लिथियम आयन बैटरियों में उपयोग की जाने वाली सामग्री सीमा से अधिक आगे नहीं बढ़ सकती। वर्तमान में हम ऊर्जा घनत्व के लिहाज से लगभग 250 से 300 वाट घंटे प्रति किलोग्राम के आसपास फंसे हुए हैं। इन भौतिक सीमाओं के कारण, स्मार्टवॉच की बैटरी दो दिन से अधिक समय तक चलाने के लिए आमतौर पर बड़ी बैटरियां लगानी पड़ती हैं। यदि कोई व्यक्ति बैटरी जीवन को दोगुना करना चाहता है, तो उसे लगभग उतना ही अतिरिक्त वजन भी जोड़ना पड़ता है, क्योंकि बैटरी का आकार उसमें संग्रहित ऊर्जा के अनुपात में लगभग सीधी रेखा में बढ़ता है। घड़ियाँ डिज़ाइन करने वाली कंपनियों के लिए मूल रूप से पतला और आकर्षक बनाने या लंबे समय तक चलने वाली बैटरी देने के बीच चयन करना पड़ता है। दोनों को एक साथ करने की कोशिश? विज्ञान के अनुसार वर्तमान में यह वास्तव में संभव नहीं है। लिथियम सल्फर बैटरी जैसे कुछ आशाजनक विकल्प भविष्य में चीजों को बदल सकते हैं, लेकिन आज दुकानों की शेल्फ पर मौजूद अधिकांश स्मार्टवॉच अभी भी वजन और बैटरी जीवन के बीच इस मूल व्यापार को संभाल रही हैं। दौड़ने वाले और फिटनेस उत्साही विशेष रूप से इस समस्या को तब ध्यान में लाते हैं जब वे कसरत के दौरान अपने उपकरण पहनते हैं, जहां वजन में छोटी सी वृद्धि भी समय के साथ आराम में ध्यान देने योग्य अंतर पैदा करती है।
उच्च सहनशीलता वाले मॉडल बैटरी क्षमता और द्रव्यमान के बीच सुसंगत मापन पैटर्न दिखाते हैं:
| संचालन अवधि | आम वजन सीमा | बैटरी का योगदान |
|---|---|---|
| 3–5 दिन | 32–38 ग्राम | कुल द्रव्यमान का 35–40% |
| 7–10 दिन | 41–48 ग्राम | कुल द्रव्यमान का 50–55% |
| 14+ दिन | 55–68 ग्राम | कुल द्रव्यमान का 65–70% |
इन प्रदर्शन मापदंडों को देखने से यह समझने में मदद मिलती है कि लगातार सप्ताहों तक संचालन की आवश्यकता वाले गैजेट्स कुल मिलाकर अधिक भारी-भरकम क्यों होते हैं। एयरोस्पेस इंजीनियरिंग से प्राप्त कुछ हल्की सामग्री भार को कुछ हद तक कम करने में मदद करती है, शायद खोल की सामग्री का लगभग 20 से 30 प्रतिशत कम कर देती है, लेकिन फिर भी बैटरियों के कुल भार पर प्रभाव के साथ प्रतिस्पर्धा नहीं कर पाती हैं। परीक्षणों से एक दिलचस्प बात भी सामने आई है: जब घड़ियों का वजन 55 ग्राम से अधिक हो जाता है, तो लगभग दो तिहाई लोग उन्हें सोते समय पहनने में असुविधा की शिकायत करने लगते हैं। यह वास्तव में काफी महत्वपूर्ण है। अधिकांश डिजाइनरों का मानना है कि वजन का उत्तम बिंदु लगभग 40 ग्राम है। इस वजन पर, अधिकांश स्मार्टवॉच एक बार चार्ज करने पर पांच से सात दिन तक चल सकती हैं और फिर भी दिनभर पहनने के लिए पर्याप्त सुविधाजनक बनी रहती हैं। बढ़ी हुई बैटरी लाइफ पर केंद्रित उच्च-स्तरीय मॉडल के लिए, वजन और प्रदर्शन के बीच इस मध्यम भूमि को खोजना महत्वपूर्ण है।
निर्माता जानबूझकर हार्डवेयर संशोधनों के माध्यम से स्लीक डिज़ाइन के खिलाफ लंबे बैटरी जीवन का संतुलन करते हैं। बढ़ी हुई बैटरी क्षमता के लिए आमतौर पर मानक मॉडलों की तुलना में (~1.2–2.5 मिमी) मोटे केस या बड़ी पावर सेल को समायोजित करने के लिए आकार में विस्तारित चेसिस डिज़ाइन की आवश्यकता होती है। अतिरिक्त आकार को कम करने के लिए, इंजीनियर कई रणनीतियों को लागू करते हैं:
ये अनुकूलन यह दर्शाते हैं कि बैटरी आवश्यकताएँ निर्माण प्रतिमानों को मौलिक रूप से कैसे बदल देती हैं, जो यह साबित करता है कि उच्च चलने के समय के लिए सघन डिजाइन त्यागना पड़ता है।
भौतिक परिवर्तनों से परे, इंजीनियर ऊर्जा भंडार को बढ़ाने के लिए सेमीकंडक्टर-स्तरीय रणनीतियों का उपयोग करते हैं। लंबे बैटरी जीवन वाली स्मार्टवॉच मॉडल निम्न के माध्यम से ऊर्जा दक्षता को प्राथमिकता देते हैं:
इन तकनीकी त्यागों से एक महत्वपूर्ण उद्योग सत्य की पुष्टि होती है: विस्तारित संचालन समय के लिए डेटा समृद्धि और वास्तविक समय प्रतिक्रियाशीलता में सीमाओं को स्वीकार करना आवश्यक है।
लंबी बैटरी लाइफ वाली स्मार्टवॉच में अतिरिक्त वजन होता है, जो अक्सर उन्हें सामान्य संस्करणों की तुलना में 20 से 40 प्रतिशत भारी बना देता है। अधिकांश लोग दिनभर डिवाइस पहनने के बाद इस अतिरिक्त भार को असुविधाजनक पाते हैं। शोध में पता चला है कि लगभग 50 ग्राम के वजन से नींद के दौरान कलाई में थकान शुरू हो जाती है, और यहां तक कि लगभग 35 ग्राम के हल्के वजन का भी व्यायाम के दौरान एहसास होता है। कंपनियां विशेष आकार वाले केस और नरम सिलिकॉन बैंड के साथ इस समस्या को कम करने का प्रयास करती हैं, लेकिन मूल भौतिक सिद्धांतों के खिलाफ वे बहुत कुछ नहीं कर सकतीं। एक बार जब घड़ियों का वजन 70 ग्राम से अधिक हो जाता है, जो उन घड़ियों के साथ अक्सर होता है जो हफ्तों की बैटरी लाइफ का दावा करती हैं, तो लगभग दो तिहाई मालिक रात में उन्हें उतार देते हैं। यह निष्कर्ष मानव कारक और कार्यक्षमता सोसाइटी द्वारा प्रकाशित हाल के अध्ययनों से आया है, जो यह जांच रहे हैं कि वियरेबल वास्तव में कितने आरामदायक हैं।
जो लोग वास्तव में करते हैं, उसकी तुलना में जो विशिष्टताएँ कहती हैं, उसे देखने से पता चलता है कि कागजी वादों और वास्तविक जीवन के अनुभवों के बीच काफी अंतर है। अधिकांश लोग (लगभग 78%) लंबे बैटरी जीवन की इच्छा के बारे में बात करते हैं, लेकिन शोध दिखाता है कि वास्तविकता में कुछ अलग ही होता है। प्रतिदिन लगातार 18 घंटे से अधिक समय तक 45 ग्राम से अधिक वजन वाले गैजेट्स पहने रखने वाले लोगों में से केवल लगभग 4 में से 1 ही ऐसा कर पाते हैं। यहाँ हम यह देखते हैं कि लोग अक्सर लंबे बैटरी दावों के ऊपर आराम को तरजीह देते हैं, भले ही उनकी स्मार्टवॉच में अभी भी बिजली बची हो, उसे उतार लेते हैं। अपेक्षाओं और वास्तविकता के बीच यह अंतर दर्शाता है कि निर्माताओं को यह सोचने की आवश्यकता है कि न केवल बैटरी कितने समय तक चलती है, बल्कि नियमित उपयोग के दौरान उत्पादों का आरामदायक होना भी महत्वपूर्ण है। वे ग्राहक जो 60 ग्राम से अधिक वजन वाले उपकरणों से वास्तविक उपयोग में लगभग 7 से 10 दिनों का समय प्राप्त करते हैं, आमतौर पर सबसे खुश रहते हैं।
लंबे बैटरी जीवन वाले स्मार्टवॉच देखते समय, यह जानना उपयोगी होता है कि मूल रूप से तीन प्रकार के स्मार्टवॉच होते हैं, जिनमें से प्रत्येक के अलग-अलग फायदे और नुकसान होते हैं। फिटनेस ट्रैकर बहुत हल्के होते हैं, कभी-कभी 25 ग्राम से भी कम वजन के, और ये 2 से 4 सप्ताह तक चलते हैं क्योंकि इनमें कोई अतिरिक्त सुविधाएँ नहीं होतीं—बस मूल कदम ट्रैकिंग और हृदय गति मॉनिटरिंग होती है। न तो इनमें स्क्रीन होती है, न ही कोई कनेक्टिविटी। फिर हम उन सामान्य स्मार्टवॉच तक पहुँचते हैं जो अधिकांश लोग वास्तव में खरीदते हैं। इनका वजन आमतौर पर 40 से 60 ग्राम के बीच होता है और ये लगभग एक से दो सप्ताह तक बैटरी जीवन प्रदान करते हैं, जबकि सूचनाएँ प्राप्त करने और भुगतान करने जैसी उपयोगी सुविधाएँ भी प्रदान करते हैं। हालाँकि, जिन लोगों को कुछ गंभीर चाहिए, उनके लिए इन पेशेवर श्रेणी के मॉडल होते हैं जो टैंक की तरह बने होते हैं। ये 70 ग्राम से अधिक वजन के होते हैं और सौर पैनल जैसी विशेष तकनीक से लैस होते हैं ताकि लंबे बाहरी साहसिक कार्यों के दौरान महीनों तक चल सकें। आमतौर पर घड़ी जितनी भारी होगी, उतनी अधिक सुविधाएँ होंगी, लेकिन पोर्टेबिलिटी भी उतनी ही कम होगी। इसलिए यदि किसी को पूरे दिन केवल कदम देखने के लिए कुछ हल्का-फुल्का चाहिए, तो एक अत्यंत हल्का ट्रैकर बहुत अच्छा काम करता है। अधिकांश उपभोक्ता बीच कहीं रहते हैं जो उचित बैटरी जीवन और दैनिक कार्यों को संभालने के लिए पर्याप्त बुद्धिमत्ता दोनों चाहते हैं। लेकिन जब उन क्षेत्रों में जाया जाता है जहाँ बिजली के सॉकेट नहीं मिलते, तो उन भारी किस्म के पेशेवर यूनिट्स से बेहतर कुछ नहीं होता।
स्मार्टवॉच में वजन और बैटरी लाइफ के बीच समझौता क्यों होता है?
लिथियम-आयन बैटरी की ऊर्जा घनत्व की अंतर्निहित सीमाओं के कारण यह समझौता मौजूद है। बैटरी जीवन को बढ़ाने के लिए आमतौर पर बड़ी बैटरी की आवश्यकता होती है, जिससे द्रव्यमान बढ़ जाता है और आराम में कमी आती है।
लंबे बैटरी जीवन वाली आरामदायक स्मार्टवॉच के लिए इष्टतम वजन क्या है?
आराम के लिए इष्टतम वजन लगभग 40 ग्राम है, जो बैटरी की लंबी अवधि और पहनने योग्यता के बीच संतुलन प्रदान करता है।
निर्माता बड़ी बैटरी से आने वाले अतिरिक्त वजन को कैसे कम करते हैं?
निर्माता अतिरिक्त वजन को कम करने के लिए कक्ष अनुकूलन, सामग्री प्रतिस्थापन और वक्र बैटरी मोल्डिंग जैसी रणनीतियों का उपयोग करते हैं।
स्मार्टवॉच बिजली की दक्षता में सुधार के लिए कौन सी रणनीतियाँ अपनाते हैं?
स्मार्टवॉच कम शक्ति वाले डिस्प्ले, सेंसर तर्कसंगतता और सूक्ष्म संबंध संबंधी प्रबंधन के माध्यम से दक्षता में सुधार करते हैं।
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