%. Что касается моих iPhone 8 Plus и iPhone X, программа показала, что состояние их батарей и уровень износа является идеальным.
Нажмите на гамбургер-меню наверху, а затем на первичные данные (Raw Data). Таким образом, Вы узнаете емкость своей батареи.
На скриншоте внизу видно, что емкость батареи моего iPhone 7 Plus составляет 2,600 мА/ч, что чуть меньше 90% первоначальной емкости (она равна 2,900 мА/ч).
Некоторые пользователи айфонов заявляют о том, что приложение показывает емкость с ошибками. Не исключено, что в такой ситуации, как и в случае с coconutBattery, главным виновником является недавнее восстановление Вашего айфона.
Способ 3. Console App
-
Шаг 1. Подсоедините айфон к Mac
-
Шаг 2. Запустите Console app на Mac
-
Шаг 3. Проверьте состояние батареи
Убедитесь в том, что Ваш айфон разлочен, а также в том, что он является доверенным для компьютера.
В поле для поиска приложения Console введите «состояние батареи» (batteryhealth). В колонке слева кликните по своему айфону. Вы сразу же увидите состояние Вашей батареи. Приложение показывает, что состояние батареи моего iPhone X является хорошим (BatteryHealth = Good).
Console app работает противоречиво. Я без труда узнал состояние батареи iPhone X, однако я не смог провернуть ту же самую процедуру для iPhone 7 Plus.
Способ 4. Settings App – Исследуем настройки айфона
Начиная с версии iOS 10.2.1, Apple в разделе, показывающем состояние батареи, выпускает уведомления о том, что операционной системе следует провести диагностику.
Запустите Settings app, а затем изучите раздел «Батарея». Вы узнаете, есть ли необходимость в замене аккумулятора.
Представители Apple также сообщили о том, что в начале 2018 года компания представит апдейт программного обеспечения. Таким образом, проверять состояние батареи будет гораздо легче. Пользователи айфонов будут видеть, влияет ли аккумулятор на производительность всего устройства.
Если состояние батареи Вашего айфона ниже 80%, и Вы испытываете проблемы с производительностью девайса, то можно задуматься о замене детали. К слову сказать, Apple снизили стоимость замены батареи до 29$.
protect-sc.ru