какая мощность у смартфона в ваттах
Влияние на здоровье человека излучения сотового телефона
Учёными, исследующими свойства излучения мобильных телефонов, было выяснено, что перед сном мобильные аппараты лучше не использовать, поскольку радиоизлучение аппаратов вызывает продолжительную бессонницу и, в целом, нарушение сна, значительно сокращая его время. Как результат у людей часто возникают сильные головные боли и нестабильное состояние сознания, а также нередко возникновение меланхолии.
Данные исследования были стимулированы производителями мобильных телефонов, с тем, чтобы выявить все негативные эффекты их продукции и в дальнейшем устранить их. Результаты исследований показали, что общение по мобильному телефону перед сном создаёт эффект значительного удлинения перехода из состояния погружения в сон к непосредственно глубокому сну, что не даёт качественного отдыха человеческому организму.
Поскольку основной проблемой является ночное общение по мобильным телефонам среди молодёжи, то и нарушения сна чаще всего возникают среди подростков. Данный вывод был сделан на основании многочисленных опросов, и такая информация не может не пробудить тревогу за молодое поколение. Ведь зачастую успеваемость в учёбе зависит от качества сна, и если молодой организм накапливает усталость, это приводит к возникновению депрессий, рассеянности внимания, частым перепадам настроения и угнетённости сознания. При подобных проявлениях недостатка сна о хорошей успеваемости не может быть и речи, а, следовательно, качество образованности молодых людей может оказаться не на должном уровне.
Было так же выяснено, что подобными свойствами обладает только радиосигнал с частотой 884 MHz, создавая, некоторого рода, стресс для человеческого мозга, в результате чего не позволяет организму достичь полного расслабления. Состав исследовательской группы был довольно многонациональным, присутствовали учёные из Каролинского института и университета Упсалы, расположенных в Швеции, а также, были представители из Wayne State University, который находится в США, штате Мичиган.
Весь состав научной коллегии обладает достаточным авторитетом в научных кругах, чтобы не назвать результаты исследований голословными – обследования проводились на 36 мужчинах и 35 женщинах в возрастном диапазоне между 18 и 45 годами. Причём половина группы объектов исследований были действительно подвержены излучению, аналогичному тому, что издаёт мобильный аппарат, для других же только создавалась видимость подобного воздействия, следовательно, никто не знал, облучили его или нет.
Какая мощность излучения у сотового телефона?
Медики обнаружили, что загородные жители, часто говорящие по мобильному телефону, в несколько раз чаще подвержены опухоли головного мозга, чем городские жители. Если абонент находится далеко от базовой станции, то мощность его телефона максимальна. Если сотовый телефон принимает хороший и уверенный сигнал, то он работает на минимальной мощности.
Максимальная мощность излучения телефона: 0.2Вт для LTE(4G), 0.25Вт для UMTS(3G), 1Вт для GSM 1800МГц и 2Вт для GSM 900МГц, а при наличии репитера мощность излучения телефона снижается до 10-20 милливатт, что в 100 раз меньше!
Какое излучение от антенны вышки сотовой связи считается безопасным?
В России строительство базовых станций происходит по стандарту, который описан в СаНПиН 2.1.8/2.2.4. Предельно допустимая плотность потока энергии для частот на 900, 1800, 2100, 2600 МГц равна 10 мкВт/см2, или же 0,1 Вт/м2.
Зависимость плотности потока энергии от расстояния для типовой БС.
Mощность излучения сотового репитера
Излучаемую репитером мощность можно сравнить с базой обычного квартирного радиотелефона – около 100 мВт, притом эта мощность делится на несколько антенн и антенны располагаются на достаточном от абонентов расстоянии. В свободном пространстве плотность электромагнитного потока от телефона убывает обратно пропорционально квадрату расстояния, и излучаемая мощность антенны репитера ничтожно мала. Если сравнить с примером выше, то уже на расстоянии 1 метра от репитера уровень сигнала будет в несколько раз ниже по СаНПиН.
Профессиональная установка усилителя сотовой связи и сервисных антенн позволяет создать в помещении равномерно распределенный сигнал от базовой станции той мощности, при которой вредное воздействие СВЧ-излучения от мобильного телефона будет минимальным, а сигнал будет достаточным. Таким образом, репитер снижает негативное воздействие телефона на здоровье человека, а также увеличивает время работы телефона от аккумулятора.
В чем измеряется современный смартфон?
Как часто вы смотрели описание того или иного телефона и видели характеристики, которые измеряются в совершенно непонятных единицах? К примеру, яркость экрана 500 нит — это много или мало? Что вообще такое «нит»? А процессор, выполненный по 7-нанометровому техпроцессу — это как понимать?
В этой статье я попытаюсь простым языком объяснить все основные единицы измерений, которые встречаются при описании технических характеристик смартфонов.
Можете смело добавлять статью в закладки и возвращаться к ней всякий раз, когда где-то увидите или услышите характеристику, измеряемую в непонятных единицах. Для удобства все единицы измерения отсортированы в алфавитном порядке.
Что такое Биты (bit/бит)
В битах на смартфонах измеряется глубина цвета экрана. В основном все экраны имеют 8-битную глубину (iPhone 11 Pro, Galaxy S20, Xiaomi Mi 10), но с 2020 года стали появляться первые 10-битные дисплеи (OnePlus 8 Pro, OPPO Find X2, Sony Xperia 1 II).
Бит — это единица информации, один или ноль. Если бы цвет каждой точки на экране описывался всего одним битом, мы бы имели примитивный дисплей, у которого пиксель может быть либо белым (1), либо черным (0). Если для описания цвета можно использовать уже 2 бита, тогда мы получим 4 цвета (для удобства разделим биты точкой): 0.0 — черный, 0.1 — темно-серый, 1.0 — светло-серый и 1.1 — белый.
Но в реальности все цвета на дисплее состоят из 3 основных: красного, зеленого и синего. И оттенок каждого цвета задается 8 битами. Например, самый темный красный (практически черный) — это 8 нулей (00000000), чуточку светлее — это уже 7 нулей и единичка в конце (00000001) и так далее. Всего у нас получится описать 256 оттенков каждого цвета. А так как их три, то мы можем смешивать их в разных пропорциях и наш дисплей будет способен отображать 256*256*256 = 16 млн различных цветов.
Для описания оттенков каждого цвета на 10-битном дисплее, мы используем 10 бит. Соответственно, для каждого цвета получается не 256, а 1024 оттенков. И если смешать их, то получим уже 1024*1024*1024 = 1 млрд различных цветов.
Но есть один нюанс. Битность (глубина цвета) влияет не столько на количество цветов, сколько на количество оттенков. Лучше всего это можно проиллюстрировать следующей картинкой:
Как видите, на двух полосках одинаковое количество цветов, но на условном 10-битном дисплее переходы получаются более плавными, так как у нас есть больше чисел для описания каждого цвета и мы можем делать градацию очень мелкой.
Что такое Ватты (Вт/W)
В ваттах измеряется мощность зарядного устройства, идущего в комплекте со смартфоном или поддерживаемого смартфоном. Например, с iPhone 11 идет зарядка на 5 Ватт, в то время, как сам телефон поддерживает зарядные устройства мощностью 18 Ватт.
Чем выше мощность — тем быстрее будет заряжаться телефон.
Посчитать мощность своего зарядного устройства очень просто. На каждом блоке питания указывается количество вольт и ампер, которые он способен выдать:
Для получения мощности в ваттах нужно просто умножить вольты на амперы. Например, если зарядное устройство выдает 5V и 2A, его мощность составляет 5*2=10 Ватт.
Также в ваттах указывается мощность беспроводной и реверсивной зарядки.
Что такое Ватты на килограмм (W/kg или Вт/кг)
В ваттах на килограмм измеряется мощность электромагнитного излучения (ЭМИ), поглощаемого тканями организма (SAR). Как известно, внутри любого смартфона есть радиоантенны, а значит, он излучает энергию. И когда телефон находится возле человека, эта энергия поглощается его телом.
Чем выше значение SAR (измеряемое в ваттах на килограмм), тем мощнее излучение телефона. Подробно обо всем этом мы писали в отдельной статье.
Что такое IP-рейтинг (IP67/IP68)
Если видите буквы IP и две цифры после них — это измерение степени защиты смартфона от воды и пыли. Вкратце, первая цифра после IP означает степень защиты от проникновения пыли (и других объектов), а вторая — от проникновения воды. Если вместо какой-то из цифр стоит буква X, значит, устройство не защищено от этого вообще.
Например, IPX4 означает, что смартфон не имеет никакой защиты от пыли и защищен от брызг. И наоборот, IP4X означает, что в устройство не попадут никакие сторонние объекты, крупнее 1 мм, но от воды никакой защиты нет.
В основном, смартфоны имеют защиту от IP53 (дождь) до IP68 (максимально возможная защита согласно этому стандарту). Но здесь важно понимать две вещи:
Более подробно о влагозащите смартфонов можно почитать в этой статье.
Что такое Герцы (Гц, МГц, ГГц)
В герцах измеряется частота чего угодно. Например, можно сказать, что сердце сокращается с частотой 1 Гц или раз в секунду (при пульсе 60 ударов в минуту). Один герц — это один раз в секунду. Соответственно:
Применительно к смартфонам, в герцах измеряются следующие параметры:
Что такое Децибелы (дБ/дБм/dB/dBm)
В децибелах измеряется… да, в общем-то, всё можно измерять в децибелах! На самом деле, децибелы просто показывают во сколько раз какое-то значение больше или меньше определенной опорной величины.
Но считать в белах не очень удобно, поэтому считают в децибелах (десятая часть бела). То есть, 1 бел — это 10 децибел. Соответственно:
Обычно после букв дБ или dB указывают еще одну букву, которая и означает опорную величину. Например, если пишется дБм (dBm), это значит во сколько раз определенная мощность выше или слабее одного милливатта. То есть, буква m означает 1 милливатт.
Если никаких букв после дБ (dB) не указано, значит, речь идет о громкости звука. В этом случае, опорная величина (0 децибел) — это минимально различимый звук, то есть, звук, который находится на пороге слышимости.
В спецификациях смартфонов или в рекламе производитель может указывать какие-то значения. Например, громкость основного динамика составляет 88 децибел. Это значит, что на максимальной громкости он будет звучать примерно в 630 миллионов раз громче, чем минимально различимый ухом звук.
Что такое Дюймы (двойные кавычки)
В дюймах измеряется диагональ экрана и размер матрицы камеры. Один дюйм — это 2.54 сантиметра. Если размер экрана — вещь сугубо субъективная (кому-то нравятся маленькие экраны, кому-то — большие), то в случае с матрицами всегда лучше более крупная.
Но здесь есть один важный нюанс. Размер матрицы указывается в виде дроби, например, 1/1.7″ или 1/2.3″. Соответственно, чем меньше второе число (после единицы), тем крупнее матрица. То есть, сенсор 1/1.7″ крупнее сенсора 1/2.3″. И здесь используются не классические дюймы, а видиконовские.
Что такое FPS
В fps измеряется скорость видеосъемки на смартфоне, то есть, количество записываемых кадров в секунду. Бюджетные смартфоны записывают видео с частотой 30 fps (кадров в секунду), более дорогие модели поддерживают 60 fps. На флагманах скорость записи может доходить до 960 fps, правда, длительность такого ролика зачастую очень короткая (иногда
Внизу страницы есть комментарии.
Напишите свое мнение там, чтобы его увидели все читатели!
Если Вы хотите только поставить оценку, укажите, что именно не так?
Сумбурная заметка о телефонах и активном отдыхе.
Для многих туристов, охотников и других любителей активного отдыха важно иметь стабильную связь не только в авто, но и на стоянке/охотничьем домике/в туристическом лагере и.т.д. В районах со слабым покрытием сети, там где обычные современные телефоны будут беспомощны, автомобильный телефон с 8 ватт передатчиком будет единственным выходом (спутниковые трубки, как правило, сильно дороже). При этом желательно иметь возможность использовать телефон не только в авто, но и как переносной.
Для начала небольшой ликбез по стандарту GSM, мощности телефонов и дальности связи.
В России официально используются 2 стандарта GSM для обеспечения голосовой связи — GSM900 и GSM1800. Почему 2? Исторически все сети в РФ строились на GSM900, что позволяло с минимальными затратами обеспечить широкое покрытие сети. Рост количества абонентов заставил операторов пересмотреть свою стратегию и начать активно внедрять GSM1800, который имеет меньшую дальность, но более высокую пропускную способность, что важно для крупных городов. (Чем выше частота излучения, тем хуже проникающая способность радиоволн и тем меньше способность отражаться и огибать преграды.) При этом любой современный телефон имеет в приоритете gsm1800 сеть, но при слабом сигнале автоматически переключается на gsm900. Скорее всего от этого идут корни популярной в свое время байки про то, что в Европе телефон дольше работает чем в России. Там широкое распространение gsm1800 началось раньше чем у нас в стране и телефоны работали с меньшей мощностью.
На данный момент GSM900 вышки устанавливаются только в местах с низкой плотностью трафика в сети (малонаселенная местность, трассы и.т.п.) при этом старые вышки никто не отключал, поэтому например в Москве можно спокойно использовать gsm900 телефон без потери связи.
Максимальная излучаемая мощность мобильных телефонов стандарта GSM-1800 — 1 Вт, для сравнения у GSM-900 — 8 Вт (на заре становления gsm была даже одна 10 ватт модель), что обеспечивает большую дальнобойность.
Стандартная дальность связи в GSM составляет до 35 км. При использовании режима extended cell возрастает до 75 км. Практически это достижимо только в море, пустыне и горах. В итоге, несмотря на громоздкость и низкую автономность на данный момент конкуренцию автотелефону с 8 ватт передатчиком может составить только спутниковая связь, которая будет стоить на несколько порядков дороже.
Несколько вариантов установки позволяющих совместить автомобильное и портативное использование:
1. Классический. Для этого потребуется собственно сам автотелефон с полным комплектом проводки, а также рама с аккумулятором и питанием для переносной версии.
Такой вариант имеет ряд минусов. Так каждый раз придется снимать и устанавливать трубку и головной блок для трансформации в носимый вариант, при этом велика вероятность того, что может пострадать разъем на проводке или блоке. Из плюсов стоит отметить полную функциональность, включая громкую связь и аккуратный внешний вид салона.
2. Телефон постоянно находится в переносной версии и в авто подключается к прикуривателю. В таком случае не нужна проводка, но практически исчезает возможность пользоваться телефоном в авто. Часто этот вариант кажется предпочтительным из-за простоты монтажа и минимального количества нужных аксессуаров, но с точки зрения автомобильного использования он имеет массу недостатков. Например, возникает проблема размещения и крепления этой громоздкой конструкции в передней части салона.
3. Есть компромиссный вариант позволяющий совместить удобство автомобильного использования с простотой монтажа/демонтажа. Для него нам потребуется автотелефон в носимом исполнении (с рамой и аккумулятором), питание от прикуривателя или бортовой сети, удлинитель трубки и ее держатель.
Схема установки будет выглядеть следующим образом:
• Трубка на держателе крепится в передней части салона и соединяется с блоком удлинителем.
• Cам блок на раме крепится в легкодоступном месте в багажнике или под сидением (есть риск залива водой).
Для снятия/установки потребуется лишь отключение трубки и питания. При таком подключении также нет нужды в полном комплекте проводки. Из минусов стоит отметить отсутствие полноценной громкой связи (динамик и микрофон подключаются только через проводку) и необходимость подвода питания к месту установки блока.
Для использования в автомобиле и в переносном виде подходят следующие модели.
Alcatel 9109 (8 ватт)
Siemens P1 (5 ватт)
Motorola international 1000/2000/2200/2500/2700 и их клоны (8 ватт)
Orbitel 863 (901)
Aeg cd900 (10 ватт)
Aeg cd901/902/930 (8 ватт)
Примечание: Все автотелефоны Nokia не имели переносных версий. Чисто технически можно самостоятельно сделать подобие рамы с аккумулятором, но в условиях все еще широкого выбора других моделей это нецелесообразно.
Для максимального улучшения приема в переносном варианте можно использовать вынос антенны через удлинитель антенного кабеля.
Также есть вариант покупки относительно компактного носимого телефона с мощностью 8 ватт. Единственными такими телефонами были Motorola International 3200/3300 и их клоны.
Минусом такого решения будет высокий уровень излучения. Это не шутки, после продолжительного разговора вполне может появиться головная боль. Во Франции и Бельгии эти телефоны даже было запрещено продавать, поэтому на их рынки шли обрезанные версии в 2 ватт передатчиком, при этом автомобильные 8 ватт телефоны там были разрешены. Основной причиной было то, что в автотелефонах использовался принцип разделения блоков и передатчик находился на достаточном расстоянии от головы пользователя. Тем не менее для непостоянного использования эти модели вполне пригодны и в качестве носимого варианта не имеют альтернатив в силу своей компактности и малого веса относительно классических автотелефонов.
Измеряем потребление батарейки на мобильных устройствах. Эксперимент в Яндексе
В наши дни можно утверждать, что телефон перестал быть устройством только для звонков. Он позволяет нам оплачивать покупки, находить правильную дорогу, вызывать такси. Ситуация, в которой у вас садится батарейка, становится одной из самых стрессовых. Остаться ночью на незнакомой улице без телефона довольно неприятно. При этом расход батарейки растет во многом как следствие расширения возможностей.
Производители как железа, так и софта, стараются решить эту проблему. Для Яндекса она тоже актуальна, потому что наши сервисы — это то, что должно быть под рукой у человека в любой момент. Мы по-разному над этим работаем и в рамках эксперимента создали устройство для измерения тока, который потребляется телефоном с батарейки. Теперь мы умеем мерить мгновенные значения тока с батарейки телефона (Nexus, iPhone и др.) в миллиамперах 500 раз в секунду, сохранять эту метрику на диск и считать по ней среднее потребление.
Под катом я расскажу, как у нас это получилось. Будет много фото железок, но заранее прошу прощения за качество — снимки сделаны в боевых условиях.
С самого начала у нас была какая-то тактика
Несколько месяцев назад, когда мы начинали прикручивать нагрузочное тестирование телефонов к Яндекс.Танку (это наш opensource инструмент для тестирования производительности), мы столкнулись с тем, что одну из самых важных метрик — потребление тока с батарейки — мы не можем замерить достоверно, а на некоторых телефонах не можем замерить вообще. Например, вот как выглядит график потребления тока на iPhone, полученный стандартными средствами от Apple:
Все три запуска теста значение потребления вообще не изменялось и было равно 1/20. Удивляет использованная единица измерения — 1/20 означает, что если телефон дальше будет работать с тем же энергопотреблением, то сядет он за 20 часов. То есть, метрика получается очень неточная и не очень интерпретируемая. Кроме того, цифры в сыром виде получить нельзя, только разве что скриншот сделать и приложить его к тикету.
С Android девайсами ситуация выглядит лучше, но все равно далека от идеала. Ток замерять можно, читая из /proc/… циферку, но лучше не делать это слишком часто — опросом значения можно просадить производительность телефона и испортить тесты. На разных девайсах циферка находится в разных местах файловой системы. На части Android телефонов вообще отсутствует железка, измеряющая ток, поэтому на них не получится программными средствами снимать потребление. На Nexus, которые мы взяли как reference, значение в /proc меняется раз в 20 секунд.
Существует еще проект BattOr, по описанию это примерно то, что мы хотим. Сам я не пробовал связаться с авторами, но коллеги говорят, что команду купил Google и с тех пор от них ничего не слышно и на почту они не отвечают. Совпадение? =)
Для начала, в качестве proof-of-concept, мы собрали схему с шунтом, аналогичную представленной в этой статье. Ток мы измеряли в разрыве провода USB. Поскольку значение силы тока ожидалось небольшое, до 500 мА, пришлось усиливать напряжение с помощью инструментального усилителя, а не снимать его напрямую с шунта ардуинкой.
После еще некоторых танцев с бубном нам удалось получить на экране ноутбука график потребления телефоном тока с USB. Тут мы поняли, что таких измерений нам не хватает — мы мерим не ток с батарейки, а ток с USB, телефон запасает энергию в батарейке, и мы не можем сопоставить график потребления тока с тем, что происходит на телефоне. Решили, что нужно вытаскивать батарейку из телефона и использовать вместо нее внешнее питание, а USB во время тестов вообще не втыкать.
Электроника работает на белом дыме
Как известно, все, чему нас учили на уроках физики и электротехники, — ложь, никаких электронов не существует, а устройства работают на белом дыме. И если этот белый дым выходит, то устройство работать перестает. В очередном эксперименте белый дым вышел из Arduino и мы ее потеряли. Оказалось, что между “0” на входе нашего блока питания и “-“ на его выходе — 88 вольт переменного напряжения. После еще нескольких экспериментов с разными БП мы поняли, что не все они одинаково хороши, но есть такие, которые нам подходят. И мы стали использовать эти подходящие. Также мы решили больше не использовать схему с шунтом и инструментальным усилителем и вместо этого взять готовый модуль измерения тока к Arduino на базе MAX471, которая по сути то же самое, только в виде микросхемы. Еще мы рассматривали вариант на базе датчика Холла (ACS712), но, изучив документацию на этот чип, увидели, что он сильно шумит и решили даже не пробовать.
Для того, чтобы питать современный телефон не от встроенной батареи, а от внешнего источника, мало его разобрать и вытащить батарею — уж слишком умны современные батареи. Поэтому мы вытаскиваем из батареи контроллер и подключаемся уже к нему.
Чтобы вернуть модифицированный таким образом iPhone (или другое устройство) в собранное состояние, мы сверлим корпус и выводим два проводка.
Вот такая коробочка у нас получилась в результате. Правда, в метро ее лучше не возить, телефон, провода, вот это все… могут не понять =)
Что нам это дает
Мы уже начали внедрять тестирование наших приложений на энергопотребление, так что ждите улучшений в этой области. Процитирую коллег, которые пользуются нашей коробочкой.
Для получения релевантного результата теста при прямых замерах батарейки этим устройством достаточно пяти минут. Если же замерять «как раньше», то есть смотреть на скорость уменьшения % заряда батареи — то требуется 6-8 часов, плюс не забывайте про человеческий фактор. То есть, время теста сократили с 8 часов до 5 минут: почти в 100 раз.
Текущий разброс результатов замера ± 15%. Это не идеал и надо погрешность уменьшать. Однако, теперь доверие к результату повысилось за счёт исключения человеческого фактора и существенно меньшего времени на 1 замер. Достаточно выполнить за полдня много-много замеров и отсечь результаты, пострадавшие от внезапных всплесков непонятной активности на телефоне.
Стало возможным кросс-платформенное, и кросс-девайсное сравнение значений. Единица измерения — mA, а не «скорость уменьшения процентов заряда», которая зависит от платформы, объёма батареи, «свежести» батареи, не говоря уже про запущенные процессы… Сравнить только mA при одном и том же запущенном Я.Сервисе на Andoird и на iOS — нельзя. Надо добавить поправочный коэффициент — сколько жрёт каждая платформа, без Я.Сервиса. Но, это опять-таки вопрос на пол дня замеров (и это с кофе-поболтать).
Пара слов про софт
Чтобы собирать данные от Arduino (а она просто 500 раз в секунду шлет их по USB), мы написали простенькую читалку. На Python возникли проблемы с повторным открытием устройства на чтение — во второй раз данные уже не читались. Мы не стали разбираться и просто переписали то же самое на Golang — после этого все заработало.
Если вам интересны исходники читалки, прошивка и код для обработки данных — могу поделиться, пишите в личку.