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Androidスマホの電池を長持ちさせる

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はじめに

最初の1年半は地図アプリの実機デバッグによりスマホを酷使した。

その後、この2か月近く(2023年6、7月)電池使用量の節減に努めた。 Androidのバージョンやスマホの機種に依存するため、的確な情報は得にくく試行錯誤的になるが、 かなりの節減が行えた。

accuBattery導入2か月では、まだ予測はできないが、今の使い方では、 多分、バッテリ寿命は後2,3年あるだろう。

半年~1年すれば、accuBatteryの推定バッテリ容量の減り方から寿命を予測できるであろう。 今しばらくは、電池使用量の節減に努めたい。

地図アプリを動かし続けていることから、 ライトユースとは言い切れない。

今は暑さから外出が少ないため、60%強(20%から81%まで)の充電で4日前後持つが、 外出時間が長くなれば2、3日しか持たなくなるであろう。

20%とか80、81%は電圧曲線からの推定値であり、正確な値ではない。

より精度の高い推定容量は例えば3か月~半年に一度、0%~100%充電を行って求める。

2023年8月6日 0~100%充電の結果、推定容量は 4,038mAh(4038/4380=92%) であった。

電池使用量測定記録

2023.7.24~7.28

81%まで充電したが、一度、充電が途切れたことがあり、スタート時点で画面の電池使用量が2%あった。 しばらくするとこの値は1%に変わった。画面の電池使用量は1、2%補正する必要があるだろう。

  1. 最初の1日は位置情報取得を止めており、スマホはほとんど使用しなかったので、残量は 72%(使用量9%)となった。

    次の日から位置情報取得を再開した。ただし、取得間隔を平均的に2倍ほどにしたため、 以前よりは位置情報取得によるバッテリ使用量は少なくなるであろう。

  2. 1時間以上外出したこととアプリ更新により、2日後の残量は 57%(使用量24%)となった。 使用量内訳は モバイルネットワークスタンバイ(23分)9%、画面(66分)8%、アイドル5%、MapX 4%、 スギサポwalk 1%、かんたんホーム 1%、Google Play開発者サービス 1%、 ファイルマネージャー 1%、アクセス権限の管理 1%、Androidシステム 1%、合計 32%となった。

    0.5%以上1.5%未満が1%となる。また、0.5%未満は現れない。正確ではないが、 1%以下は合わせて4%程度と推測してみる(合計30%)。 画面は8%ではなく6%程度であろう。 モバイルネットワークスタンバイは実際より大きな値となることがよくある。 今回は9%ではなく、5%程度であろう。これで内訳合計が24%となる。

    MapXが比較的大きいのは、数回の更新が関係している可能性がある。

  3. 1時間半ほど外出した。在宅を含めて2時間後の残量は 52%(使用量29%)となった。 1時間半外出での電池使用量は4~5%である。約3%/時間であるから、以前と大差ない。 位置情報取得間隔を大きくした効果は見えない。

    位置情報取得は MapX に含まれているのであろうか?

    使用量内訳は モバイルネットワークスタンバイ(47分)10%、画面(74分)9%、アイドル6%、MapX 6%、 スギサポwalk 2%、かんたんホーム 2%、Google Play開発者サービス 1%、 ファイルマネージャー 1%、アクセス権限の管理 1%、Androidシステム 1%、合計 39%となった。

    増加はモバイルネットワークスタンバイ(+24分)1%、画面(+8分)1%、アイドル1%、MapX 2%、 スギサポwalk 1%、かんたんホーム 1%、合計7%である。残量減は5%であるから、 四捨五入の関係で内訳は大きくなっているのであろう。

    自宅ではWi-Fiであるが、外出ではモバイルネットワークキャンが起きるため、+1%は不思議ではない。 画面の+1%も妥当である。MapXの+2%、スギサポwalk +1%もまあまあ頷ける。

    外出時の位置情報取得は 約1.5%/時間と推測され、その他の電池使用が同程度ある。

    3日後の残量は 45%(使用量36%)となった(この1日で12%使用)。 使用量内訳は モバイルネットワークスタンバイ(53分)14%、画面(86分)10%[8%]、アイドル8%、MapX 5%、 スギサポwalk 2%、かんたんホーム 2%、Google Play開発者サービス 1%、 ファイルマネージャー 1%、アクセス権限の管理 1%、Androidシステム 1%、合計 45%[43%]となった。

    使用量36%に対して、内訳合計は43%と大きい。 モバイルネットワークスタンバイの誤差が大きいと推測されるが、他にも原因があるかもしれない。

    モバイルネットワークスタンバイは6分、4%増加した。外出24分、1%増加に比べて増加が大きい。 昨日の23分、9%[推測5%]から、外出で47分(+24分)、10%[推測6%]、その後53分(+8分)、14%[推測8%]となった。

    外出では時間は大きく増えるが、使用量増加は小さい。時間はモバイルネットワークスキャン時間、 使用量には電話の待ち受け時間も含むのではなかろうか。全体では3日間で8%程度であるから 0.1%/時程度となる。

    Wi-Fi接続時は 0.1%/時未満であるが、外出では約1%/時[楽天モバイル]となる。 電波事情で変化するため、長時間の外出で計測すれば精度は上がる。

    外出では地図やバス時刻表、万歩計などを見ることが多い。 画面、モバイルネットワークスタンバイ、GPSの合計で3%/時程度になるようである。 長時間外出で、スマホをさほど見なくなればもう少し減少するであろう。

  4. 4日後の残量は 24%(使用量57%)となった(この1日で21%使用)。 ネットの使用がいつもより多くなった。 使用量内訳は モバイルネットワークスタンバイ(79分)16%、画面(2時間33分)16%[14%]、アイドル9%、Chrome 4%、MapX 4%、 スギサポwalk 2%、かんたんホーム 2%、その他 1% 7件、合計 59%[57%]

    MapXは按分の影響であろうか5%から4%に減少した。

    使用量と内訳合計は一致している。昨日までの誤差は何であったのか?

  5. 4日4時間で電池残量20%(使用量61%)となり、充電した。 使用量内訳は 画面(2時間52分)18%[16%]、モバイルネットワークスタンバイ(89分)17%[15%]、アイドル10%、Chrome 5%、MapX 4%、 スギサポwalk 2%、かんたんホーム 2%、その他 10%[8%]、合計 67%[61%]となった。

4日4時間(100時間)では画面(2時間52分)0.16%/時、モバイルネットワークスタンバイ 0.15%/時、アイドル 0.10%/時、 その他 0.23%/時、合計 0.61%/時 となる。得体の知れないモバイルネットワークスタンバイは全体の25%を占める。

2023.7.28~8.2

今回はベースを(残量80%, 4d5h24m)とする。内訳は 画面(3h33m)23%、モバイルネットワークスタンバイ(1h36m)17%、アイドル10%、Chrome(41m) 7%、MapX 4%、 スギサポwalk 2%、かんたんホーム 2%、Playストア 2%、その他 9%、合計 76%。

モバイルネットワークスタンバイは16時間後に(1h36m)57%となった。1時間36分は同じであるが、17%から57%に増えている。 バッテリ残量は -8%で、画面+1%、アイドル+2%であるから、モバイルネットワークスタンバイは+5%と推測される。

Wi-Fi接続16時間でスタンバイ5%(0.3%/時)は通常より大きい。電池使用量には現れていない分があるものと思われる。 短時間では判断できないということであろう。

パソコンの場合、ウイルスバスターの負荷は非常に高い。 スマホの場合、ウイルスバスター・アプリの電池使用量は微々たるものである。しかし、ひょっとすると、 ウイルスバスターが原因で、モバイルネットワークスタンバイやアイドルの使用量が増えているかも知れない。

  1. 1日後、残量65%(使用量15%)、内訳: 画面(3h51m)25%[+2]、スタンバイ(1h57m)61%[+5]、アイドル13%[+3]、Chrome(41m) 7%、MapX 5%[+1]、 かんたんホーム 3%[+1]、スギサポwalk 2%、その他 17%[+3]、合計 133%[+15]となった。

    内訳は大幅増となっている。実際の増分は推測が難しい。

  2. 2日後、残量52%(使用量28%,+13)、内訳: 画面(4h23m)29%[+4]、スタンバイ(2h8m)67%[+3]、アイドル16%[+2]、Chrome(48m) 9%[+2]、MapX 6%[+1]、 かんたんホーム 3%、スギサポwalk 3%[+1]、その他 16%、合計 149%[+13]となった。

    内訳合計増16%は残量減13%に近い。スタンバイは、2日間で9%(0.17%/時)と推測される。

  3. 3日後、残量41%(使用量39%,+11)、内訳: 画面(4h51m)30%[+1]、スタンバイ(2h14m)68%[+3]、アイドル17%[+1]、Chrome(50m) 9%[+0]、MapX 7%[+1]、 かんたんホーム 3%、スギサポwalk 4%[+1]、その他 20%[+4]、合計 158%[+11]となった。

    スタンバイの数値は+1%であるが、+3%と推測した。スタンバイは、3日間で12%(0.16%/時)と推測される。

    昨日、ウィルスバスターがバックグラウンドでモバイルネットワークを使うことを禁止した。

  4. 4日後、残量28%(使用量52%,+13)、内訳: 画面(5h16m)31%[+2]、スタンバイ(2h48m)69%[+4]、アイドル19%[+2]、Chrome(50m) 9%、MapX 7%[+1]、 かんたんホーム 3%、スギサポwalk 4%[+0]、その他 23%[+3]、合計 165%[+12]となった。

    残量の減り方に比べ、内訳は増えない。スタンバイは、+4%、4日間で15%(0.16%/時)と推測した。

    4日間では、スタンバイ15%、アイドル9%、画面8%、MapX3%、walk2%、Chrome2%、かんたんホーム1%、 その他12%、合計52%となる。検索が少なかったため、スタンバイ&アイドルが全体の46%(推測)を占める。

  5. 4日17時間後、累積時間が丁度9日に達し、充電を開始した。 残量20%(使用量60%)、内訳: 画面(5h28m)32%[2h,+10%]、スタンバイ(2h50m)72%[1h14m,+16%]、アイドル21%[+11%]、 Chrome(50m) 9%[+4%]、MapX 7%[+3%]、 かんたんホーム 4%(20m)[+2%]、スギサポwalk 4%[+2%]、その他 22%[+12%]、合計 171%[+60%]となった。

    スタンバイは推定値である。スタンバイ&アイドルが全体の45%を占める。

    9日間の実際使用量より、内訳合計は50%ほど大きい。全てスタンバイに割り当てると、スタンバイは 22%となる。 誤差の原因は他にもあるかも知れない。

2023.8.2~8.6

今回はベースを(残量81%, 9d)とする。内訳は スタンバイ(2h50m)72%、画面(5h28m)32%、アイドル(9d)21%、Chrome(50m) 9%、MapX 7%、 ホーム(20m) 4%、walk 4%、その他 22%、合計 171%。

  1. 1日目、残量61%(使用量20%)、内訳: スタンバイ(3h26m)77%[+5%]、画面(6h1m)36%[+4%]、アイドル23%[+2%]、MapX 10%[+3%]、Chrome(50m) 9%、 ホーム 4%、walk 4%、その他 21%[-1%]、合計 184%[+13%]となった。

  2. 2日目、残量47%(使用量34%)、内訳: スタンバイ(3h26m)81%[+9%]、画面(6h36m)40%[+8%]、アイドル26%[+5%]、MapX 12%[+5%]、 Chrome(50m) 10%[+1%]、ホーム 5%[+1%]、walk 5%[+1%]、その他 23%[+1%]、合計 202%[+31%]となった。

  3. 3日目、残量24%(使用量57%)、内訳: スタンバイ(3h45m)86%[+14%]、画面(7h0m)42%[+10%]、アイドル29%[+8%]、MapX 13%[+6%]、 Chrome(50m) 11%[+2%]、ホーム 5%[+1%]、walk 5%[+1%]、その他 25%[+3%]、合計 211%[+47%]となった。

    就寝時の内訳増は3%であったが、残量は10%減となった。残量は電圧曲線で求めているのであろう。 1日目と3日目の残量の減り方が異常に大きい。内訳合計の増え方は妥当である。 電圧曲線に大きな狂いが生じたのではなかろうか?

    今回は残量0まで使い切り、満充電してみる。そのときの充電量を accuBatteryで調べよう。 電圧曲線が校正されるかどうかは不明であるが、まずは、この方法を試してみよう。

    前回は 19~81%、推定容量 3,618mAh、83%となっている。推定容量が最近では最小である。 実際には 62%(=81-19) の充電が行われておらず、62*83/88=58%程度の充電であった可能性がある。

  4. 4日目、残量9%(使用量72%)、内訳: スタンバイ(3h45m)88%[+16%]、画面(7h18m)44%[+12%]、アイドル31%[+10%]、MapX 12%[+5%]、 Chrome(50m) 11%[+2%]、ホーム 5%[+1%]、walk 5%[+1%]、その他 28%[+6%]、合計 219%[+53%]となった。

    この後、2時間近く、外出。5,6%から1%まで低下し、最後に accuBatteryを開いたとき 3,226mV で シャットダウンした。

    スタンバイ(3h45m)90%[+18%]、画面(7h18m)46%[+14%]、アイドル31%[+10%]、MapX 13%[+6%]、 Chrome(50m) 11%[+2%]、ホーム 6%[+1%]、accuBattery 6%[+6%]、walk 5%[+1%]、その他 25%[+3%]、 合計 219%[+61%]となった。

  5. 使用量は1日目:20%、2日目:14%、3日目:23%、4日目:24%、計81% となるが、内訳合計では 1日目:13%、2日目:18%、3日目:16%、4日目:14%、計61% となる。

    大差の原因は放電曲線の誤りにあるのではなかろうか。

例えば残量15%から10%へは短時間であった。おそらく、内訳合計の方が真の値に近いであろう。 電圧曲線が実態とかなり違っているものと推測される。

一度の 0~100充電で改善されなかった場合は二度繰り返してみる。

充電中は原則としてスリーブ状態とする。accuBatteryのチェックは極力少なく、短くする。

0~100%充電の結果、推定容量は 4,038mAh(4038/4380=92%) であった。

バッテリ使用量はリセットされた。

accuBatteryの測定結果

7/19では17~82%、推定容量 89%/3,879mAh となっている(最良値)。

8/2では推定容量 83%(19~81%)、3,618mAhとなっている(最悪値)。

8/6 残量7%: -0.8W/-212mA, 0.8%/時、32.0℃、 3,676mV

残量3%:3,547mV、2%:3,483mV、1%:3,255mV、Shutdown:3,226mV

充電9%: 3,876mV、18%: 3,954mV、25%: 3,966mV、39%: 4,006mV、39%: 4,006mV、 63%: 4,117mV、75%: 4,192mV、81%: 4,281mV、87%: 4,361mV、96%: 4,442mV、98%: 4,440mV、 100%: 4,436mV、

95%以上では電圧はほぼ同じ。

推定容量 90%: 3,895mAh、93%: 3,950mAh、95%: 4,000mAh、98%: 4,020mAh、100%: 4,038mAh

リチウムイオン電池の電圧範囲は 2.7~4.2V(公称電圧3.7V) となっている。 しかし、実測結果では 3.2~4.5V であった。

2023.8.6~

満充電を行った。

  1. 7時間後、残量96%(使用量4%)、内訳: スタンバイ2%、画面(8m)1%、アイドル1% 合計 4%となった。

    スタンバイは 18% となったが、明らかに誤りのため、過去の実績から 2%とした。

在宅中のモバイルネットワークスタンバイの電池使用量

11時位置情報取得を止めた(電池残量80%)。 以前の値は 0.15%/時程度であったので、短時間では計測できない。

家ではWi-Fiを使っているため、モバイルネットワークスタンバイはゼロのはず。 0.15%/時は位置情報取得のためかどうかを調べたい。

モバイルネットワークスタンバイの電池使用量は実際よりも大きくなることが多いため、 ある程度長時間測定しないと、精度の高い値が推測できない。

前回の充電(81%)からほぼ1日(23時間)経った。残量は72%(使用量9%)で、使用量内訳は モバイルネットワークスタンバイ5%、画面4%(30分)、アイドル3%、MapX 1%、スギサポwalk 1%、アクセス権限の管理 1% 、かんたんホーム 1%、合計 16%となった。 使用量と内訳合計が合わないのは短時間ではよくあることである。 しばしばモバイルネットワークスタンバイが大きな値となる。

過去、画面は10時間で60%程度であるから、30分では3%となる。 今回の場合、画面はスタートから1、2%の値であったため、多分、実際は 3%程度であろう。

アイドルは 16日で38%であったから 2.4%/日となるので、アイドル3%は妥当もしくは少し大きいと言える。

0.5%以上1.5%未満が 1%となるであろうから、MapX以下合わせて 2%程度の可能性がある。 画面3%、アイドル3%、MapXほか2%、合わせて 8%となる。

モバイルネットワークスタンバイは 5%ではなく、精々 1~2%と推測される。 0.05~0.1%/時間と推測される。

位置情報取得を止めれば、モバイルネットワークスタンバイの電池使用量は少し減少する可能性があるが、 確かな話ではない。

モバイルネットワークスタンバイの時間はスキャン時間かも知れない。 時間と推定使用量がほぼ比例するかどうか注意してみよう。もし、ほぼ比例するならば、使用量推定に利用できる。

この時間は変わらなくても、%だけ増えていくことがある。

アイドル状態の電池使用量は安定しており、約0.10%/時である。

【結論】

Wi-Fi接続時でもモバイルネットワークスタンバイの使用量(0.10~0.15%/時?)がある。

モバイルネットワーク接続時は約1%/時となった。場所(電波事情)によるかも知れない。

しばしば極端に大きな値になることがあるため、 全体の使用量から画面、アイドル、アプリ別使用量を減算して推測するしかなさそう。

使用量全体の25%ほどを占める(楽天回線)。外出(Wi-Fiが使えない)が増せば、この比重はもっと大きくなる。

リファレンス

[1] モバイルネットワークスタンバイ
[2] リチウムイオン電池の劣化診断について(詳報)_No.23