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【Python】スマホの充電時間を計算するプログラムの作成方法を解説!フル充電まで何分かかるかを表示【初心者OK】

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みなさん、こんにちは!

この記事では、スマホのバッテリー残量から充電が完了するまでの時間を計算するPythonプログラムの作成方法を解説しています。

プログラミング初心者でも理解しやすいように、1つ1つのコードをステップバイステップで簡単に分かりやすく解説していますよ。

このページを見たらわかること
  • なぜこのプログラミングが必要か?
  • Colaboratoryの使い方
  • スマホの充電にかかる時間を表示するプログラムの作り方
  • 充電速度のカスタマイズ方法
目次

なぜこのようなプログラムを作成するのか?

まず初めにこの記事の必要性について解説します。

このプログラムを実行することで、ユーザーにどんな利益があるのでしょうか?

充電時間の把握

身近なものとなったスマートフォンのバッテリー残量は気になりますよね。

バッテリーの残量だけでなく、充電時間を把握することができたら便利なのではないでしょうか?

特に急いで外出する前や長時間使用する予定がある場合、充電にかかる時間を知ることでスケジュールを立てやすくなりますよね。

バッテリーの最適な管理

スマートフォンのバッテリーは適切な管理が必要です。

スマホのバッテリーはリチウムイオン電池を使用しているものが多く、何回も充電や放電を繰り返すと寿命が短くなってしまうんです。

充電時間を知ることで、ユーザーはバッテリーを最適な状態で保つために必要な充電タイミングを把握できます。

これにより、バッテリーの寿命を延ばし、長期的な利用においても良好なパフォーマンスを維持することができますよ。

節電効果

バッテリー残量と充電時間を計算することで、ユーザーは無駄な充電を避けることもできますよ。

充電が完了するまでの時間を知ることで、適切なタイミングで充電を止め、節電に寄与できます。

これは環境への配慮とともに、外出先での急な充電ニーズにも対応できる利点をもたらしてくれますね。

以上のようなことから、瞬時にスマホの充電にかかる時間を計算できるプログラムがあれば便利だと思い、この記事で解説しています。

使用環境の確認

次に、この記事で使用している機材や環境の紹介をします。

・Mac Book Air のM2チップモデル(2022)
・Python 3.12.0

使用する機材や環境が違っていても、基本的な操作やプログラミングのコードは変更ありませんのでご安心ください。

環境構築をする

まずは、このプログラムを作成する上で、どこにコードを記述したり実行したりするのか説明します。

Macの場合はターミナル、Windowsの場合はコマンドプロンプトでPythonをインストールして、実行するのが一般的です。

ただ、今回はユーザーからの入力が必要なプログラムとなりますので、入力のしやすい「Colaboratory」というGoogleのサービスを利用します。

Colaboratoryとは?

Colaboratory(Colab)は、データサイエンスや機械学習などのプログラミングとドキュメンテーションを組み合わせたインタラクティブな環境を提供するためのツールで、Pythonやその他のプログラミング言語でコードを書いて実行できます。

Colaboratoryの使い方

Colaboratoryにアクセス

Colab(Colaboratoryの略)にはGoogleアカウントが必要です。

Googleドライブ上でColabを利用することができますよ。

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ファイルを保存

自分だけのコードを記述して保存できるように、「ドライブにコピー」をクリックしましょう。

これで自分のドライブにColabを保存できました。

コードを記述

Colabのノートブックはセル(Cell)と呼ばれる単位で構成されています。

左上の「コード」ボタンをクリックして、コードセルの中にPythonのコードを記述していきましょう。

コードを実行

コードを実行するには、セルの左上にある再生ボタンをクリックします。

これで簡単にプログラムを実行することができますよ。

プログラムの作成方法

いよいよプログラムの作成に取り掛かっていきましょう。

初心者でも理解しやすいように、順を追って詳しく解説していきますよ。

1. 現在時刻を取得する

まずは、現在時刻を取得しましょう。

Pythonではdatetimeモジュールを使用することで、簡単に現在時刻を取得できます。

datetime モジュールとは?

datetimeモジュールは、Pythonの標準ライブラリに含まれているモジュールであり、日付と時刻を扱うための機能を提供しています。

日付と時刻は、多くのアプリで重要な情報であり、それらを扱うためには正確な日時情報を取得し、操作できるようにする必要があります。

datetimeモジュールはこれらの操作を全般的にサポートできるんです。

from datetime import datetime
now = datetime.now()
print("現在時刻:", now)

これで、現在時刻が表示されます。

ただし、デフォルトではコンピュータのタイムゾーンが設定されているので、日本時間に変更してください。

その前に、変数nowを整形して見やすくしておきましょう。

次に、以下のコードを下に追加してください。

formatted_now = now.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
print("現在時刻:", formatted_now)

「%Y-%m-%d %H:%M:%S」というのは、年-月-日 時:分:秒の形式で時刻を表示するためのフォーマットです。

これで見やすく整形された時刻が得られるようになりますよ。

2. ユーザーからバッテリー残量を入力

次に、ユーザーからバッテリー残量を入力してもらうプログラムを追加します。

この時、ユーザーからの入力が0〜100の範囲内であるかを確認させましょう。

スマホのバッテリーの数値の範囲は、0%から100%までしかないためです。

これには「while」ループを使って、正しい範囲の値が入力されるまで繰り返し入力を求めることにします。

battery_percentage = -1

while battery_percentage < 0 or battery_percentage > 100:
    try:
        battery_percentage = int(input("バッテリー残量を入力してください(0〜100%): "))
        if battery_percentage < 0 or battery_percentage > 100:
            print("入力が正しくありません。0から100の範囲で入力してください。")
    except ValueError:
        print("数値を入力してください。")

これで、正しい範囲のバッテリー残量が入力されるまでユーザーに質問が繰り返されますよ。

3. 充電にかかる時間を計算

充電にかかる時間は、まずバッテリー残量から残りの充電量を計算します。

そのあと、バッテリー残量と1%充電するために必要な時間を掛け算することで、充電にかかる時間を計算できるという仕組みです。

ここでは例として1%あたり2分という条件で充電されることにします。

remaining_charge = 100 - battery_percentage
charging_time = remaining_charge * 2  # 1%あたり2分

これで、「charging_time」に充電にかかる時間が分単位で格納されます。

4. 結果を表示

最後に、計算結果をユーザーにわかりやすく表示します。

print(f"充電が完了するまで約{charging_time}分かかります。")

完成したプログラムの全体像

以下のコードは、上で説明したコードを整理して体裁を整えたものです。

上で説明した内容を反映しつつ、ユーザーに表示する内容や文章を見やすくしました。

from datetime import datetime

def get_formatted_now():
    now = datetime.now()
    formatted_now = now.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
    return formatted_now

def calculate_charging_time(battery_percentage):
    remaining_charge = 100 - battery_percentage
    charging_time = remaining_charge * 2  # 1%あたり2分
    return charging_time

def main():
    print("=== スマホ充電時間計算プログラム ===")
    
    # 現在時刻の表示
    print("現在時刻:", get_formatted_now())
    
    # バッテリー残量の入力
    battery_percentage = -1

    while battery_percentage < 0 or battery_percentage > 100:
        try:
            battery_percentage = int(input("バッテリー残量を入力してください(0〜100%): "))
            if battery_percentage < 0 or battery_percentage > 100:
                print("入力が正しくありません。0から100の範囲で入力してください。")
        except ValueError:
            print("数値を入力してください。")

    # 充電時間の計算
    charging_time = calculate_charging_time(battery_percentage)

    # 結果の表示
    print(f"充電が完了するまで約{charging_time}分かかります。")

if __name__ == "__main__":
    main()

これでスマホのバッテリーを100%まで充電するのにかかる時間を計算するプログラムの完成です!

お疲れ様でした。

充電速度をカスタマイズする方法

充電速度は、スマホや使用しているアダプタによって異なります。

そのため、1%を充電するのにかかる時間(充電速度)をカスタマイズする方法を解説します。

あらかじめ設定しておく場合

以下のコードが記述されていると思います。

def calculate_charging_time(battery_percentage):
    remaining_charge = 100 - battery_percentage
    charging_time = remaining_charge * 2  # 1%あたり2分
    return charging_time

このコードの「remaining_charge * 2」の数値を変更します。

例えば、1%充電するのに5分かかるのであれば、「2」を「5」に変更してください。

ご自身のスマホのスペック表を見て、1%充電するのにかかる時間を設定してくださいね。

ユーザーに充電速度を尋ねる場合

まず、「print(“=== スマホ充電時間計算プログラム ===”)」というコードの下に、以下のコードを追加してください。

# 充電速度の設定
    charging_speed = float(input("1%を充電するのにかかる時間(分)を入力してください: "))

このコードを追加することで、ユーザーに1%を充電するのにかかる時間を入力させることができます。

次に、充電速度の計算方法を以下のコードに変更しましょう。

# 充電時間の計算
    charging_time = calculate_charging_time(battery_percentage, charging_speed)

これで、毎回ユーザーに充電速度を尋ねることができるようになりました。

このプログラムを他の人と共有するときなどに効果的ですね。

まとめ

今回は、スマホのバッテリー残量からフル充電するのにかかる時間を計算するPythonプログラムの作成方法を解説しました。

また、充電速度をカスタマイズする方法も紹介し、あらかじめ設定する場合とユーザーに充電速度を尋ねる場合の2つの対応も紹介しました。

このプログラムで、充電にかかる時間の把握、バッテリーの最適な管理、節電効果の向上などに少しでも繋がればいいなと思います。

最後までご覧いただき、ありがとうございました。

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