Sülearvuti akud

Sülearvuteid on reeglina võimalik toita mitmest allikast. Nendeks on vooluvõrgust (230 V 50 Hz AC; 115 V 60 Hz AC), auto sigaretisüütaja pistikupesast (+12 V DC), lennuki pardavõrgust (+12 V DC) ja akude abil. Emaplaat ja protsessor vajavad toiteks reeglina väiksemat pinget, kui on sülearvuti aku väljundpinge. Toiteadapterite väljundpinge on aku pingest omakorda veidi suurem. Aku kestvuse suurendamise huvides on mõistlik hoida pinge all ainult need sülearvuti komponendid, mida tõepoolest antud hetkel tarvis läheb. Windowsis saab energiaressurssi hallata energiarežiimi suvandite tööriista kasutades. Vahelduvpinge (AC) adapter alandab võrgupinge 115/230 V sülearvutile sobivaks (sõltuvalt sülearvuti mudelist 2–24 V) ning muundab vahelduvpinge alalispingeks. Autoadapter muundab auto sigaretisüütajast tuleva +12 V sülearvutile sobivaks pingeks. Tänapäeval on ka olemas juba selliseid sülearvuteid, kus on AC/DC-adapter sisse ehitatud. Sülearvutis võib olla kuni kolme tüüpi akusid/patareisid. Nendeks on nn (põhi)aku, puhkerežiimi (Suspend/ Standby) aku ning CMOS-i ja kella patarei. Sülearvutites on reeglina kiip, mis ühendab endas reaalaja kella (RTC real-time clock) ja NVRAM-mälu (CMOS RAM kiip). Antud kiip on enamasti integreeritud tugikiibistiku lõunasilda või I/O Controller Hubi. Toiteks kasutatakse patareid (lithium coin cell battery). Patarei kestvust on võimalik arvutada lihtsa valemiga. Tuleb uurida patarei spetsifikatsioonidest, mitu tundi suudab patarei voolu anda, seejärel tulemus jagada kiibi voolu tarbimisega ja vastuseks saame tunnid. Näiteks on CMOS-i patarei CR2032, mille kiip tarbib voolu 5 mikroamprit, selle mahutavus on 220 milliamprit ja saame tehte 220 000 / 5 = 44 000 tundi. 220 mA on vaja teisendada mikroampriteks, sest matemaatika reegel ei luba eri suurustes andmeid jagada. Uue patarei pinge on üle nimipinge (3,0V). Reeglina on liitiumpatareide pinge korralik nende peaaegu täieliku tühjenemiseni, kuid siis langeb pinge väga kiiresti. Neli peamist akutüüpi, mida sülearvutites kasutatakse, on nikkel-kaadmium (NiCd), nikkel-metallhüdriid (NiMH), liitiumioon (Li-ion) ja liitiumioon-polümeer (LIP või Li-Poly). On kasutusel aastast 1950. Tänapäeval on harva kasutuses kui põhiaku, kuid siinseal võidakse kasutada kui puhkerežiimi akuks. Õige hooldamise korral kestab kaua (vajab umbes korra kuu jooksul täielikku laadimis-tühjendamistsüklit). Laetud aku kaotab kuu jooksul umbes 20% oma laengust. Laadimistsükleid keskmiselt 1500. Miinuseks selle aku puhul on madal energiatihedus (~60 Wh/ kg) ning Cd on toksiline metall, mis on omakorda ohtlik keskkonnale. On kasutusel aastast 1990. Asendab täielikult eelnevalt räägitud NiCd-akusid, sest rakud on sama pingega (1,2 V), samasugused korpused ja samad laadimisseadmed. NiCd-akust on parem, sest energiatihedus on 40% kõrgem, laadimise-tühjendamisega seotud mäluefektid on väiksemad, ei sisalda toksilist Cd (ehk keskkonnasõbralikum), soovitatav tühjenemisvool madalam. Halvem, sest laadimine kestab kauem, laetud aku kaotab kuu jooksul umbes 30% oma laengust ja laadimistsükleid on keskmiselt 400. Kõige tuntumad tooted, kus kasutatakse/ kasutati NiMH-akut on Nokia 3110 ja fotoaparaadi akud AA-patarei mõõdus. On kasutusel aastast 1991. Tänapäeval kasutusel enamikus sülearvutites. Võrreldes eelneva kahe akuga (NiCd ja NiMH) kõvasti parem, sest liitiumioonaku kestab kauem, spetsiaalne varustus välistab ülelaadimise, väga hea energiatihedus (~140Wh/ kg), mäluefektid puuduvad, mis tähendab omakorda, et on hooldusvaba. Laetud aku kaotab umbes 10% oma laengust kuu jooksul. Laadimistsükleid 400–1000. Anoodimaterjalideks on Co või Mn. Katoodimaterjalideks koks või grafiit 1990. aastate alguses oli ka probleeme Li-ion-akudega. Esines juhtumeid, kus Li-ion-aku plahvatus kahjustas läheduses olnud inimesi ja seadmeid. Selle tõttu konstruktsiooni täiustati - iga elemendi maksimumpinge piirati (~4,3 V), pingel ei lastud tühjenemisel langeda alla 2,5 V, piirati maksimaalsed laadimis- ja tühjendamisvoolud, jälgiti elemendi temperatuuri. Suureks mureks oli ka vananemisprobleem ehk mahutavus väheneb, sõltumata aku kasutussagedusest. On kasutusel aastast 1999. On Li-iooni ja koobaltoksiidi rakk, polümeereelektrolüüt. Võimalus valida aku paksuse vahel, sest antud akud võivad olla kuni 1 mm paksused, mis teeb nad väga õhukeseks ning selle tõttu on neid võimalik paigaldada kohtadesse, kuhu varem aku ei mahtunud. Omadustelt on sarnane Li-ion-akudega - hea energiatihedus (~120 Wh/kg), mäluefektid puuduvad, laetud aku kaotab kuu jooksul umbes 10% oma laengust, laadimistsükleid keskmiselt 400. LiP-aku on pigem rohkem levinud telefonides ja PDA-des. Natuke väiksema energiatiheduse (võrreldes Li-ion-akuga) tõttu, pole tänaseni võimaldanud laialdasemat levikut sülearvutite akuna. Aku vastupidavuse arvutamiseks on vaja teada mitu V (volti) aku pingel voolu tarbib ning missuguse mahutavusega aku on. Näiteks on meil aku, mis tarbib pingel 11,1 V voolu 1,5 A ja mahutavus on 46 Wh (ehk 46 W suudab aku töötada ühe tunni). Saame arvutuskäiguks 46 / 11,1 / 1,5 ning selle tulemus on ümardatult 2,8 tundi. NiCd- ja NiMH-akud vajavad esmakasutamisel (või pika ladustamisperioodi järel) kahte-kolme täielikku laadimis-tühjendamistsüklit. Liitiumioonakude puhul on selline konditsioneerimine täielikult välistatud, sest siis raiskab kasutaja asjatult võimalikke laadimis-tühjendamistsükleid. Erandiks viimase puhul on aku laetuse jälgimise tarkvara "parandamine". Varuaku puhul on akude vahetamine veidi aega nõudvam, sest siis on vaja arvuti välja lülitada või vähemalt talveunne (hibernate) panna. Sisemine lisaaku on reeglina umbes sama mahutavusega nagu põhiaku. Töö ajal saab sujuvalt põhiakult minna üle lisaakule. Kui põhiaku saab laetud, alustab sülearvuti kohe lisaaku laadimist. Lisaaku asukoht on vahetatavas (CD/ DVD, teise kõvaketta või pehme ketta) sahtlis. Väline lisaaku on reeglina umbes 2 korda suurema mahutavusega, sest sülearvuti arvab, et teda toidetakse AC-võrgust ning niiviisi laetakse ka põhiakut.