Жизнь диктует человеку свои условия. Чтобы быть в курсе всех дел и решать возникающие проблемы, необходимо постоянно находиться на связи. Для этого используется одно из самых полезных изобретений человечества – телефон. Сначала он был неподвижный и для разговоров требовалось быть рядом с аппаратом. Со временем появились разные виды телефонов, которые позволили не только передвигаться вместе с ним, но и использовать в качестве карманного компьютера.
История
Телефон – это аппарат, который передает речь на расстоянии. Он состоит из устройства со звонком и трубки для переговоров. Также важно отметить, что передача слов происходит с помощью электросвязи по проводам.
Устройство, похожее на современный аппарат, было изобретено около 60 лет назад. А попытки появились еще в 1667 г., когда Р. Гук пытался передать слова по шнуру с помощью колебаний. Но настоящее распространение аппарат получил после появления электричества. Американский учитель Белл придумал совершенно новый прибор, который назвал телефоном.
В 1878 г. был изобретен новый способ для передачи речи – микрофон, который обладал очень большой чувствительностью для того времени. А ученый Эдисон, придумав индукционную катушку, придал аппарату такой вид, который он имеет на сегодняшний день.
Стоит отметить, что широкое развитие и применение аппарат получил в Советском Союзе. Он использовался во всех сферах деятельности: от добывающей промышленности до политических кулуаров – кабинетов министров и президента.
Виды телефонов
Сегодня различают 4 основные разновидности аппаратов. С их помощью можно связаться с родственниками, узнать полезную информацию или дать кому-либо указания:
- Стационарный. Он предоставляет стабильную связь и работает на протяжении 10 лет. Недостатком является его привязанность к одному месту.
- Мобильный. Обладает удобством благодаря возможности взять его с собой.
- Радиотелефон. Основан на принципе работы рации. Позволяет передавать сигнал в местах, где не функционируют другие виды телефонов.
- Таксофон. Аппарат, предназначенный для общего пользования и работающий после оплаты.
Стационарный телефон
Этот вид устройства для передачи слов изобретен раньше других. Поэтому существует ошибочное мнение, что аппарат уже не востребован. Однако это серьезное заблуждение. Вместе с недостатками он имеет ряд преимуществ.
Самое важное качество – это надежная и при этом очень дешевая связь. Предприятия зависят от стационарных аппаратов. Международная связь, факсы завязаны на проводном принципе работы.
Если отключить все автоматические телефонные станции и стационарные телефоны, то останется только мобильная связь. А у нее существует несколько крупных недостатков – прием осуществляется при наличии вышек и зависит от местности. В закрытых и глубоких помещениях связь может пропадать.
В России существует много территорий, которые не охвачены сотовыми операторами. Для жителей таких регионов стационарный телефон является единственным способом для общения и получения информации. Также одним из полезных свойств считается его безопасность для организма человека.
Мобильные телефоны
Это устройство, предназначенное для передачи голосовых сообщений. На данный момент это - самый распространенный способ общения среди населения. Основным его достоинством является возможность постоянно быть на связи в любом месте.
Виды мобильных телефонов:
- Сотовый. Для работы используется сотовая связь.
- Спутниковый. Информация передается через спутник.
По своей функциональности выделяется 3группы:
- Простой мобильный телефон. Это аппарат, который использует операционную систему разработчика.
- Смартфон. Работает на основе операционной системы Android, Windows Phone, iOS.
- Коммуникатор. Другими словами, карманный компьютер.
Виды телефонов, различающиеся по форме:
- Моноблок. Корпус телефона цельный и не имеет подвижных частей.
- Раскладной. Корпус состоит из 2 частей, которые крепятся между собой подвижным модулем.
- Слайдер. Имеет 2 параллельные части, которые находятся на одной плоскости и сдвигаются с помощью специального механизма.
- Ротатор. Некоторые части корпуса могут поворачиваться.
Телефон-таксофон
Этот аппарат работает после оплаты с помощью монет, жетона или пластиковой карты. Вызов экстренных служб осуществляется бесплатно. Они находятся на улицах либо в специально выделенных местах и выполнены из материалов, сопротивляющихся механическим повреждениям. Конструкция была специально разработана против актов вандализма.
К сожалению, мобильная связь вытесняет таксофоны из жизни. В 2012 г. РФ решила полностью отказаться от услуг такого вида телефонных аппаратов.
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.
Оправдана. Условно, структурную схему мобильного телефона можно разделить на несколько функциональных блоков. Стоит отметить, что их содержание не всегда соответствуют распределению компонентов на печатной плате.
В результате прогресса технологий в области микроэлектроники, происходит повышение степени интеграции элементов и увеличение числа функций, выполняемых интегральными схемами. Несмотря на это, при производстве мобильного телефона, производители используют от 300 до 600 компонентов (пассивных и активных).
Условно, чтобы показать устройство мобильного телефона, в структурной схеме мобильного телефона можно выделить несколько функциональных блоков:
Вибратор.
Радиоблок,
Аудиоблок,
Блок логики,
SIM-карта сотового телефона,
Блок питания,
Радиоблок.
Радиоблок выполняет функции приема и передачи и управляется блоком логики. Радиоблок имеет важное значение, при его производстве требуется тщательное исполнение, несмотря на это он является не самой сложной частью мобильного телефона. В основном он состоит из фильтров, малошумящих усилителей, управляемых генераторов, схем демодуляции и модуляции.
Радиоблок должен использовать все возможности антенны, размеры которой максимально уменьшены. Как ожидается, со временем антенны мобильных телефонов станут компонентом поверхностного монтажа. К задачам радиоблока также относят высокую эффективность использования энергии, для обеспечения работы мобильного телефона в течение нескольких часов в режиме передачи от батареи средней емкости.
Передающий блок работает только во время связи. Им передаются пакеты данных, при переходе мобильного телефона из одной соты в другую или по запросу сети. Аналогичные процессы происходят и во время звонка (так как перед началом звонка мобильный телефон подтверждает свое нахождение в сети).
Радиоблоки различных моделей мобильных телефонов имеют различные технические характеристики. На территориях с неустойчивой связью некоторые модели мобильных телефонов, обслуживающиеся одним оператором сотовой связи, работают устойчиво, другие нет.
Нередко модели телефонов, имеющих хорошие показатели автономной работы, имеют небольшой радиус действия в «сложный условиях». Устройство многодиапазонных мобильных телефонов допускает компромиссы, определенные их концепцией.
Производители располагают радиоблок на печатной плате как можно ближе к антенне. В отношении радиоблока принимаются строгие меры предосторожности относительно электромагнитной совместимости. Объясняется это тем, что он расположен рядом со схемами, обладающими большой чувствительностью.
Аудиоблок.
В состав аудиоблока (блок обработки сигнала основной полосы) за исключением собственных схем входят также микротелефон, микрофон, а при оснащении мобильного телефона комплектом hands free (громкоговоритель) еще и динамик.
Основной функцией данного блока является декодирование и кодирование сигналов с помощью кодека (декодера-кодера). За исключением функций цифро-аналогового и аналого-цифрового преобразования аудиоблок применяется для декомпрессии и сжатия данных. Это необходимо для получения при низкой скорости передачи данных хорошего звука.
На сегодняшний день этот блок практически всегда выполнен на базе цифрового процессора сигналов DSP. Мощность обработки сигналов оказывается достаточной для внедрения таких функций как распознавание речи.
Между аудио и радиоблоком расположен квадратурный I/Q-модулятор, изменяющий фазы передаваемых битов на 90°, и демодулятор, который выполняет обратное преобразование.
Блок логики.
Микропроцессор является «сердцем» любого мобильного телефона. Им выполняются сложные логические операции, которые запрограммированы в памяти. Все функциональные особенности конкретной модели мобильного телефона заложены в программе микропроцессора.
Кроме дисплея и клавиатуры, которые согласно стандарту GSM определяются как интерфейс «машина-человек», блоком логики управляется зуммер, который выполняет роль звонка, устройство вибрации, блоки радио и аудио, устройство для считывания данных с SIM-карт и устройство для заряда аккумуляторных батарей.
Помимо этих периферийных устройств в состав блока логики входит энергонезависимая защищенная память, в которой находятся «конфиденциальные данные» (IMEI - идентификационный номер мобильного телефона, коды «отпирания»).
SIM-карта сотового телефона.
SIM-карта является ключом аутентификации и идентификации владельца мобильного телефона. Она устанавливается в соединительное устройство, которое связано с блоком логики с помощью схем сопряжения.
SIM-карта является асинхронной чип-картой, соответствующей стандартам GSM 11.11 и ISO 7816.
SIM-карта оснащена мощным микропроцессором, способным с помощью соответствующих команд «общаться» с микропроцессором телефона. На данный момент процессор карты начинает конкурировать с микропроцессором телефона. Помимо управления к доступу данных, SIM-картой осуществляется добавление собственных меню (технология SIM Toolkit) или выполнение приложений (электронный кошелек, навигатор Internet).
В будущем, вне всякого сомнения, мобильные телефоны будут производиться с двойным разъемом (dual-slot). Второе устройство для считывания будет способно работать не только с SIM, но и банковской картой.
Блок питания.
На данный момент в мобильных телефонах используются литиево-ионные (Li-ion), никель-металлогидридные (Ni-MH) и никель-кадмиевые (Ni-Cd) аккумуляторные батареи. Эти батареи обеспечивают достаточный уровень автономной работы.
Основной функцией блока питания является обеспечение различных схем сотового телефона необходимыми для их работы величинами напряжений до разряда аккумуляторной батареи.
Часто блок питания состоит из нескольких стабилизаторов (импульсных или линейных).
Как правило в мобильных телефонах используются аккумуляторные батареи 3,6 В (три каскада по 1,2 В). Она обеспечивает питание каскадов радиоблока (напряжение 3,0 В), другие части радиоблока (2,8 В) и схемы обработки сигналов основной полосы (2,0 В).
SIM-карта и блок логики обычной используют напряжение 3 В или, при использовании повышающего импульсного трансформатора, 5 В.
Другой функцией блока питания является управление аккумуляторной батареей. Для этого используются схемы заряда и схемы, использующиеся для индикации состояния заряда/разряда батареи.
В мобильных телефонах применяются четвертьволновые штыревые антенны. Длина антенн составляет 8 см для GSM 900 и 4 см для GSM 1800, в соответствии с используемыми частотами.
Часто применяются миниатюрные антенны, припаянные к печатной плате мобильного телефона. Так же стоит отметить, что со временем антенны мобильных телефонов превратятся в элементы поверхностного монтажа.
Вибраторы.
Вибраторы, которыми оснащены мобильные телефоны, заменяют звонок в случаях, когда необходимо соблюсти конфиденциальность.
Вибраторы, применяемые в мобильных телефонах, работают на электромагнитном принципе. Входящих в их состав микродвигатель приводит в движение элемент типа эксцентрика. Вращение этого элемента (довольно массивного) вызывает сильную вибрацию, хорошо ощутимую и бесшумную.
Вибраторы потребляют по сравнению со звуковыми устройствами значительно большее количество энергии. Ток потребления при этом составляет прядка 100 мА, что при частом использовании вибратора приведет к быстрому разряду аккумуляторной батареи.
К мобильным телефонам мы уже привыкли и пользуемся ими каждый день, поэтому для потребителя важную роль играют не только интеллектуальные способности аппарата, но и его внешний вид. В непрерывной борьбе за покупателя производители мобильных устройств постоянно стараются найти нечто новое, то, что поможет сделать их продукцию особенной. Первым нам в руки попадает корпус телефона, который и формирует первое впечатление о гаджете. Чтобы сделать его максимально привлекательным, разработчики используют не только дизайнерские решения, но и различные материалы.
А вас когда-нибудь интересовало, из чего же сделан корпус вашего мобильного?
Так вот, на сегодняшний день существуют два синтетических вещества, из которых изготовлено большинство корпусов: акрилонитрилбутадиенстирол (ABC) и поликарбонат (PC) . Если же вам стало интересно, из какого материала сделан ваш корпус, загляните под крышку телефона. Здесь вы найдете примерно такую маркировку >PC<.>AlPC
ABC-пластик редко применяется в чистом виде, потому что он обладает невысокой устойчивостью к ультрафиолетовому излучению и боится атмосферных воздействий. Корпус, изготовленный из такого пластика, через некоторое время станет хрупким и начнет попросту рассыпаться. Но все-таки одно преимущество имеется: он в несколько раз дешевле поликарбоната.
Для того чтобы сделать корпус прочным, а массовое производство менее затратным, к ABC добавляется часть поликарбоната, что позволяет значительно улучшить свойства материала и сохранить его преимущество. Такая смесь хорошо подходит для точного литья буквально любой формы, со всеми мелкими элементами, такими как решетки воздуховодов, ножки и подставки для крепления электронных компонентов, отверстия для винтов и миниатюрных защелок, для соединения панелей друг с другом. Ко всему, такой корпус прямо «из пресса» готов к сборке и не требует дополнительной обработки.
Таким образом, практически все корпусы наиболее доступных телефонов сделаны из смеси ABS+PC. Такие корпусы после производства могут сразу поступать на сборку, поскольку цвет пластика задается на этапе его приготовления.
Часто встречаются телефоны с глянцевой поверхностью. В таких случаях производитель применяет дополнительную обработку. Также в последнее время популярности набирает матовое покрытие soft-touch.
– это эластичное резиноподобное матовое покрытие, которое наносится как лак или краска. Еще в 1992 году его начали использовать для лучшего контакта кожи человека и пластика. В состав покрытия входит полиуретановая матовая краска (белая или прозрачная) и отвердитель этой краски. 
А для получения различных цветов и оттенков в состав добавляют разноцветные пигменты. Покрытие soft-touch имеет один достаточно большой минус, оно очень тонкое, от 30 до 60 мкм. Для сравнения, толщина человеческого волоса составляет от 80 до 110 мкм.
Чтобы корпус стал еще прочнее, к смеси ABS+PС добавляют различные армирующие добавки, такие как стекловолокно или углеволокно. Такая смесь позволяет сделать итоговый материал более прочным и легким. Например, добавление 30% стекловолокна удваивает прочность материала. Но из-за своей цены для массового производства армирующие добавки не используются.
На сегодняшний день на прилавках среди пластиковой массы заметно стали выделятся металлические корпуса. В основном для корпусов используют алюминий и магний. Алюминий обладает высокой прочностью и легкостью, но его трудно обрабатывать, чтобы получать детали необходимой формы. В свою очередь, магниевые сплавы относительно хорошо отливаются, что позволяет получать детали сложной формы. Но в отличие от алюминиевых сплавов, магниевые обладают низкой коррозионной стойкостью, что требует окрашивания таких деталей. Таким образом, магниевый сплав часто мало чем отличается от ABS-пластика.
Разработчики телефонов, в стремлении сделать корпусы еще прочнее и приятнее на ощупь, планируют изменить структуру металла. Сделать это позволяет технология Micro Arc Oxidation, которая преобразовывает алюминий в материал, напоминающий пластик.
В качестве основы служит алюминиевая unibody–заготовка, которую обрабатывают током напряжением 10 000 вольт. В результате прочность такого материала в пять раз выше, чем у алюминия, и в три раза, чем у стали. Корпус теперь можно изготовить гораздо тоньше, но это никак не отразится на его прочности. По словам создателей из HTC, такие корпуса позволят даже отказаться от защитных чехлов для телефонов.
Почему же производители так ломают головы над новыми материалами? Главную роль здесь играет не стоимость самого материала, которая примерно одинакова для пластика и металлов, а цена обработки. Дело в том, что пластиковая деталь самой сложной формы готова к выходу в продажу сразу же после пресса, а вот алюминиевые корпуса необходимо штамповать и фрезеровать. Процесс фрезеровки – это длительный процесс с высоким расходом режущего инструмента, поэтому скорость «выхода» обработанных таким образом корпусов невелика по сравнению с процессом литья под давлением. И при этом из алюминия получаются лишь простые по форме детали.
У нас вы всегда найдете широкий выбор как металлических, так и поликарбонатных корпусов. Кроме того, мы предлагаем корпусы разных классов качества и, конечно же, цветового диапазона.
Все Запчасти всегда следит за новинками в мире мобильных телефонов, чтобы вовремя обеспечить наших клиентов всеми необходимыми запчастями.
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!