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Eine bessere Anzeige der Batterielebensdauer
Texas Instruments (TI) mit Sitz in Dallas hat einen Chip für die Batterieanzeige entwickelt, der Mobiltelefonbenutzern minutengenau sagen kann, wie viel Gesprächs- oder Standby-Zeit ihnen noch bleibt – eine Genauigkeit, die viel höher ist als die von bestehenden Batterieanzeigen. Ein so präzises Messgerät könnte es Smartphone-Entwicklern ermöglichen, mehr Energie aus dem Akku herauszuholen, was die Zeit zwischen den Ladevorgängen möglicherweise um die Hälfte oder mehr verlängert.
Das neue TI-Messgerät ist genauer als die heutigen Messgeräte, die die Spannung einer Batterie messen, da es eine Reihe elektrischer Eigenschaften misst. Nur auf Spannung basierende Messgeräte sind unregelmäßig und unzuverlässig, da die Spannung beim Entladen der Batterie nicht stetig abfällt. Darüber hinaus ändert sich die Spannung, wenn die Batterie altert und unterschiedliche Temperaturen erfährt. Es variiert auch mit unterschiedlichen Leistungsanforderungen an die Batterie.
Das TI-Messgerät ist genauer – bis auf 1 Prozent der tatsächlich in der Batterie verbleibenden Energie –, da es neben der Spannung auch elektrische Eigenschaften misst. Am wichtigsten ist, dass es ein Merkmal von Batteriezellen misst, das die Ursache der Spannungsänderungen ist, die die heutigen Messgeräte unzuverlässig machen. Dieses als Impedanz bezeichnete Merkmal ist ein Maß für den Widerstand gegen den Stromfluss und ändert sich mit der Temperatur, dem Alter der Batterie und dem Leistungsbedarf einer Batterie.
Die Kenntnis der Impedanzänderungen ermöglicht es dem Chip, Spannungsänderungen neu zu interpretieren, sodass er nicht durch Spannungsänderungen, die durch diese Faktoren verursacht werden, getäuscht wird. Wenn beispielsweise eine Person telefoniert, sinkt die Spannung, sobald das Telefon das Signal überträgt. Ein konventionelles Messgerät würde dies als plötzlichen Abfall der verbleibenden Energiemenge in der Batterie interpretieren, was in der Power-Management-Software batteriesparende Maßnahmen ergreifen könnte. Das neue Messgerät würde erkennen, dass die Zelle noch genügend Energie hat. Der Ansatz funktioniert auch bei niedrigen Spannungen, die durch das Zellalter verursacht werden.
Besonders nützlich in Smartphones könnte der neue Messgeräte-Chip sein, der entweder in die Platinen eines Telefons oder direkt in einen Akku integriert wird. Einige Telefonbenutzer müssen davon ausgehen, dass der Akku nach Erreichen der Hälfte der Anzeige jederzeit leer werden kann. Darüber hinaus erschweren schlechte Akkuanzeigen die Verwendung von Energieverwaltungssoftware auf Telefonen, die die Akkukapazität erhöhen könnte. Die Energieverwaltungssoftware verlangsamt Prozessoren, schaltet den Blitz der Kamera aus und dimmt den Bildschirm, um den Akku zu schonen, wenn er schwach wird. Es kann auch Daten speichern und Anwendungen beenden, kurz bevor die Batterie leer ist. Eine solche Software kann jedoch zu früh Stromsparmaßnahmen ergreifen, wenn sie sich auf eine ungenaue Akkuanzeige verlässt, was zu einer trägen Geräteleistung führt, während noch viel Ladung vorhanden ist.
Das Problem verschlimmert sich, wenn die Batterie altert und die Spannung schneller abfällt, wenn die Batterie leer ist. Bei herkömmlichen Messgeräten kann dies dazu führen, dass sich das Telefon abschaltet, wenn noch viel Energie übrig ist. Tatsächlich ist ein Großteil des wahrgenommenen Verlusts der Akkulaufzeit bei älteren Telefonen nur ein Problem mit der Akkuanzeige. Sie können 30 Prozent der Energie in einer Batterie verlieren, einfach weil sich das Gerät zu früh abschaltet, sagt Richard DelRossi, Ingenieur bei TI. Die neue, genauere Batterieanzeige könne die nutzbare Batteriekapazität je nach Power-Management-Strategie um bis zu 50 bis 100 Prozent steigern, sagt er.
Andere Telefon- und Chiphersteller entwickeln ebenfalls bessere Batterieanzeigen. Ansätze von Motorola , mit Sitz in Schaumburg, IL, und PowerPrecise , ein von Intel finanzierter Chiphersteller mit Sitz in Herndon, VA, kombiniert Spannungsdaten mit Strommessungen, um zu bestimmen, wie viel Energie verbraucht wurde. Das Subtrahieren der verbrauchten Energiemenge kann eine gute Vorstellung davon geben, wie viel übrig bleibt, solange bekannt ist, wie viel Energie ursprünglich vorhanden war. Die Kapazität der Batterie hängt jedoch ebenso wie die Spannung von bestimmten Bedingungen ab, wie Temperatur, Batteriealter und Strombedarf. Um diese Faktoren auszugleichen, können sich diese Systeme auf Modelle des Batterieverhaltens beziehen, die auf früheren Tests basieren, um abzuschätzen, wie sich diese Bedingungen auf die Gesamtkapazität der Batterie auswirken. Ein solches System liefert eine viel genauere Messung der Batterieladung als alleinige Spannungsmessungen, sagt Jerry Hallmark, der bei Motorola die Forschung zum Energieverbrauch in mobilen Geräten leitet.