Melhore o rendimento da bateria no laptop Linux, com o TLP

O TLP é uma ferramenta avançada de gestão de energia e seu objetivo é melhorar o rendimento da bateria do seu notebook.
É fácil de instalar e começar a usar — até por que vem com uma configuração padrão, já otimizada para aumentar o rendimento.
Ao mesmo tempo, é altamente personalizável e permite ao usuário criar seus próprios ajustes.
O TLP oferece perfis de configuração separados para quando o laptop estiver conectado à tomada ou usando apenas a bateria. Pode ativar/desativar os dispositivos bluetooth, WiFi e o rádio WWAN, já na inicialização do sistema, de acordo com as suas necessidades.


A possibilidade de desligar recursos de conectividade é ótimo para usuários que usam o equipamento para estudar ou ler material que já se encontram no laptop, em locais que não tem acesso à Internet.

Você tem um Thinkpad? O TLP tem um modo unificado de configuração da carga e de calibragem da bateria para estes notebooks.

Para concluir a apresentação, trata-se de uma ferramenta CLI (de linha de comando) que executa suas tarefas em segundo plano e, até o momento não tem uma interface GUI (gráfica).

O TLP permite escalar os ajustes das CPUs, tanto nas mais antigas como nas mais atuais — com o uso do intel p_state.

Como instalar o TLP

A ferramenta está presente nos repositórios das principais distribuições — eu testei no Debian 9, Fedora 25 e OpenSUSE Tumbleweed.
No Debian e nas distribuições derivadas, use o apt:

sudo apt install tlp

No Fedora e nas distribuições derivadas, use o dnf:
dnf search install tlp

dnf install tlp

No openSUSE, use o zypper:
opensuse zypper search install tlp

zypper install tlp

Isto é o suficiente. Após a instalação, o TLP já começa a fazer seu trabalho.
É importante dizer que vai conflitar com outras ferramentas de gestão de energia que já estejam instaladas no seu sistema — como o cpufrequtils, por exemplo. Portanto, remova-as antes de instalar o TLP.

Configuração e uso do TLP

As configurações padrão irão satisfazer a maioria dos usuários de laptops com Linux.
Captura de tela tlp tools
Você pode invocar as ferramentas (com privilégios administrativos) que fazem parte do pacote TLP:

  • tlp-pcilist — exibe informações relativas aos dispositivos PCI do sistema
  • tlp-stat — exibe o estado (status) do TLP — a configuração, ajustes de gestão de energia do sistema e informações adicionais
  • tlp-usblist — exibe dados dos dispositivos USB

Todas as configurações estão em um único arquivo, situado em /etc/default.
O arquivo é bem organizado e autoexplicativo (em inglês).
Se for alterá-lo, faça backup antes, para pode voltar à configuração padrão sem precisar desinstalar (com o –purge).

Possíveis problemas com o TLP

Lentidão pode ser um dos efeitos colaterais esperados de qualquer sistema de gestão inteligente de energia.
Para melhorar a performance da bateria, o sistema irá sacrificar a do processador. Você não pode ter as duas coisas.
Neste caso, não experimentei nenhuma degradação “acima do aceitável” no desempenho do meu sistema e estou satisfeito com o ganho (por volta de 25% ou quase uma hora) da bateria do meu notebook.
Li relatos de problemas com drives flash SSD e eles podem ser contornados ao comentar as seguintes linhas (veja a figura) no arquivo de configuração /etc/default/tlp:
tlp disk settings
Comente as linhas com um “#”:

# DISK_DEVICES="sda sdb"

# DISK_APM_LEVEL_ON_AC="254 254"
# DISK_APM_LEVEL_ON_BAT="128 128"

Acompanhe o consumo de energia de cada programa no seu sistema com o aplicativo powertop

Cada aplicativo em execução no seu sistema, consome a carga da sua bateria.
Podem ser programas que já são parte do sistema operacional, tais como o Firefox, o LibreOffice etc.
O powertop permite saber qual software está consumindo mais energia no seu sistema.

Além disto, ajuda a fazer ajustes para otimizar o consumo e proporcionar um tempo maior de uso entre uma recarga e outra.

O aplicativo é estável e possui boa parte de sua documentação já traduzida para português, veja:

# para usuários Debian/Ubuntu
apt show powertop

A descrição (resumida) do aplicativo, segue abaixo:

Description: diagnóstico de problemas com gerenciamento e consumo de energia (power)
 PowerTOP é uma ferramenta do Linux para diagnóstico de problemas com
 gerênciamento e consumo de energia. Adicionalmente para ser uma ferramenta
 de diagnóstico, o PowerTOP também tem um modo interativo que você pode usar
 para experimentar com várias configurações de gerênciamento de energia para
 casos onde a distribuição Linux não habilitou estas configurações.
 .
 PowerTOP relata quais componentes no sistema estão mais sujeitos a consumir
 mais energia do que o necessário, variando entre os aplicativos de software
 para componentes ativos no sistema. Telas detalhadas estão disponíveis para
 o 'CPU C' e 'P states', atividade de dispositivos e atividade de software.

No OpenSUSE, resultado semelhante será obtido com o seguinte comando:

zypper show powertop

Como instalar o powertop no Linux

Se você usa o Debian, Ubuntu ou outra distro baseada nestas, use o apt, para instalar o powertop:

sudo apt update
sudo apt install powertop

Usuários do openSUSE, podem usar o zypper:

sudo zypper update
sudo zypper install powertop

É sugerido (opcional) instalar, ainda, o pacote cpufreq, para obter melhores estatísticas e mais capacidade de manuseio do sistema.

Como ajustar o powertop

Após a instalação, recomenda-se reiniciar o computador.
Depois, calibrar as leituras obtidas a partir da bateria, com o seguinte comando:

sudo powertop -c

O procedimento de calibragem leva, aproximadamente, 15 minutos.
O sistema irá desligar a tela algumas vezes e você ficará impedido de fazer qualquer atividade no seu laptop durante todo o processo .
Isto é normal. Pegue um café e espere.
Quando o processo tiver terminado, um relatório em HTML pode ser obtido com o seguinte comando:

sudo powertop --html=desempenho.html

Acima, usei o nome ‘desempenho.html’, mas use o que quiser.
Para abrir o arquivo dentro do seu navegador preferido, basta citar o nome dele:

firefox desempenho.html

powertop linux
As estatísticas do upower podem ser encontradas em ‘/var/lib/upower/’:

sudo ls -lah /var/lib/upower/history-*
-rw-r--r-- 1 root root 29K dez 14 18:09 /var/lib/upower/history-charge-DELL_7P3X953I-43-0948.dat
-rw-r--r-- 1 root root 14K dez 14 18:09 /var/lib/upower/history-rate-DELL_7P3X953I-43-0948.dat
-rw-r--r-- 1 root root 18K dez 14 18:09 /var/lib/upower/history-time-empty-DELL_7P3X953I-43-0948.dat
-rw-r--r-- 1 root root 19K dez 14 18:09 /var/lib/upower/history-time-full-DELL_7P3X953I-43-0948.dat

Se você quiser dar um reset nas estatísticas, remova estes arquivos:

sudo rm /var/lib/upower/*

Alguns fabricantes (System76) recomendam – caso o indicador do ciclo de carga da bateria esteja impreciso – remover as estatísticas (com o comando acima).
Depois deste procedimento, após alguns ciclos completos de cargas/descargas as informações voltarão a ser mais exatas.

Como melhorar a eficiência da carga da bateria do seu celular ou tablet

Todo carregador de smartphone, homologado pela Anatel, possui informações sobre o valor da corrente de entrada suportada e sobre os valores de saída.
Os mais comuns, tem valor de entrada ou input de 100 – 240V — ou seja, têm seleção automática dentro desta faixa e podem ser plugados em qualquer tomada residencial padrão no Brasil.
Já a saída ou output, costuma ter valor próximo a 5V (Volts) e alguns mA (miliamperes).
Como os carregadores são pequenos, estas informações costumam ficar dentro de um pequeno quadro, desenhado no corpo do dispositivo, em letras miúdas.
Se você tiver vários carregadores em casa, poderá notar que uma destas informações terá muitas variações, de um dispositivo de carregamento para outro: a saída em miliamperes.
Pessoalmente, tenho 5 carregadores de celular em casa e todos eles são diferentes neste sentido: de 0,350 mA a 2,1 mA.
Antes de continuar a leitura, tenha em mente que os testes que realizei funcionaram para mim e eu não posso dar qualquer garantia de que funcionarão para você. Portanto, só estou relatando a minha experiência e o que aprendi com ela e com a leitura que fiz sobre o assunto.

  • Aplique o conhecimento deste artigo, por sua própria conta e risco.
  • Leia o manual do seu aparelho e respeite as limitações que ele lhe impuser.
  • Se não souber o que está fazendo, não faça.

Se você quiser estar do lado seguro, use apenas o carregador padrão que veio junto com o seu aparelho.

As questões que pretendo analisar e responder (e com as devidas explicações) é se há alguma forma de carregar mais rápido o smartphone ou o tablet.
O processo pode ser mais eficiente, sem abrir mão da segurança?

As especificações da alimentação USB

Os notebooks atuais podem carregar uma bateria de celular, através de qualquer uma de suas conexões USB.
O tempo de carga varia em função do padrão usado:

  • O padrão USB 1.0 e 2.0 provê uma fonte de alimentação de 5 V, com um fluxo máximo de 500 mA.
  • O padrão USB 3.0 mantém a alimentação elétrica de 5 V, com a possibilidade de chegar a um fluxo de 900 mA.

O ampere é uma medida de fluxo, não de potência.
Uma analogia muito usada é a da torneira da sua casa. A água chega com uma determinada potência até a sua torneira.
O que a torneira faz é controlar o fluxo de água para você usar.
Da mesma forma um carregador inteligente determina qual o fluxo que ele pode receber da tomada e, de acordo com as necessidades da bateria, repassar para o seu celular.

A bateria do seu smartphone pode abrir a torneira de energia da porta USB do seu notebook livremente, desde que dentro dos limites de cada tecnologia, como foi dito acima.
O que pode acontecer é que um tablet, ao ser usado, consome energia em um fluxo maior do que a porta USB pode fornecer. Portanto, ou você para de usar o dispositivo enquanto o carrega ou vai ver a carga da sua bateria diminuir lentamente — apesar de estar carregando.
Portanto, se você precisa carregar um dispositivo pela porta USB, o ideal é que ele esteja desligado ou sem uso — ou vai demorar mais para carregar.

As especificações da alimentação por carregador

Os carregadores atuais trocam informações com a bateria do seu celular e não mantém o fluxo de carga contínuo.
Ainda que o carregador tenha capacidade de fornecer 3000 mA, ele não usará esta capacidade constantemente. Na verdade, costumam fornecer a carga a um fluxo baixo e lento, até chegar próximo a 80% de carga da bateria.
Entre 80% e 100%, ele “abre mais a torneira” e a carga ocorre mais rápido.
Quando chega aos 100%, o carregador diminui o fluxo e a carga se torna suave o suficiente apenas para manter a bateria próxima do nível da carga total.

Posso usar uma amperagem maior do que a do carregador padrão do meu aparelho?

Como já foi dito, na troca de informações entre bateria e carregador, fica determinado o fluxo de corrente a ser usado durante as várias etapas da carga.
Veja o exemplo:

  • 1 carregador de 5 Volts e 2000 mA
  • 1 bateria de 3,3 Volts e 700 mA

A bateria irá receber os 5 Volts. Mas só irá “abrir a torneira do carregador” até os 700 mA.
Veja bem, é a bateria quem determina o fluxo aceitável.
Um carregador com amperagem de 3000 mA continua útil, se você puder ligar mais de um aparelho nele. Dá pra carregar 3 Motorola Moto G, com folga e ao mesmo tempo, com um carregador desta capacidade.
Você poderá ter problemas nos seguintes casos:

  1. Usar carregador com voltagem (V) muito superior ao da bateria — Use sempre a mesma voltagem do carregador original. Na dúvida, consulte o manual ou o site do fabricante. Você pode explodir, queimar a bateria ou simplesmente reduzir sua vida útil, se não observar esta regra.
  2. Usar um carregador com voltagem abaixo da indicada pelo carregador original do aparelho — embora não cause danos, a carga pode não acontecer ou demorar muito mais.
  3. Usar um carregador com a mesma voltagem do carregador original (o que é correto), com amperagem muito inferior a da bateria ou à que se encontra indicada no carregador original — a bateria vai “puxar” um fluxo acima do que o carregador está preparado. Pode demorar mais para carregar ou não carregar e, de quebra, sobrecarregar e danificar o carregador.

Mesmo os carregadores de procedência “duvidosa”, encontrados nos camelôs, fazem cargas inteligentes — que começa lenta e termina rápida — suavizando após a carga total, apenas para manter o nível em 100%, evitando a sobrecarga.
Por este motivo, é seguro deixar o aparelho carregando na tomada, enquanto você dorme. Os fabricantes sabem que todo mundo faz isto e que todos gostamos de acordar e ver nosso aparelho “cheio de energia”.

Vale a pena adquirir um carregador portátil?

Às vezes chamados de bateria de backup ou Fast Charge Battery Pack, os carregadores portáteis são uma boa idéia. Costumam ter uma amperagem alta, para atender a um grande número de equipamentos e tipos de baterias.
Alguns fabricantes, chamam a “amperagem” de “velocidade de carga”.
Os conceitos estão relacionados, mas não são a mesma coisa, convenhamos.
Note que a unidade de medida dos carregadores é mAh — ou seja, miliamperes por hora.
Há, no mercado, carregadores portáteis com capacidade superior a 9000 mAh. Isto permite carregar um aparelho em meia hora ou menos, se a bateria aceitar este fluxo.
Alguns carregadores portáteis, permitem ser carregados ao mesmo tempo em que alimentam uma bateria ou mais.

O cabo USB pode influenciar?

Definitivamente, sim.
O cabo USB utilizado para conectar o PC/notebook ou o carregador “de parede” ao smartphone pode ter influência decisiva na eficiência de recarga da bateria.
Alguns cabos são de má qualidade ou simplesmente não são projetados para transmitir um fluxo de carga necessário para carregar a sua bateria.
Quando isto ocorre, o aparelho pode ficar “dias” conectado, sem carregar. Ele entra, no máximo, no modo de “transmissão de dados”.
Se isto acontecer troque o cabo por outro mais eficiente.

Conclusão

Use sempre o carregador original do seu aparelho e evite carregá-lo via porta USB. Se o fizer, use a porta USB 3.0 (ou superior).
A maneira mais rápida e segura de carregar seu dispositivo móvel é com ele desligado.
Na emergência, pode usar o carregador do seu amigo, mesmo que seja de outra marca, sem medo. É seguro. Só não é o ideal.

Baterias inteligentes, carregadores inteligentes… como usá-los a seu favor.

Além dos dispositivos móveis, que usam baterias de íons de lítio (Li-Íon), as próprias baterias e seus respectivos carregadores são inteligentes e todos os 3 conversam entre si, trocando informações para tornar o processo da recarga mais eficiente.
Este tipo de carregador é projetado para trabalhar com baterias (também) inteligentes e (quase sempre) do mesmo fabricante.
Ocorre que as baterias têm microchips específicos e programados para se comunicar com aquele carregador específico.
É por este motivo que muitos autores e alguns manuais de smartphones recomendam o uso exclusivo do carregador que veio com o seu aparelho — o que garante as condições de eficiência, segurança e durabilidade da sua bateria.

Um carregador de baterias inteligente, em outras palavras, é um carregador controlado por um microprocessador.

As baterias inteligentes

As baterias inteligentes podem ser entendidas como sendo dispositivos de armazenamento de carga, capazes de ter um funcionamento mais complexo.
Seus microchips informam aos aparelhos conectados (carregador e smartphone) sobre seu estado atual, ou SoC (State of Charge).
Informam, ainda sobre a sua “saúde”, ou SoH (State of Health).
Baterias inteligentes não são usadas apenas em smarphones e tablets. São usadas em equipamentos médicos, militares, outros dispositivos de computadores, câmeras digitais etc.
As funções que informam o SoC e o SoH, são fundamentais para a segurança destes dispositivos.

Carregador de baterias inteligente

Um dispositivo carregador inteligente é projetado para a tarefa de carregar baterias com precisão e segurança.
Carregadores inteligentes não sofrem de sobrecarga e permitem manter o processo de carga em baixa amperagem.
As baterias inteligentes, como já foi dito, são equipadas com microchips que interagem com as unidades de carga correspondentes e específicas.
Carregador de bateria de smartphone Motorola
Alguns manuais advertem que o uso de carregador (inteligente ou não) de fabricante diferente da sua bateria, pode ocasionar danos a ela e, consequentemente, implicar na perda da garantia de todo o produto.
Isto posto, na maioria das vezes você pode usar carregadores de outras marcas com segurança.
Mas deve prestar atenção à sua procedência e às suas especificações.
As especificações dos carregadores homologados pela Anatel, costumam vir descritas no próprio dispositivo, dentre de um quadro, em letras miúdas. Entre as especificações, que costumam vir informadas, listamos as que seguem:

  • Entrada ou input — em Volts, costuma ser automática dentro da faixa 100 a 240V AC, para carregadores de parede comuns e 12V, para carregadores veiculares.
  • Saída ou output em volts — usualmente 5V. Há carregadores que fornecem 9V ou 12V, como é o caso do TurboPower da Motorola.
  • Power output ou saída em Watts.

Só para ficar claro, as especificações listadas acima servem apenas como exemplo. A variedade é muito maior e você sempre deve verificar a compatibilidade com os seus dispositivos antes de fazer a compra.

O GPSD está drenando a bateria no Android?

O GPSD é um serviço executado no seu sistema, cuja função é lidar com os GPS, AIS (sistemas de identificação) e outros sensores relacionados à navegação. A ferramenta é software livre e tem, em seu time de desenvolvedores ativos, o hacker e ativista Eric S. Raymond.
Talvez você queira uma resposta curta… mas eu vou responder da maneira mais completa possível.
Android consumo de bateria do GPSD
O daemon GPSD foi concebido para ser ativado e acessado por outras aplicações cliente, repassando a elas os dados recolhidos dos sensores.
Atualmente, o software pode ser encontrado em vários sistemas embarcados móveis (não apenas no seu bolso) — ele cuida do serviço de mapas nos dispositivos Android, está presente em drones, robôs, submarinos, carros driverless (sem motorista) etc.

Sua presença tem aumentado nas novas gerações de aeronaves, em sistemas marítimos de navegação, veículos e sistemas IFF militares.

Entre as aplicações que fazem uso do GPSD, incluem-se o pyGPS, gpsdrive, Kismet, GPSdrive, gpeGPS, roadmap, roadnav, navit, viking, tangogps, foxtrot, opencpn, obdgpslogger, geohist, LiveGPS, geoclue, qlandkartegt, gpredict, OpenCPN, gpsd-navigator, gpsd-ais-viewer, e o firefox/mozilla.
No que tange o sistema operacional Android (a partir da versão 4.0 e em alguns anteriores), o GPSD é usado para monitorar os sensores de posicionamento, embarcado nos dispositivos móveis. Todos os aplicativos Android “localizáveis” são, de certa maneira, aplicativos cliente do GPSD.
O projeto GPSD tem seu início registrado em 1998 e é muito bem conceituado. Seu código é tido como maduro e de alta qualidade e tem passado por auditorias minuciosas — não daria para esperar menos de softwares usados em aplicações militares.
As plataformas que suportam o GPSD são todos os Unixes de código aberto — o que inclui o Linux, a família BSD etc.
Diante disto, você vai encontrar a ferramenta em máquinas Linux (óbvio), Android e Apple OS X. Nestas últimas, o suporte (do projeto) é limitado — alguns drivers do OS X têm relatos de serem “bugados”, o que impede o GPSD de obter dados de alguns dispositivos seriais USB.

A página do projeto alerta que não provê qualquer suporte ao Windows — o conselho é arrume um sistema operacional melhor. Se você tem interesse em aprender mais sobre computação, este é um ótimo conselho.

O GPSD está drenando a bateria. Isto é possível?

Alguns usuários tem reclamado de que o daemon GPSD está promovendo um “consumo incomum” das baterias de seus dispositivos. Há posts com esta informação no fórum oficial de usuários do GPSD.
Segundo Eric S. Raymond, é possível imaginar várias razões para isto acontecer se o aplicativo cliente que acessa o GPSD estiver se comportando mal.

O consumo de bateria do GPSD no Android.
O consumo de bateria do GPSD no Android.

O que realmente está acontecendo, segue nas linhas abaixo, de acordo com a explicação de Raymond.
O uso do GPS é conhecido por consumir bastante energia em qualquer dispositivo. Normalmente, o Android economiza calculando sua localização com base na força com que o sinal da torre (3G, LTE, 4G etc,) chega ao seu aparelho. Esta é uma informação que ele está sempre obtendo, de maneira que quase não precisa fazer uso do sensor do GPS.
Para obter informações mais precisas, contudo, aplicativos como o Google Maps podem requisitar uma “localização detalhada” — neste caso, o ícone do GPS pode aparecer na barra de status.
Ao fazer uma requisição por uma localização mais precisa, o GPSD é ativado para buscar e interpretar os dados do(s) satélite(s).
O Android captura os dados do GPSD e os disponibiliza a todos os outros aplicativos do sistema, através de uma API Java.

O Android, por si, não mantém o sensor do GPS ligado o tempo inteiro. Além disto, o daemon GPSD é econômico no consumo de energia — tendo já sido testado em sistemas com pouca potência.

Raymond esclarece que não há motivo para o sistema de coleta de informações do GPS gastar muitos ciclos de processamento, uma vez que a taxa de dados recebida não é elevada.

Como resolver o problema

Até aqui fica claro, apesar do relatório do sistema Android, que o GPSD não é a origem do problema.
O que você precisa fazer é encontrar o aplicativo que está pedindo informações detalhadas e, ao mesmo, tempo rodando nos bastidores (background).
Desinstale este aplicativo defeituoso e o problema vai embora junto.
Há relatos de que no Samsung Galaxy S3, um dos aplicativos defeituosos é o Remote Location Service (Serviço de Localização Remota). Se não for possível remover o aplicativo (este ou qualquer outro), saiba como é possível desabilitá-lo.
De forma resumida, você precisa encontrar o aplicativo que está chamando o GPSD o tempo inteiro, sem necessidade, e desinstalá-lo, para resolver o problema.

Referências

Conheça os sensores do seu smartphone: https://elias.praciano.com/2015/02/conheca-os-sensores-do-seu-smartphone-ou-tablet/.
Página do projeto no Savannah: https://savannah.nongnu.org/projects/gpsd/.
Página oficial do projeto: http://catb.org/gpsd/.
Resposta completa de Raymond: http://esr.ibiblio.org/?p=4886.