venerdì 17 marzo 2017

Batteria smartphone “sballata”? Ecco la calibrazione, come e perché eseguirla

Premessa importante
     Il seguente articolo non è il solito copia-e-incolla rimbalzato da uno dei tanti siti in circolazione che millantano “magiche procedure” per rivitalizzare le batteria, magari scritto da un qualunque smanettone quindicenne tra una partita a PlayStation e l’altra, bensì è stato realizzato con un’accurata documentazione sull’argomento. In particolare, oltre alle mie pregresse conoscenze di fisica e chimica, ho usato come fonte principale il sito batteryuniversity.com, che è una fonte autorevole riguardo tutto ciò che concerne le batterie: il suo autore, Isidor Buchmann, è il fondatore della Cadex Electronics Inc., un’azienda che si occupa di analisi e test su batterie e caricabatterie dagli anni ’80. Ho inoltre personalmente interpellato il personale della Cadex per porre specifiche domande a cui ho ricevuto risposte esaustive, confermando ciò su cui mi ero preventivamente documentato.
     Ringrazio quindi anticipatamente batteryuniversity.com per l’accuratezza delle sue informazioni e in particolare John Bradshaw, della Cadex, che mi ha gentilmente dato conferma di tutti i dati necessari per questo articolo e per tutti gli altri riguardanti le batterie al litio.

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     Vi sarà sicuramente capitato, o sicuramente vi capiterà, di vedere la batteria al litio del vostro smartphone o del vostro tablet scaricarsi in modo eccessivamente rapido, effettuando passaggi troppo bruschi, quasi immediati, da certi valori ad altri (ad esempio dal 30% al 15% in soli cinque minuti), oppure una ricarica eccessivamente rapida. Insomma, un generale andamento anomalo della percentuale della batteria, magari saltando dei punti percentuali senza attraversarli gradualmente. Ad esempio ci ritroviamo con una percentuale indicata dell’80%, ma vediamo lo smartphone raggiungere rapidamente il 40%, con un consumo che ci apparirà anomalo. Oppure eccoci arrivare al 30% e vedere lo smartphone spegnersi all’improvviso senza passare per tutti i punti percentuali intermedi.
     Spesso ciò accade anche quando la batteria non è eccessivamente vecchia. Ma se non siamo di fronte al normale segno di usura di questo strumento, come mai si manifesta questo strano comportamento?

     La risposta è semplice: quasi certamente la lettura della batteria è scalibrata e occorre ricalibrarla. “Calibrare” uno strumento è sinonimo di tararlo, ovvero è il processo con cui si “insegna” allo strumento a leggere in modo preciso le misure che esso effettua.
     Gli smartphone (ma anche i tablet e molti altri dispositivi del nostro tempo) hanno un loro modo di “leggere” la carica di una batteria, misurando certi parametri. Tuttavia per fare ciò hanno bisogno di conoscere il valore massimo e quello minimo, per avere dei valori di riferimento con cui orientarsi: in questo modo riescono a essere calibrati nel modo corretto.

Perché le batterie diventano scalibrate?
     Nel corso dell’uso, a causa dei continui cicli di carica e scarica, la lettura della batteria diventa sempre più imprecisa, perché il meccanismo della sua lettura perde i suoi punti di riferimento: il risultato è che sul display appaiono valori non fedeli alla realtà e sembra che la batteria abbia consumi anomali. In realtà la batteria non è rotta, anche se agli utenti meno esperti può apparire così.
     In questo grafico potete vedere un paragone tra il valore vero di una batteria e quello letto dal dispositivo. Vedete cioè come cambia l’accuratezza del dispositivo nel leggere la batteria. La linea rossa rappresenta il valore “reale” della batteria in un certo momento (non la sua carica, attenzione), mentre la linea blu è il valore digitale, cioè quello che appare a noi sul display: come si vede, nel corso del tempo questa accuratezza diminuisce, ovvero sul display appare un valore sempre più lontano da quello vero, ma la calibrazione eseguita correttamente riporta la lettura digitale a valori molto vicini a quelli reali.

Progressiva diminuzione dell’accuratezza di lettura di una batteria nel tempo. Periodiche calibrazioni ripristinano l’affidabilità della lettura.
Fonte: batteryuniversity.com

Come si esegue la calibrazione per una batteria al litio?
     Vediamo come si esegue una calibrazione in modo corretto e come si ripristina il sistema di monitoraggio della percentuale della batteria.
     La procedura (descritta da batteryuniversity.com a questa pagina) è riferita alle batterie al litio presenti negli smartphone o nei tablet attuali che vengano usate in modo continuo per lo più con cicli parziali di carica e scarica (un ciclo parziale è un ciclo di carica e scarica non completo, ovvero effettuato tra due valori qualsiasi compresi tra il 100% e il 15%).
     Essenzialmente la calibrazione consiste in una ricarica completa, seguita da una successiva scarica e infine una seconda ricarica completa. Ma ecco passo per passo la procedura. In ognuno di questi passi si fornisce una “bandierina di riferimento” al dispositivo, che così ha modo di orientarsi per una lettura più affidabile.

  1. Spegnere il dispositivo (non è essenziale, ma velocizza la procedura e impedisce alla batteria di essere consumata durante la ricarica). Se lo si tiene acceso, evitare un uso continuo e/o pesante del dispositivo.
  2. Collegare il caricabatterie al dispositivo e aspettare che venga raggiunta la piena carica (100%).
  3. Prolungare la carica ancora qualche minuto o una mezz’ora oltre il 100% (non sappiamo se è davvero al 100%, essendo la lettura imprecisa). Attenzione! Non fa male alla batteria restare in carica quando raggiunge il 100%, contrariamente a quanto pensano in molti, abituati con le vecchie batterie al nichel. Per essere proprio certi che la batteria sia davvero carica ecco un trucco: il caricabatterie normalmente diventa tiepido, o moderatamente caldo, quando carica la batteria, tuttavia per i dispositivi attuali esso smette di erogare energia alla batteria quando essa è completamente carica, anche se è ancora inserito. Potete quindi verificare se la ricarica sia completa dalla temperatura del caricabatterie: se si mantiene sempre caldo o tiepido allo stesso modo significa che sta continuando a fornire corrente alla batteria. Quando il caricabatterie si raffredda, invece, significa che non fornisce più carica, cioè che la batteria è piena e allora si può scollegarlo. È solo un trucco empirico, dipende anche da quanto sono calde le vostre mani, ma in genere è un buon modo per orientarsi.
  4. Far scaricare la batteria fino a quando compare l’avviso che invita a ricaricare (al 15%, quindi, o poco meno: diciamo il 10% al massimo). Attenzione! Molti consigliano di continuare a far scaricare la batteria fino a che il dispositivo non si spegne da solo, convinti che così facendo si possa essere assolutamente certi di aver totalmente scaricato la batteria: in realtà la batteria non si scarica mai davvero del tutto perché è concepita per conservare sempre una certa percentuale di carica al fine di evitare danni alle celle. Scaricare completamente le batterie al litio, infatti, danneggia le celle in cui avvengono le reazioni chimiche a base di litio a causa di un drastico abbassamento di voltaggio (e il voltaggio è proprio ciò che permette alla batteria di funzionare). Si tratta quindi di una procedura inutile e pericolosa al tempo stesso, per cui non scaricate al massimo le batterie.
  5. Ricaricare completamente la batteria fino al 100%.

     In questo modo la batteria risulta calibrata correttamente. Con le ricariche e scariche così effettuate abbiamo impostato quei valori (le bandierine di riferimento) con cui il dispositivo orienta la sua lettura.
     Se i problemi continuano a verificarsi, è probabile che la batteria sia difettosa o si sia usurata a causa del tempo, di stress termici o cattive abitudini di caricamento. In tal caso potrebbe essere appropriato farla sostituire.

Schema del funzionamento di una calibrazione per una batteria al litio: una ricarica completa, seguita da una scarica profonda (ma non totale) e da una seconda ricarica completa ricalibrano la lettura dei valori della batteria.
Fonte: batteryuniversity.com

Quando si effettua la calibrazione?
     La calibrazione è una normale procedura di manutenzione, quindi non dobbiamo aspettare che la batteria vada “in palla” per effettuarla. Per una batteria usata nelle condizioni descritte nella premessa, il processo va ripetuto ogni 40 cicli parziali. In condizioni diverse è bene effettuarla comunque ogni 3 mesi.
     La calibrazione andrebbe anche effettuata subito dopo un aggiornamento della versione del sistema operativo, dopo aver installato una ROM nuova o dopo aver ripristinato ai dati di fabbrica lo smartphone (la cosiddetta “formattazione”).

     Prima di sospettare del malfunzionamento della batteria del dispositivo, quindi, e prima di pensare di cambiare lo smartphone, vale la pena tentare la calibrazione per assicurarsi che il difetto riguardasse solo questo normale calo di affidabilità di lettura.

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