как выглядит телефон внутри
Как это устроено. Внутренняя компоновка
Макс Любин
Привет. Сегодня мы продолжим исследовать внутренности мобильных устройств, в частности, смартфонов. В сегодняшнем материале речь пойдет про особенности компоновки элементов внутри смартфона, а также организацию внутреннего пространства у различных производителей. Это будет не исчерпывающая информация, а мое субъективное мнение, с которым вы вольны не соглашаться.
Только начав заниматься ремонтом мобильных телефонов, набираясь опыта, столкнулся с тем, что разные производители по-разному используют внутреннее пространство и по-разному распределяют платы, шлейфы, крепления внутри аппаратов. На данный момент выделил для себя пять основных видов внутренней компоновки устройств.
Китайцы, или «всё на соплях».
Вариант компоновки, применяемый в недорогих китайских устройствах, для которого характерно массовое использование проводов, шлейфов, а также островное расположение элементов. Плюсом такого расположения является простота замены отдельных компонентов без необходимости пайки. Минус – невысокая жесткость конструкции ввиду экономии на материалах и наплевательского отношения к просчету жесткости. При таком размещении несущими элементами корпуса становятся части телефона, не предназначенные для этого. Например, несущим элементом, на который крепится электроника, может являться дисплей. Последнее время подобная компоновка встречается только на совсем бюджетных устройствах, так как уважающие себя китайцы начали уделять внимание расчету конструкции. Хорошо, что подобные устройства благополучно вымирают.
«Старая школа».
Наиболее характерна для устройств Motorola. Особенность такой компоновки заключается в том, что инженеры Motorola многие годы при разработке устройств руководствуются принципом «текстолита не жалко». Выражается это в том, что материнская (основная) плата смартфона занимает почти всю внутреннюю площадь устройства. Из-за этого аккумуляторы в смартфонах от Moto плоские и тонкие при сравнимой емкости, по площади больше АКБ других производителей. Например, АКБ из Moto X 2014 в сравнении с АКБ от Samsung Galaxy S3 (емкость сравнимая).
Любопытная особенность состоит в том, что в таком случае сама плата является частью несущего каркаса, обеспечивая жесткость корпуса. С одной стороны, решение спорное, так как плата – вещь весьма нежная и очень не любит изгибов, с другой стороны, годы использования такой конструкции доказали, что она имеет право на жизнь. А еще, судя по всему, в Moto очень не любят делать отверстия в плате и контактные шлейфы. Иначе чем объяснить тот факт, что даже динамики не подключены шлейфом, а опираются контактами прямо на плату.
Нет. Совсем без шлейфов обойтись не удается, и там, где это уместно, такой вариант подключения используется, однако делить плату на части в Moto вот уже много лет не хотят.
Вообще, устройства от Moto всегда производили впечатление надежных и ладно собранных. Много винтов (не так много, конечно, как в iPhone), много крепежных элементов.
При такой конструкции есть один неявный минус – при деформации корпуса от удара и замене, например, дисплейного модуля восстановить геометрию корпуса оказывается сложно.
В конечном итоге это может стать причиной внутренних напряжений после сборки, которые могут привести к повреждениям даже при слабых нагрузках на собранное устройство.
Модульная конструкция типа «Я люблю шлейфы!».
Характерна для многих производителей и отличается тем, что разные модули устройства соединены гибкими шлейфами, которые могут пронизывать внутренности аппарата в самых неожиданных местах. Подобные конструкции очень любят, например, в Sony, HTC.
И если HTC ограничивается шлейфоманией, то Sony любит загадывать мастерам ребусы в виде не самого простого процесса извлечения материнской платы из корпуса.
Плюсом такой конструкции, как и у «всё на соплях», может являться относительная простота замены отдельных модулей. Однако проблем добавляет не самое логичное расположение этих самых шлейфов. Вернее, расположение, на самом деле, логичное, однако назвать его удобным для разборки вряд ли повернется язык. Например, в аппаратах Sony шлейфы могут находиться как над АКБ, так и одновременно под АКБ. При этом некоторые шлейфы очень хрупкие и имеют сложную геометрию.
Не отстает и LG с ее любовью пускать шлейфы через весь корпус.
А еще бывают витиевато упрятаны в элементы корпуса, и тогда разборка устройства превращается в квест.
Модульная конструкция по типу «модули, винты и клей».
Наиболее характерным представителем этого типа является корейский производитель Samsung. Корейцы вот уже в нескольких поколениях устройств остаются верны себе, деля внутренние элементы на две части – основная плата и нижняя плата. Кроме этого, при подобной конструкции основной вид соединения модулей – разъемы и минимум проводов. Доступ к плате чаще всего несложный и проходит весьма быстро. Всё было бы замечательно, если бы не один нюанс – клей! Корейцы фанатеют от клея и заливают им дисплейный модуль вместе с навигационными кнопками и кнопкой home, что делает замену этих элементов крайне трудоемкой.
Шлейфы кнопок не заменить без снятия дисплейного модуля.
Судя по всему, корейцы считают, что дисплейный модуль в последних поколениях устройств можно и нужно менять только в сборе с рамой, нижней платой и кучей других элементов. Не самый очевидный выход, но в условиях общества потребления и в век одноразовых вещей наиболее оправданный с точки зрения прибыли и очень неприятный с точки зрения бюджета потребителя.
«Сейф».
В случае с одними производителями это не является проблемой, в случае с другими обещает вам увлекательное времяпрепровождение, которое пройдет под лозунгом «лопнет дисплей или нет». При такой конструкции, если производитель не поскупился на клей (привет, Samsung), даже замена батареи становится нетривиальной задачей, которая может привести к серьезным расходам. Популяризатором такой конструкции стала компания Apple, выпустив iPhone 5 с корпусом в виде алюминиевой ванны, прикрытой дисплеем.
Заключение
В разработке любого электронного устройства участвует большое количество людей самых различных профессий, среди которых и те, кто продумывает внутреннюю компоновку, а также принципы размещения элементов готового изделия. Зачастую именно от этих людей зависит, насколько ремонтопригодным окажется итоговый результат. Есть даже те, кто основой своей деятельности сделал оценку ремонтопригодности устройств, заработав на этом авторитет и деньги. Зачастую, читая выводы подобных ресурсов, внутренне не соглашаюсь со многими пунктами, и хочется выставить свой балл, но это так и остается внутренним ощущением и несогласием.
На самом деле, видов компоновки и вариантов размещения элементов существует гораздо больше. Тут я привел лишь основные, наиболее часто встречавшиеся в процессе ремонта устройств различных производителей. Кроме того, описанное выше – лишь мой субъективный опыт. У каждого мастера, занимающегося ремонтом телефонов, есть свой список любимых и нелюбимых производителей с точки зрения простоты разборки/сборки и ремонта. Был ли у вас опыт ремонта электроники, и какие впечатления остались от этого?
П.С. Я намеренно не описываю устройства Apple, так как это блог об Android.
Из чего состоит аппаратная часть телефона
Мобильный телефон является многофункциональным устройством, главная задача которого – обеспечение сотовой связи. На современном этапе производители оснастили его большим количеством функций, что приближает изделия данного типа к смартфонам. В результате сотовый телефон сегодня обеспечивает пользователя необходимыми инструментами, без которых многие уже не могут обойтись. Среди них видеокамеры, плееры, редакторы и серфинг в Интернете.
Соответственно, такой маленький портативный помощник, «под капотом» которого собраны различные возможности – незаменимое устройство в любом путешествии. С его помощью можно:
• Выйти на связь
• Отправить электронную почту.
• Записать видео и аудио.
• Решить вопросы с помощью органайзера.
• Сделать фото и т.п.
Но даже устройства в защищенном исполнении, могут выходить из строя. В таком случае для приобретения пришедших в негодность компонентов потребуется посетить интернет магазин запчастей для сотовых телефонов. Чтобы лучше понимать, какие запчасти потребуются для ремонта туристического телефона во время путешествия, рассмотрим его аппаратный функционал подробнее.
Основные детали телефона
Важнейшей деталью любого дэвайса является его материнская плата. Сегодня она выглядит как небольшая пластина, часто расположенная по всей внутренней длине и ширине изделия с учетом наличия аккумулятора и дисплея. Большинство других компонентов крепится непосредственно к ней, а интерфейсы и прочие детали и модули имеют с платой непосредственное соединение. Это основа телефона.
На втором месте после «материнки» по важности идет микропроцессор. Это «двигатель» устройства, его основная вычислительная мощность, с которой связана оперативная память. Оперативная (системная) память отвечает за одновременное использование (активацию) различных предустановленных программных возможностей.
Не менее важный компонент – встроенная память (ПЗУ). Если в устройстве нет ПЗУ, то оно не имеет возможности обрабатывать информацию, выводить ее на дисплей и т.п. – потому что данных просто нет. Все программные компоненты сосредоточены на постоянной памяти. Данный модуль может иметь расширение в виде слота для карт памяти, который обычно принимает накопители в несколько раз больше, чем емкость ПЗУ.
Прочие компоненты смартфона
• Модуль сотовой связи. Отвечает за соединение через вышки сотовых операторов.
• Вибромотор. Передает сигнал пользователю посредством вибрации смартфона.
• Аудиомодуль. Обычно представлен внешним и внутренним динамиками.
• Дисплей. Позволяет получать визуальную информацию и легко ориентироваться в программной составляющей.
• Внешние защитные элементы (заглушки, пленки, прокладки, закаленные стекла и т.п.).
• Компоненты камер. Это датчики, вспышки и т.п.
• Микрофон. Отвечает за передачу аудио в телефон.
• Клавиатура. Механическая часть управления функционалом.
• Вспомогательные модули – акселерометр, гигрометр и т.п.
• Беспроводные модули. Позволяют синхронизироваться с другими устройствами «по воздуху».
• Модули ГНСС.
• АКБ.
• Коаксильные кабели, всевозможные шлейфы и т.п.
Помимо этого существуют дополнительные детали для телефонов с расширенным функционалом. Например, для ремонта телефона с рацией понадобится соответствующий радиомодуль и разъем для внешней антенны. Так же есть большое количество мелких, но не менее значимых компонентов – внешних коннекторов, болтов для защитных корпусов и т.п.
Как становится понятно, современный сотовый телефон – сложное электронное и электротехническое устройство, совмещающее в себе мощный функционал и имеющее огромный потенциал для дальнейшего развития. Поэтому умение ориентироваться в его устройстве хотя бы поверхностно пригодится любому путешественнику. Это позволит быстро сориентироваться и приобрести нужную деталь, тем более что опытные туристы могут заменять многие компоненты самостоятельно.
Как выглядит телефон внутри
Что внутри наших телефонов? Часть 2
Доброго времени суток, дорогой читатель! Мужской журнал 18+ рад вновь приветствовать Вас. Сегодня, мы продолжим наш разговор о том, что находится внутри наших смартфонов и планшетов. В прошлый раз, мы с вами остановились на том, что обсудили экран нашего, условного смартфона. В этой части мы залезем внутрь нашего устройства: рассмотрим батарейку, поговорим о камерах, кардридерах и радиомодулях, а так же о многом другом. Поехали!
Снимаем заднюю крышку телефона
На задней панели телефона мы можем видеть камеру, опционально вспышку, и прорезь для динамика (aka громкоговорителя).
Про камеры. У них существует великое множество параметров, которыми можно охарактеризовать камеру. Для нас же интересны только два из них: фиксированность фокуса и разрешение матрицы. Фокус у камер бывает фиксированный и нефиксированный. Фиксированный фокус – это когда камера всегда фокусируется в одну точку, вне зависимости от внешних условий. Нефиксированный фокус (aka плавающий) – это когда камера может фокусироваться в любую точку (естественно в рамках угла, который камерой охватывается).
Следующий пункт, то есть разрешение матрицы, требует некоторого отступления. Как работает камера? Свет, через диафрагму и энное количество линз проникает в основную часть камеры, в которой этот самый свет падает на светочувствительную матрицу. Матрица воспринимает этот свет сенсорами, и кодирует его в читаемые для электроники данные. И вот мы получили нашу цифровую фотографию. Матрица в свою очередь представляет из себя огромное количество сенсоров, которые способны воспринимать свет. Чем больше этих сенсоров, тем выше качество цифровой фотографии.
Разрешение матрицы показывает нам количество этих самых сенсоров. Измеряется в пикселях (Px), в случае с камерами мегапикселях (mPx). Как уже было сказано выше, чем их больше, тем картинка лучше и детальнее. К слову, интерполяция (то есть добавление пикселей на этапе пост обработки) не увеличивает количество деталей, а лишь сглаживает углы.
И вот, мы наконец снимаем заднюю крышку нашего телефона. Нашему взору предстают слоты для симок и карт памяти, а так же батарейка (aka аккумулятор).
Остановимся по подробнее на батарейке
Батарейка имеет два основных параметра, выдаваемое напряжение (V – вольты), которое батарейка выдаёт, и ток (A – амперы). Время автономной работы зависит от тока (хотя вообще от мощности, но, так как на практически всех батарейках сейчас один и тот же уровень напряжение, то его просто не учитывают). Ток на батарейках измеряется не просто в амперах, а в ампер часах. Чем этих самых ампер часов больше, тем дольше ваш девайс будет работать без дозарядки.
Снимаем заднюю панель
И вот, насмотревшись на батарейку и слоты для всякой мелочи, и так же взяв фигурную отвёртку и медиатор у друга-гитариста, мы снимаем заднюю панель нашего смартфона.
Нашему взору предстало великое множество разных проводов, контактов, шлейфов, и маленьких схем и приборов. Весь этот винегрет размещается на зелёной плате из кремния. эта самая зелёная плата называется материнской платой (aka мама, мать etc).
Материнская плата – это по сути дела весь остальной телефон. Здесь происходит всё, что вообще может происходить на вашем устройстве. На материнской плате располагается огромное количество разных элементов, повреждение хотя бы одного из которых приведёт ваше устройство в полную негодность.
Копаемся в материнской плате
Давайте рассмотрим, что находится на материнской плате, и что за что отвечает. От материнской платы идёт несколько шлейфов (обычно 3), шлейф камеры, шлейф экрана и шлейф тача (см. часть 1). Эти шлейфы несут в себе функцию передачи данных от модуля камеры, экрана, и тача к программной составляющей девайса. Стоит отметить, что некоторые проблемы, связанные с камерой или экраном могут решаться банальным отсоединением и присоединением шлейфа к модулю, в котором есть неполадки.
Едем дальше. На плате располагается несколько модулей беспроводных интерфейсов. Обычно, этими модулями являются модуль Wi-Fi, модуль Bluetooth, а так же модуль сотовой связи.
Характеристик у всего этого добра навалом, но большинство из них нужны только технарям и прочим заинтересованным. Нам же нужно знать следующее:
Во-первых, чем выше версия Bluetooth, тем сильнее сигнал, и быстрее скорость передачи данных.
Во-вторых, чем больше пропускная способность Wi-Fi модуля, тем быстрее интернет. Пропускная способность измеряется в битах в секунду (b/s), обычно к этому прибавляется приставка мега (Mb/s).
В-третьих, если модуль сотовой связи может в VCDMA (3G), а тем более в LTE (4G), связь будет более качественной и интернет будет быстрее, чем через стандартный GSM протокол.
Подбираемся к самому главному
В прочем, не будем тратить время на всякую мелочёвку, а поговорим о самом главном. На материнской плате располагаются четыре основных элемента, внутренняя память, процессор, оперативная память а так же графическое ядро (иногда идёт в связке с процессором).
Процессор – самый главный в этой четвёрке. В процессоре происходят все, нет, ВСЕ операции, которые вы производите на своём устройстве. Более того, процессор управляет даже теми процессами, которые не видны пользователю. Процессор занимается обработкой данных от всех периферийных и центральных устройств, но, процессор не считает графику и графический интерфейс. Процессор имеет тысячу характеристик (да, да, знаю, что повторяюсь), но для нас важны лишь некоторые из них. Важными для нас характеристиками процессора являются: количество ядер и тактовая частота.
Тактовая частота процессора показывает то количество математических операций, которое процессор способен выполнить за одну секунду. Измеряется в гигагерцах (GHz), иногда её пишут в мегагерцах (MHz), а вообще частота в физике измеряется в герцах (Hz), но, это так, к слову.
Про количество ядер стоит сказать отдельно. Примерно до середины 2000-х все процессоры были одноядерными, то есть в корпусе процессора был только один модуль, производящий математические вычисления. В последствии стали появляться многоядерные процессоры, то есть в одном корпусе несколько модулей, которые производят вычисления. Чем больше ядер, тем быстрее.
Графическое ядро занимается тем, что просчитывает графику и графические интерфейсы, а так же регулирует работу экрана устройства. Графическое ядро обладает двумя основными характеристиками: количеством ядер и графической оперативной памятью. Чем больше и того и другого, тем лучше, быстрее и красивее.
Но, перед тем, как двигаться дальше, стоит затронуть тему тепловыделения. Тепловыделение является одним из главных критериев при выборе аппаратуры. «Почему?» – спросите Вы. Вот вам ответ. Во-первых, высокое тепловыделение способно легко превратить ваш девайс в кусок жжёного пластика, или может взорваться батарейка (не прям уж взорваться, как динамит, но, всё равно будет не приятно). Во-вторых, избыточное тепло замедляет работу процессора, графического ядра, да и вообще всего.
Теперь про память
На мобильных устройствах присутствует два вида памяти: постоянная и оперативная.
Оперативная память хранит данные в в ограниченном временном промежутке. Например, когда вы набираете текст в ворде, он хранится в оперативной памяти, а когда при выходе нажимаете «сохранить», то он переходит в постоянную память. Чем больше объём этой памяти, тем быстрее работает ваше устройство.
Постоянная память способна хранить текст сколь угодно долго. Обычно, в мобильных устройства используется постоянная память типа SSD. SSD накопители обладают небольшим объёмом памяти, но при этом могут похвастаться высокой скоростью копирования и чтения данных, а так же высокой надёжностью.
Постоянную память можно расширить при помощи SD-карт. Они бывают разного объёма, разной скорости записи и чтения данных.
Заключение
И вот, спустя 1000 слов, мы подошли к концу нашего экскурса. Конечно, в этом материале мы рассказали не обо всём, мы не прояснили всех технических тонкостей, не рассмотрели модели и марки железа и устройств на нём, и вообще не затронули NFC. Но, это и не было целью нашего материала. Мы просто хотели показать и рассказать Вам, что находится внутри наших смартфонов и планшетов, чтобы Вы лучше их понимали…
На этом прощаемся с Вами, желаем вам удачи и массу удовольствия от ваших технологичных друзей!
Отверстия и защита от воды
Макс Любин
Новогодние праздники неумолимо приближаются, и, несмотря на ограничения, вызванные пандемией, ощущение праздника витает в воздухе (жаль только, что запах мандаринов в этом году смогут почувствовать не все).
Однако вместе с праздниками и с сопровождающей эти события “эйфорией” существенно повышается риск искупать телефон в брызгах шампанского и прочих вызывающих ту самую эйфорию напитках.
Хорошо, что есть защищенные от попадания жидкости телефоны, которые, скорее всего, смогут пережить подобные процедуры. Да, производитель гарантирует защиту от пресной воды, а не от других жидкостей, но, как показывает практика, эти стандарты – больше перестраховка.
Но поговорить я сегодня хочу не про праздники и даже не про саму водонепроницаемость, а про одно заблуждение и основанный на этом заблуждении страх, что защита обязательно не сработает. А если быть еще точнее, то о страхе проникновения в телефон жидкости через отверстие динамика или микрофона.
Если речь идет о защите кнопок или задней крышки, то всё понятно – вот кнопка, с обратной стороны которой можно наклеить резинку, и она не пропустит внутрь влагу. Вот есть монолитная задняя крышка, которая, будучи хорошо прикленной к корпусу, тоже не пустит воду или, например, шампанское внутрь.
А как быть с динамиком, микрофоном?
Давайте попробуем разобраться, почему открытые динамики в защищенных устройствах тоже не проблема.
Динамики
Первая мысль, которая возникает у человека, не знакомого с внутренним устройством защищенного телефона, о том, что динамик защищен специальной сеточкой, которая не пропускает влагу внутрь, и что если эту сеточку повредить, то всё, прощай, защита.
Возможно, в каких-то устройствах и применялась подобная схема, но она, на самом деле, является крайне ненадежной. Любое механическое повреждение сетки, и всё, приплыли.
Да и для изготовления такой сетки придется использовать какой-то специальный материал, который пропускает в одну сторону и не пропускает в другую. Да, подобные материалы есть, например, GoreTEX. Но, увы и ах, даже такой технологичный материал не гарантирует защиту от проникновения влаги, если речь идет о погружении под воду на сколько-нибудь значимую глубину. Да и применяется ткань Gore-TEX в основном в одежде.
А ответ очень простой и лежит на поверхности – динамик устройства не нужно защищать. Именно так.
Вместо того, чтобы мудрить и придумывать велосипед, можно поступить гораздо проще – сделать сам динамик защищенным от воды.
Ведь что есть динамик? Это мембрана, к которой прикреплена катушка, вибрирующая под воздействием электрического тока. Сама мембрана находится в корпусе. Поэтому самый простой выход – это сделать мембрану водонепроницаемой и надежно прикрепленной к корпусу динамика, а затем сам динамик плотно прикрепить к тому месту, где на корпусе или дисплее находится отверстие, через которое будет выходить звук. Благодаря такому решению сам динамик и является защитой от воды, а его мембрана становится барьером на пути жидкости.
Тут главное – сделать надежное крепление динамика к корпусу или дисплею. И тогда мы получаем довольно надежную конструкцию. Чаще всего в качестве изолятора используется двухсторонний скотч либо прокладка из мягкой резины или силикона.
Именно поэтому в защищенных телефонах замена динамика – не такой простой процесс, как в телефоне без защиты. Прежде чем снять, динамик нужно отклеить.
Сам динамик при этом может выглядеть по-разному, и как привычный нам небольшой кругляш, и как довольно массивный блок с камерой резонатора.
Получается, что когда влага попадает в отверстие на корпусе или в дисплее, она остается внутри на мембране и мешает воспроизведению звука. Именно поэтому практически все производители рекомендуют после водных процедур просушить устройство перед использованием. Некоторые пошли дальше и внедрили в свои устройства специальный режим удаления воды из динамиков, когда устройство начинает издавать звук определенной частоты, который буквально выбрасывает воду из отверстия динамика.
После просушки устройство начинает работать как раньше.
Поэтому в защищенных устройствах даже через отверстие динамика влага не попадет внутрь, и если после купания возникли проблемы со звуком, достаточно просушить динамики, и все придет в норму.
При этом не следует продувать динамики, так как это может создать слишком высокое давление на мембрану, и если даже не приведет к протечке, то может просто испортить сам динамик.
С динамиком понятно.
А как обстоят дела с микрофонами?
Микрофоны
А вот здесь все немного сложнее. Сделать защищенный от воды микрофон сложнее, чем динамик. Поэтому микрофоны чаще всего изолируют как раз с помощью промежуточной прокладки, которая представляет из себя водонепроницаемую пленку или пластину.
При этом кажется, что такая пленка или пластина должна пропускать воздух, чтобы звук свободно проходил через неё. Но это не так. Для того, чтобы улавливать колебания, проницаемость не нужна.
Вспомните фонендоскоп, которым врач слушает пациента.
Мембрана на конце такого устройства не пропускает воздух, однако с ее помощью отлично слышно малейшие шумы в организме человека. Точно так же работает и прикрытый пленкой микрофон защищенного от воды устройства. Колебания воздействуют на эту герметичную преграду и передаются дальше на микрофон.
Поэтому вода и не проходит дальше этой пленки или пластины.
А еще часто бывает так, что отверстие микрофона располагается рядом с отверстием для извлечения лотка SIM-карты. Из-за этого многие пользователи нет-нет, да и спутают отверстия, ткнув скрепкой в отверстие микрофона, а потом переживают о сохранности защиты от воды.
Эти переживания абсолютно напрасны, так как инженеры при проектировании устройства учли этот момент. И сам микрофон, и мембрана, защищающая его, расположены под углом 90 градусов, что исключает повреждение при ошибочном выборе отверстия. То есть, если ткнули не туда, не стоит переживать, успокойтесь и с легким сердцем тыкайте куда нужно.
Заключение
Таким образом, отверстия в вашем защищенном от воды устройстве – это не слабое место телефона, а всего лишь насущная необходимость. Поэтому если в эти праздничные дни вашему телефону посчастливится вкусить праздничного настроения в виде погружения в горячительные напитки, не переживайте об отверстиях, с ними все будет в порядке. Главное в этом деле – гигиена. Поэтому после окунания в разные жидкости главное – не забыть аккуратно промыть своего электронного друга в чистой теплой воде и продолжать радоваться празднику, не боясь неприятных сюрпризов.
С наступающим, дорогие читатели! Пусть в новом году вас ждут только приятные сюрпризы!