کالبدشکافی Fairphone 2: اوج طراحی ماژولار و رویای تعمیرکاران

به نسل دوم گوشی‌های Fairphone رسیدیم. این مدل نسبت به نسل قبلی خود هم از نظر ابعاد بزرگ‌تر شده و هم از نظر ظاهری بسیار شیک‌تر و پخته‌تر به نظر می‌رسد. قبل از باز کردن دستگاه، بیا نگاهی به مشخصات سخت‌افزاری آن بیندازیم:

← صفحه‌نمایش 5 اینچی LCD با رزولوشن 1080p، تراکم پیکسلی 446 ppi و محافظ گوریلا گلس 3

← پردازنده قدرتمند Qualcomm Snapdragon 801

← 2 گیگابایت حافظه رم از نوع LPDDR3

← 32 گیگابایت حافظه داخلی با قابلیت ارتقا از طریق درگاه MicroSD

باتری لیتیوم-یونی 2420 میلی‌آمپرساعتی که به‌راحتی توسط کاربر قابل تعویض است

دوربین اصلی 8 مگاپیکسلی در پشت دستگاه

← سیستم‌عامل پیش‌فرض Android 5.1 Lollipop

با ابعاد 143 در 73 در 11 میلی‌متر، کاملا مشخص است که Fairphone 2 نسبت به نسل اول خود حسابی قد کشیده و بزرگ‌تر شده است. وزن این گوشی 168 گرم است (که 20 گرم آن فقط مربوط به قاب محافظ است). با این حال، تنها 6 گرم از نسل اول سنگین‌تر است که برای این ابعاد یک پیشرفت عالی محسوب می‌شود.

از زیر قاب نیمه‌شفاف پشتی، می‌توانیم دو درگاه سیم‌کارت را ببینیم. این انعطاف‌پذیری در اتصالات شبکه برای کاربران بسیار کاربردی است.

کل گوشی به‌صورت کاملا محکم و فیت درون این قاب محافظ قرار می‌گیرد که البته جدا کردن آن هیچ ترفند پیچیده‌ای ندارد و به‌راحتی درمی‌آید.

← یک کانکتور پنج پین عجیب هم در پشت دستگاه دیده می‌شود که ظاهرا به هیچ چیزی وصل نیست. در ادامه کالبدشکافی حتما به سراغش می‌رویم تا راز آن را کشف کنیم.

روی بدنه دستگاه با افتخار عبارت "طراحی شده برای باز شدن" نوشته شده است. این جمله دقیقا همان چیزی است که ما در آیسی‌مدار عاشق شنیدنش هستیم!

اولین قدم ما در این ماجراجویی، جدا کردن قاب نیمه‌شفاف پشتی است. با اینکه قاب حسابی محکم سر جایش نشسته، اما بدون نیاز به هیچ ابزار خاصی و فقط با دست به‌راحتی باز می‌شود.

رد پای چسب کجاست؟ آیا خواب می‌بینیم؟ نه، این واقعا یک رویا نیست! هیچ چسب آزاردهنده‌ای برای نگه داشتن باتری یا قاب استفاده نشده است.

روی خود باتری نوشته شده: "قبل از جدا کردن صفحه‌نمایش، باتری را خارج کنید". این یعنی دستورالعمل کالبدشکافی مستقیما روی قطعات چاپ شده است!

هیچ چیزی بیشتر از این یک تعمیرکار را خوشحال نمی‌کند که شرکت سازنده، راهنمای تعمیر را همراه دستگاه ارائه دهد، چه برسد به اینکه آن را مستقیما روی قطعات حک کند.

ما خیلی خرافاتی نیستیم، اما این طراحی هوشمندانه نشان می‌دهد که قرار است در ادامه کالبدشکافی با سورپرایزهای جذاب‌تری هم روبرو شویم.

نبود پیچ‌های ظاهری در ابتدا کمی ما را نگران کرد، اما خیلی زود با دیدن این گیره‌های آبی‌رنگ که به‌خوبی برچسب‌گذاری شده‌اند، خیالم راحت شد. جدا کردن مجموعه صفحه‌نمایش از بدنه اصلی، فقط به سادگی کشیدن این دو گیره آبی و کشویی درآوردن پنل است. به همین راحتی!

اگر تا اینجای کار را بشماریم، برای برداشتن قاب، باتری و حتی صفحه‌نمایش دقیقا به "صفر" ابزار نیاز داشتیم. این سطح از تعمیرپذیری واقعا تحسین‌برانگیز است.

روی فریم میانی مجموعه‌ای از پین‌های تماسی (Pogo Pins) دیده می‌شود که جفت آن‌ها در پشت مجموعه صفحه‌نمایش قرار گرفته و ارتباط این دو بخش را بدون نیاز به کابل فلت برقرار می‌کند.

← دقیقا زیر پدهای تماسی روی نمایشگر، یک شیلد فلزی را برمی‌داریم تا ببینیم فلت تصویر چطور به این برد واسط (Breakout Board) متصل شده است.

شرکت سازنده از این بردهای واسط استفاده کرده تا قطعات استانداردی مثل ال‌سی‌دی را با معماری پین‌های فنری ماژولار سازگار کند.

و حالا بفرمایید! شاسی اصلی با سه ماژول جداگانه که به‌راحتی قابل تعویض هستند پیش روی ماست. آیکون‌های کوچکی که کنار هر ماژول چاپ شده، دقیقا به تو می‌گویند که وظیفه هر کدام چیست:

← ماژول بالایی: شامل جک هدفون، اسپیکر مکالمه و دوربین سلفی

← ماژول میانی: مخصوص دوربین اصلی پشت دستگاه

← ماژول پایینی: شامل میکروفون و درگاه ارتباطی

همچنین یک نوشته کوچک و افتخارآمیز روی بدنه حک شده که نشان می‌دهد قلع و تانتالوم استفاده شده در این گوشی از منابع شفاف و اخلاقی تهیه شده‌اند.

باورنکردنی است، اما تا این مرحله از کالبدشکافی، تنها ابزاری که استفاده کردیم دست‌هایمان بوده است!

حالا وقت آن است که به سراغ پیچ‌ها برویم و ببینیم Fairphone 2 در سطح قطعات ریزتر چقدر تعمیرپذیر است. پیچ‌گوشتی چهارسو #0 محبوب‌مان را برمی‌داریم و هر سه ماژول را با باز کردن پیچ‌هایشان به‌آسانی از شاسی جدا می‌کنیم.

در زیر این ماژول‌ها، دوباره به شبکه‌ای از پین‌های فنری می‌رسیم. هیچ خبری از کابل فلت یا کانکتورهای فشاری شکننده نیست و همه‌چیز از طریق اتصال سطحی کار می‌کند.

تمام این پیچ‌های چهارسو کاملا هم‌اندازه هستند. پس اگر آن‌ها را روی میز قاطی کردی اصلا نگران نباش، چون طول همه آن‌ها دقیقا 5.5 میلی‌متر است.

با جدا کردن ماژول‌ها، سطح اول تعمیرات کاربری به پایان می‌رسد. این گوشی جوری ساخته شده که تعویض کل یک ماژول برای کاربر عادی راحت باشد. اما اگر بخواهی قطعات داخل خود ماژول را تعمیر کنی چه؟

پوسته این ماژول‌ها با پیچ‌های تورکس T5 بسته شده‌اند. احتمالا سازنده با استفاده از این نوع پیچ قصد داشته کاربران عادی را از ورود به این بخش بازدارد، اما برای ما تعمیرکاران باز کردن آن‌ها مثل آب خوردن است. از ماژول بالایی شروع می‌کنیم: دوربین سلفی با یک کانکتور فلت ساده به‌راحتی از روی برد کوچک داخلی جدا می‌شود.

اسپیکر مکالمه هم با پین‌های فنری تغذیه می‌شود و هیچ لحیمی ندارد، بنابراین تعویض آن در صورت خرابی فوق‌العاده ساده خواهد بود.

اما جک هدفون که آخرین قطعه این بخش است، مستقیما به برد لحیم شده است. خوشبختانه چون قطعه گران‌قیمت دیگری روی این برد کوچک نیست، در صورت خرابی جک هدفون، خرید یک برد یدکی جدید هزینه زیادی نخواهد داشت.

در مرحله بعد، به سراغ ماژول دوربین پشتی می‌رویم تا دل و روده‌اش را بیرون بریزیم. امیدواریم در آینده امکان ارتقای این ماژول وجود داشته باشد تا بدون تعویض کل گوشی، بتوان دوربینی باکیفیت‌تر روی آن نصب کرد؛ ایده‌ای شبیه به پروژه Ara. خود دوربین یک سنسور 8 مگاپیکسلی CMOS با اندازه 1/3.2 اینچ و گشودگی دیافراگم ƒ/2.2 است که کیفیت قابل قبولی دارد.

ساختار داخلی این ماژول هم شبیه بقیه است: یک قاب پلاستیکی که قطعه اصلی را در خود جای داده و از طریق یک کابل فلت به برد واسط و در نهایت به پین‌های فنری متصل می‌شود.

در واقع مهندسان سازنده کابل‌ها و کانکتورها را کاملا حذف نکرده‌اند، بلکه آن‌ها را درون این ماژول‌ها مخفی کرده‌اند تا خطر پاره شدن کابل‌ها در طول تعویض قطعات توسط کاربر به صفر برسد.

حالا نوبت آخرین ماژول است. با اینکه روی قاب آن فقط آیکون میکروفون کشیده شده، اما با باز کردنش می‌بینیم که قطعات متعددی داخل آن جا خوش کرده‌اند.

موتور ویبره و اسپیکر اصلی (بلندگو) با همان سیستم محبوب پین‌های فنری متصل شده‌اند، در نتیجه اگر خراب شوند خیلی راحت از جایشان درمی‌آیند.

اما سوکت شارژ USB و میکروفون به‌طور مستقیم به برد ماژول لحیم شده‌اند. این اتفاق بدی نیست، چون سوکت USB برای تحمل فشار کابل شارژ نیاز به استحکام بالایی دارد و اتصال لحیمی برای آن بسیار مطمئن‌تر است.

زمان آن رسیده که عمیق‌تر شویم و به قلب تپنده Fairphone 2، یعنی مادربرد اصلی نفوذ کنیم. ابتدا ورق فلزی محافظ را که پر از آیکون‌های راهنمای کاربردی است جدا می‌کنیم. زیر این شیلد، یک نوار پخش‌کننده حرارت (Heat Spreader) قرار دارد که قطعات مهم را پوشانده است.

چون این نوار پخش‌کننده حرارت معمولا موقع کنده شدن پاره می‌شود، شرکت سازنده آن را به‌عنوان یک قطعه یدکی مجزا در بازار عرضه می‌کند تا بعد از تعمیرات مشکلی برای دفع گرمای برد پیش نیاید.

در همین مسیر، یک کابل کواکسیال آنتن (RF) می‌بینیم که سیگنال‌های رادیویی را از لبه فریم به آنتن اصلی منتقل می‌کند؛ آن را به‌آرامی از روی برد آزاد می‌کنیم.

واقعا این طراحی زیبا نیست؟ فریم پلاستیکی و نیمه‌شفاف گوشی که تمام آنتن‌های داخلی و دکمه‌ها درون آن جاسازی شده‌اند، حسابی جلب توجه می‌کند. جالب اینجاست که ارتباط تمام این بخش‌ها با مادربرد فقط از طریق همان پین‌های فنری برقرار می‌شود.

← در قسمت انتهایی فریم هم بالاخره راز آن پین‌های تماسی که در قدم دوم دیدیم برملا شد. این در واقع یک رابط USB 2.0 با ورودی تغذیه است که برای اتصال لوازم جانبی یا قاب‌های هوشمند در آینده تعبیه شده است.

برای مثال، این درگاه به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا قاب‌های پشتی مجهز به تراشه NFC بسازند تا کاربر بتواند قابلیت پرداخت سریع را به گوشی خود اضافه کند.

حالا نوبت به بخش تخصصی آیسی‌ها و سیلیکون‌خوانی روی مادربرد می‌رسد. در نمای رویی برد قطعات زیر را داریم:

← حافظه فلش NAND با ظرفیت 32 گیگابایت از نوع eMMC ساخت Samsung

← تراشه ترکیبی Wi-Fi 802.11ac و بلوتوث ساخت Qualcomm

← تراشه 6 محوره شامل شتاب‌سنج و ژیروسکوپ ساخت STMicroelectronics

← قطب‌نمای الکترونیکی 3 محوره ساخت AKM Semiconductor مدل AKM8963C

درایور کنترل بازخورد لرزشی (هپتیک) ساخت Texas Instruments مدل DRV2603

سوئیچ کنترل آنتن ساخت Qorvo

وقتی مادربرد را برمی‌گردانیم، تراشه‌های کلیدی‌تر و بیشتری خودنمایی می‌کنند:

← حافظه رم 2 گیگابایتی LPDDR3 سامسونگ که مستقیما روی پردازنده اصلی Qualcomm Snapdragon 801 مدل MSM8974AB سوار شده است

← گیرنده فرکانس رادیویی Qualcomm مدل WTR1625L

← ماژول تقویت‌کننده توان چندحالته ساخت RF Micro Device

← آیسی ردیاب پوششی مدیریت توان ساخت Qualcomm

آیسی اصلی مدیریت تغذیه (PMIC) ساخت Qualcomm

کدک پردازش صوتی ساخت Qualcomm

← سوئیچ آنتن SP12T ساخت Qorvo مدل RF1496A

امتیاز تعمیرپذیری Fairphone 2: شگفت‌انگیز! 10 از 10 (جایی که 10 به معنی آسان‌ترین حالت تعمیر است)

← نمایشگر ال‌سی‌دی و شیشه محافظ آن به هم پرس شده‌اند که باعث می‌شود باز کردنش راحت باشد، اما در صورت شکستن شیشه، هزینه تعویض کل پنل بالاتر می‌رود.

← پرستهلاک‌ترین قطعات یعنی باتری و نمایشگر را می‌توانی در عرض چند ثانیه و بدون نیاز به هیچ ابزاری تعویض کنی.

← ماژول‌های داخلی صرفا با پیچ‌های ساده چهارسو #0 و اتصالات فنری سر جایشان محکم شده‌اند که کار تعمیر را فوق‌العاده لذت‌بخش می‌کند.

← قابلیت باز شدن تک‌تک ماژول‌ها این امکان را می‌دهد که قطعات ریزتر درون آن‌ها را هم به‌طور مستقل تعمیر کنی.

← دسترسی به تمام دکمه‌ها و اتصالات بسیار راحت است و استفاده هوشمندانه از پین‌های تماسی امکان ارتقای قطعات در آینده را فراهم می‌کند.

← علاوه بر آیکون‌های راهنما روی بدنه، مستندات رسمی تعمیرات نیز در دسترس است که نشان از اهمیت شرکت سازنده به حق تعمیر کاربر دارد.

در نهایت، این گوشی یک نمونه عالی از مهندسی ماژولار است که ثابت می‌کند تعمیرپذیری می‌تواند در بطن طراحی یک محصول هوشمند قرار بگیرد. اگر از این سبک طراحی‌های نوآورانه لذت بردی و دلت می‌خواهد با دنیای سخت‌افزار موبایل بیشتر آشنا شوی، حتما به بقیه مقالات و آموزش‌های اپلیکیشن آیسی‌مدار سر بزن. موفق باشی!