Porque é que os smartphones têm pouca autonomia?

Como é que os  smartphones podem ficar mais eficientes …com o dobro de bateria?

Os smartphones (telefones supostamente “inteligentes”) vieram substituir os “simples” telemóveis.  Estes novos gadgets, que mudaram o conceito de telemóvel convencional, oferecem um conjunto alargado de funcionalidades que vão desde o acesso aos mais diversos serviços na Internet, até, por exemplo, ao registo de caminhadas com o GPS que vem integrado.

Os smartphones são superiores em quase tudo quando comparados a um telemóvel mas, há um componente que ainda não conseguiram superar: a duração das baterias.

Quem ainda se lembra do “velho” Nokia e Alcatel cujas baterias duravam 1 semana? Pois bem, apesar da tecnologia ter evoluído significativamente em termos de CPU’s, GPU, memórias, etc  (muita das vezes temos smartphones mais potentes que PC’s), a verdade é que continuamos a ter pouca autonomia, a nível de bateria, nestes equipamentos.

 

Mas a que se deve a fraca autonomia?

A culpa é dos amplificadores de potência. Ou seja, o chip que transforma a energia eléctrica em sinais de rádio frequência (RF) ou que amplificam sinais de RF em níveis suficientes para a sua transmissão.

Quantos de nós já não se aperceberam que em determinadas situações (ex. envio de ficheiros, streaming) o equipamento começa a ficar quente e a carga da bateria começa a diminuir? A culpa é dos amplificadores de potência que em alguns casos são responsáveis por se perder cerca de 65% da totalidade da bateria, fazendo com que o utilizador tenha a necessidade de carregar, por dia, mais do que uma vez o equipamento.

A imagem seguinte mostra os 5 amplificadores de potência (marcados a vermelho) que fazem parte de um iPhone, e que são responsáveis por cerca de 60% do consumo de energia.

Estes amplificadores de potência, que usam transistores, funcionam em dois modos:

• standby (em modo de poupança/gestão de energia)
• Modo sinal (Quando há a necessidade de transmitir informação)

Basicamente, um equipamento torna-se eficiente em termos energéticos se conseguir gastar a menor quantidade de energia. A comutação entre os dois modos, referidos anteriormente, é um problema nos amplificadores de potência actuais, uma vez que, esse momento de transição,  há a tendencia de ser gerada uma distorção no sinal, levando a que haja uma grande perda de energia.

 

Problema resolvido?

Recentemente uma Startup criada por investigadores do MIT, à qual deram o  nome de Eta Devices, anunciou que um novo método/tecnologia permite gastar metade da energia, podendo assim um dispositivo ter uma autonomia 2x superior ao que consegue actualmente.

O novo método funciona basicamente como uma “caixa de velocidades” electrónica extremamente rápida em que diferentes voltagens podem ser enviadas através do transistor e este seleciona aquela que minimiza o consumo energético. Esta operação é realizadas 20 milhões de vezes por segundo.  A empresa baptizou esta técnica com o nome “asymmetric multilevel outphasing“.

Este tecnologia além de resolver o problema de consumo de energia na transmissão, resolve também no cenário inverso em que o equipamento está a receber. Neste caso, apesar do amplificador de potência estar ocupado é necessário que os pacotes sejam confirmados ao emissor de modo  a que haja garantias e confiabilidade na comunicação (mais propriamente na entrega dos dados  ou então alertar o emissor para reencaminhar um determinado pacote que foi perdido/ou não recebido (idêntico ao que acontece com o protocolo TCP).

O transmissor é muito activo, mesmo quanto estamos a ver um simples vídeo no Youtube.

Refere Dawson, um dos investigadores.

Em 2013, a empresa quer levar a sua tecnologia aos operadores de modo a “corrigir” as estações/células base (que emitem o sinal) que recorrem a amplificadores de potência “convencionais”.

Estes são responsáveis por gastos na ordem dos 67% de energia, a juntar cerca de 11% da energia gasta em ar-condicionados, perfazendo assim um total de 78% no consumo total. Mattias Astrom, CEO da empresa, referiu que “O novo amplificador permitirá reduzir para metade os custos com eletricidade dos grandes operadores”.

De referir que anualmente são instaladas cerca de 1 milhão de novas estações base, sendo que actualmente já com suporte para a tecnologia 4G/LTE.  As estações base gastam em média cerca de 28 mil milhões de euros anuais, o que corresponde a 1% de consumo de eletricidade a nível mundial.

Os investigadores referem também que esperam que a tecnologia chegue rapidamente aos dispositivos móveis. Ref