Как устроен планшет и телефон
Корпус
Аккумулятор
Планшеты имеют больше общего со смартфонами, нежели с ноутбуками, ведь на одном заряде батареи в режиме ожидания они способны проработать несколько суток, не теряя связи с Интернетом. В большинстве случаев используются литий-ионные аккумуляторы, которые не поддаются замене без полной разборки планшета. Но и здесь бывают исключения: например, на задней панели Huawei S7 находится отсек, позволяющий при необходимости быстро заменить батарею. Семидюймовые планшеты, питаются от аккумулятора емкостью 2200-4400 мА*ч, тогда как 10-дюймовые- от более емкого, на 4400- 6600 мА*ч.
Заряжать от компьютера можно далеко не все планшеты, даже если они имеют порт USB. Для зарядки аккумулятора столь большой емкости , которая в разы больше, чем у среднестатистического смартфона, необходима сила тока 1,5-2 А, а выдать ее способно зарядное устройство, работающее от бытовой электросети.
Сенсорный экран
И в дешевых китайских и топовых брендовых планшетниках, важнейшим компонентом является сенсорный экран, ведь он не только отображает картинку, но и воспринимает команды пользователя. Большинство современных планшетных компьютеров имеют дисплей с диагональю от 7 до 11,6 дюйма. Но есть и исключения, от 5-дюймовых мини-планшетов, которые без труда поместятся в кармане рубашки или брюк, до 15-дюймовых гигантов для промышленного применения.
Сенсорные экраны планшетов делятся на два основных типа: резистинные и емкостные (см. Можно трогать. Начало сенсорного бума, принцип работы, резистивного, емкостного, сенсорного экрана). Резистинные воспринимают непосредственно нажатие, которое изменяет сопротивление элементов. Они реагируют на нажатие как пальцами, так и пером , но не слишком чувствительны, быстро царапаются и чересчур подвержены механическим повреждениям.
Емкостные экраны воспринимают утечки перемениого тока во время контакта с человеческим телом. Поэтому они не реагируют на нажатие обычным пером или Сравнение контрастности, глубины черного цвета и углов обзора матриц MVA, SupeгAMOLED и TN рукой в перчатке, зато их можно покрывать твердым пластиком или закаленным стеклом , что делает экраны устойчивыми к физическим повреждениям. Ни о защитной пленке, ни о чехле для переноски в данном случае можно не беспокоиться. Есть экраны устойчивые к царапинам, которые даже отвертке не подвластны.
Экраны могут покрываться специальным составом, частично предотвращающим появление световых бликов и отпечатков пальцев. Хотя все же рекомендуется на всякий случай обзавестись салфетками из микрофибры для протирки экрана и прочих глянцевых поверхностей планшетного компьютера. Кроме того, емкостные экраны способны воспринимать несколько одновременных касаний (от двух до двадцати), что позволило реализовать сенсорное управление при помощи нажатий и жестов, выполняемых пальцами.
Помимо типа сенсорной панели экраны могут существенно отличаться зернистостью, яркостью, контрастностью и углами обзора. В планшетниках низшего ценового сегмента устанавливаются недорогие жидкокристаллические матрицы типа TN, точно такие же, как в ноутбуках и дешевых мониторах. Главным недостатком ТN-матриц являются небольшие углы обзора: при наклоне планшета изображение инвертируется или темнеет. Такие дисплеи явно не годятся для просмотра фотографий или фильмов в компании, но для индивидуального использования вполне подходят.
В планшетных компьютерах среднего и высшего ценового сегмента применяются более качественные матрицы стандартов MVA, PLS и IPS. Они выигрывают у TN практически по всем показателям: яркости, контрастности и особенно углов обзора. Да и разрешение у них, как правило, выше: 1024х600 при диагонали 7 дюймов и 1280х800 при 10 дюй мах. Чтобы разглядеть отдельные пикселы на таком дисплее, придется хорошенько присмотреться.
Новым этапом развития планшетных ПК должны стать дисплеи SuperAMOLED, которые из-за ограниченной диагонали (до 5 дюймов) пока используются исключительно в смартфонах. К преимуществам таких матриц можно причислить умение отключать пикселы, которые в конкретный момент времени должны быть окрашены в черный цвет. Это позволяет не только отображать глубокий черный цвет, как у старых ЭЛТ-мониторов, но и экономно расходовать заряд батареи.
Производительность
В случае планшетов центральный и графический процессор следует рассматривать как единое целое, ведь они реализованы на одном кристалле (так называемая система-на -чипе). Подобный чип включает в себя еще и аппаратный видеодекодер и контроллер оперативной памяти. Процессары архитектуры х86, которые применяются в настольных компьютерах и ноутбуках, большая редкость на рынке планшетов, тем не менее иногда встречаются представители семейств Intel Atom, Intel Core ULV и AMD Brazos. Но единственным х86-чипом, специально проектировавшимся для таблеток, является Intel Atom Z670 с кодовым именем Oak Trail. К сожалению, он не может похвастаться высокой энергоэффективностью, потребляя при максимальной нагрузке 3 Вт против 1 Вт у среднестатистического чипа архитектуры ARM, и потому требует активного охлаждения. Но Oak Trail все же имеет право на жизнь, ведь многие пользователи нуждаются в программ нам обеспечении, которое работает исключительно в среде Windows.
Одноядерного процессара архитектуры ARM Cortex А8 вполне хватает для большинства задач, включая просмотр веб-страниц с flаsh-содержимым и воспроизведение видео высокого разрешения. Но если вы берете планшет на перспективу, не поскупитесь на модель с двухъядерным, а то и четырехядерным процессаром ARM Cortex А9 и тактовой частотой в районе 1,5 ГГц. Не теряет актуальности старое, как дискеты, правило: процессорной мощи никогда не бывает много.
Самой массовой системой на чипе для планшетов по вполне понятным причинам является двухъядерная Apple А5 с тактовой частотой 1 ГГц. Ее можно назвать ярким примерам мобильных процессаров будущего, которые содержат несколько вычислительных и графических ядер для параллельного выполнения множества задач. Не менее интересные решения предлагает компания NVIDIA, чьи видеокарты завоевали мировое признание. Чип Tegra 2 стал основой огромного числа моделей планшетных компьютеров. Еще большую популярность должен обрести процессор NVIDIA Tegra 3, построенный по схеме 4+1. Четыре ядра архитектуры Cortex А9 активизируются только в ресурсаемких приложениях, а для решения несложных фоновых задач используется энергоэффективное пятое ядро. Довершает картину мощнейшее из существующих графическое ядро NVIDIA GeForce ULP с двенадцатью унифицированными шейдерами.
Память и звук
В отличие от ноутбуков, в которых оперативная и постоянная память являет собой съемные модули, в планшетах чипы ОЗУ и ПЗУ впаяны непосредственно в материнскую плату и не подлежат замене.
ОЗУ
Оперативная память представлена микросхемами станд арта DDR2 или DDR3 с более низким, чем у десктопов, энергопотреблением. Преобладающее большинство современных планшетных компьютерв оснащаются 512 или 1024 Мб ОЗУ. На рынке все еще встречаются ультрабюджетные модели с 256 Мб ОЗУ, но такого объема уже недостаточно для комфортной работы. Операционная система Windows 7 потребляет больше системных ресурсов, чем Apple iOS и Google Android, поэтому планшеты, работающие под ее управлением, о снащаются 2 или 4 Гб ОЗУ.
Звук
Поскольку многие пользователи покупают <<Таблетки,> именно в качестве удобной платформы для мультимедийных раз влечений, звуковая подсистема играет немаловажную роль. Аудиоконтроллер может быть интегрирован непосредственно в систему на чипе или же представлен в виде отдельной микросхемы. Высокого качества звучания от встроенных динамиков ждать не стоит, зато хорошие наушники позволят добиться приемлемого результата. Одни модели оснащены встроенным микрофоном для голосового общения, другие позволяют подключить 3,5-мм проводную гарнитуру или Вluеtооth наушники.
Разъемы и гнезда
В придачу ко всему вышеупомянутому планшетные компьютеры оснащаются разнообразными портами и датчиками. Видеовыход HDMI позволяет транслировать изображение высокого разрешения на телевизор или проектор. Акселерометр отвечает за автоматическое переключение между альбомной и портретной ориентацией картинки на экране, а в играх превращает планшет в подобие руля автомобиля или штурвала космического корабля. Датчик освещенности дает возможность раз и навсегда избавиться от рутины ручного изменения яркости экрана. Камеры обычно устанавливаются парами: фронтальная для видеоконференций и тыловая для фотоснимков. По правде говоря, использование далеко не маленькой таблетки в качестве фотоаппарата можно назвать весьма спорным решением.
Операционная система и программы
Программная платформа планшетного компьютера играет не меньшую, а может, большую роль, чем аппаратная. Именно от нее в немалой степени зависит удобство использования того или иного планшетника, а значит, и ее коммерческой успех. В данный момент диктуют моду платформы Apple iOS и Google Android. Это двоевластие лишь самую малость разбавляет операционная система Microsoft Windows 7; встречаются и провалившиеся на рынке НР webOS и RIM BlackBerry Tablet OS. Темной лошадкой до сих пор остается Ubuntu, основанная на ядре Linux. Она оптимизирована для обеих процессорных архитектур (х86 и ARM) и обладает графическим интерфейсом Unity, который неплохо смотрится на небольшом экране планшета.
Отсутствие мыши, а значит, высокоточного позиционирования курсора требует специальных версий программ для работы с текстом и редактирования изображений. К счастью, разработчики быстро отреагировали на растущую популярность планшетов и начали выпускать новые или модифицировать для сенсорного управления уже существующие программы. Так, на смену раскрывающимся меню пришли крупные кнопки, а место узких полос прокрутки заняли более широкие.
К примеру, компания Adobe со здала продукт под названием Photoshop Touch для Android. Программа имеет гораздо меньше возможностей, чем версия для Windows, но все же вполне годится для первичной обработки фотографий на планшете. А для редактирования электронных документов, даже с довольно сложным форматированием , предназначено приложение Polaris Office. По пр авде говоря, за программы, на оптимизацию которых было потрачено немало времени и ресурсов, разработчики просят заплатить определенную сумму, но она, как правило, значительно ниже более функциональных Windows-вepcий.
Внутреннее содержание
Вскрыв корпус, можно увидеть, что составных деталей внутри очень мало. Основная материнская плата занимает примерно половину пространства корпуса, столько же отведено для батареи. Вся плоскость в передней части занята тонкой пластиной экрана. И все — остальные мелкие детали вроде гнезд и разъемов подключения часто располагаются прямо на материнской плате. Отдельно стоит только вибромотор. Рассмотрим подробнее, за счет чего работает планшет.
Материнская плата
Секрет маленьких размеров устройства — минимальные преобразования и низкое потребление энергии. Материнская плата обычного компьютера несет на себе множество цепей согласования и преобразования напряжений, есть даже блоки, отвечающие за эти процессы. Устройство планшета, напротив, является результатом применения подхода максимальной совместимости.
Центральный процессор
Небольшая микросхема в центре печатной платы — вычислительный центр. Размером с контроллер моста у «большого» компьютера, этот маленький чип не оборудован радиатором, а тем более вентилятором. Он выделяет очень мало тепла. Но одновременно это многоядерная вычислительная структура, способная выполнять сотни тысяч операций в секунду и больше.
Вокруг процессора персонального компьютера — десятки конденсаторов и цепей управления питанием. Рядом с процессором планшета расположен всего один блок — задающий генератор. Даже по сравнению с маленькой микросхемой процессора он выглядит крошечным и незаметным.
Постоянное запоминающее устройство
Место, где «прошита» операционная система и хранятся данные пользователя. Это всего одна микросхема перезаписываемой флеш-памяти. В зависимости от модели планшета она может иметь разный объем.
Блок памяти для промежуточных данных и вычислений. Обычно это пара микросхем еще меньшего размера, чем ПЗУ. С объемом этой памяти работают программы и службы операционной системы во время функционирования планшета. Здесь же производится промежуточная обработка данных, полученных от камер или микрофона.
Модули беспроводной связи
Bluetooth и Wi-Fi находятся обычно на самом краю материнской платы, чаще всего в углу. Вызвано это необходимостью дополнительной антенны и буферного источника питания. Антенна представляет собой полоску пластика с нанесенным медным покрытием. В качестве буфера питания выступает маленький аккумулятор в 3,3 В.
Управление питанием
Блок, действительно работающий «на износ», — центр распределения питания. В функции этого модуля входит преобразование напряжений, контроль уровня заряда аккумулятора, а также параметров напряжения, приходящих «снаружи» — от зарядного устройства, присоединенного компьютера или внешнего устройства. От правильности работы этого модуля зависит функционирование всех внешних портов и камер. Построен этот блок на одной-единственной микросхеме. Неудивительно, что она часто выходит из строя.
Система обработки тачскрина
Экран, точнее, рабочий комплекс матрицы соединен со своим контроллером с помощью довольно тонкого шлейфа. По нему передаются все данные от датчиков емкостного слоя о движениях пальцев пользователя. Задача контроллера тачскрина — обработать и преобразовать полученные сигналы в цифровой формат. Эти данные, в свою очередь, обрабатываются операционной системой и преобразуются в видимые пользователю визуальные реакции, а также соответствующие действия.
Это были устройства и блоки, которые расположены на материнской плате.
Устройство экрана планшета
Конструктивно дисплей состоит из нескольких слоев. Сегодня практически не встречаются экраны с резистивной технологией, поэтому не будем их рассматривать.
Емкостные экраны для определения прикосновения используют простой принцип. Чувствительный элемент представляет собой, грубо говоря, сетку из двух слоев перпендикулярно расположенных проводников. Они очень тонкие, а сетка настолько мелкая, что не воспринимается глазом. Когда на проводники подается напряжение, контроллер тачскрина фиксирует уровень возникшего поля. Пользователь подносит палец. Он тоже токопроводящий, поэтому изменяет поле проводников. По изменению двух сигналов — от разных слоев сетки — контроллер определяет, в каких координатах произошло касание.
Еще один слой формирует изображение. Существует несколько технологий, основанных на различном ориентировании кристаллов. Например, IPS-матрица в выключенном состоянии — черная и непрозрачная. При подаче напряжения кристаллы поворачиваются, пропуская свет. В зависимости от угла, на который «повернута» ячейка одного из трех составных цветов, образуется точка нужного цвета.
Матрица типа TN-Film, грубо говоря, «крутит кристаллами в другую сторону». В выключенном состоянии она прозрачная.
Нижний слой — подсветка. Не вдаваясь в детали, это панель, которая светится с разной силой в зависимости от поданного напряжения. На этом ее работа заканчивается.
И главный слой, по которому постоянно водят пальцами, — защитный. Благодаря тому, что емкостной сенсор не требует деформации для определения касания, сегодня встречаются всевозможные конструкции — пластиковая пленка, пластина, даже слой закаленного или сапфирового стекла.
Аккумулятор
Если описывать внутреннее устройство и принцип работы литий-полимерного источника, можно написать научную статью. Устройство батареи планшета сложное, обязательно включает в себя блок энергоячеек и контроля состояния. От блока мониторинга приходят данные на материнскую плату.
Модуль контроля может запретить работу аккумулятора, если его заряд упал ниже предельного, технически допустимого. Аккумулятор можно «завести» от более мощного источника питания, но планшет сгорит при попытке. Поэтому контроль питания материнской платы и блок мониторинга состояния батареи работают в паре, чтобы не допустить аварийных режимов.
Почему планшеты разные?
Можно спросить — а почему так отличаются конструкции, если внутри все одинаковое? У некоторых планшетов все разъемы с одной стороны, у других — равномерно распределены. Где-то камеры по центру, где-то внизу или в углу.
Ответ прост. Все зависит от разработчика и сборщиков. Проще наладить производственную линию, где автомат соберет материнскую плату со всеми портами и разъемами. От сборщика потребуется установить дисплей, прищелкнуть плату, аккумулятор и соединить все шлейфами. И получится — порты и кнопки в кучу, зато дешево.
Чем дороже планшет, тем лучше сборка
Можно сделать отдельные платы для разъемов, предусмотреть для них место, вынести камеры на отдельные посадочные места. Словом, нанять квалифицированный и аккуратный персонал. Зато получится удобное устройство с продуманной эргономикой.
Так что в планшете главное — не только начинка, но и уровень квалификации сборщиков и усердие разработчиков.
Планшет или как его ещё называют планшетник – это портативное цифровое устройство, с помощью которого можно осуществлять различные операции с информацией. Она закодирована в разных цифровых форматах. На планшете можно работать с различными приложениями, передавать и скачивать файлы, устанавливать и играть в игры многое другое.
Отличительной особенностью планшета являются компактные размеры и отсутствие клавиатуры и мыши. В большинстве случаев это моноблочное устройство, реже трансформер с клавиатурой. Все действия производятся путём прикосновения к сенсорному экрану. Работа устройства основывается на операционных системах: IOS, Android, Windows. Это самое распространённое ПО для планшетов.
Разработан данный гаджет был ещё в 2002г., но использовался в основном в научной сфере. Популярным устройство стало благодаря корпорации «Apple», которая выпустила в широкую продажу планшет под названием iPad. Случилось это в 2010 г. Сразу же он начал пользоваться бешеной популярностью у потребительской аудитории, и производство планшетов стали осваивать ведущие мировые производители электроники.
На сегодняшний день планшет основной конкурент ноутбука. Имеет ряд преимуществ:
- Компактные размеры при практически одинаковых возможностях;
- Более экономичное потребление и расход энергии;
- Прост и удобен в работе;
- Стоит значительно дешевле.
Как устроен планшет?
Планшет — это практически тот же самый ПК только в миниатюре. Экран здесь выступает ещё и в роли мыши и клавиатуры, называется сенсор или touchscreen. За скорость обработки информации отвечает процессор. Чем больше он содержит ядер и выше частота их работы, тем лучше. Помогает процессору в обработке информации ОЗУ – оперативное запоминающее устройство или «оперативка». Не стоит её путать с постоянным запоминающим устройством или жёстким диском.
Все эти модули крепятся и подключаются к основе – материнской плате. Она поддерживает бесперебойную связь между устройствами и обеспечивает слаженную работу всей системы в целом. Питание в отличие от ПК в планшете обеспечивает аккумулятор или как его ещё называют батарея. Помимо этого в некоторых устройствах устанавливаются модули связи, что позволяет использовать планшет в качестве телефона, а также устройства Wi-Fi, Bluetooth и другие. Соединяются все они с материнской платой при помощи специальных шлейфов. Выглядят как широкие штекеры с таким же широким блоком проводов.
Долгое время бытовало мнение, что планшет не поддаётся ремонту в случае поломки. На самом деле это не так. Многие запчасти можно заменять, в том числе сенсор. Связано это с некоторыми трудностями и требует определённых знаний и наличия специального инструмента. Поэтому не рекомендуется самостоятельно заниматься ремонтом планшета, а обращаться в специализированные мастерские и сервисные центры.
Принцип работы планшета
Планшет реагирует на прикосновение. Это может быть касание руки или специальной ручки – стилуса. В зависимости от этого планшеты по принципу работы подразделяются на электромагнитные и сенсорные.
Электромагнитные планшеты реагируют только на прикосновение стилуса. Изначально производились практически только такие устройства. Преимущества их в возможности более точной работы с текстом изображениями и программами и отсутствии возможности случайного нажатия, соответственно несанкционированной работы гаджета.
Сенсорные планшеты становятся всё более популярными. Реагируют на прикосновение руки. Выигрывают баллы у электромагнитных собратьев за счёт высокой степени практичности, можно беспрепятственно пользоваться в любой ситуации. Но проигрывают в точности работы.
Принцип работы планшета тот же, что и у персонального компьютера. Все различие только во вводе информации в память, запрос на ее обработку идет прямо с экрана планшета, минуя привычную клавиатуру, в роли которой выступает сам экран. Во многих случаях это конечно не очень удобно, но, учитывая размеры планшета с этим можно мириться. К тому же на планшете в одно движение можно увеличить любое изображение, например для того, чтобы его лучше рассмотреть, а это уже достоинство.
Вот и получается, планшет во многом превзошел своего сказочного прототипа, помните как в сказке, «ну-ка зеркальце скажи, да всю правду доложи» и покатилось яблочко по тарелочке, это пошла загрузка на экране.
Устройство и работа планшета.
Центральный процессор планшета
Так же как и в персональном компьютере, мозг планшета – центральный процессор именно он ведет все вычисления, записывает результат в оперативную или постоянную память и передает информацию видеопроцессору. В современных планшетах, как и компьютерах, видеопроцессор так же сложен, как и центральный процессор, он облегчает работу последнего, выполняя все расчеты по выводу информации на экран.
Оперативная память более быстрая, она помогает процессору в промежуточных расчетах, когда памяти самого процессора не хватает. Память планшета как письменный стол. Все нужное всегда на виду, а не нужное хранится в ящиках или на полках. Ящики и полки это и есть постоянная память планшета, искать в ней дольше, зато информации хранится много.
А еще для того, что бы проще получать информацию и обмениваться ее с друзьями, в планшет добавлен модуль обмена данными в виде 3G или 4G Интернета и (или) Wi-Fi сети. Во все планшеты сейчас встроена видео и фото камера и тоже для того, чтобы вы могли поделиться с друзьями новостями или поговорить, видя собеседника.
Большая черная коробочка справа это и есть батарея планшета.
Электрическую энергию для своей работы все это чудо получает от аккумуляторных батарей, а собрано оно в маленьком, тонком изящном корпусе, внутри которого находится материнская плата с впаянными в нее процессором, оперативной и постоянной памятью и другими блоками планшета описанными выше. И только экран, состоящий из множества светодиодов умеющих светится разными цветами и за счет изменения цвета рисующий нам картинки прикреплен к материнской плате тонкой ленточкой состоящей из склеенных в ленту проводков.
Описание устройства и принципов работы экрана планшета.
Экран планшета многослойный, снизу светодиодные ячейки рисующие изображение, а сверху второй незаметный слой сенсоров воспринимающий прикосновение пальцев, он в планшете выполняет роль клавиатуры.
Управляет работой планшета операционная система – набор программ и драйверов помогающий общаться с процессором на языке цифр. Драйвер это тоже микро программа, она обеспечивает работу отдельных устройства компьютера, например фотокамеры, модуля сотовой связи, Wi-Fi, зарядки, проигрывание видео и многих других. Без операционной системы, чаше всего это Android или Windows, реализовать все принципы, заложенные в планшет, было бы не возможно, и наш планшет так бы и оставался зеркальцем из сказки.
Так принципиально устроен и работает современный планшет. Разбирать его самостоятельно не советую, все, что вы видите на фото в этой статье, есть и вашем планшете, вот только собрать разобранный самостоятельно планшет обратно и чтобы все заработало вам, скорее всего не удастся. Даже мастера компьютерщики, с легкостью собирающие и разбирающие множество компьютеров в день за ремонт планшета часто не берутся, уж больно хрупкие у него составляющие.
Я специально описал принцип работы планшета без умных названий блоков, пусть специалисты бросаются непонятными терминами, Вы теперь и без них знаете, как работает планшет, и как выглядят все эти компьютерные и планшетные штучки.
Читайте также: