Как уберечь ноутбук от низких температур?

Некоторые учёные говорят, что мы живем во время глобального потепления. По мнению других, грядет очередной ледниковый период. Но, так или иначе, зимой на большей части России лежит снег, и столбик термометра опускается заметно ниже нуля. Для основной массы населения это означает только то, что нужно надевать тёплые вещи и включать отопление. У автолюбителей появляются дополнительные сложности: замерзает вода во всех емкостях автомобиля и густеет смазка в двигателе. Возникают проблемы и у владельцев мобильных компьютеров – ноутбуки не любят морозов.

Тепло ли тебе, матрица?

Однозначный ответ на вопрос «тепло или холодно?» не могли дать даже герои сказки «Морозко». Такой субъективный подход к определению границ работоспособности ноутбука, конечно, неприменим. Точное значение нижней температурной границы конкретного компьютера можно получить, заглянув в соответствующий раздел его инструкции по эксплуатации. Обычные (незащищенные) модели могут работать без изменений функциональности при температуре внешней среды от +5 градусов Цельсия. Для иллюстрации приведем несколько чисел из паспортных данных произвольно выбранных ноутбуков.

Модель ноутбука

Минимальная температура эксплуатации, градусы Цельсия

Минимальная температура хранения, градусы Цельсия

HP Compaq nx9110 Business Notebook

–10

HP Compaq nx7010 Business Notebook

+10

–10

TOSHIBA Portege R100

+5

–20

Fujitsu Siemens CELSIUS H210

+5

–10

Apple iBook G4

+10

–25

Обращает на себя внимание, что производители приводят не только температуру эксплуатации, но и температуру хранения. При охлаждении до последней в ноутбуке не происходит необратимых процессов, но включать их при этом не следует – работоспособность не только не гарантируется, но и возможны серьёзные поломки.

Важно помнить, что ноутбук не остывает и не нагревается мгновенно. Поэтому, даже если на улице –30?, а мобильный компьютер переносится из комнаты в автомобиль, а через 10 минут – снова в комнату, его температура не успеет упасть до критической отметки. Точно также пролежавший всю ночь в холодном автомобиле компьютер, при вносе его в теплое помещение, не согреется мгновенно. Должно пройти некоторое время для того, чтобы его температура выровнялась с температурой окружающей среды. Некоторые производители в технических документах специально оговаривают скорость изменения температуры устройства. Так, модель Portege R100 от Toshiba можно нагревать не быстрее чем на 15 градусов в час в рабочем состоянии. Если ноутбук отключен, скорость можно увеличить до 20 градусов в час. Разумеется, в быту трудно проследить выполнение этих условий, но их нужно иметь в виду, а, значит, нельзя класть ноутбук рядом с нагревательными приборами. Ноутбук должен нагреваться медленно!

Если паспортные данные для конкретной модели ноутбука недоступны, при определении нижней температурной границы стоит руководствоваться максимальными значениями. Как следует из приведенных чисел, это +10 градусов при работе и –10 в выключенном состоянии.

Чтобы разобраться, почему ноутбук так чувствителен к холоду, рассмотрим, какие составляющие его элементы могут пострадать от низких температур.

Ох-ох-ох, какие мы чувствительные!

Дисплей

Дисплей любого ноутбука – жидкокристаллическая матрица. Упоминание в самом названии жидкости наводит на мысль, что дисплей может замерзнуть. На самом деле, матрица дисплея, конечно, не треснет при 10 градусах ниже нуля, как стеклянная бутылка с водой, ведь жидкие кристаллы – все же не вода. Но и для них охлаждение не проходит бесследно. В первую очередь, при работе дисплея за нижней границей штатного температурного режима происходит замедление времени отклика. То есть, на экране появляется различимый шлейф, тянущийся за движущимися даже с малой скоростью объектами. Происходит это из-за увеличения вязкости жидкокристаллической субстанции. При значительном охлаждении (–30?C и ниже) возможно механическое разрушение ячеек в результате разницы между коэффициентами температурного расширения, или в данном случае – сжатия, между собственно ЖК и стеклянной основой. Нужно учитывать и резкое возрастание на морозе хрупкости этой и без того самой уязвимой части ноутбука.

Батарея

Общеизвестно, что процессы, протекающие в химических элементах питания, замедляются при снижении температуры. Поэтому на холоде емкость аккумуляторных батарей ноутбука неизбежно уменьшается. Кроме того, при низких температурах может возрасти энергопотребление самой системы, что в конечном итоге приводит к значительному снижению времени автономной работы. Если же мобильный компьютер, как и большинство современных моделей, оснащен литий-ионными или новейшими литий-полимерными аккумуляторами, при «зимней работе» следует быть очень осторожным. В отличие от более старых никель-металлогидридных элементов, источники питания этого типа могут навсегда выйти из строя при значительной нагрузке на них в охлажденном состоянии. Это значит, что переносить по морозу ноутбуки с такими батареями можно, а вот включать их при этом не стоит.

Жесткий диск

Распространенной проблемой первых отечественных настольных систем было «замерзание» винчестера при температуре +5?- +10?C: смазка шпинделя загустевала до такой степени, что электродвигатель не мог провернуть подшипники. Сегодня эта проблема преодолена и даёт о себе знать только при очень низких температурах (–30?С и ниже). Более значимый для современных винчестеров фактор – изменение геометрии при температурном сжатии. Сейчас НЖМД имеют настолько высокую плотность записи информации, что даже незначительное, на первый взгляд, изменение размеров приводит к сбоям. Другая опасность для работающего на морозе винчестера кроется в увеличении вероятности механических повреждений. В современных ноутбуках для защиты жесткого диска от ударов используют полимерные или резиновые амортизирующие элементы. При снижении температуры вместе с уменьшением их упругости падает и их эффективность.

Система охлаждения

Для иллюстрации скрытых опасностей, подстерегающих ноутбук, приведем один парадоксальный пример. При работе на морозе мобильный компьютер может выйти из строя… от перегрева. Современные мощные процессоры и даже мобильные их варианты выделяют столько тепла, что для отвода горячего воздуха от чипов предусмотрены специальные системы вентиляторов. Их подшипники изготавливаются не так качественно, как соответствующие узлы винчестеров и дисководов. Вполне возможно, что при включении холодного ноутбука электромотор не сможет провернуть крыльчатку, и работоспособность ноутбука будет зависеть от того, что случится раньше: нагрев процессора и запуск системы охлаждения или выход электроники из строя из-за перегрева.

Оптика и электроника

Массу неприятностей владельцу ноутбука может доставить ещё одно физическое явление, связанное с изменением температуры – конденсация. Известно, что в теплом воздухе может содержаться большее количество водяного пара, чем в холодном. Если холодный ноутбук внести в тепло, окружающий его воздух охладится, и капельки «лишней» воды осядут на все поверхности компьютера.

И запотевание дисплея – не самая страшная проблема. Микроскопические капельки на линзе лазерного привода могут привести к сбоям при чтении оптического диска и к его порче при записи. В определённых условиях водяной конденсат в состоянии закоротить электрические схемы и контакты.

Что делать?

Зная морозонеустойчивые элементы ноутбука, постараемся сформулировать рекомендации по защите мобильного компьютера от холода.

1. Самое простое средство защиты – лишний раз не подвергать ноутбук действию низких температур. Если есть необходимость перенести его по морозу, а температура на улице ниже – 10?С (или нижней границы, указанной в паспортных данных), стоит принять дополнительные меры безопасности. Нужно обратить внимание, что даже при 30-градусном морозе компьютер за 5-10 минут не успеет остыть до критической температуры. Скорость остывания или нагревания ноутбука зависит от множества параметров: его массы, материала корпуса, разницы температур, движения воздушных потоков. Общие закономерности таковы: легкий ноутбук остывает быстрее тяжелого, ноутбук в металлическом корпусе остывает быстрее, чем в пластмассовом, ноутбук в упаковке охлаждается медленнее, чем без нее.

2. Хорошей защитой от холода может стать специальная сумка. Сейчас в магазинах широчайший выбор. Эти сумки обязательно содержат амортизирующие прокладки, как правило, из пористых материалов, обладающих термоизоляционными свойствами. В такой сумке ноутбук будет остывать значительно медленнее, чем в полиэтиленовом пакете или в пластиковом кейсе. Да и риск повредить хрупкую на морозе матрицу дисплея меньше. Разумеется, сумку с ноутбуком не стоит открывать на морозе без необходимости. Кроме того, в ней холодный ноутбук в теплом помещении и нагреваться будет медленнее, что предотвратит появление конденсата.

3. Если ноутбук остыл очень сильно, например, находясь на 20-градусном морозе несколько часов, перед включением его необходимо медленно отогреть. Если в комнате жарко (+25?С), а масса ноутбука около 1, 5-2 кг, его рекомендуется греть либо прямо в сумке, либо закутав в одеяло, полотенце и т. п.

4. При низкой температуре (ниже –5?С) не стоит без необходимости включать ноутбук. Если все же приходится это делать, нужно соблюдать определённые правила. Включать ноутбук лучше, если он ещё не остыл – тогда собственное тепловыделение батареи и процессора какое-то время поддержат ноутбук в рабочем состоянии. По этой же причине, для предотвращения бесполезного рассеяния тепла, работающий на морозе компьютер нужно устанавливать на термоизолирующую поверхность.

5. Если предполагается включить при низкой температуре холодный ноутбук, оснащенный литий-ионными или литий-полимерными аккумуляторами, батарею перед включением нужно обязательно согреть хотя бы до +10?. В крайнем случае, это можно сделать под одеждой. Если ноутбук оборудован съемным жестким диском, то же относится и к нему. Кстати, заряжать литий-ионные или литий-полимерные источники питания можно только при положительных температурах. При включении ноутбука стоит прислушаться к шуму вентиляторов системы охлаждения. Если они не запустились через 5-10 минут работы, дальнейшее использование компьютера чревато поломками.

Вывод

Даже в северных районах нашей страны ноутбук можно без особых проблем переносить по улице зимой. В крайнем случае, при низких температурах на нём можно даже работать некоторое время. При этом риск поломки значительно уменьшится, если следовать простым правилам, описанным в этой статье. Несоблюдение наших рекомендаций, возможно, не приведет к мгновенной потере работоспособности, но, безусловно, увеличит вероятность выхода мобильного компьютера из строя. Если же есть потребность в регулярном использовании ноутбука на холоде, стоит задуматься о приобретении специальной защищенной модели, адаптированной к таким условиям.

Морозоустойчивые ноутбуки

Проникновение компьютерных технологий во все отрасли жизнедеятельности сформировало потребность в мобильных компьютерах, работающих в очень жестких условиях, в том числе и при отрицательных температурах. Сегодня несколько производителей ноутбуков предлагают защищенные модели, которые не боятся не только мороза, но и пыли, влаги и механических воздействий. Одни из самых крупных заказчиков таких ноутбуков – вооруженные силы стран НАТО. В России защищенные ноутбуки известны, в основном, по восстановленным (refurbished) моделям японской марки Panasonic (www.panasonic. co. jp). Между тем, в среде профессионалов всего мира, работающих в экстремальных условиях, широкое распространение получили марки Getac (www.getac.com) и Itronix (www.itronix.com).

Минимальной температурой, при которой сохраняет работоспособность типовой ноутбук Getac A770, является 0?C. Специальные морозоустойчивые модификации этой модели могут работать, именно работать, при –20?С. Getac A770 основан на процессоре Pentium M/1, 4-1, 6 ГГц. Графический адаптер встроен в системный чипсет Intel 855GM. Диагональ дисплея с разрешением 1024x768 точек составляет 12, 1». Возможна установка сенсорной матрицы или 14» дисплея. Максимальный размер оперативной памяти – 1 Гб, самый емкий жесткий диск – 80 Гб. В универсальный модульный отсек можно устанавливать приводы разных типов или дополнительную батарею. Предусмотрены различные адаптеры беспроводной связи. Корпус ноутбука защищает начинку от всевозможных внешних воздействий. Маленьким и легким ноутбук не назовешь: габариты – 310x255x70 мм, масса – 6, 5 кг.

Itronix GoBook III представляет собой более портативную модель. Габариты ноутбука: 305х249х60 мм, масса – 3, 7 кг. От модели Getac его, по существу, отличает лишь дискретное графическое решение ATI Mobility Radeon 9000 с собственной видеопамятью 64 Мб. Согласно паспортным данным, этот компьютер может работать при температуре до –23?С. В нерабочем состоянии он переносит морозы до –55?С.

Расширение рынка защищенных ноутбуков привело к тому, что всемирно известная корпорация HP (www.hp.com) выпустила в этом сегменте модели ноутбука и планшетного компьютера под своей маркой. Модель HP nr3600 Rugged Notebook внешне ничем не отличается от Itronix GoBook III, но может оснащаться процессором Pentium 4 M или настольным вариантом Pentium 4.

Методы защиты от мороза

Снизить минимальную температуру работоспособности ноутбука можно, повысив морозоустойчивость наиболее термочувствительных его компонентов. К ним относятся аккумуляторная батарея и жесткий диск. Разработка литий-ионных элементов, которые не только не выйдут из строя при отрицательных температурах, но и будут вполне сносно работать, сегодня вполне возможна. Так, модель HP nr3600 Rugged Notebook оснащается аккумуляторами, способными работать при –20?С. Достигается это применением специальных материалов для изготовления мембран и электролитов. Но даже такие батареи можно заряжать только при положительных температурах.

Для изготовления морозоустойчивых жестких дисков не удалось придумать специальных материалов, не изменяющих геометрию при охлаждении. Поэтому проблема решается другим способом. Винчестеры ноутбуков, предназначенных для работы на морозе, таких, как, например, Panasonic CF-29, снабжаются специальным нагревательным устройством. Такой нагреватель позволяет поддерживать работоспособность жесткого диска при температуре –20?С и ниже, расходуя при этом энергию штатного аккумулятора.