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 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.

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).

– 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.

Умные телефоны ворвались в нашу жизнь совсем недавно. Например, первый iPhone вышел в 2007 году, но без него уже невозможно представить современный мир и культуру. Смартфон – своего рода вершина технической мысли нашей эпохи. Количество инноваций, гениальных идей, инженерных и дизайнерских решений, сосредоточенных внутри этого маленького устройства, превышает мыслимые пределы, поэтому мы коснёмся лишь самых интересных из них.

Сенсорный экран

Наверняка вы застали то время, когда широко были распространены так называемые резистивные сенсорные экраны. Произвести действие было возможно только с помощью стилуса (или ногтя), работал он очень медленно и не реагировал на несколько нажатий подряд. По сути, экран состоял из двух пластин, между которыми оставался зазор. Нажатием стилуса пользователь «продавливал» первый экран, касался второго, за счёт чего в том месте замыкался электрический контакт.

Современные экраны работают по другому принципу и носят название ёмкостных. Функционирование таких приборов становится возможным благодаря способности материалов накапливать электрический заряд, а именно – их электрической ёмкости. Дело в том, что предметы большой ёмкости лучше проводят переменный ток. А чтобы измерить ёмкость предмета, нужно подать на него переменное напряжение и проверить силу тока, которая будет через него протекать.

Они работают так: на стеклянную или пластиковую панель экрана наносится сеткой специальный материал (обычно оксид олова). По углам экрана расположены электроды, которые подают постоянный слабый ток на панель. По краям также находятся датчики, которые регистрируют утечку токов, если к экрану прикасается что-то с большей ёмкостью (у человеческого тела очень большая электроёмкость), чем сама сенсорная панель. Измеряя эту ёмкость, телефон понимает, кто и в каком месте коснулся экрана.Грубо говоря, каждый раз ваш телефон бьёт вас током, чтобы определить силу самого тока, которая будет через вас протекать. Но этот разряд настолько мал, что вы его не чувствуете. Поэтому, кстати, вы не можете печатать через перчатки, так как они – отличный диэлектрик.

Датчик угла наклона

Представьте, что у вас есть тяжёлый шарик, надетый на ось, по которой он может перемещаться вниз и вверх. Если подвесить этот шарик на пружине, то пружина растянется под действием силы тяжести. Но стоит нам положить ось с шариком горизонтально, пружина сожмётся обратно, потому что теперь сила тяжести будет направлена перпендикулярно оси. Иными словами, меняя угол наклона оси, мы будем менять степень растянутости пружины. И наоборот – если измерим эту “растянутость”, то можем узнать величину угла.

Теперь достаточно сделать три оси для каждого направления в пространстве и прописать для них математический угол.

Подобное устройство работает и в наших смартфонах, помогая нам разворачивать экран в зависимости от положения телефона.

SIM-карта или Subscriber Identity Module – модуль идентификации абонента. Внутри SIM-карты находится специализированный компьютер с достаточно сложной функциональностью. Сравнивая электронное содержимое SIM с компьютером (особенно, с карманным), можно найти много одинаковых по функции элементов:

• процессор;
• оперативная память;
• постоянная память для хранения операционной системы;
• память для хранения информации пользователей;
• контроллер ввода-вывода.

Основная задача SIM-карты – идентификация и аутентификация номера в сети. В её файловой системе хранятся секретные ключи, адресная книга, список последних СМС, название оператора,предпочтительные в роуминге сети, а также сети, запрещённые к использованию.

Сегодня мы сделаем вполне себе рабочий, хотя и довольно простой в плане функционала, мобильный телефон.

Вот перечень тех функций, которые будет поддерживать наш телефон:

• - Принимать и делать звонки
• - Принимать и отправлять СМС
• - Хранить записную книжку
• - Показывать время
• - Будить в заданное время

Зачем я делаю этот проект? Отчасти потому что это весело, и отчасти потому что, хотя телефоны и стали за последние 10-15 лет вездесущими, очень малый процент людей догадывается и понимает как они работают, и как они устроены. С виду они кажутся сложными, но на самом деле собираются также как электро чайник или микроволновка. А так как телефоны вездесущи и популярны, в мире полно компаний которые выпускают нужные нам комплектующие.

Проведя пару вечером за компьютером я натыкался на места где можно было бы купить все элементы по довольно низким ценам в малом количестве, и для их сборки не нужно было дополнительное оборудование, только твои, надеюсь умелые руки. Возможно я что то упростил, и конечно придется приложить немного усилий для сборки телефона, но поверь мне, собрать его гораздо проще, чем получить степень по физике.

За прошлый год я собрал несколько версий такого телефона, и использовал их как свой основной девайс. Плюс я проводил занятия с другими любителями электроники, на которых мы также собирали разные вариации этого телефона. Тебе не понадобиться иметь каких то особых знаний в электронике, а вот умение конфигурировать софт, паять мелкие компоненты, иметь навыки в лазерной резке - все это пригодится. Хотя если ты этого раньше не делал, все равно попробуй, но будь готов к тому, что будет немного сложнее. Хотя все же я бы посоветовал приступать к проекту только если у тебя уже есть навыки в пайке и в работе с вещами от Arduino, или ты можешь найти кого-то с опытом.

Шаг 1: Материалы и комплектующие

Ну что, кажется аппарат для дозвона на Луну готов:)

Вступить в клуб

узнавайте о самых интересных инструкциях раз в неделю, делитесь своими и участвуйте в розыгрышах!

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 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.