Современные мобильные гаджеты могут совмещать разные функции – средство связи, mp3-плеер, фотоаппарат, диктофон, радиоприемник, wi-fi и т.д. Телефон стал, по сути, многофункциональной игрушкой для взрослых. И возникает логичный вопрос: как все это помещается в такое небольшое устройство?
Мобильный телефон – это довольно сложное устройство, главной деталью в котором является специальная плата. Именно она отвечает за все возложенные на телефон задачи. Ее также часто называют материнской платой. К ней подключаются разные устройства (камера, дисплей и т.д.), которые обеспечивают взаимодействие пользователя с телефоном.
Механические части мобильника
Что касается корпуса мобильного телефона, то существуют три основные формы – слайдер, раскладушка (книжка) и моноблок. Есть также еще флип (откидывающаяся крышка, которая закрывает клавиатуру) и ротатор (части корпуса могут поворачиваться относительно друг друга), но они встречаются очень редко.
Моноблок состоит из передней и задней панели. Задняя панель обычно совмещена с аккумуляторным отсеком или самим аккумулятором. Корпус телефона-раскладушки состоит из верхней и нижней части, а также поворотного механизма. А корпус телефона-слайдера обязательно имеет салазки, по которым и происходит скольжение частей корпуса. Также отдельной частью корпуса считается и дисплей телефонов.
Клавиатура в мобильниках состоит из двух частей. Первая из них видимая – это, как правило, пластиковые кнопки, а вторая скрытая. Она являет собой металлическую подложку, которая замыкает контакты клавиатуры.
Важным узлом мобильного телефона является аккумулятор, поскольку именно он обеспечивает его работу. В зависимости от типа аккумуляторы бывают никель-металлогидридные, литий-полимерные и литий-ионные.
Дисплеи в мобильных телефонах могут устанавливать двух типов – черно-белые и цветные. Сейчас используются только цветные. В слайдерах или раскладушках часто используется дисплейный модуль – дисплей (или два дисплея) на одной плате. На эту плату припаивают все необходимые для работы компоненты, в том числе и динамики телефона.
Среди прочих механических частей – микрофон, разговорный динамик, камера, вибромоторчик, антенна. В современные мобильные телефоны добавили еще несколько новых деталей – оперативную память, Wi-Fi модуль и т.д.
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!
Телефон — состоит из двух частей: телефонной трубки — ME (Mobile Equipment) — мобильное устройство) и SIM-карты (Subscriber Identity Module) — модуль абонента — подписчика). Некоторые сотовые телефоны не требуют SIM- карты, так как записывают информацию в свою память, а не на карту.
Телефонная трубка это сложное высокотехнологичное электронное устройство, включающее в себя: приёмопередатчик от 2 до 4-диапазонов (GSM: 850, 900, 1800, 1900МГц), специализированный контроллер управления, цветной или монохромный дисплей, интерфейсные устройства, аккумулятор. Все трубоки имеют свой уникальный номер IMEI (International Mobile Equipment Identity) — международный идентификатор мобильного устройства. IMEI присваивается при производстве сотового телефона и состоит из 15 цифр, записывается в не модифицируемую часть прошивки телефона. Сам этот номер отпечатан на этикетке телефона под аккумулятором, а также на коробке/упаковке телефона. В большинстве телефонов его также можно узнать, набрав на клавиатуре код *#06#
SIM-карту может получить любой человек, заключивший договор с оператором сотовой связи. SIM- карта представляет собой флэш-чип или смарт-карту (пластиковую карточку с встроенным в неё микроконтроллером и памятью) с программным управлением, который содержит уникальный и единственный в мире идентификационный номер IMSI (International Mobile Subscriber Identification) и пароль данного абонента (свой индивидуальный ключ аутентификации Ki и алгоритм аутентификации A3).
Камерофоны — мобильные телефоны с расширенными функциями фотоаппарата и видеокамеры. Словом «камерофон» сейчас всё чаще называют не любой телефон с камерой, а именно телефон с качественной камерой и обладающий специальными фотографическими функциями. Такой телефон чаще всего обладает высоким разрешением матрицы, ксеноновой и/или светодиодной вспышкой, дополнительными элементами управления, а также особым фото интерфейсом и программным обеспечением для обработки фотографий.
Изображения, полученные с этих телефонов, мало отличаются от изображений, полученных с помощью бюджетных цифровых фотоаппаратов. Но всё же качество изображения обычно ниже, чем в фотоаппаратах. Это объясняется использованием недорогих CCD-матриц небольшого физического размера, объективов с несовершенной оптикой, а также агрессивных методов обработки изображения. В целом, из-за этого теряются детали изображения, присутствует много шумов, цветопередача является менее естественной. Благодаря программной обработке изображения снимок выглядит субъективно лучше, ярче, насыщенней, хотя при этом сильно ухудшается цветопередача и детализация. При съёмке в ночное время фотографии чаще всего получаются недоэкспонированными и сильно зашумлёнными.
К такому типу можно отнести такие модели телефонов как Sony Ericsson K790i/K800i, Samsung M8910 PIXON12, Motorola MS550 и т.п.
Смартфоны — мобильные телефоны с полноценной операционной системой: Symbian OS, Windows Mobile, Apple iOS, Android, MeeGo, Blackberry OS, Palm OS и др. Также для обозначения некоторых устройств, совмещающих функциональность мобильного телефона и КПК (карманным персональным компьютером) часто используется термин «коммуникатор». Новый виток развития смартфонов получил новое название Тачфон (Touchphone) телефон, реагирующий от прикосновения. Предполагается, что все действия с телефонов производятся на дисплее специальным стилусом или пальцем.
Такие телефоны позволяют устанавливать огромное клличество программ, расширяющих их функциональность: ICQ-клиент, Skype, «чёрный список», интернет банк-клиент и т.д.
К сматрфонам старого поколения можно отнести Nokia N95, Glofiish X650, ASUS P750 и д.р.
К тачфонам отностяся Apple iPhone, Samsung Galaxy S, Sony Ericsson X10 и д.р
Плеерфоны — Мультимедийный телефон (мьюзикфон, музыкальный телефон) — специализированные мобильные телефоны с расширенными возможностями воспроизведения аудио- и видеофайлов.
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.
