سخت افزار گوشی

 سخت افزار گوشی 

 

شاید تاکنون به این موضوع فکر کرده باشید که سخت افزار گوشی شما شامل چه بخش‌هایی است و هر یک از آنها چه نقشی در عملکرد تلفن برعهده دارد؟ با ما در ادامه این مطلب همراه باشید تا سفری به درون سخت افزار گوشی‌ های موبایل داشته باشیم و ماهیت اجزای آن را بررسی کنیم.

 

آموزش سخت افزار موبایل

آموزش سخت افزار موبایل

امروزه انواع مدل‌های مختلف موبایل در ابعاد و اشکال گوناگون تولید و با ویژگی‌های مختلف به بازار عرضه می‌شوند. در این میان قابلیت‌هایی همچون قدرت دوربین، کیفیت صفحه نمایش، سرعت عملکرد، عمر باتری و… جزو اصلی‌ترین مواردی هستند که همه افراد در هنگام خرید یک تلفن هوشمند، باید به آنها توجه کنند. اما این تمام ماجرا نیست. زیرا شما باید با اجزا و قطعاتی که این قابلیت‌ها را در اختیار شما قرار می‌دهند نیز آشنا باشید و با دانستن تفاوت‌های آنها، یک تلفن هوشمند خوب و متناسب با نیازهای خود را انتخاب و خریداری کنید.

برخی از اصلی‌ترین اجزای سخت افزار گوشی عبارتند از:

 

نمایشگر

سخت افزار گوشی های موبایل

شاید بارزترین و مهم‌ترین بخش از یک تلفن هوشمند، صفحه نمایش آن باشد. این قطعه، (برخلاف آنچه عموم افراد تصور می‌کنند) یکی از اجزای داخلی تلفن هوشمند بوده و به عنوان اصلی‌ترین بخش دستگاه برای تعامل با تلفن هوشمند به شمار می‌رود. نمایشگرها در ابعاد مختلف و با طیف وسیعی از وضوح صفحه ارائه می‌شوند. ابعاد رایج انواع صفحه نمایش برای تلفن‌های هوشمند چیزی بین 4.5 تا 5.7 اینچ و با وضوح 1280 در 720، 1920 در 1080 و 2560 در 1440 است.

 به طور کلی امروزه فناوری‌های ساخت آن در دو دسته اصلی جای می‌گیرند:

  • فناوری‌های مبتنی بر LCD (IPS و …)
  • فناوری‌های مبتنی بر LEDها (AMOLED یا Super AMOLED و …)

اما این دو دسته فناوری چه تفاوت‌هایی با یکدیگر دارند؟

صفحه نمایش LCD دارای یک نور پس زمینه‌ای است. بنابراین نور صفحه، توسط خود صفحه نمایش تولید نمی‌شود. اما در یک صفحه نمایش LED، دیودهای ساطع کننده نور، به تولید نور مورد نیاز صفحه پرداخته و در یک کلام تمام پیکسل‌هایی که روشن یا خاموش می‌شوند، توسط این دیودها کنترل می‌شوند. به همین دلیل نیز خود صفحه نمایش، قادر به تولید رنگ‌های مختلف خواهد بود.

مزیت اصلی نمایشگرهای AMOLED یا Super AMOLED نسبت به نمونه‌های IPS LCD این است که وقتی پیکسلی خاموش شود و بخواهد رنگ سیاه را نمایش دهد، هیچ گونه برق یا انرژی مصرف نمی‌شود. همین امر نیز موجب پیشرفت این فناوری در ساخت تلفن‌های هوشمند شده است. زیرا صفحه نمایش AMOLED به ارائه دستگاه‌هایی با عمر باتری و مصرف انرژی کمتر موثرترند. با این حال، پنل‌های AMOLED گران‌تر از پنل‌های IPS هستند و همین امر نیز استفاده از آنها در ساخت گوشی‌های ارزان قیمت یا میان رده را دچار مشکل می‌کند.

 

باتری

سخت افزار گوشی های موبایل

انرژی و نیروی الکتریکی تمام قطعات و اجزای داخل گوشی هوشمند شما از باتری آن تامین می‌شود. باتری تلفن شما می‌تواند قابل تعویض بوده یا به گونه‌ای مهر و موم شده باشد که فقط توسط یک تکنسین قابل تعمیر یا تعویض باشد. ظرفیت باتری، یکی از معیارهای اصلی برای انتخاب یک گوشی هوشمند است. به همین دلیل نیز امروزه اکثر گوشی‌های هوشمند با صفحه نمایش 5.5 اینچی، دارای باتری با ظرفیت حداقل 3000 میلی‌آمپر ساعت هستند که بتواند برای چندین ساعت استفاده مداوم از دستگاه دوام آورند.

این بخش از سخت افزار گوشی شما می‌تواند با طیف وسیعی از فناوری‌ها، شارژ شود. در این میان، محبوب‌ترین فناوری شارژ Quick Charge ارائه شده توسط شرکت Qualcomm است. همچنین امروزه اکثر انواع باتری گوشی‌های هوشمند از نوع لیتیوم یونی (Li-Ion) هستند و با مشکل اثر حافظه نیز مواجه نمی‌شوند. مشکل اثر حافظه، از آنجایی ایجاد می‌شود که باتری دستگاه بعد از چند بار شارژ شدن، دیگر نمی‌تواند شارژ نگه دارد و باید یک باتری جدید برای دستگاه تهیه شود. این باتری‌ها همچنین مشکل سمی بودن کادمیوم موجود در باتری‌های نیکل کادمیم را نیز ندارند و دفع ضایعات آنها به راحتی صورت می‌گیرد.

 

System-on-a-Chip

سخت افزار موبایل

تلفن هوشمند شما یک رایانه متحرک است و همه رایانه‌ها برای اجرای نرم افزارها و سیستم عامل (اندروید، آی او اس و …) به یک واحد پردازنده مرکزی (CPU) نیاز دارند. از طرفی، CPU نمی‌تواند به تنهایی تمامی برنامه‌ها را مدیریت کرده و به نیازهای آنها پاسخ دهد. به همین دلیل نیز به چندین مولفه مختلف برای گرافیک، ارتباطات تلفن و کار با انواع محتوای چند رسانه‌ای نیاز دارد که همه این مولفه‌ها روی یک تراشه واحد که به SoC یا System-on-a-Chip معروف است وجود دارند.

SoC شاید مهمترین بخش موجود در تلفن هوشمند باشد و تفاوت آن با پردازنده دستگاه حائز اهمیت است. زیرا SoC نه تنها شامل CPU تلفن هوشمند است، بلکه GPU، مودم LTE، پردازنده صفحه نمایش، پردازنده ویدئو و سایر قطعات سیلیکونی را در خود جای داده است.

چندین سازنده اصلی SoC برای تلفن‌های همراه وجود دارد که از جمله آنها می‌توان بهQualcomm ،Samsung ، MediaTek و Huawei اشاره کرد. شرکت Qualcomm طیف گسترده‌ای از SoCهای اسنپدراگون را تولید کرده و به عنوان محبوب‌ترین تولید کننده SoC برای گوشی‌های هوشمند اندرویدی به شمار می‌رود. در جایگاه بعدی، شرکت سامسونگ با طیف تراشه‌های Exynos خود قرار دارد. MediaTek نیز با ارائه مجموعه‌ای از پردازنده‌های ارزان قیمت که با نام تجاری Helio به بازار عرضه شده‌اند، جایگاه خاصی در بازار پردازنده‌های میان رده به خود اختصاص داده و در نهایت، پردازنده‌های Kirin از HiSilicon (زیرمجموعه‌ای از شرکت هوآوی) وجود دارد.

برخی دیگر از تلفن‌های هوشمند نیز از SoCهای متفاوت و چیپست‌های توسعه یافته با معماری سیستم مشابه ARM بهره می‌برند. ARM تولید انواع پردازنده‌ها را بر عهده داشته و با صدور مجوز طراحی و معماری سیستم خود به شرکت‌های دیگر، به آنها اجازه می‌دهد تا از فناوری خود برای ساخت SoCهای قدرتمند و کارآمدتر استفاده کنند.

 

حافظه و فضای ذخیره سازی

سخت افزار موبایل هوشمند

هیچ گوشی هوشمندی نمی‌تواند بدون استفاده از RAM و حافظه (فضای ذخیره سازی سیستمی) کار کند. زیرا حافظه RAM فضای کاری است که سیستم اندروید برای اجرای خود سیستم عامل و برنامه‌هایی که شما از آنها استفاده می‌کنید، تعبیه کرده است. بنابراین طبیعی است که هرچه RAM بیشتری در اختیار داشته باشید، می‌توانید برنامه‌های بیشتری نیز در پس زمینه باز نگه دارید.

انواع حافظه داخلی به عنوان حافظه فلش با محدوده 32 گیگابایت وجود داشته و ظرفیت آنها در برخی از تلفن‌های همراه می‌تواند تا 256 گیگابایت نیز افزایش می‌یابد. طبیعی است که سازندگان تلفن‌های همراه با توجه به افزایش نیازهای کاربران، میزان حافظه RAM موجود در تلفن‌های هوشمند را به صورت تصاعدی افزایش می‌دهند. بنابراین هنگامی که دستگاه خود را برای اولین بار روشن می‌کنید، متوجه می‌شوید که فضای ذخیره سازی موجود در سیستم، با آنچه در مشخصات آن درج شده یکسان نیست.

به عنوان مثال، یک تلفن با 64 گیگابایت فضای ذخیره سازی احتمالاً فضایی بین 53-55 گیگابایت برای استفاده شخصی شما در اختیارتان قرار می‌دهد. زیرا سیستم عامل تلفن هوشمند شما و برنامه‌های از پیش نصب شده آن نیز به حافظه داخلی اولیه نیاز دارند.

 

مودم

سخت افزار گوشی

اصلی‌ترین کاربرد و قابلیت یک تلفن همراه، امکان برقراری تماس و ارسال یا دریافت پیام است. به همین دلیل سخت افزار گوشی‌ های موبایل شامل برخی تجهیزات ارتباطی مانند مودم است. هر یک از سازندگان SoC، مارک مودم مخصوص خود را دارند. این تولیدکنندگان برای انتشار سریع‌ترین و کارآمدترین نوع چیپست و تراشه‌های LTE با یکدیگر رقابت می‌کنند. با این حال، اگر شبکه تلفن همراه شما از هر یک از این سرعت‌ها پشتیبانی نکند، وجود این تراشه در آن نیز بی فایده خواهد بود.

این سازندگان، همچنین تراشه‌هایی برای اتصالات بلوتوث، NFC و Wi-Fi در سخت افزار گوشی شما تعبیه کرده‌اند که همگی به ایجاد ارتباطات دستگاه شما کمک می‌کنند.

 

دوربین

سخت افزار گوشی

همه گوشی‌های هوشمند امروزی مجهز به ماژول دوربین عقب و جلو هستند. ماژول دوربین در برخی از دستگاه‌ها دارای سنسورهای دو یا چندگانه‌ای است که برای عکاسی در حالت‌ها و شرایط مختلف و ایجاد جلوه‌های خاص به کار می‌رود و خود دارای سه بخش اصلی است:

  • سنسور (نور را تشخیص می‌دهد)
  • لنز (مولفه‌ای که نور به آن وارد می‌شود)
  • پردازنده تصویر

ویژگی اصلی سنسور دوربین، تعداد مگاپیکسل آن است و به شما می‌گوید که وضوح سنسور (حاصل ضرب تعداد پیکسل‌های عرض در ارتفاع سنسور) چقدر است. شاید تا چند وقت پیش، کیفیت دوربین با توجه به چند مگاپیکسلی بودن آن تعیین می‌شد، اما در سال‌های اخیر، توجهات به سوی قابلیت‌های مهمی مانند میزان حساسیت سنسور دوربین در هنگام عبور نور از لنز و میزان نویز ایجاد شده در شرایط کم نور معطوف شده است.

یکی از عوامل مهم در تولید تصویر، قدرت پردازنده سیگنال تصویر است. این پردازنده بخشی از SoC است و نقش اصلی آن پردازش داده‌های دوربین و سپس تبدیل آنها به تصویر است. پردازنده تصویر می‌تواند وظایفی مانند HDR، کاهش نویز فضایی، نوردهی خودکار برای سنسورهای تکی یا دوگانه، متعادل کردن رنگ سفید، پردازش رنگ و تثبیت تصویر دیجیتال را انجام دهد. از طرفی، کوچکترین حرکت دوربین (گوشی) در لحظه عکاسی، موجب تار شدن عکس می‌شود. استفاده از فناوری تثبیت کننده نوری تصویر (OIS) در تلفن‌های هوشمند امروزی، به برطرف کردن این موضوع کمک می‌کند.

اکثر برنامه‌های دوربین در تلفن‌های همراه، دارای تنظیمات دستی هستند تا بتوانید بر اساس تنظیمات دلخواه خود، به ثبت تصویر یا ویدیو بپردازید. اما یکی از مشکلاتی که با تنظیمات دستی نیز برطرف نمی‌شود، عملکرد ضعیف تلفن‌های هوشمند در محیط‌های کم نور است. علت این پدیده، کوچک بودن ابعاد سنسور دوربین در تلفن‌های هوشمند است و شرکت‌های بزرگ، تلاش دارند تا در دستگاه‌های جدید خود این قابلیت را بهبود دهند.

 

سنسورها

سخت افزار گوشی

به طور کلی، سخت افزار گوشی شما شامل پنج سنسور اصلی است که عملکرد یک دستگاه هوشمند لمسی را به آن می‌بخشند و عبارتند از:

شتاب سنج: برنامه‌های مختلف از این سنسور برای تشخیص جهت قرار گیری و حرکات دستگاه استفاده کرده و قابلیت‌هایی مانند تکان دادن تلفن برای تغییر موسیقی را در اختیار کاربر قرار می‌دهند.

ژیروسکوپ: این حسگر نیز با حسگر شتاب سنج کار می‌کند و تلاش دارد تا چرخش تلفن شما را تشخیص داده و قابلیت‌هایی مانند کج کردن تلفن برای انجام بازی‌های مسابقه ای یا تماشای فیلم را فراهم آورند.

قطب نمای دیجیتال: این سنسور به تلفن هوشمند شما کمک می‌کند تا جهت‌های جغرافیایی (به ویژه شمال) را برای کار با نقشه و مسیریابی پیدا کند.

سنسور نور محیط: این سنسور به طور خودکار قادر به تنظیم روشنایی صفحه نمایش بر اساس شدت نور محیط است. این قابلیت به حفظ عمر باتری کمک کرده و فشار کمتری به چشمان شما وارد می‌کند.

سنسور مجاورت: این سنسور در زمان برقراری تماس، نزدیکی دستگاه به گوش شما را تشخیص داده و صفحه نمایش را خاموش می‌کند تا از دستورات لمسی ناخواسته جلوگیری شود.

 

پورت‌ها و سوکت‌ها

سخت افزار گوشی

اکثر تلفن‌های همراه دارای یا پورت micro USB یا USB Type-C هستند. برخی دستگاه‌ها نیز از جک 3.5 میلی‌متری هدفون بهره‌مندند که امکان اتصال انواع هندزفری و هدفون سیمی به آنها را فراهم می‌آورد. توجه کنید که ساخت گوشی بدون پورت و سوکت، تنها زمانی امکان پذیر است که دستگاه با استفاده از فناوری‌های شارژ بی سیم، شارژ شود (که در این صورت نیز دستگاه به پنل شارژ بی سیم نیاز خواهد داشت) و فقط با اتصالات بلوتوثی به تجهیزات جانبی مانند هدفون متصل شود.

 

سایر بخش‌های سخت افزار گوشی

سخت افزار گوشی

از دیگر بخش‌های سخت افزار موبایل می‌توان به اجزایی مانند لوله‌های انتقال دمای گوشی (برای خنک نگه داشتن دما)، مدار آنتن دهی و اتصالات، برد گوشی (برای کنترل و ارسال دستور به اجزای مختلف دستگاه) و اسپیکرهای تلفن اشاره کرد.

 

سخن پایانی

تلفن هوشمند شما یک کامپیوتر کوچک است که قابلیت‌های یک دوربین، سیستم صوتی، ناوبری و دستگاه ارتباطات بی سیم را در اختیار شما قرار می‌دهد. هر یک از این عملکردها نرم افزار و سخت افزار گوشی مختص خود را نیاز دارند که توسط سازندگان تلفن، طراحی شده و امکان استفاده از قابلیت‌های مختلف یک گوشی هوشمند را در اختیار شما قرار می‌دهند.