Akıllı telefonları ne öldürüyor?

Roland Pease, akıllı telefonların bataryasının çabuk bitmesine neyin neden olduğunu ve bunun için neler yapılabileceğini araştırıyor.

Bu artık akıllı telefonların kullanıldığı modern çağın bir sorunu. Bir gün mesajlaşıp internette takıldıktan sonra telefonunuzun şarjı bitiyor. Dolayısıyla dişlerinizi fırçalamak ve köpeğinizi dışarıda gezdirmekten başka günlük işlerinizden biri de: telefonunuzu şarja koymak.

Önceleri basit telefonlar vardı ve şarjı günlerce dayanırdı. O halde ne değişti? Telefon endüstrisi bunun için ne yapıyor?

Teknoloji, inanılmaz bir şekilde ilerliyor; önceleri eski GSM ağını kullanan 2G telefonlar aracılığıyla konuşurduk. Şarjları neredeyse bir hafta sürerdi, çünkü bu telefonlara daha az ihtiyacımız oluyordu. Akıllı telefonlar güçlü bilgisayarlar haline geldi, çünkü güçlü ve kablosuz bağlantı ile ağ erişimine sahipler. Bu bağlantılar sayesinde, bu telefonlarda video izleme, internette gezinme gibi normalde bilgisayarda yaptığımız faaliyetleri onlarda uygulayabiliyoruz.

Her atılan adım, bilgi işlemi de içine dâhil ediyor. Bu da akımların silikon çiplerin etrafında akması anlamına geliyor ve silikon çiplerin etrafında dolaşan akımlar enerjiyi tüketerek ısı açığa çıkarıyor. Masaüstü ve dizüstü bilgisayar kullanıcıları makinelerinin ısınmamasının makinelerindeki fanlar sayesinde olduğunun farkındalar. Ancak bu telefonlar için geçerli değil, çünkü her şeyi sessizce ve çaba göstermeden gerçekleştiriyorlarmış gibi görünüyor. Fakat araştırırsanız eğer; telefondaki enerjinin musluktan suyun damlaması gibi olduğunu göreceksiniz. Ve sonunda bu enerji birikiyor.

Silikon Vadisi'ndeki Alman Telekom İnovasyon Merkezi'ndeki üst düzey araştırmacı bilimci Angela Nicoara’nın çalışmasına bir bakalım. Nioacara için, akıllı telefonlarımızı besleyen julleri sayan dijital diyetisyen diyebiliriz. Bulduğu sonuçları Bataryamı Kim Öldürdü adını verdiği raporunda gösterdi.

Stanford Üniversitesi’nden Profesör Dan Boneh, normalde 15-20.000 jul enerji depolayan bir akıllı telefonun bataryasına bir elektronik metre bağladı ve daha sonra internette dolaşmak gibi yaygın faaliyetlerden birinin gerçekleştirdiği her milisaniyede gücünü izledi. Milisaniye zaman düzenini bozduğunda ortaya sürpriz bir sonuç çıktı.

Öncelikle, ‘çalıştır’ tuşuna bastıktan sonra telefonun belirlenen ayarları değiştirdiğinden 12 jul harcanan ağı kullanması. Bu bir bayt indirmeden önce meydana gelen şey. Süreç başladığında gerçek sürprizler daha da çoğalıyor.

İnternet sitesinin dizaynı da telefonun ne kadar enerji tükettiğinde büyük rol oynadığı ortaya çıkıyor. Örneğin; özellikle mobil kullanıcılar için tasarlanmış olan BBC Haber’in internet sitesine erişildiğinde her bir haberi indirmek ve diğer habere geçmek gibi faaliyetlerden her biri için 3 jul harcanıyor. Apple.com’a gidildiğinde; BBC’den 11 kattan daha da fazla, 34 jul gidiyor. Vikipedi de bunun arkasından geliyor.

Araştırmada, bazı sitelerin de telefonun bataryasını en az şekilde zarar verdiği ortaya çıktı. Ana kabloya bağlanan masaüstü ve dizüstü bilgisayarlarımız için bu rakamlar bir şey ifade etmiyor. Ancak mobil bataryalarımızın için bu durum kritik.

Bu internet sitelerinin aralarındaki fark onların yapılış biçimiyle ilgili. Örneğin; siteyi kişiye uyarlamak için kullanılan ve sitenin arka planında çalışan interaktif unsurlar, bataryaya daha çok zarar veriyordu. Apple’ın sayfasında, 34 julün yarısından çoğu bu yüzden harcanıyor;  Vikipedi’de ise bu, sadece 10 jul tutuyor.

Tarayıcıya sayfanın nasıl düzenleneceğini bildiren CSS adı verilen (Bakınız: Web Teknolojileri: HTML, XHTML, DHTML, CSS, JavaScript) dosyaları da bataryanın bitmesine neden oluyor. Apple sitesinden bunları indirmek ve açmak için 12 jul gidiyor. Ancak bu bazı basit gelişmelerle 5 jul azaltılabiliyor.

Bir jul, küçük bir miktar gibi görünebilir, fakat küçük küçük birikimler batarya süresini uzatabilir; özellikle çok fazla jul harcayan sitelerde geziniyor iseniz.

Elektronik Savaş

Ancak sitenin tasarımı, şarjı bitiren tek etken değil tabii ki de. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nün Bilgisayar Bilimi Fujitsi Profesörü Hari Balakrishnan; bu sitelere nasıl eriştiğimizin, özellikle servis sağlayıcılarımızın kullandığı ayarların da büyük bir etkisi olduğunu söylüyor.

İlginç olan ise, telefonumuzun hangi güç ayarını kullanacağına karar veren şey, ağdır. İletmek istediğimizde ağ, telefonumuza gücünü en yükseğe çıkarmasını söyler. Ancak şarjımızın daha çabuk bitmesini önlemek için gücü mümkün olduğunca en aza indirgemek isteriz.

Ama zaten kalabalık olan radyo spektrumunun sadece küçük bir kısmı, kontrol mesajları için görevlendirilmiştir, diyor Dr. Balakrishnan. Bunun sayesinde ağ, gönderdiği kontrol sinyallerinin sayısını en aza indirmeye çalışır, hiçbir şey yapmadığımız halde telefonumuzu çalışıyor halde bıraksa bile.

Dr.Balakrishnan

“Basit bir örnek verecek olursak, her 20 ya da 30 saniyede uyanan ve bir bayt bilgi gönderen bir uygulamadır. Birçok durumda bu, makinenizin yüksek güçte ve aktif halde olmasını sağlar. Ancak öyle de olması gerekmiyor. Bunun gibi küçük işler neredeyse hiç enerji sarfettirmemeli ama ağlar tarafından yapılan kontrollerden dolayı daima enerji kaybına neden oluyor.“

Dr. Nicoara gibi, Dr. Balakrishnan da bataryasını bir göstergeye bağlayıp onu izleyerek test etmeye karar verdi. Sonuçlar gösterdi ki telefonu kendi ayarlarına bırakarak kablosuz iletimler tarafından tüketilen gücü ağ performansında en az etkiyle yarılayabiliriz. (Bu durumun telefondan telefona, ağdan ağa değişebileceğini de vurguluyor).

Bunlar, size küçük gelişmeler gibi gözükebilir; ancak daha uzun süre dayanan batarya, müşterileri bugünlerde daha çok çekiyor.

Şüphesiz telefonunuzun baz istasyonu ile ne kadar süreli bit değiş-tokuşu yaparsa yapsın, fark etmiyor, tabi en düşük enerji ile yapabiliyorsa. Randımansız olduklarından mobil endüstrisinin elektronik ile mücadele halinde olduğu biliniyor. Özellikle; güç isteyen baz istasyonuna bağlamak için kullandıkları, radyo dalgasının saflığı.

Sınırlandırılmış radyo spektrumu ile iletim frekansları birbiri ile sıkışmış haldedir, sinyaldeki herhangi bir bozulma felakete yol açabilir. Fazla elektrik akımı çekerken, anteni yöneten yükselticinin temel fiziği sadece bu saf dalgaları oluşturabilir.

3G insanlarla buluştuğunda,  ağların yoğun talebinden dolayı üreticiler, ilk olarak 1930’larda üretilen yükselticinin özel tasarımından yararlandılar. Ancak o zaman bile, iletilen radyo gücünün her bir watt’ı için, bu saf dalgayı üretmek amacıyla telefonunuzu basit bir şekilde ısıtan başka bir watt bulunmaktaydı.Yani, bataryanızın bitme oranı ikiye katlanıyor.

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü Elektrik Mühendisliği bölümü Profesörü Joel Dawson, “Sanayi bu problemi çözmek için uğraş veriyor." Dawson; bu kayıpları yarıya indirebilecek küçük bir öneri ileri sürdü. Fakat bunun piyasada ne kadar zaman sonra görüleceği hala soru işareti.

Enerji hasadı

Şüphesiz telefonlarda meydana gelen şey şarjın bitmesi değil sadece. Modern akıllı telefonlarda küçük akselerometreler, küresel konum sistemleri ve daha fazlası sıkıştırılmış halde bulunuyor. Akıllı telefonları bize çeken şey, nerede olursanız olun tüm dünyaya ulaşma imkânınızın olması. Araştırmacılar, Kindle e-kitaplarınkine benzer elektronik-mürekkepler geliştirene kadar, telefonlar daha çok maliyetli olacak.

Daha büyük bir batarya, çözüm olabilir; batarya, telefonunuzdaki bütün parçaların içinde gelişmiş teknolojiyi temsil eden kısım. Elektrokimya, yüz yıl önce yeni yeni gelişmeye başladı, bir batarya imalatçısın itiraf ettiğine göre bunun için yapabilecekleri pek de bir şey yok. 1990’larda tanıtılan yeniden şarj edilebilir lityum-iyon, değişikliğe doğru atılan adımdı. Ancak o zamandan beri, neredeyse her telefon parametresi bir ya da iki sene içerisinde ikiye katlanırken, batarya performansını ikiye katlamak on yıl sürüyor.

Batarya teknolojisini geliştirmek adına süregelen çalışmalar var. Belki başka bir çözüm yolu da karşımıza çıkabilir: çevreden enerji üretmek. Güneş enerjisi bunun için uygun olabilir, uzun süredir telefonlar üzerinde de güneş enerjisinin kullanılıp kullanılmayacağı deneniyor ancak başarısızlıkla sonuçlanıyor. Telefonların ön yüzü tuş takımı ile dolu olduğundan ötürü, fotovoltaik piller genellikle telefonun arka tarafına yerleştiriliyor; yani bu da telefonu şarj ederken ters şekilde koymak gerektiği anlamına geliyor.

Buna benzer yeni ürünler piyasaya tanıtıldı. Yeni bir ürünün satış yöneticisi Francis Robcis; WYSIPS (Gördüğünüz şey, Fotovoltaik Yüzey)’in bir şaka olduğunu söylüyor. Çünkü onu gerçekten göremiyorsunuz diye açıklıyor. Ve öyle olması gerekiyor; çünkü WYSIPS, geniş akıllı telefonun içerisinde yerleşmiş silikon güneş pillerine sahip.

Yapılmak istenen şey, resmi yüzde ondan daha da fazla bulanıklaştırmadan, fotovoltaikleri ekrana entegre etmek ve dokunmatik ekranın işlevleri arasında yer almasını sağlamak. Bu sistem devam eder ise, gelecekteki telefon ekranları dolu olacak.

Telefonlarda alışılagelmiş olmasa bile, güneşin enerjisinden yararlanmak olağan. Washington Seattle Üniversitesi Intel araştırmacısı Joshua Smith daha köklü bir şey planlıyor: Telefona radyo dalgaları ile güç sağlamak.

Smith’in teknoloji devleri Intel ve Google tarafından fon sağlanan laboratuarında bu alanda büyük adımlar atıldı. Smith:

“ABD’deki en büyük tv kuleleri yaklaşık bir megawatt büyüklüğünde enerji üretti. Enerji hasatçımızı 30 km’ye kadar işleyebiliyoruz, küçük ama kullanılabilir miktarlarda enerji elde ediyoruz.”

Esas olarak, taşıyıcı dalganın gücünü açığa çıkartmak için; radyo enerjisini hasat etmek, telefon antenin tekrar düzenlenmesini gerektiriyor. Faydalanabileceğiniz şey sadece güçlü tv iletimleri değil. Son günlerde, Smith’in laboratuarında telefon antenlerinden enerji üretme gerçekleştirildi.

Mevcut miktarlar şu anlık yeterli değil. Ancak kısa mesaj gönderilecek ya da batarya ömrünü uzatabilecek kadar yeterli miktarda enerji biriktirilebiliyor, diyor Smith.

“Kalıcı standby için de yeterli olabilir. Örneğin ben arabamı kullanırken oğlum telefonunda Angry Birds oynayıp şarjını bitiriyor. Ve arabanın lastiği patlıyor. Bu ambiyant enerjiyi kullanarak bir acil durum mesajı göndermem iyi olabilirdi. Güneş enerjisi ile kıyaslarsak, bunu tabii ki geceleri de gerçekleştirebilirsiniz.“

Özet olarak, günlük rutin işiniz haline gelmiş olan telefon şarj etmek işi, geçmişte kalabilir.

 

Kaynak: http://www.bbc.com/future/story/20130227-what-is-killing-smartphones/

1 yorum

Yorum yap

+ Leave a Comment