آشنایی با سخت افزارهای گوشی هوشمند به زبان ساده

[Nima Alami]

بخش اول: SoC

عواملی مانند کیفیت صفحه نمایش، باتری و قدرت پردازشی تا چند سال پیش برای خریداران اهمیت چندانی نداشتند، ولی امروزه با وجود تنوع زیاد گوشی های هوشمند در بازار و رقابت شرکت های بزرگ برای فروش بیشتر محصولات خود، توجه به سخت افزار بخش مهمی از فرآیند بررسی و خرید گوشی های هوشمند را شامل می شود. در ادامه و البته در چند بخش مختلف به بررسی و معرفی جزئیات هر یک از سخت افزار های موجود در گوشی های هوشمند خواهیم پرداخت.

با بررسی سرگذشت گوشی های موبایل ، می توان آن را به سه دوران ساده و اولیه، عصر موبایل های QWERTY و عصر گوشی های هوشمند تقسیم بندی کرد. به دلیل گرانی، وزن بالا و کاربری پایین، گوشی های موبایل در سال های اولیه ورود خود تنها در اختیار عده ای معدود قرار داشتند. در سال های بعد محصولات شرکت ها به خواسته های کاربران نزدیک تر و از وزنی به مراتب کم تر، اندازه ای کوچک تر و سخت افزاری قوی تر بهره مند شدند. با وجود این توجه خریداران بیشتر به جنبه های زیبایی و طراحی ظاهری معطوف بود. برای خریداران فرقی بین صفحه نمایش یا سخت افزار برای خرید نمی کرد و شرکت ها دستگاه هایی با ظاهر های متفاوتی برای اغوای مشتریان روانه بازار می کردند. تا اینکه موبایل های هوشمند وارد عرصه شدند. در این میان معیارهای خرید به طور کامل فرق کرد و توجه از طراحی ظاهری به سمت سخت افزار دستگاه نیز کشیده شد. امروزه گوشی های هوشمند نقش مهمی را در زندگی افراد بازی می کنند و به عنوان یک کامپیوتر هم قدم با افراد در تمامی لحظات زندگی حضور دارند.
سیستم روی یک چیپ



مطمئنا در هنگام خرید و با مقایسه ی جدول مشخصات گوشی های مختلف با کلماتی مثل پردازنده، حافظه ی رم و حافظه ی داخلی مواجه شده اید. در بیشتر مواقع عدد بزرگتر روبه روی هر سطر عاملی برای گرایش به آن محصول می شود. ولی بررسی یک محصول به همین سادگی ها نیست و جزئیات زیادی وجود دارند که باید نسبت به آن ها اطلاع پیدا کرد.

در گوشی های هوشمند به جای واحد پردازش مرکزی که در کامپیوتر های شخصی شاهد آن هستیم از فناوری جدیدتری به نام سیستم روی یک چیپ استفاده میشود. سیستم روی یک چیپ یا SoC یک مدار مجتمع است که تمامی قطعات پردازشی دستگاه را بر روی یک چیپ جمع می کند. با این روش تولیدکنندگان دستگاه های دیجیتال به راحتی می توانند از SoCها در محصولات خود بدون نیاز به قطعات به صورت مجزا استفاده کنند. ایده ی اصلی ساخت این مجتمع ها در استفاده ی بهینه از فضای اشغال شده، یکپارچگی قطعات دستگاه برای رسیدن به توان بالاتر و مصرف پایین تر باتری نهفته است.

یک SoC واحدهای مختلفی نظیر واحد پردازش مرکزی (CPU)، واحد پردازش گرافیکی (GPU)، حافظه، شبکه های 4G، Wi-Fi و بلوتوث را در خود جای می دهد و با استاندارد مشخصی تمامی قطعات ذکر شده را کنار یکدیگر میزبانی می کند. به لطف تولید و قدرتمندتر شدن SoCها و کاربرد گسترده ی آن ها در گوشی های هوشمند، تبلت ها و گجت ها از کارایی بالایی در پردازش دستورات برخوردار هستند. در ادامه به معرفی اجزای اصلی یک SoC واحد پردازش مرکزی، واحد پردازش گرافیکی، کنترل کننده شبکه و حافظه رم می پردازیم.

واحد پردازش مرکزی
CPU یکی از اجزای اصلی و مغز متفکر هر دستگاهی است. این واحد داده را از حافظه دریافت نموده و با انجام محاسبات منطقی، خروجی مورد نظر را تحویل می دهد. با افزایش قدرت پردازنده کاربر قادر به انجام حجم بیشتری از عملیات است. باید توجه کرد که تمامی اجزای داخل SoC توسط یک شرکت طراحی و تولید نمی شود. تولید کنندگان باید برای ساخت هر قطعه گواهی مربوطه را از شرکت طراح بخرند. کمپانی ARM معروف ترین شرکت معمار پردازنده هاست که گواهینامه های مربوط را به شرکت ها می فروشد.



اکثر پردازنده های موجود در بازار از معماری آرم استفاده می کنند و دلیل آن مصرف بهینه انرژی در معماری های این شرکت است. پردازنده های شرکت هایی مانند کوالکام، سامسونگ، مدیاتک و اپل همگی از معماری این شرکت پشتیبانی می کنند. در مقابل معماری x86 اینتل قرار دارد که نکته منفی آن در مصرف زیاد انرژی است. پردازنده های اینتل را تحت نام Atom در تلفن های هوشمند می توان مشاهده کرد.

در حال حاضر دو سری ARMv7 از رسته ی ۳۲ بیتی و ARMv8 از رسته ی ۶۴ بیتی از تنوع زیادی در بین معماری های پردازنده گوشی های موبایل برخوردار هستند. هسته های یک پردازنده هم می توانند از معماری های متفاوتی نسبت به معماری کل واحد بهره ببرند. به عنوان مثال سامسونگ معماری هسته*ها و هم معماری پردازنده های خود را از آرم دریافت می کند و لفظ Cortex را برای آن ها در نظر گرفته است.

منبع: zoomit.ir

[Nima Alami]

پردازنده های ۶۴ بیتی

اپل با معرفی آیفون 5s و استفاده از پردازنده 64 بیتی به عنوان قلب تپنده ی دستگاه جدید خود، تمامی کاربران و شرکت های رقیب را متعجب کرد. حرکت اپل سرآغاز حرکت دیگر شرکت ها برای ارائه گوشی های مبتنی بر پردازنده های ۶۴ بیتی بود و در نهایت گوگل در نسخه آب نبات چوبی از سیستم عامل اندروید رسما پشتیبانی از این نوع پردازشگرها را شروع کرد.

پردازنده های ۶۴ و ۳۲ بیتی به طور متداولی در کامپیوتر های شخصی استفاده می شوند؛ ولی امروزه استفاده از آن ها در دنیای گوشی های هوشمند رواج پیدا کرده است. اما تفاوت پردازنده های ۶۴ بیتی در چیست؟
مهم ترین تغییر در سری جدید پردازنده ها بالا رفتن توان پردازشی دستگاه است. یک پردازنده ۶۴ بیتی می تواند تا ۲ به توان ۶۴ مقدار داده را محاسبه و به حافظه رم آدرس دهی کند. بنابراین در این پردازنده ها مدیریت حافظه بهینه تر، بازده دستگاه در پردازش دستورات بالاتر و پردازش داده ها در حجم زیاد تری از امور کاراتر خواهد شد. بنابراین دلیلی برای مقاومت در برابر پردازنده های ۶۴ بیتی وجود ندارد.

هسته های پردازشی

هسته های پردازشی جزئی از معماری پردازنده های مرکزی شناخته می شوند. هر هسته مجموعه ای از دستورات را به طور مجزا محاسبه می کند. تعداد بیشتر هسته ها به معنای بالاتر رفتن سرعت محاسبات توسط پردازنده است. در طرف مقابل بالا رفتن تعداد هسته ها جهت افزایش سرعت پردازشی به قیمت مصرف بالاتر انرژی تلقی می شود. بنابراین چالش روبه روی شرکت های تولید کننده ی پردازنده ها، نحوه مدیریت انرژی و چینش هسته ها در کنار هم است.

امروزه در اکثر گوشی ها از پردازنده های چهار یا هشت هسته ای استفاده می شود. در پردازنده های چهار هسته ای هر چهار هسته می توانند به طور هم زمان به پردازش امور بپردازند. این اتفاق در پردازنده های هشت هسته ای بدین صورت است که چهار هسته ای که مصرف انرژی پایینی دارند در مواقع معمول در حال کار هستند و چهار هسته دیگر در مواقعی که فشار محاسبات افزایش می یابد وارد چرخه ی فعالیت میشوند.

واحد پردازش گرافیکی

GPU نیز از بخش های مهم در SoC به شمار می رود و مسئول پردازش کارهای گرافیکی در دستگاه های دیجیتال است. به دلیل محدودیت فضا و جهت کاهش مصرف انرژی واحد پردازش گرافیکی در نزدیکی CPU قرار دارد. به کمک این واحد شما می توانید انواع بازی ها، تصاویر سه بعدی و فعالیت های گرافیکی را در گوشی های خود اجرا کنید. عملکرد واحد گرافیکی به عوامل مختلفی از جمله معماری، چینش واحد بر روی SoC و سیستم عامل مربوط است.
در پردازش تصاویر سه بعدی مهم ترین و اولین قسمت درگیر واحد پردازش گرافیکی است. اگرچه در برخی اوقات هسته های پردازشی به کمک واحد گرافیک می آیند، ولی به طور معمول این هسته ها برای انجام امور گرافیکی طراحی نشده اند و GPU در پردازش کارها اولویت بیشتری دارند. پردازش تصاویر دوبعدی نظیر بزرگ نمایی عکس و حرکات بین صفحات در رابط کاربری نیز از وظایف GPU است و سیستم عامل این امور را به جای واحد پردازش مرکزی به واحد پردازش گرافیک می سپارد.

سیستم عامل ویندوزفون از جلوه های گرافیکی زیادی در رابط کاربری خود بهره می گیرد. بنابراین استفاده از پردازنده های رده پایین در گوشی های موبایل تجربه مناسبی در اختیار کاربران قرار نمی دهد و واحد پردازش گرافیک مسئولیت تمامی پردازش های مربوط به امور گرافیکی را به عهده می گیرد. استفاده از قدرت GPU منجر به حرکت روان و نرم بین صفحات در این سیستم عامل می شود.
در اندروید داستان به طور کل متفاوت است. در این سیستم عامل به دلیل وجود گوشی های رده پایین و نبود سخت افزار مناسب، پردازش تصاویر دو بعدی برعهده CPU قرار دارد و سرعت پایین و لگ در اندروید به دلیل همین موضوع است. خوشبختانه گوگل از نسخه ی چهار به بعد سیستم عامل خود این مشکل را حل کرد. به دلیل قدرتمندتر شدن سخت افزار های گوشی های موبایل اندروید، اجازه ی دسترسی به GPU برای پردازش پوسته ی رابط کاربری داده می شود. بنابراین شاهد کم شدن لگ در محیط کاربری اندروید هستیم.
سومین بازیگر اصلی سیستم عامل های گوشی های هوشمند یعنی iOS نیز مانند ویندوزفون اجازه استفاده از GPU برای تمامی کارهای گرافیکی را دارد. این عامل باعث شده که در استفاده از سخت افزارهای iOS نرم و روانی در مرور صفحات به چشم آید.
منبع: zoomit.ir

[Nima Alami]

معماری های ساخت GPU

حتما هنگام مقایسه دستگاه های مختلف، در مقابل واحد پردازش گرافیکی (GPU) نام های مختلفی را مشاهده کرده اید. همانند CPU که در اکثر گوشی های هوشمند موجود در بازار از معماری آرم بهره می برند، واحدهای پردازش گرافیکی نیز از معماری های مختلفی در طراحی خود استفاده می کنند.

GeForce: این معماری توسط شرکت Nvidia توسعه یافته و بر روی SoCهای خانواده Tegra استفاده می شود.
Adreno: معماری اختصاصی شرکت کوالکام برای پردازنده های گرافیکی خود است که در SoCهای ساخت این شرکت کاربرد دارند.

ARM Mali: همانطور که از اسم آن برمی آید پردازنده های Mali از معماری شرکت آرم استفاده می کنند و به طور گسترده ای در Socهای Exynos و NovaThor استفاده میشوند.

PowerVR: این معماری یکی از محبوب ترین ها در بین سازندگان پردازشگرهای گرافیکی محسوب می شود و اپل نیزدر SoCهای دستگاه های هوشمند خود از این معماری بهره می گیرد.

کنترل کننده شبکه

در SoCها مودم هایی قرار دارند که توانایی ارتباطات بی سیم را به دستگاه می بخشند. به طور مثال برای استفاده از دیتای شبکه همراه مودم هایی با قابلیت LTE بر روی SoC قرار می گیرند. برای ارتباطات دیگری نظیر بلوتوث، وای-فای، GPS و GLONASS نیز بخش هایی مجزا در برد اصلی قرار دارند.

حافظه ی رم

حافظه ی رم در کنار واحد پردازش داده و واحد پردازش گرافیکی سومین جزء مهم در یک SoC به شمار می رود. حافظه ی دسترسی تصادفی، گونه ای از حافظه است که اجازه نوشتن و خواندن داده ها را در مدت زمان کوتاه می دهد. فایل هایی نظیر اطلاعات برنامه ها، سیستم عامل، گرافیک بازی ها یا به طور کلی هر موردی که دسترسی به آن باید در کوتاه ترین زمان اتفاق بیافتد در حافظه ی رم ذخیره سازی می شوند.

اولین و مهم ترین عددی که در بررسی یک محصول دیجیتال در مقابل حافظه ی رم به چشم می خورد میزان حافظه ی آن است. مقدار حافظه ی بیشتر موجب بهبود چند وظیفگی در محیط سیستم عامل می شود؛ چرا که برنامه ها به فایل های موجود سریع تر دسترسی پیدا می کنند. هر چند رابطه ای میان حافظه ی رم و مصرف باتری وجود دارد، ولی می توان از آن صرف نظر کرد و ادعا کرد در این حالت میزان حافظه بر میزان مصرف باتری تاثیری ندارد.

سیستم عامل موبایل های هوشمند به سمتی حرکت کرده اند که استفاده از حافظه بیش از اندازه را توجیه نمی کنند. سیستم عامل و برنامه های موجود در فروشگاه های نرم افزاری مقدار کمی از حافظه ی رم را اشغال می کنند. در هنگام مولتی تسکینگ سیستم عامل برنامه هایی که در یک مدت زمان مشخص استفاده نشده باشند را تشخیص و جای آن ها را در حافظه رم خالی می کند. به همین دلیل ویندوزفون در حافظه ی رم پایین ۵۱۲ مگابایت عملکردی روان از خود نشان می دهد.

با این حال نمی توان نتیجه گرفت که میزان بالای حافظه رم غیرکاربردی است. بیشتر بازيهای سنگین و گرافیکی، مقدار زیادی از حافظه را اشغال می کنند. در حالیکه اجرای این بازی ها در حافظه های ۵۱۲ مگابایت به کندی و لگ فراوان اجرا می شوند. بنابراین برای اجرای جدیدترین و بهترین بازی ها، داشتن میزان قابل قبولی از حافظه ی رم یک مزیت برای گوشی های هوشمند به شمار می رود.

حافظه ی ذخیره سازی

مانند حافظه ی رم، حافظه ی داخلی نیز از مهم ترین اجزای هر گوشی هوشمند محسوب میشود. بدون فضایی برای ذخیره سازی اطلاعات، سیستم عامل و برنامه ها دستگاه به هیچ دردی نمی خورد. اگرچه بعضی از تلفن های پایین رده از ظرفیت های پایینی برای ذخیره سازی برخوردار هستند با این حال فضای کافی برای اجرای سیستم عامل پیش بینی شده است.

بسته به نوع سیستم عامل و خود دستگاه، انواع مختلفی از حافظه های ذخیره سازی به کار برده می شود. این حافظه به بخش های مختلفی تقسیم می شوند که شامل فضای ذخیره سازی برای برنامه ها، فایل های کش و سیستمی می شود. به طور معمول به قسمتی از حافظه که فایل های سیستمی را میزبانی می کند، حافظه ROM گفته می شود.
در بعضی از گوشی های موجود در بازار، علاوه بر حافظه ی داخلی به کاربر اجازه اضافه کردن حافظه ی جانبی نیز داده می شود. به طور معمول عملکرد، کارایی و سرعت بیشتر خواندن و نوشتن اطلاعات حافظه های داخلی به دلیل تماس مستقیم با SoC به مراتب از حافظه*های خارجی بیشتر است.

در بین سیستم عامل های رایج در دنیای گوشی های هوشمند فقط اندروید به کاربر اجازه دسترسی آزاد به اطلاعات موجود در کارت حافظه جانبی را می دهد. سیستم عامل iOS و گوشی آیفون به طور کل این قابلیت را پشتیبانی نمی کنند و ویندوزفون با محدودیت های امنیتی و کارهایی که بر روی کارت های حافظه وضع میکند، میتوان از حافظه جانبی استفاده های محدود داشت.

منبع: zoomit.ir

[Nima Alami]

صفحه نمایش از مهم ترین ویژگی های یک گوشی هوشمند است. وضوح تصویر و رزولوشن بالا، باعث هرچه با کیفیت تر شدن تصاویر در یک گوشی موبایل می شود. نمایشگر گوشی های هوشمند به دو دسته ی کلی LCD و OLED تقسیم می شوند. در ادامه همراه با زبانی ساده با نمایشگر گوشی های هوشمند آشنا خواهیم شد.
نمایشگرهای LCD نخستین صفحه نمایش هایی هستند که در گوشی های هوشمند مورد استفاده قرار گرفتند. با پیشرفت تکنولوژی و تکامل روز به روز گوشی ها، نمایشگرها نیز باید با کیفیت تر می شدند. اینگونه نمایشگر های LCD و OLED به مرور زمان پیشرفت کردند و هنوز نیز در حال بهبود هستند. در ادامه به شرح آنها می پردازیم.

LCD

نمایشگرهای LCD دارای یک منبع نور در زیرصفحه نمایش هستند که این منبع نور همیشه روشن است. حتی برای نمایش رنگ مشکی نیز از این منبع نور استفاده می شود. به همین دلیل است که رنگ مشکی در این نمایشگرها از تاریکی و غلظت کمتری بهره می برد. نمایشگرهای LCD در دونوع TFT و IPS بسیار پرکاربرد هستند:

TFT: یکی از پرکاربردترین نمایشگرها در گوشی های رده پایین و ارزان قیمت، TFTها هستند. این نمایشگرها از طراحی ساخت RGB استفاده می کنند که در آن هر پیکسل از سه ساب پیکسل با رنگ های قرمز، سبز و آبی تشکیل شده است. این نمایشگر ها تنها با زاویه دید مستقیم، کیفیت تصویر مناسبی دارند که البته تصویر در آنها کمی کدر است. همچنین گوشی های با این نمایشگر از میزان باتری بیشتری استفاده می کنند.

IPS: بهترین نوع TFT ها، نمایشگرهای IPS هستند که در بیشتر گوشی های نسل جدید و پرچم دار مورد استفاده قرار می گیرند. این نمایشگر ها از مزایایی مانند زاویه دید مناسب و کیفیت و دقت رنگ بالا برخوردارند. اما همچنان در تولید رنگ مشکی کیفیت پایین تری نسبت به AMOLEDها دارند. همچنین نمایشگر های IPS نسبت به TN ها مصرف انرژی پایین تری دارند.

شرکت اپل برای گوشی های هوشمند خود از این نوع نمایشگر استفاده می کند و آن را با نام رتینا معرفی کرده است. تراکم پیکسل در این نمایشگر به قدری بالا است که حتی از از فاصله نزدیک نیز پیکسل ها قابل مشاهده نیستند. به عنوان مثال تراکم پیکسل در آیفون 6 پلاس برابر 401 است. تنها ایراد این نوع نمایشگر قیمت بالای آن است که البته با در نظر گرفتن کیفیت ساخت بالای آنها می توان از این ایراد آنها چشم پوشی کرد.

معایب LCDها

• رنگ ها در آن تازگی کمتری دارند
• همیشه منبع نور پس زمینه روشن است؛ حتی برای نمایش رنگ مشکی به همین دلیل رنگ مشکی عمیقی ندارد
• مصرف انرژی زیاد
• کیفیت لمسی پایین تر
• پهن تر و سنگین تر از نسل بعدی هستند

مزایای LCDها

• عمر این نمایشگرها بیشتر است
• قیمت ارزان تر نسبت به نسل بعدی نمایشگرها
• با گذشت زمان کیفیت تصویر کاهش محسوسی ندارد

منبع: zoomit.ir

[Nima Alami]

OLED

نسل دیگری از نمایشگرها که بسیار پرطرفدار هستند صفحه نمایش هایی از خانواده ی OLED هستند. تکنولوژی ساخت این نمایشگرها متفاوت از LCDها است. بدین ترتیب که تعداد زیادی LED در زیر صفحه نمایش تعبیه شده است که بنا به نیاز برای رنگ های مختلف این LEDها روشن و خاموش می شوند. در حقیقت نیازی نیست که همیشه تمام این LEDها روشن باشند. بنابراین برای نمایش نور مشکی هیچ چراغ LED روشن نیست و بدین شکل رنگ مشکی در این نمایشگرها بسیار عمیق و تاریک است. نمایشگرهای OLED از کیفیت رنگ بسیار بالایی برخوردارند و رنگ ها در این نمایشگر بسیار شاد و اغراق آمیز هستند! OLEDها مشکلات زاویه دید و شفافیت تصویر در برخی نمایشگرهای LCD را ندارند.

AMOLED:AMOLED در حقیقت همان OLEDها هستند. تصویر در این نمایشگرها از خطوط زیاد کنارهم تشکیل شده، فاصله بین این خطوط به قدری کم است که فقط با چشم مسلح قابل مشاهده است. در حقیقت تنها تفاوت این دو نمایشگر در این است که AMOLEDها رزولوشن تصویر بالاتر و مصرف انرژی کمتری دارند. زمان پاسخ گویی و Refresh Rate در این نمایشگرها بسیار بهتر شده و در واقع ایرادات نمایشگر های OLED را ندارد.

Super AMOLED: یکی از ایرادات وارده به نمایشگرهای AMOLED این بود که زیر نور زیاد، تصاویر در آن قابل مشاهده نبودند و به همین دلیل رنگ سبز از این بین حذف شده و به صورت اشتراکی با دو رنگ قرمز و آبی بدست می آید. در حقیقت تراکم پیکسل ها در این نمایشگر بیشتر شده است. با روی کار آمدن Super AMOLEDها توسط سامسونگ که در واقع نسخه بهبود یافته AMOLED ها هستند، این مشکل رفع شد. این نمایشگرها باریک تر از نسل قبلی هستند، طول عمر بیشتری دارند، عملکرد صفحه ی لمسی آنها بهبود یافته و همچنین مصرف انرژی آنها تا ۲۰ درصد کاهش یافته است. تکنولوژی ساخت Super AMOLEDها از ماتریس Pen Til پیروی می کند. برخلاف TFTها در این نمایشگر هر پیکسل دارای دو ساب پیکسل است.

Super AMOLED Plus: بیشتر گوشی ها از صفحه نمایش های Super AMOLED Plus برای نمایشگر های خود استفاده می کنند. کیفیت تصاویر در زیر نور زیاد در نمایشگرهای Super AMOLED Plus بسیار بهتر است. یکی دیگر از تفاوت های این دو نمایشگر این است که در AMOLED لایه های OLED و لایه ی صفحه ی لمسی از هم جدا هستند در صورتی که در Super AMOLED Plus این لایه ها تلفیق شده اند. نمایشگرهای Super AMOLED Plus را می توان نسخه ی ارتقاء یافته ی Super AMOLED نیز دانست. در حقیقت در این نمایشگرها از ۵۰ درصد ساب پیکسل بیشتر در قالب ماتریس RGB استفاده شده است. این تفاوت های اعمال شده سبب باریکتر و روشن تر شدن نمایشگرهای Super AMOLED Plus شده است. همچنین با این تغییرات بازدهی نمایشگر تا ۱۸ درصد افزایش یافته است.

مزایای OLEDها

• رفرش ریت سریع
• مصرف انرژی کمتر
• نمایش رنگ مشکی به صورت عمیق و تاریک تر
• زمان پاسخ دهی کم
• کیفیت تصویر بالا
• بسیار باریک
• برای نمایش رنگ مشکی نیازی به روشن بودن هیچ LED نیست

معایب OLEDها

• قیمت بالا
• پس از مدتی کیفیت رنگ ها و درنتیجه تصویر از بین می رود
• رنگ ها کاملا طبیعی نیستند و در آنها اغراق و اشباع وجود دارد
• این نمایشگرها عمر کوتاه تری دارند

منبع: zoomit.ir

[Nima Alami]

یکی از ویژگی های بسیار مهمی که هنگام خرید گوشی هوشمند باید به آن توجه کنیم، انواع سنسورهای گوشی بوده و وجود برخی از این سنسورها بسیار کاربردی و ضروری است. در ادامه، انواع این سنسورها و کاربردهای آنها را به زبانی ساده توضیح خواهیم داد.

سنسور شتاب سنج (Accelerometer)

می توان گفت پرکاربرد ترین سنسور در گوشی های هوشمند، سنسور شتاب سنج است.این حسگر شتاب خطی موبایل را هنگام جابه جایی در فضای سه بعدی اندازه گیری می کند.تصور کنید که در حال مرور کردن صفحات وب هستید و می خواهید صفحه را بزرگتر ببینید؛ بنابراین گوشی خود را در به شکل افقی تغییر حالت می دهید و سنسور با تشخیص این موقعیت جدید صفحه نمایش را به حالت افقی یا landscape تغییر وضعیت می دهد. این سنسور در بازی هایی که به حرکت حساس هستند نیز مورد استفاده قرار می گیرد و در حقیقت بدون این سنسور امکان انجام بازی های حرکتی وجود ندارد.

سنسور ژیروسکوپ (Gyroscope)

سنسور ژیروسکوپ مانند شتاب سنج عمل می *کند و در تشخیص حالت قرار گرفتن دستگاه موثر است. می توانید تصاویر را در حالات افقی و عمودی مشاهده کنید. برای تماشای ویدیوها در حالت افقی نیز از سنسور ژیروسکوپ استفاده می شود. همچنین این سنسور در دوربین گوشی های اندروید به منظور چرخاندن دوربین و نیز تشخیص میزان چرخانده شدن دوربین تاثیر دارد.

سنسور مغناطیس سنج (Magnetometer)

سنسور مغناطیس سنج در بیشتر گوشی های هوشمند وجود دارد. کاربرد این سنسور زمانی مشخص می شود که می خواهید از قطب نما یا قبله نمای گوشی خود استفاده کنید. همچنین سایر نرم افزارهایی که نیاز به تشخیص جهت های جغرافیایی دارند مانند GPS و نقشه های آنلاین، از این سنسور استفاده میکنند.

سنسور تشخیص فواصل نزدیک یا مجاورت (Proximity Sensor)

سنسور مجاورت در اطراف اسپیکر به صورت یک سنسور LED اینفراد و یک ردیاب نوری IR است. حتما متوجه شده اید که وقتی با گوشی خود در حال صحبت هستید نمایشگر آن خاموش می شود و به محض اینکه گوشی را از گوش خود فاصله می دهید نمایشگر روشن خواهد شد. در حقیقت عملکرد سنسور مجاورت بدین شکل است که سنسور اینفراد نوری را می تاباند؛ در صورت برخورد این نورِ نامرئی با شئ، بازتاب نور فرستاده شده توسط سنسور نور IR تشخیص داده می شود و نمایشگر گوشی خاموش خواهد شد.

سنسور روشنایی

حتما گزینه ی تنظیم خودکار روشنایی در قسمت تنظیمات نمایشگر گوشی را دیده اید. با فعال کردن این گزینه، گوشی این قابلیت را دارد که متناسب با نور محیط میزان روشنایی نمایشگر را تنظیم کند. این وظیفه بر عهده ی سنسور روشنایی است. برای مثال وقتی در محیطی هستید که نور زیاد است، نور نمایشگر گوشی شما نیز افزایش می یابد و همچنین در محیط کم نور از نور نمایشگر کاسته می شود. در برخی گوشی های پرچم دار و رده بالای سامسونگ، این سنسور نورهای قرمز، سبز، آبی و سفید موجود در محیط را دریافت می کند و بر این اساس رنگ های نمایشگر را تنظیم می کند. این عمل به هرچه بهتر و باکیفیت تر بودن نور نمایشگر کمک میکند.

سنسور فشار سنج (Barometer)

این سنسور در برخی گوشی های گران قیمت و رده بالا موجود است. به کمک این سنسور فشار اتمسفر محیط سنجیده می شود و ارتفاع نسبت به سطح دریا تعیین می شود. بدین ترتیب موقعیت جغرافیایی شما به شکل دقیقتری در برنامه GPS مشخص می شود.

سنسور گرماسنج (Thermometer)

این سنسور تقریبا در همه ی گوشی های هوشمند وجود دارد. سنسور گرماسنج همانطور که از نامش پیداست، دمای کلی گوشی را اندازه گیری می کند و اگر این دما از حد معینی بیشتر باشد به صورت خودکار سیستم را خاموش می کند. چرا که داغ شدن بیش از اندازه موجب آسیب رسیدن به گوشی می شود. البته در برخی گوشی ها مانند گلکسی اس 4 علاوه بر این سنسور، سنسور رطوبت سنج نیز به کار برده شده که در برنامه ی S Health مورد استفاده قرار میگیرد.


سنسور گام شمار (Pedometer)

این روزها بازار ورزش و نرم افزارهای تناسب اندام داغ است و سنسور گام شمار به عملکرد هر چه بهتر این نرم افزارها کمک می کند. توسط این سنسور تعداد گام های شما شمرده می شود. البته سنسور شتاب سنج نیز می تواند این کار را انجام دهد؛ اما کارایی و دقت سنسور گام شمار مسلما بهتر است.

سنسور تشخیص ضربان قلب (Heart Rate)

این سنسور با شمردن ضربات خون موجود در نوک انگشت، ضربان قلب را به صورت دقیق اعلام می کند. از این سنسور در گوشی های نسل جدید سامسونگ مانند گلکسی اس 6 و گلکسی نوت 5 به شکل بسیار مناسب و دقیقی استفاده شده است.


سنسور تشخیص اثر انگشت

سنسور اثر انگشت در آیفون 5 اس بسیار مورد توجه قرار گرفت و بعد از آن توسط سایر برند ها مانند سامسونگ (اینو بنده اضافه میکنم:جدیدا در سونی هم مورد استفاده قرار گرفته) نیز استفاده شد. این سنسور علاوه بر اینکه می تواند باز کردن قفل گوشی را بسیار راحت تر کند، در برخی نرم افزارها نیز کاربردهای خاص و ویژه ای دارد.

منبع: zoomit.ir

[Nima Alami]

در این قسمت از مجموعه آموزش های آشنایی با سخت افزار گوشی های هوشمند به زبان ساده، به بررسی بخش مهمی از این دستگاه ها یعنی باتری خواهیم پرداخت. در ادامه با این سخت افزار مهم از گوشی های هوشمند بیشتر آشنا خواهیم شد.
یکی از مواردی که به هنگام رونمایی از یک گوشی جدید مورد پرسش قرار می گیرد، میزان دوام باتری آن است. در واقع باتری تلفن های همراه می تواند به بزرگترین مشکلی که ممکن است در گوشی خود با آن مواجه شوید، تبدیل شود. به همین دلیل، شرکت های سازنده ی گوشی در زمینه باتری نیز رقابت شدیدی با یکدیگر دارند و هرکدام مدعی با دوام تر بودن باتری گوشی های خود هستند.

لیتیوم یونی (Lithium-Ion)

با سر کار آمدن باتری های لیتیوم یونی و استفاده از آنها در گوشی های هوشمند، بسیاری از مشکلات مربوط به باتری از بین رفت. باتری های نیکل هیدرید و نیکل کادمیومی پاسخگوی نیاز گوشی های جدید نبودند و روی کار آمدن لیتیومی یونی های سبک و قابل تولید در اندازه های متفاوت، امکان تولید گوشی های سبک تر و باریک تر را فراهم کرد. ولتاژ تولید شده توسط گوشی هایی که از باتری لیتیوم یونی بهره می برند، معمولا ۳.۷ ولت است که این مقدار ولتاژ رقم قابل توجهی است.

یکی دیگر از مشکلاتی که در این نوع باتری ها مرتفع شده است، مشکل Memory Effect یا تاثیر بر حافظه است. در نسل قبلی باتری ها با هربار تخلیه کامل شارژ باتری، میزان بسیار کمی از عمر حافظه باتری کاهش می یافت. یا اینکه نباید بعد از شارژ کامل باتری، گوشی همچنان به برق متصل می ماند. باتری های لیتیوم یونی را می توانید به هر میزان که تمایل دارید شارژ کنید و هیچ کدام از مشکلات باتری های قدیمی را در این نوع مشاهده نخواهید کرد.

روند شارژ شدن این باتری بدین صورت است که تا حدود ۸۰ درصد اولیه با سرعت شارژ می شود و ۲۰ درصد باقی مانده حدود یک ساعت زمان می برد تا کاملا شارژ شود. تنها ایرادی که به این باتری ها وارد است قیمت بالای آنها است که در مقابل خدمات خوب بسیار زیادی که ارائه می دهند، می توان از این قیمت بالای آنها چشم پوشی کرد.

لیتیوم پلیمر(Lithium-Polymer)

جدیدترین و بادوام ترین باتری هایی که تاکنون ساخته شده باتری های لیتیوم پلیمری هستند. قدرت بالا و وزن بسیار سبک از مهمترین ویژگی های این باتری ها هستند. این نوع باتری ها تا حدود ۵۰ درصد عمر طولانی تری نسبت به سایر باتری های شارژشدنی دارند. دمای پایین بر کارایی این باتری تاثیری ندارد و اگر از باتری این گوشی ها استفاده نشود، باتری تا ماه ها شارژ را نگه می دارد. روکش پلاستیکی این باتری باعث افزایش بسیار زیاد امنیت آن شده به طوری که حتی با سوراخ شدن باتری نیز احتمال آتش گرفتن و انفجار باتری بسیار پایین است.
تنها ایراد این نوع باتری ها نیز قیمت بالای آنها است. این موضوع باعث شده که تنها شرکت اپل بتواند از آن در گوشی های خود استفاده کند. برخی شرکت های دیگر نیز در بعضی از پرچمداران خود از این نوع باتری استفاده کردند که البته هزینه ی بالای تمام شده ی گوشی برای این شرکت ها باعث شد تا از به کار بردن آنها خودداری کنند.

جمع بندی

در چهار مقاله اخیر سعی کردیم سخت افزار گوشی های هوشمند که به صورت پشت صحنه هر کدام سعی می کنند تجربه ی ما را از داشتن گوشی های هوشمند بهتر کنند، صحبت کنیم. سخت افزار گوشی های هوشمند در چند سال اخیر پیشرفت های زیادی داشته اند و اکنون برای اجرای سریع و روان هم سیستم عامل و هم نرم افزارها به بلوغ نزدیک شده اند. در بین گوشی های هوشمند پرچم دار اخیر آنقدر تعداد هسته ها و مقدار فضای رم افزایش داشته که می توان قدرت پردازشی این دستگاه ها را با کامپیوتر های شخصی مقایسه کرد.

در سری مقاله های آشنایی با سخت افزار گوشی های هوشمند به زبان ساده، با سیستم روی چیپ های جدید، پردازشگر های گرافیکی قوی، سنسور ها و انواع نمایشگر و باتری ها آشنا شدیم؛ اما هر کدام از بخش ها و اجزا های نام برده شده در پس اسم و نام خود دنیای بزرگی دارند که هر روزه پیشرفت های زیادی نیز در آن ها در حال رخ دادن است. سیستم روی چیپ ها اکنون اندازه ی بسیار کوچک تر و قدرت بسیار بیشتری پیدا کرده اند؛ نمایشگر ها وضوح چشمگیری دارند؛ باتری ها بسیار مقاوم و حتی قابل انعطاف شده اند و سنسور ها نیز بیشتر از همیشه از هوش و توانایی های خود استفاده می کنند. امیدواریم جریان پیشرفت در بخش های سخت افزاری گوشی های هوشمند همچنان ادامه داشته باشد تا در آینده مشکلاتی که هم اکنون وجود دارد نیز به طور کامل از بین برود.

منبع: zoomit.ir