کالبدشکافی نسل اول اپل واچ: نبرد با چسب‌ها برای رسیدن به پردازنده S1

خانم‌ها و آقایان، بالاخره اپل واچ روی میز کار ماست! قبل از اینکه بریم سراغ کارهای عملی و باز کردن قاب، بیا یه مرور سریع روی مشخصات فنی این گجت داشته باشیم:

← صفحه نمایش انعطاف‌پذیر AMOLED Retina با قابلیت تشخیص میزان فشار لمس کاربر.

این ساعت تو دو سایز عرضه شده: مدل 38 میلی‌متری با رزولوشن 272 در 340 پیکسل و مدل 42 میلی‌متری با رزولوشن 312 در 390 پیکسل.

← پردازنده اختصاصی S1 SiP (System in Package) که قلب تپنده و مغز متفکر این ساعته.

← حافظه داخلی 8 گیگابایتی برای ذخیره موزیک و برنامه‌ها.

← پشتیبانی از NFC، وای‌فای 802.11b/g/n و بلوتوث نسخه 4.0.

مجموعه‌ای از سنسورها شامل شتاب‌سنج، ژیروسکوپ، ضربان قلب به همراه میکروفون و اسپیکر داخلی.

← سیستم عامل اختصاصی Watch OS.

خب، انتظارها به پایان رسید. اولین کاری که باید بکنیم اینه که ساعت رو از جعبه دربیاریم. ما نسخه اسپرت اپل واچ (Apple Watch Sport) رو برای این کالبدشکافی انتخاب کردیم که همراه با بند اسپرت، پایه شارژ مگنتی و آداپتور برق تو جعبه چیده شدن و آماده بررسین.

بسته‌بندی و چیدمان قطعات داخل جعبه دقیقا همون حس لوکس همیشگی محصولات اپل رو بهت می‌ده و همه‌چیز سر جای خودشه.

قبل از برداشتن ابزارها، یه کم محو گرافیک جذاب و رنگ‌های روشن رابط کاربری ساعت شدیم! واقعا نمایشگر جذابی داره. اگه نمی‌دونی چطور باید این بند اسپرت رو ببندی، نگران نباش؛ اپل دستورالعملش رو خیلی واضح و تصویری پشت خود بند چاپ کرده.

نکته جالب اینه که تو این ساعت خبری از پورت شارژ فیزیکی و کابل‌های دست‌وپاگیر نیست. اپل واچ از تکنولوژی شارژ القایی MagSafe استفاده می‌کنه که با یه آهنربا به پشت ساعت می‌چسبه. خود اپل حسابی روی این موضوع مانور داده که این سیستم کاملا پلمپه و هیچ پین فلزی و اتصالی بیرون بدنه وجود نداره.

حالا ساعت رو برمی‌گردونیم تا به قاب پشتی نگاهی بندازیم. اینجا یه پوشش کامپوزیت با لنزهای پلیمری مقاوم داریم که از مجموعه‌ای از ال‌ای‌دی‌ها و دیودهای نوری محافظت می‌کنن.

این سنسور ضربان قلب طراحی خیلی خاصی داره و از ترکیب سنسورهای نور مرئی و مادون قرمز استفاده می‌کنه تا جریان خون و ضربان قلبت رو با دقت بالایی اندازه بگیره.

بد نیست بدونی که برخلاف این مدل اسپرت، نسخه‌های معمولی و ادیشن (Edition) اپل واچ، قاب پشتی سرامیکی با لنزهای یاقوت کبود (Sapphire) دارن که حسابی در برابر خط‌وش خش مقاومه.

در سمت مقابل پیچ تنظیم یا همون Digital Crown، می‌تونی شیارهای ظریف مربوط به خروجی اسپیکر و میکروفون رو ببینی.

قبل از اینکه بریم سراغ کارهای خشن و بریدن چسب‌ها، بیا یه کار بی‌خطر انجام بدیم: جدا کردن بند ساعت!

با فشار دادن دکمه کوچیکی که پشت بدنه قرار داره، یه پین فلزی فنری داخل بند آزاد می‌شه و می‌تونی بند رو به صورت کشویی خیلی راحت بیرون بیاری.

تعویض بندها از نظر فیزیکی کار به شدت ساده‌ایه و مکانیزم روونی داره. البته اپل پیشنهاد می‌کنه فقط از بندهای مخصوص همون کالکشن استفاده کنی. بند اسپرت کاملا پلاستیکیه و هیچ پین یا قطعه فلزی‌ای تو ساختار اتصالش نداره. پشت قاب هم عبارت آشنای "مونتاژ چین" به چشم می‌خوره.

داخل شیار اتصال بند، چشممون به یه درپوش مرموز می‌افته؛ چیزی شبیه به یه در مخفی خیلی کوچیک.

این درپوش برای چیه و به کجا می‌رسه؟ احتمالا این همون پورت عیب‌یابی (Diagnostic Port) مخصوص تعمیرکارهای رسمی اپله تا بتونن نرم‌افزار ساعت رو به صورت کابلی بررسی کنن.

اگه دقیق‌تر به لبه کناری ساعت نگاه کنیم، می‌تونیم شماره مدل دستگاه رو پیدا کنیم که تو این نسخه A1553 هست.

اپل واچ با شماره مدل‌های مختلفی عرضه می‌شه؛ مثلا A1553 برای نسخه 38 میلی‌متری و A1554 برای نسخه 42 میلی‌متری در نظر گرفته شده.

از اونجایی که هیچ پیچ بیرونی‌ای روی بدنه وجود نداره، بند اسپرت رو دوباره وصل می‌کنیم تا موقع کار دستگیره خوبی داشته باشیم و بتونیم راحت‌تر نیرو وارد کنیم. بعد پد حرارتی رو میاریم تا چسب‌های دور نمایشگر رو حسابی نرم کنیم.

اینجا دیگه ابزارهای پلاستیکی معمولی جواب نمی‌دن. باید از یه کاتر دقیق یا تیغ جراحی استفاده کنیم و با تمام ظرافت ممکن، لبه شیشه رو به سمت بالا اهرم کنیم تا درز قاب باز بشه.

تو مرحله آخر، با یه پیک پلاستیکی قاب‌بازکن دور تا دور شیشه می‌کشیم تا بقیه چسب‌ها باز بشن. فقط امیدواریم بریدن این چسب‌ها باعث پاره شدن فلت‌های زیرش نشه!

نمایشگر رو خیلی آروم و با احتیاط بلند می‌کنیم، چون می‌دونیم زیرش کابل‌های حساس تصویر و تاچ (دیجیتایزر) منتظرمون هستن و یه کشش اضافه می‌تونه پاره‌شون کنه.

جدا کردن فلت تصویر اصلا کار راحتی نیست! این کابل‌ها زیر یه براکت فنری گیر افتادن و طراحی‌شون ما رو یاد مکانیزم کابل تاچ‌آیدی تو آیفون 5s می‌ندازه.

البته ما به این حقه‌های طراحی اپل عادت داریم، پس با احتیاط و دقت کامل این براکت رو آزاد می‌کنیم تا نمایشگر کاملا جدا بشه.

بالاخره موفق شدیم! با برداشتن پنل نمایشگر، دو تا از مهم‌ترین و جذاب‌ترین ویژگی‌های اپل واچ خودنمایی می‌کنن: موتور لمسی (Taptic Engine) و مکانیزم داخلی پیچ تنظیم (Digital Crown).

به نظر می‌رسه حتی تو این نسخه اسپرت ارزون‌قیمت هم رگه‌هایی از رنگ طلایی دیده می‌شه. احتمالا این قطعه طلایی‌رنگ بخشی از آنتن دستگاهه که اپل به سبک همیشگیش اون رو طراحی کرده.

قبل از ادامه کار، بیا یه لحظه مکث کنیم و قطعات داخلی اپل واچ رو با یه ساعت مکانیکی کلاسیک مقایسه کنیم.

سمت راست تصویر، یه ساعت جیبی مکانیکی مال سال 1890 رو می‌بینی و سمت چپ، یه ساعت هوشمند پر از چیپست و آیسی متعلق به سال 2015. گذر زمان و پیشرفت تکنولوژی واقعا حیرت‌انگیزه.

به نظرت کدوم یکی از اینا بیشتر عمر می‌کنه؟ این عکس به خوبی نشون می‌ده که با وجود اینکه هر دو دستگاه ساعت هستن، اما ابزارهای تعمیرشون چقدر تو این سال‌ها تغییر کردن. سمت چپ ابزارهای مدرن ما رو می‌بینی: پیک پلاستیکی، پنس، پیچ‌گوشتی دقیق و تیغ جراحی. اما تو سمت راست، ابزارهای تخصصی ساعت‌سازی مثل گیره پین و ابزارهای تنظیم چرخ‌دنده قرار دارن...

...البته استفاده از پنس تو هر دو دوره زمانی مشترکه و بعضی چیزها هیچ‌وقت تغییر نمی‌کنن!

اول با یه حرکت کوچیک ابزار پلاستیکی، چسب ضعیف زیر باتری رو جدا می‌کنیم و باتری رو می‌کشیم بیرون. این باتری کوچیک لیتیوم‌-یونی 3.8 ولتی با ظرفیت 0.78 وات‌ساعت (یا همون 205 میلی‌آمپر ساعت)، منبع تغذیه نسخه 38 میلی‌متریه. اپل می‌گه این باتری می‌تونه تا 18 ساعت استفاده ترکیبی رو جواب بده (یعنی 6.5 ساعت پخش موزیک، 3 ساعت مکالمه یا 72 ساعت تو حالت ذخیره انرژی).

خود اپل هم اشاره کرده که این آمار مربوط به تست‌های نسخه 38 میلی‌متریه و مدل 42 میلی‌متری معمولا عمر باتری بیشتری داره.

ظرفیت 205 میلی‌آمپر ساعتی در مقایسه با باتری 300 میلی‌آمپری ساعت‌هایی مثل موتو 360 یه کم کوچیک به نظر می‌رسه. باید دید آیا بهینه‌سازی‌های سیستم‌عامل اپل می‌تونه این کمبود رو جبران کنه یا نه.

حالا که داریم به سمت پردازنده S1 پیش می‌ریم، به ریزترین پیچ‌های سه‌سویی برمی‌خوریم که تا حالا تو عمرمون دیدیم! کاملا مشخصه که اپل موقع طراحی این ساعت اصلا به فکر راحتی تعمیرکارها نبوده و می‌خواسته دسترسی به قطعات داخلی رو تا جای ممکن سخت کنه.

خیلی کم پیش میاد که ما ابزار مناسب رو نداشته باشیم، اما اینجا حتی کوچیک‌ترین پیچ‌گوشتی‌هامون هم جواب نمی‌داد. مجبور شدیم یه کم خلاقیت به خرج بدیم و ابزارمون رو برای باز کردن این پیچ‌های میکروسکوپی تغییر بدیم.

و بالاخره پیچ‌ها باز شدن! یه قدم دیگه به قلب دستگاه نزدیک شدیم.

به خاطر فضای به شدت محدود داخل بدنه اپل واچ، طراح‌ها کابل فلت میکروفون رو با یه روش خیلی خلاقانه بین لایه‌های داخلی و خارجی قاب گیر انداختن تا کمترین جای ممکن رو بگیره.

بریم سراغ جدا کردن Taptic Engine؛ قطعه‌ای که محکم به بخش اسپیکر متصل شده و باید با هم بیرون بیان.

این موتور لمسی در واقع نسخه اختصاصی اپل از عملگرهای خطیه. برخلاف موتورهای ویبره معمولی که حرکت چرخشی دارن، این قطعه تو یه خط مستقیم حرکت می‌کنه و همون حس تق‌تق زدن یا ضربه روی مچ دست رو بهت می‌ده.

اتصال این موتور به اسپیکر کاملا منطقیه. وقتی لرزش‌های این موتور با صداهای ظریف اسپیکر ترکیب می‌شه، یه بازخورد حسی خیلی خاص و منحصربه‌فرد تولید می‌کنه.

خود اسپیکر هم به یه واشر حلقوی (O-ring) برای مقاومت در برابر نفوذ آب مجهز شده. مثل بقیه قطعات این ساعت، این واشر هم بی‌نهایت ریزه!

با وجود این واشرهای عایق، یادت باشه که تغییرات شدید دما می‌تونه باعث انبساط و انقباض فلزات بشه و عایق‌بندی دستگاه رو به خطر بندازه. پس سونا و آب گرم با اپل واچ اصلا ایده خوبی نیست.

از نظر استانداردهای ضدآب، اپل واچ گواهی IPX7 داره؛ یعنی می‌تونه تا 30 دقیقه تو عمق 1 متری آب دوام بیاره. البته خود اپل توصیه می‌کنه که ساعت رو زیر آب نبری و فقط برای شستن دست‌ها، عرق کردن حین ورزش یا زیر بارون روش حساب کنی.

حالا با احتیاط مجموعه آنتن رو که خیلی ماهرانه تو فرورفتگی‌های قاب مخفی شده، خارج می‌کنیم.

شرط می‌بندیم که این قطعه کوچیک وظیفه مدیریت ارتباط وای‌فای و بلوتوث رو بر عهده داره. اختراعات ثبت‌شده اپل نشون می‌ده که اونا قصد داشتن بخشی از آنتن رو با خود بدنه ساعت یکپارچه کنن.

این دیگه چیه؟ یه دکمه فیزیکی و یه فلت که دقیقا شبیه نسخه مینیاتوری قطعات آیفونه! این دکمه ریز حتی یه واشر عایق و یه درپوش مخصوص به خودش رو هم داره تا آب از این قسمت نفوذ نکنه.

خیلی سریع دو تا پیچ سه‌سو و فوق‌العاده ریز رو که یه پنل کوچیک رو به قاب نگه داشتن، باز می‌کنیم. پشت این پنل کوچیک، مجموعه‌ای از پین‌های اتصالی رو می‌بینیم که دقیقا با محل همون درپوش مخفی عیب‌یابی (که از بیرون دیدیم) هم‌تراز هستن. برای اینکه به فلت‌ها آسیبی نرسه، این کانکتور کوچیک رو هم با ظرافت جدا می‌کنیم.

چون نتونستیم درپوش پورت عیب‌یابی رو از بیرون باز کنیم، مجبور شدیم از طریق سوراخ‌های داخل قاب بهش فشار بیاریم تا بپره بیرون.

قطعا اپل روش ساده‌تری برای باز کردن این درپوش داره که نیازی به شکافتن کل ساعت نباشه، اما خب این یه راز شرکتیه و به ما نگفتنش!

براکت نگهدارنده Digital Crown رو برمیداریم؛ این آخرین مانعیه که بین ما و پردازنده S1 قرار داره. وقتشه این قطعه یکپارچه و غول‌پیکر (البته نسبت به ابعاد ساعت) رو از جاش بلند کنیم. در حالی که داریم S1 رو از قاب بیرون می‌کشیم، کاملا می‌شه فشردگی تکنولوژی رو توش حس کرد.

البته پشت پردازنده S1 اصلا به زیبایی روش نیست. پر از کابل‌های فلته که به قطعات مختلف وصل شدن و یه عالمه چسب سیاه که همه‌چیز رو به هم چسبونده؛ واقعا صحنه آشفته‌ایه.

بیرون کشیدن این مجموعه متأسفانه یه عملیات مخربه. بعد از پاره شدن چند تا کانکتور لحیم‌شده، بالاخره می‌تونیم نگاه دقیقی به S1 بندازیم.

با این حجم از چسب و لحیم، عملا امکان ارتقا یا تعویض قطعات داخلی توسط کاربر یا تعمیرکار معمولی وجود نداره و این ساعت یه قطعه کاملا مصرفیه.

متأسفانه اون پوشش نقره‌ای که روش لوگوی S1 حک شده، یه درپوش فلزی قابل باز شدن نیست؛ بلکه یه بلوک جامد از رزین پلاستیکیه که تمام آیسی‌ها و تراشه‌ها رو تو دل خودش دفن کرده و نمی‌ذاره ببینیمشون.

← البته بررسی‌های دقیق‌تر ما نشون داد که یه آیسی کوچیک بیرون این رزین قرار داره که همون ژیروسکوپ و شتاب‌سنج C451 ساخت شرکت STMicroelectronics هست.

بعد از خارج کردن S1، برمی‌گردیم سراغ پنل نمایشگر تا یه چیپ تنها که اونجا جا مونده رو بررسی کنیم:

← کنترلر صفحه لمسی مبتنی بر معماری ARM Cortex M3 ساخت شرکت Analog Devices.

تحلیلگرها حدس می‌زنن که پنل‌های AMOLED رتینای این ساعت رو شرکت ال‌جی (LG) برای اپل تولید کرده باشه.

با یه کم دقت و استفاده از پنس، قطعه‌ای رو بیرون می‌کشیم که به نظر می‌رسه سنسور تشخیص نور محیط باشه.

شرط می‌بندیم این همون سنسور نور جدید اپله که کاملا پشت پنل نمایشگر قرار می‌گیره، نه مثل گوشی‌ها و تبلت‌ها که روی سطح حاشیه نصب می‌شه.

مکانیزم پیچ تنظیم (Digital Crown) به یه سیستم انکودر مجهز شده تا چرخش‌های فیزیکی رو به دقت بخونه و به دستورات دیجیتال تبدیل کنه.

انکودرها وظیفه دارن موقعیت زاویه‌ای یه شفت در حال چرخش رو به کدهای آنالوگ یا دیجیتالی تبدیل کنن که پردازنده بتونه اونا رو بفهمه و تو رابط کاربری اعمال کنه.

این انکودر به همراه دکمه فشاری و پین‌های پورت عیب‌یابی، همگی روی یه کابل فلت مشترک قرار دارن.

وقتی به این سطح از یکپارچگی و لحیم‌کاری قطعات نگاه می‌کنیم، کاملا مشخص می‌شه که تعمیر این ساعت کار افراد عادی نیست و احتمالا اپل برای خرابی‌های جدی، کل ساعت رو تعویض می‌کنه تا اینکه بخواد وقتش رو برای تعمیر قطعات داخلی تلف کنه.

تو پایین‌ترین لایه قاب ساعت، به سنسور ضربان قلب و لنزهای مخصوصش می‌رسیم. سنسور ضربان قلب اپل تو این دستگاه در واقع یه پلتیسموگرافه و مثل اکسی‌متر عمل می‌کنه. با این حال اپل تو تبلیغاتش هیچ ادعایی برای اندازه‌گیری سطح اکسیژن خون نکرده.

بهترین حدس ما اینه که به خاطر محدودیت‌های قانونی سازمان‌های بهداشتی (مثل FDA)، اپل این ویژگی رو غیرفعال نگه داشته تا درگیر مجوزهای پزشکی نشه.

یه آهنربا هم کف قاب جاسازی شده تا ساعت دقیقا روی شارژر القاییش چفت بشه. دور این بخش، یه سیم‌پیچ مسی رو می‌بینیم که همون سیم‌پیچ مخصوص دریافت توان برای شارژ بی‌سیم (القایی) ساعته.

علاوه بر اینا، یه چیپ تقویت‌کننده عملیاتی دقیق و کم‌مصرف مدل OPA2376 ساخت تگزاس اینسترومنتس هم تو این مجموعه سنسورها پیدا کردیم.

صبر کن، هنوز کارمون تموم نشده! بریم سراغ شارژر. شارژر القایی اپل تکنولوژی جالبی داره و ما همیشه مشتاقیم ببینیم داخل آداپتورهای جدید اپل چه خبره. این کابل شارژ مغناطیسی اختصاصی، ضخامتی حدود 6.7 میلی‌متر و قطری معادل 28 میلی‌متر داره. بعد از کلی حرارت دادن و اهرم کردن با ابزارهامون، بالاخره قاب پشتی شارژر رو جدا کردیم. اما چیزی که دیدیم یه فاجعه بود؛ داخل شارژر تا خرخره پر از چسبه!

مجبور شدیم قاب پلاستیکی رو ببریم تا به این کیک چسبی (که یه آهنربا هم دقیقا وسطشه) برسیم. بعد از کندن لایه‌های مختلف و تمیز کردن چسب‌ها، چند تا علامت روی برد دیدیم، اما اطلاعات خاص دیگه‌ای دستگیرمون نشد.

اپل تو زمینه استانداردهای شارژ بی‌سیم همیشه راه خودش رو رفته و از استاندارد جهانی پیروی نکرده. اختراعات ثبت‌شده اپل نشون می‌ده که اونا دارن روی متد ترکیبی NFC و شارژ القایی کار می‌کنن که این شارژر هم احتمالا بخشی از همون پروژه‌ست.

اگه بخوایم به تعمیرپذیری اپل واچ نمره بدیم، عدد 5 از 10 عادلانه‌ترین نمره‌ست (10 یعنی آسون‌ترین حالت تعمیر).

← تعویض بند ساعت با وجود اینکه استاندارد نیست، اما فوق‌العاده راحت و بی‌دردسره.

← درسته که جدا کردن نمایشگر سخته، اما چون اولین قطعه‌ایه که باز می‌شه، کار تعویضش رو منطقی‌تر می‌کنه.

← وقتی به داخل ساعت برسی، تعویض باتری خیلی راحته و فقط یه چسب ضعیف نگهش داشته.

← استفاده از پیچ‌های سه‌سوی به شدت ریز، تعمیر رو برای کسایی که ابزار تخصصی ندارن سخت می‌کنه.

← تعویض بقیه قطعات جانبی عملا غیرممکنه، چون همه فلت‌ها پشت پردازنده S1 لحیم شدن.

← پوشش رزینی پردازنده S1 باعث می‌شه تعمیرات در سطح برد کاملا منتفی باشه.

حالا که تا اینجا اومدی، بیا یه نگاه گذرا هم به نسخه استیل ضدزنگ اپل واچ بندازیم. این مدل استیل در واقع نسخه پریمیوم‌تر اپل واچ به حساب میاد.

جالبه که جعبه این نسخه کاملا متفاوته. احتمالا به خاطر طراحی بندهاشه که نمیشه مثل بند اسپرت به صورت کاملا تخت روی هم گذاشتشون.

با همون روش پیک پلاستیکی و تیغ جراحی، نمایشگر نسخه استیل رو هم باز کردیم. هیچ سورپرایز خاصی وجود نداره و چیدمان قطعات، گیره‌ها و فلت‌ها کاملا مشابه نسخه اسپرته.

تنها تفاوت کوچیکی که دیدیم اینه که براکت نگهدارنده پیچ تنظیم تو این مدل محکم‌تر به نظر می‌رسه و پیچ‌های زیرش طلایی‌رنگ هستن.

اینم از کالبدشکافی اولین نسل از ساعت‌های هوشمند اپل! اپل با فشرده‌سازی بی‌نظیر قطعات و استفاده از پردازنده پلمپ‌شده S1، دستگاهی ساخته که بیشتر شبیه یه جواهر یکپارچه‌ست تا یه گجت قابل تعمیر. این سطح از مهندسی واقعا تحسین‌برانگیزه، اما برای تعمیرکارها یه چالش و کابوس تمام‌عیاره.

تیم آیسی‌مدار همیشه دنبال کشف رازهای سخت‌افزاری گجت‌های جدیده. اگه این کالبدشکافی برات جذاب بود و دوست داری دوستات هم ببینن که زیر قاب ساعت هوشمندشون چه خبره، حتما لینک این مقاله رو براشون بفرست تا اونا هم از این سفر به درون اپل واچ لذت ببرن!