Smartfony na mrozie

Chociaż tegoroczna zima przyszła z opóźnieniem, nie poskąpiła niskich temperatur. Zbyt długie wystawienie na ujemną temperaturę wpływa niekorzystnie nie tylko na organizm człowieka, ale i na wszelkiego rodzaju urządzenia elektroniczne. Sprawdziliśmy, jak z kilkunastostopniowym mrozem radzą sobie smartfony.

Zima

Niektórzy producenci telefonów nie zalecają używania urządzeń w niskich temperaturach, inni gwarantują sprawne funkcjonowanie nawet poniżej 20 stopni Celsjusza. Apple zastrzega, że iPhone'y powinny być używane tylko w temperaturze od 0 do 35 stopni Celsjusza - innymi słowy, jeśli wyjdziecie z nimi na zewnątrz któregoś mroźnego zimowego dnia, zrobicie to na własne ryzyko. Ewentualna awaria telefonu nie będzie objęta gwarancją.

HTC i Nokia w instrukcjach obsługi urządzeń dostępnych na stronach internetowych nie podają wytycznych dotyczących temperatur. Samsung gwarantuje natomiast, że jego telefony będą funkcjonowały w temperaturze od -20 do 50 stopni Celsjusza.

Sprawdziliśmy, jak informacje podawane przez producentów mają się do rzeczywistości. W tym celu wybraliśmy 18 różnych modeli telefonów zabraliśmy je do specjalnego "pomieszczenia pogodowego", czyli laboratorium, w którym temperatura może być ustawiana z dokładnością do ułamka stopnia. Test rozpoczął się od zbadania funkcjonowania urządzeń w temperaturze 0 stopni, obniżanej następnie w krokach co 5 stopni - do momentu, aż najbardziej wytrzymałe telefony przestały działać.

Pierwsze ofiary

W zerowej temperaturze wszystko działało jak trzeba, ale przy -5 stopniach iPhone 4S i Nokia N9 zaczęły szwankować. iPhone zgłosił błąd karty SIM, a Nokia N9 twierdziła, że jej bateria jest prawie rozładowana. Obniżenie temperatury do -10 stopni Celsjusza było dla iPhone'a nie do wytrzymania. Urządzenie firmy Apple poinformowało o wyładowaniu baterii i wyłączyło się. Wszystkie telefony z wyświetlaczami LCD zaczęły doświadczać trudności, gdy temperatura spadła poniżej -10 stopni Celsjusza. Wyświetlacze AMOLED okazały się odporniejsze na zimno. Temperatura wpłynęła nie tylko na wyświetlacze, ale również na łączność.

Tańsze są lepsze?

Większość smartfonów nie mogła znieść temperatury niższej niż 15-20 stopni poniżej zera. Nawet jeśli się nie wyłączały, to i tak nie dało się z nich korzystać. Telefony wielofunkcyjne (ang. feature phones) sprawowały się lepiej od smartfonów. Oprócz powolnego wyświetlania, nie okazywały innych symptomów, dopóki temperatura nie spadła do -25 stopni Celsjusza. W tym momencie większość smartfonów była kompletnie bezużyteczna.

Smartfony Samsunga wytrwały dłużej niż urządzenia z ekranami dotykowymi Nokii. Tylko jeden testowany model, Samsung Galaxy SII, pracował sprawnie przy -30 stopniach Celsjusza. Chociaż wydaje się, że koreańscy inżynierowie nieczęsto spotykają się z takimi temperaturami jak Finowie, udało im się zaprojektować urządzenie lepiej sprawujące się w takich warunkach. Galaxy S II nie wyłączył się dopóty, dopóki temperatura nie spadła do -35 stopni Celsjusza. Do tego momentu nie było widać, by choć trochę zwolnił.

Ostateczna granica

Temperatura -35 stopni Celsjusza okazała się dla smartfonów granicą nie do przebycia. Nawet najbardziej wytrzymały Samsung Galaxy S II wyłączył się, gdy próbowano go używać w tej temperaturze. Żaden z testowanych smartfonów z ekranem dotykowym nie wytrzymał tak ekstremalnych warunków. Jednak, co może być zaskakujące, niektóre telefony wielofunkcyjne pracowały, choć ich wyświetlacze LCD okazywały poważne spowolnienie. Było tak do momentu, gdy temperatura spadła do -40 stopni Celsjusza. Tego nie przetrwał już żaden telefon. Wyłączyły się nawet najbardziej wytrzymałe.

Spośród 18 testowanych urządzeń tylko dwa telefony wielofunkcyjne dały radę przetrwać do -40 stopni Celsjusza: Nokia C1-01 i Nokia E65. Może nie są to modele wyposażone w wysokiej klasy ekrany dotykowe, ale działają na mrozie. Nie powinno to dziwić, bo najniższe temperatury w Finlandii prawie każdej zimy sięgają -40 stopni Celsjusza.

Graficzna prezentacja wyników badań

Graficzna prezentacja wyników badań

Winna bateria

W niskiej temperaturze telefon "myśli", że bateria jest rozładowana, nawet jeśli faktycznie jest pełna. W takich wypadkach wyłącza się. Wewnątrz baterii zachodzi reakcja chemiczna, której produktem są elektrony, a ich przepływ tworzy prąd elektryczny wykorzystywany przez telefon komórkowy jak źródło energii. Tempo tej reakcji zależy od temperatury: im jest niższa, tym wolniej przebiega i mniej prądu może dostarczyć bateria.

Również napięcie baterii nie jest stałe. Nominalne w modelu litowo-jonowym wynosi zazwyczaj 3,7 V, ale w rzeczywistości zmienia się od 2,7 V (gdy bateria jest pusta) do 4,2 V (gdy jest w pełni naładowana). W niskiej temperaturze wewnętrzny opór baterii rośnie, co powoduje spadek napięcia wyjściowego. Gdy spada poniżej progowego, telefon komórkowy uznaje, że bateria jest pusta (nawet przy jej pełnym naładowaniu) i wyłącza się.

Jak zimno wpływa na ekran

Ekran ciekłokrystaliczny składa się z warstw. Faktycznie ciekły kryształ znajduje się między filtrami polaryzacyjnymi i elektrodami. Warstwa TFT (cienkowarstwowy tranzystor) jest umieszczana za ekranem w celu kontroli pikseli ekranu. Gdy temperatura spada, lepkość materiału ciekłokrystalicznego rośnie w postępie geometrycznym. W zależności od użytego materiału, staje się 2-3 razy większa, gdy temperatura spada o 10 stopni Celsjusza. Oznacza to, że piksele zmieniają swój kolor wolniej, gdy jest zimno.

Kiedy jest dość zimno, działają tak wolno, że nie mogą w pełni zmienić koloru przed pojawieniem się na ekranie kolejnej klatki. W takim momencie wyświetlacz zdaje się pracować wolno, a obraz staje się rozmazany. W wyświetlaczach AMOLED kolory tworzone są za pomocą warstwy pokrytej organicznymi diodami świecącymi. Brak ciekłych kryształów powoduje, że wyświetlacze tego typu lepiej działają w niskiej temperaturze.

_____

Aut. Ossi Jääskeläinen, Sofia Williams

Tłum. i oprac. Radosław Szpunar


Zobacz również