يزداد الاعتماد على البطاريات في جميع مناطق العالم بشكل هائل، حيث تشكّل البطارية العنصر الأكثر أهمية بالنسبة للهواتف والأجهزة المحمولة.
لكن استخدام البطاريات انتقل إلى مستوى آخر مع بدء استعمالها في السيارات والشاحنات وحتى الطائرات التي تعمل بالكهرباء، وبالتالي فإن الطلب على استخدام تلك البطاريات سيرتفع بشكل جنوني في السنوات القادمة.
لكن توفر المواد المستخدمة حالياً لصنعها هو توفر محدود جداً، لذلك طور العلماء في IBM Research بطارية جديدة يمكن استخراج مكوناتها الفريدة من مياه البحر بدلاً من المعادن الثقيلة.
مشاكل تصميم وتقنيات البطاريات الحالية مثل بطاريات الليثيوم معروفة جيداً، فنحن نميل فقط إلى غض النظر عن تلك المشاكل عندما تصمد هواتفنا الذكية لمدة يوم كامل بدون شحن.
لكن في الحقيقة فإن مشاكل تلك البطارية كبيرة، وبالإضافة إلى الليثيوم فإنها تتطلب معادن ثقيلة مثل الكوبالت والمنغنيز والنيكل والتي تأتي من مناجم عملاقة تشكل أخطاراً على البيئة وعلى أولئك الذين يقومون باستخراج المعادن.
هذه المعادن هي أيضاً مورد محدود وسينفذ مع مرور الوقت، ومع تحول المزيد من الأجهزة والمركبات إلى طاقة البطارية فإن توافرها سينخفض بوتيرة مذهلة.
كحل محتمل، توصل العلماء في مختبرات Battery Research التابعة لشركة IBM Research إلى تصميم جديد يستبدل الحاجة إلى الكوبالت والنيكل، ويستخدم الإلكتروليت السائل الجديد.
وقد تبين أن استخدام الإلكتروليت السائل قد ساعد على إنتاج بطاريات يمكن لها أن تصمد بشكل أكبر وأن تكون دورة حياتها أطول مما هي عليه الآن في بطاريات الليثيوم.
كما أنها ستكون أكثر أماناً في الاستخدام، إذ أن البطارية لن تتعرض إلى الاحتراق أو الانفجار كما هو الحال الآن حيث نسمع عن حادثة انفجار بطارية هاتف بين الوقت والآخر.
لكن فوائد تصميم IBM Research لا تتوقف عند هذا الحد، يعتقد الباحثون أن البطارية الجديدة سيكون لها قدرة أكبر على العمل من بطاريات الليثيوم الحالية، ويمكن أن تشحن إلى حوالي 80 في المئة من طاقتها الكاملة في خمس دقائق فقط.
كما أنها ستكون أكثر كفاءة في استخدام الطاقة، وفوق كل ذلك ستكون أرخص في التصنيع وهذا بدوره يعني أنها يمكن أن تساعد في تقليل تكلفة الأجهزة والسيارات الكهربائية.
هذه النتائج هي تقديرات تستند إلى كيفية أداء البطارية في المختبر حتى الآن، لكن IBM Research تتعاون مع شركات مثل Mercedes-Benz Research and Development لمواصلة استكشاف هذه التكنولوجيا.
الأمر الذي يعني أنه سوف تمر سنوات إضافية قبل وصول تلك البطاريات إلى الأجهزة والهواتف والمركبات الكهربائية.
قد تكون الهواتف القابلة للطي هي التطور الأغرب و الأكثر أهمية لعام 2019 , لكن كيف تعمل هذه الهواتف؟
ما الذي يجعل هذه الهواتف قابلة للطيّ ؟
بالطبع , كان لدينا هواتف قابلة للطي قديماً في حدود التسعينات و الألفية الجديدة .. لكننا اليوم في عصر الهواتف الذكية , و إذا ما حاولت طيّ هاتفك الذكيّ سينتهي الأمر بك بهاتف مكسور !
إلاّ إذا كنت تستخدم هاتف ذكيّ بشاشة OLED ( شاشة الصمام الثنائي العضوي الباعث للضوء OLED ) المرنة , شاشة بوليمير Polemer , مكونات خاصة أخرى و قطعة مفصلية Jointed Case ! ..
تمتلك الهواتف القابلة للطيّ الكثير من التقنيات المتطوّرة إلا أن أهمّ المكونات الرئيسية التي ستشاهدها هي شاشة OLED المرنة الشهيرة , تعمل شاشات الديود ( الصمام الثنائي ) الباعث للضوء ( المعروفة باختصار OLED ) عن طريق بث النبضات الكهربائية عبر طبقة من المركبات العضوية التي ينبعث منها ضوء استجابة للتيار الكهربائي المار ..
لشاشات OLED عدة مزايا من بينها خفة الوزن و المتانة , المرونة العالية , إضافة إلى أنها لا تحتاج إلى إضاءة خلفية و تستطيع إنتاج ألوان أكثر قوة من شاشات LED السميكة ..
يتم تصنيع هذه الشاشات المرنة الرائعة بشكل أساسي من قبل شركة Samsung ، حيث يحتوي Galaxy S7 Edge على شاشة OLED المنحنية , كما يحتوي iPhone X كذلك على شاشة Samsung OLED ,
و قد قامت شركة سوني Sony بإنتاج بعض أجهزة التلفاز المزودة بشاشات OLED ، كما تنتج شركة إل جي LG أجهزة SignatureOLED TV و التي تتميز بنحافتها و مرونتها العالية ..
تعمل الشركات المصنعة مثل Samsungو Royole على تطوير شاشات OLED منذ عام 2011 ، و بدأت هذه الشاشات تنتشر في الكثير من المنتجات الالكترونية . لكن السؤال هنا لماذا انتظرنا كلّ هذا الوقت حتى يتم إصدار الهواتف القابلة للطي ؟
رغم أنّ فكرة إضافة الشاشات القابلة للطيّ إلى الهواتف الذكية كانت موجودة منذ حين إلاّ أنه كان على الشركات معرفة كيفية جعل جميع المكونات الأخرى في الهاتف مرنة أيضاً ..
حيث كما نعلم فإن الزجاج مادة غير مرنة , فكان على المصنّعين أن يقوموا بتطوير شاشات مصنوعة من البوليمرات (و هي مادة كيميائية بنيتها الجزيئية تتكون من عدد كبير من الوحدات المتشابهة المرتبطة ببعضها البعض من المواد العضوية الاصطناعية كالبلاستيك Plastics و الراتنجات Resins ) للحصول على المرونة المطلوبة للهواتف الذكية.
يمكن لبطاريات الدارات المطبوعة Powered Circuitry و بطاريات الليثيوم-أيون Lithium-Ion Batteries أن تشتعل إذا كنت تعرضها للطيّ مرات عديدة ،
كذلك فإن منازل الهاتف المصنوعة من الألمنيوم و البلاستيك قابلة للانحناء من الناحية الفنية ، و لكنها ستنكسر بعد طيها عدّة مرات ! .. إذاً كان أمام المصنعين تحدّ كبير للتوصل إلى كيفية جعل كلّ مكونات الهاتف الذكيّ أكثر مرونة.
و بالتالي لا تزال هذه التكنلوجيا في مراحلها المبكرة , و قد نحتاج بضع سنوات أخرى حتى تصبح الهواتف الذكية القابلة للطيّ ميسورة التكلفة و شائعة الاستخدام ..
توفّر الهواتف القابلة للطيّ إمكانيات لا متناهية :
توفّر الميزة الجديدة للهواتف الذكيّة خيارات متنوعة , فتأتيك هواتف Samsung Galaxy Fold و Royole FlexPai التي بإمكانها أن تمتدّ لحجم الجهاز اللوحي , و هذا رائع حقاً , إذ تستطيع استخدامها كالهواتف الذكية بالحجم المعتاد.
أو جعلها بحجم الجهاز اللوحي أثناء إجرائك مكالمة فيديوية مع صديقك على سبيل المثال أو إنجازك بعض مهام العمل على أحد التطبيقات ..
لدينا من جهة أخرى هواتف ذكية مثل Motorola RAZR 4 , التي تتخذ تكنولوجيا الهواتف القابلة للطيّ بطريقة مختلفة , هاتف RAZR 4 ينطوي على نفسه ليتحوّل إلى جهاز أصغر بكثير , و قد أظهرت بعض العروض التقنية التوضيحية هواتف قابلة للطي يمكن أن تلتف حول معصمك ! ، كما حصلت آبل Apple على براءة اختراع لهاتف ينقلب مثل اللفافة !!
هذه التكنولوجيا جديدة و مبتكرة لدرجة أن المصنعين ليسوا متأكدين من كيفية التعامل معها حتى الآن . و هذا أمر رائع حقًا لأن شكل الهواتف الذكية يمكن أن يتطور في النهاية إلى شيء أعظم !!
هل هناك مشكلات قد تعترض التقنية الجديدة ؟
بالمقارنة مع الهواتف الذكية التقليدية , بشاشاتها المتينة , عمر البطارية الطويل , و سهولة الاستخدام , ستعيدنا الهواتف القابلة للطي خطوة إلى الوراء قليلاً , فشاشاتها الأكبر حجماً تتطلب طاقة أكبر , و هي مصنوعة من مواد غير متينة جداً , و ستعمل بشكل مختلف عن الهاتف الذكي العادي …
الشكوى الأكبر التي قد تسمعها عن هذه الهواتف الجديدة ستكون على الأرجح شاشاتها البلاستيكية , بالطبع لن تكون عرضةً للكسر كما الشاشات المصنوعة من الزجاج (كما ذكرت بعض الشركات مثل شركة Royole في شعاراتها الإعلانية مثل “وداعًا للشاشات المكسورة say goodbye to broken screens “ ) ،
لكن هذه الفكرة مضللة بعض الشيء , فهل تتذكر كيف كانت أجهزة الآيبود iPods تحتوي على شاشات بلاستيكية يمكن أن تتعرض للخدش و التشويش في جيبك؟ نعم ، ستكون للهواتف القابلة للطي نفس المشكلة , و بما أنها قابلة للطي ، فلن يكون من السهل عليك على الأقل حالياً , العثور على غطاء حماية مناسب للشاشة ! ..
هذه المشكلة ليست المشكلة الوحيدة التي ستعترض الهواتف القابلة للطي , حيث سيضطر المصنّعون إلى الابتعاد عن أغطية الحماية Phones Cases المصنوعة من المعدن الصلب أو البلاستيك و استبدالها بالمواد التي تستطيع توفير المرونة المطلوبة لأجل هذه الهواتف ..
كذلك ستكون القطع المفصليّة Hinges على الهواتف القابلة للطي نقاط ضعف خطيرة ( كما كانت على الهواتف المحمولة قديماً ) لأنها ستصنع في الغالب من البلاستيك و المعادن الخفيفة ..
و ستكون شاشات OLED الموجودة على هذه الأجهزة أيضًا مشكلة بحد ذاتها إذ إن تقنية OLED قد تعاني من الإرهاق و التلف بمرور الوقت ، كما أن المادة العضوية التي تصنع منها هذه الشاشات ستكون شديدة التعرض للرطوبة.
عمر البطارية ، التوافقية البرمجية , تصميم الدارة الالكترونية ، و سهولة الاستخدام .. , كلها ستكون عقبات تعترض التقنية الجديدة أيضًا .. على العموم فإن هذه المشكلات لن تشكل قلقاً كبيراً بالنسبة للمصنعين.
إذ بالتأكيد ستتواجد لها حلول بديلة قبل أن تصبح الهواتف القابلة للطيّ بمتناول جميع المستخدمين , و لا بدّ لهذه الهواتف ( مع تقدّم التكنلوجيا المتسارع ) أن تصبح سهلة و شائعة الاستخدام في غضون أقل من عقد من الزمان ..
كيف يمكنك الحصول على الهاتف القابل للطي ؟
يبدو أن العديد من الشركات تدفع هواتفها المرنة إلى السوق في أسرع وقت ممكن , حيث أعلنت بعض الشركات مثل سامسونج و هواوي عن هواتفها القابلة للطيّ و ذلك في مؤتمر الجوالات العالمي MWC 2019.
والذي أُقيم في شهر فبراير من هذا العام( Mobile World Congress الحدث الذي يجمع مجتمع التكنولوجيا الدولي في مكان واحد , حيث يتضمن فرص تعلم مكثفة من عشرات البرامج التي يقودها الشركاء ، و ندوات GSMA ، و مؤتمرات قمة و غيرها الكثير ..).
إلاّ أننا قد لا نجد هواتف قابلة للطيّ بأسعار مناسبة لجميع المستخدمين هذا العام , إذ يأتي هاتف FlexPai من Royole على سبيل المثال بسعر 1،318 دولار ، رغم أنه لا يبدو كهاتف فائق الجودة حقيقةً , حيث تُظهر مقاطع الفيديو من معرض CES 2019 (معرض الالكترونيات الاستهلاكية Consumer Electronics Show )
شاشة FlexPai لا تتسطح مع هيكلها ، و لا يمكن أن ينطوي منزل الهاتف البلاستيكي بشكل مسطح تماماً ، و أن نظام التشغيل Water OS لا يعمل بشكل مثالي عند فتح الجهاز و إغلاقه:
كما يبدأ هاتف Galaxy Fold من سامسونج Samsung في الولايات المتحدة بسعر 1980 دولار أمريكي ، بينما سيكلّف في أوروبا حوالي 2000 يورو , أمّا بالنسبة إلى هاتف Huawei Mate X فقد قامت هواوي بتسعيره بمبلغ 2300 يورو.
وتجدر الإشارة إلى أن سامسونج قامت بتأجيل إطلاق هاتفها القابل للطي حتى شهر أيلول القادم، في حين قامت هواوي بنفس الأمر لكن دون تحديد تاريخ معين من أجل إطلاق الهاتف.
كذلك بالنسبة لشركة OnePlus و التي صرّحت بأن مشروعها بالنسبة للهواتف القابلة للطي لن يبصر النور قريباً ..
قد تقوم شركة Sony بتجميع هاتف قابل للطي ، و قد تم وضع لقطات حول المفهوم العام للتقنية المتبعة في الهاتف الجديد في هذا العرض التوضيحي من TechConfigurations :
اضطرت رحلة طيران جوية أمريكية تابعة لخطوط Virgin Atlantic للقيام بهبوط اضطراري مساء يوم الخميس الماضي بسبب احتراق بطارية خارجية محمولة كانت مع أحد المسافرين.
كانت الرحلة في طريقها من مطار JFK في نيويورك إلى مطار Heathrow في لندن وفقاً لوكالة أسوشيتيد برس، لكنها أُجبرت على الهبوط في مطار Logan في بوسطن بعد أن بدأ الدخان واللهب بالتصاعد من مقعد أحد الركاب.
بعد الهبوط الاضطراري للطائرة، تم اجلاء جميع الركاب البالغ عددهم 217 راكباً، وباشرت السلطات المختصة إجراء التحقيقات بهدف التعرف على سبب الحريق.
For people asking. Was told there was a fire and we would have an emergency landing shortly. Everyone could smell the smoke but was not told what the problem was until we landed. Once we landed all we were told was, there is a fire in first class. pic.twitter.com/R1dJBrcX6s
تم إخماد الحريق من قبل الطاقم على متن الطائرة، وعقب الهبوط اكتشف فريق المحققين أسلاكاً بارزة وتم العثور على بطارية خارجية محمولة مع شاحن لهاتف ذكي، حسب تحقيقات الشرطة.
لم يتضح بعد السبب وراء اشتعال النيران في البطارية، ولكن هناك العديد من الجوانب في بطاريات الليثيوم أيون الحديثة التي يمكن أن تجعلها عرضة لخطر الحرائق.
يمكن أن يؤدي استخدام شاحن غير متوافق إلى دفع الكثير من التيار، ويمكن أن تسمح العيوب بإفراط في شحن البطارية، ويمكن أن تشتعتل تلك البطاريات إذا ارتفعت درجة حرارتها.
تشتمل معظم حزم البطارية على آليات أمان لإغلاق الجهاز في حالة اكتشاف مشكلة، ولكن قد تتعطل إجراءات الأمان هذه كما رأينا سابقاً في هاتف سامسونج Samsung نوت 7 وبعض أجهزة آبل Apple المحمولة.
إذا كانت حزمة البطارية مثبتة في المقعد كما يشير تقرير الشرطة، فمن الممكن أن تتعرض للحرارة والضغط الكافيين لتفاقم ازدياد الحرارة وحدوث الاحتراق.
في الولايات المتحدة وأوروبا، لا تسمح الخطوط الجوية بحمل بطاريات الليثيوم أيون المحمولة في الحقائب، وقد يُسمح لهم بحمل البطاريات ذات السعات الصغيرة وبعد الحصول على موافقة مسبقة من شركة الطيران.
في بعض البلدان، تقيد شركات الطيران استخدام أجهزة شحن البطاريات المحمولة أثناء الطيران بسبب مخاوف تتعلق بالسلامة.
الجدير بالذكر أنه لا يزال التحقيق جارياً في سبب الحريق من قبل شرطة ولاية ماساتشوستس وخطوط فيرجين أتلانتيك للطيران.
لعل أكثر الأمور جدلاً في مسألة الحواسيب المحمولة هي تلك التي تتعلق بشحن البطارية ، حيث تكون أسئلة من قبيل : هل أستطيع إبقاء كابل الكهرباء موصولاً حتى بعد أن تصل نسبة الشحن 100 % ، ما هو الأفضل للحفاظ على حياة بطارية أكبر ؟؟ و غيرها شائعة بكثرة .
ماذا يحدث عندما تكون نسبة الشحن 100 % ويبقى كابل الكهرباء موصولاً
من الهام فهم أساسيات عمل بطاريات الليثيوم – أيون Li-ion و الليثيوم بوليمير LiPo الموجودة في الأجهزة الحديثة .
الجواب ببساطة أنه عندما تصل نسبة الشحن إلى 100 % و يبقى الحاسوب موصولاً بالكهرباء فإن الشاحن سيتوقف عن شحن البطارية ، و حالماً تنقص البطارية سيعود الشاحن إلى العمل و هكذا .
أي أنه لا يوجد أي خطر في أن تتعطل البطارية عندما يبقى الشاحن موصولاً بعد امتلاء البطارية كاملة .
جميع البطاريات ينقص عمرها مع الزمن ل” تموت ” في النهاية :
من المهم معرفة ماهي دورة الشحن charge cycle :
تعنى دورة الشحن الكاملة استهلاك طاقة البطارية من %100 إلى %0 ففى كل مرة يستهلك المستخدم بطارية الحاسوب بالكامل فإنه يقوم بدورة شحن،. و مع تقدم الاستخدام فإن كل زيادة في عدد دورات الشحن سينقص من عمر البطارية .
و تتملك البطاريات دورات شحن مختلفة و لكن غالباً ما تكون بحدود 500 دورة كاملة .
و مع انتهاء دورات الشحن ينتهي عمر البطارية و تصبح عديمة الجدوى .
و هذا الأمر لا يعني أن تقوم بتجب تفريغ البطارية كاملا أو إبقاء البطارية بمستوى شحن عالي أيضاً . و لكن و من جانب آخر فإن استخدام البطارية حتى التفريغ الكامل هو أمر خاطئ أيضاً . بشكل مثالي يجب أن تبقى البطارية بنسبة شحن 50 % و لكن للأسف لا يوجد طريقة ليتمكن فيها اللابتوب من الإبقاء على نسبة شحن 50 % . حيث أن ترك البطارية بنسبة شحن أعلى من هذا الرقم (50%) فإن الحرارة العالية يمكن أن تنقص عمر البطارية بشكل سريع .
و بشكل مختصر : إذا أردت ترك حاسوبك المحمول لبعض الوقت فإنه من الأفضل تركه على قيمة شحن بطارية 50 % مع التأكد من أن الجو غير حار .
انزع البطارية لتجنب الحرارة عندما تستطيع :
أمر متفق عليه هو أن الحرارة هي سيئة بالنسبة للبطاريات لذلك ينصح الخبراء بإزالة البطارية عندما تكون قابلة للإزالة و ذلك عندما تقرر استخدام الحاسوب الموصول إلى الكهرباء لفترة طويلة أو و بشكل أكثر أهمية عندما يسخن الحاسوب المحمول نفسه كما الحال عند تشغيل لعبة ضخمة فهنا الأفضل إزالة البطارية و متابعة اللعب و الحاسوب موصول للكهرباء .
طبعاً العديد من الحواسيب المحمولة الحديثة لا تملك بطاريات قابلة للإزالة و بالتالي لن تستطيع تنفيذ ما سبق .
إذاً ما هو الأفضل للبطارية : تركها موصولة بالشاحن أم لا
في الحقيقة غير معروف ما هو الأسوأ بالنسبة للبطارية ، ترك البطارية بمستوى شحن 100 % سيقوم بإنقاص عمرها ، و القيام بشحنها و تفريغ شحنها بشكل مستمر أيضاً سينقص عمرها . أي أنه في جميع الأحوال فإن البطارية سينقص عمرها تدريجياً لذلك السؤال الحقيقي يجب أن يكون : ما الذي يبطئ من انتهاء عمر البطارية ؟
شركة آبل Apple طالما ما نصحت مستخدمي الماك بوكMacBooks بعدم إبقائه موصولاً للكهرباء طوال الوقت و لكن هذه النصيحة لم تعد موجودة في صفحة نصائح البطارية ، بعض مصنعي الحواسيب المحمولة يقولون إن إبقاء الحاسوب موصولاً بالكهرباء طول الوقت هو أمر جيد بينما آخرون ينصحون بالعكس .
أيضاً طالما نصحت شركة آبل بشحن و تفريغ شحن بطارية أجهزتها على الأقل مرة واحدة شهريا و لكنها لم تعد تنصح بذلك .
معايرة البطارية :
من المتفق عليه أن استخدام دورة شحن كاملة أي شحن البطارية حتى 100ثم تفريغها كاملة يساعد في إعادة معايرة البطارية على العديد من أجهزة الحواسيب المحمولة و هذا من أجل أن يعرف الحاسوب بدقة كم هي كمية الشحن المتبقية .
و بكلمات أخرى ففي حال كان حاسوبك يعرض نسبة الشحن في البطارية بشكل خاطئ أي أنه يعرض مثلاً نسبة 20 % ثم ينطفئ فجأة كون أن البطارية حقيقة فارغة فهنا تحتاج إلى معايرة البطارية
هذه العملية بالطبع لن تطيل عمر البطارية و لكنها ستؤكد أن الحاسوب يعرف بدقة معلومات البطارية من نسبة الشحن و الوقت المتبقي للعمل .
نهاية فإن بطارية حاسوبك لن تبق إلى الأبد و هذا أمر مفروغ منه حيث تفقد بعضاً من سعتها تدريجيا ، و كل ما نأمل من البطارية أن تبقى سليمة نسبياً إلى الوقت الذي نقوم به باستبدال جهازنا المحمول .
بالطبع حتى و لو انتهى عمر البطارية فإنه يمكن استخدام الحاسوب المحمول من خلال إبقائه موصولا بالكهرباء …
