Nivel de carga y estado de salud de la batería de un portátil en GNU/linux
A día de hoy, cualquier combinación de distribución GNU/Linux y entorno de escritorio, por ligera y minimalista que sea, ofrece información del nivel de carga de la batería de un portátil, mostrando un porcentaje de energía disponible con respecto al total y en muchos casos una estimación del tiempo restante en función del tipo de uso que actualmente se está haciendo del sistema. Esta información suele aparecer en un indicador en la barra de estado y además en alguna sección del panel de control. Pero ¿en qué información se basan esos indicadores? ¿Cómo podemos acceder con mayor nivel de detalle a esa información para tener más conocimiento de ella o hacer nuestras propias mediciones?
UPower es un software que proporciona una capa de abstracción para la gestión de energía en equipos con GNU/Linux. Enumera orígenes de energía (baterías, fuentes de alimentación, …), mantiene estadísticas y datos históricos sobre ellos y notifica cuando se producen cambios de estado. Está compuesto de un demonio (upowerd), una API y un conjunto de de herramientas de línea de comandos. El demonio proporciona su funcionalidad a las aplicaciones a través del bus del sistema (mediante el servicio org.freedesktop.UPower, a través de D-Bus,). PolicyKit limita el acceso a la funcionalidad de UPower de iniciar el modo de hibernación o apagar el sistema operativo (freedesktop.upower.policy). El programa cliente de línea de comandos upower puede utilizarse para consultar y monitorizar la información sobre los dispositivos de suministro de energía del sistema. Los entornos de escritorio proporcionan herramientas gráficas para hacer uso de la funcionalidad de UPower, como GNOME Power Manager y Xfce Power Manager.
Vamos a centrarnos en un uso básico del comando upower. Podemos consultar los dispositivos de energía disponibles en el sistema con el comando upower -e o upower --enumerate. Nos mostrará la ruta de acceso a ellos, que luego utilizaremos para obtener más información de un dispositivo en concreto:
$ upower -e
/org/freedesktop/UPower/devices/line_power_AC
/org/freedesktop/UPower/devices/battery_BAT0
/org/freedesktop/UPower/devices/battery_BAT1
/org/freedesktop/UPower/devices/line_power_ucsi_source_psy_USBC000o001
/org/freedesktop/UPower/devices/DisplayDevice
La lista completa de parámetros de todos los dispositivos se puede obtener con upower -d o upower --dump:
$ upower -d
Device: /org/freedesktop/UPower/devices/line_power_AC
native-path: AC
power supply: yes
updated: mar 04 ene 2022 21:03:18 (1451 seconds ago)
has history: no
has statistics: no
line-power
warning-level: none
online: no
icon-name: 'ac-adapter-symbolic'
. . .
Device: /org/freedesktop/UPower/devices/battery_BAT1
native-path: BAT1
vendor: Celxpert
model: 01AV424
serial: 4287
power supply: yes
updated: mar 04 ene 2022 21:27:19 (10 seconds ago)
has history: yes
has statistics: yes
battery
present: yes
rechargeable: yes
state: discharging
warning-level: none
energy: 12,57 Wh
energy-empty: 0 Wh
energy-full: 19,89 Wh
energy-full-design: 24,05 Wh
energy-rate: 4,424 W
voltage: 11,259 V
time to empty: 2,8 hours
percentage: 62%
capacity: 80,5405%
technology: lithium-polymer
icon-name: 'battery-full-symbolic'
History (charge):
1641328039 62,000 discharging
History (rate):
1641328039 4,424 discharging
. . .
Podemos ver con el comando anterior la situación de carga de la batería con respecto al total que admite actualmente (percentaje: 62%) y la situación aproximada de la salud de la batería, diferenciando entre energy-full (la cantidad de energía que actualmente puede almacenar como máximo) y energy-full-design (la cantidad de energía que puede almacenar por diseño, es decir cuando está nueva).
En este caso se trata de un portátil con dos baterías. Podemos ver información de cada una de ellas con upower -i o upower --show-info seguido de la ruta del componente, que será la devuelta por el comando upower -e:
$ upower -i /org/freedesktop/UPower/devices/battery_BAT0
native-path: BAT0
vendor: LGC
model: 01AV489
serial: 1297
power supply: yes
updated: mar 04 ene 2022 21:27:19 (10 seconds ago)
has history: yes
has statistics: yes
battery
present: yes
rechargeable: yes
state: fully-charged
warning-level: none
energy: 17,24 Wh
energy-empty: 0 Wh
energy-full: 18,7 Wh
energy-full-design: 23,94 Wh
energy-rate: 1,408 W
voltage: 12,731 V
percentage: 100%
capacity: 72,0134%
technology: lithium-polymer
icon-name: 'battery-full-charged-symbolic'
$ $ upower -i /org/freedesktop/UPower/devices/battery_BAT1
native-path: BAT1
vendor: Celxpert
model: 01AV424
serial: 4287
power supply: yes
updated: mar 04 ene 2022 21:27:19 (10 seconds ago)
has history: yes
has statistics: yes
battery
present: yes
rechargeable: yes
state: discharging
warning-level: none
energy: 14,43 Wh
energy-empty: 0 Wh
energy-full: 20,04 Wh
energy-full-design: 24,05 Wh
energy-rate: 5,544 W
voltage: 11,386 V
time to empty: 2,6 hours
percentage: 70%
capacity: 79,7505%
technology: lithium-polymer
icon-name: 'battery-full-symbolic'
History (rate):
1640122870 5,544 discharging
Sysfs es un sistema de archivos virtual que proporciona el núcleo de Linux y que exporta información sobre los dispositivos y sus controladores desde el modelo de dispositivos del núcleo hacia el espacio del usuario. Genera una estructura de directorios y archivos que representan los dispositivos en una jerarquía de directorios y cada uno de sus parámetros como un archivo cuyo contenido es el valor actual de dicho parámetro. Además de permitir consultar información de estos dispositivos, también permite modificar algunos de ellos.
Uno de los directorios que expone es /sys/class, que contiene cada clase de dispositivo registrada por el kernel. Las clases
de dispositivo describen un tipo funcional de dispositivo, por ejemplo, dispositivos de entrada, dispositivos de red o dispositivos de bloques. Para el tema que nos interesa se puede conocer, por ejemplo, el estado de la batería de un portátil y el estado de la alimentación externa comprobando la información que contienen archivos almacenados dentro del directorio /sys/class/power_supply. Dependiendo del equipo habrá diferentes elementos, pero en el caso de un portátil existirá como mínimo el directorio /sys/class/power_supply/BAT0 que contendrá los parámetros de la batería principal.
$ ls /sys/class/power_supply/
AC BAT0 BAT1 ucsi-source-psy-USBC000:001
Si mostramos el directorio correspondiente a la batería 0 (BAT0), nos aparecerá un archivo por parámetro de la batería:
$ ls /sys/class/power_supply/BAT0
alarm charge_control_end_threshold charge_stop_threshold energy_full hwmon3 power serial_number technology voltage_min_design
capacity charge_control_start_threshold cycle_count energy_full_design manufacturer power_now status type voltage_now
capacity_level charge_start_threshold device energy_now model_name present subsystem uevent
Podemos consultar el valor de la carga actual (energy_now), carga total cuando está llena (energy_full) y carga total cuando está llena según su diseño original (energy_full_design), entre otros parámetros, mostrando el contenido de los archivos que se encuentran dentro de ese directorio:
$ cat /sys/class/power_supply/BAT0/status
Discharging
# cat /sys/class/power_supply/BAT0/capacity
70
$ cat /sys/class/power_supply/BAT0/energy_now
14320000
$ cat /sys/class/power_supply/BAT0/energy_full
20610000
$ cat /sys/class/power_supply/BAT0/energy_full_design
24050000
Las aplicaciones utilizan principalmente las llamadas al bus del sistema para obtener los datos que necesitan, pero nosotros de forma muy sencilla podemos obtener la información de la batería a través de estos dos medios: el comando upower o el sistema de archivos sysfs, y utilizarla directamente o a través de scripts.