کالبدشکافی آمازون کیندل 2: رازهای صفحه نمایش جوهر الکترونیک و برد اصلی

بالاخره به دستمون رسید! جذابیت و جادوی صفحه نمایش‌های E-Ink اینه که کیندل وقتی به دستت می‌رسه، دستورالعمل‌های راه‌اندازی رو مستقیما روی خود صفحه نشون می‌ده. یعنی بدون اینکه اصلا نیازی به روشن کردن یا وصل کردنش به برق باشه، تصویر روی صفحه ثابت مونده!

تو مسیر این کالبدشکافی، هر کشف جالب و فنی که بهش برسیم رو بهت توضیح می‌دیم تا دقیقا بدونی با چه سخت‌افزاری طرفی.

بیا اول ببینیم تو جعبه چه خبره:

← یه دفترچه راهنمای سریع که حروفش خیلی شیک و برجسته چاپ شدن.

← آداپتور شارژ دستگاه.

← و خود آمازون کیندل 2.

نکته کاربردی آداپتور اینه که کابلی داره که هم می‌تونی مستقیم به دوشاخه و پریز برق وصلش کنی و هم از پورت USB برای شارژ گرفتن از لپ‌تاپ استفاده کنی.

برای اینکه متوجه ابعادش بشی، باید بگیم که قطعا خیلی کوچک‌تر و ظریف‌تر از یه لپ‌تاپ سنگین و بزرگه. وزن کیندل 2 فقط حدود 289 گرمه. این سبکی باعث می‌شه موقع مطالعه طولانی دستت خسته نشه و مهندسی این وزن کم قطعا تو طراحی قطعات داخلیش هم تأثیر داشته.

قاب پشتی طراحی خیلی ساده و یکدستی داره و چیز عجیبی روش نمی‌بینیم.

اون پایین، سوراخ‌های اسپیکر قرار گرفتن. ما یه تست کوتاه روی قابلیت تبدیل متن به گفتار (Text-to-Speech) انجام دادیم و واقعا از توانایی کیندل 2 برای خوندن متن‌های روی صفحه شگفت‌زده شدیم. اما خب این بازی‌ها دیگه بسه، وقتشه که بریم تو دل دستگاه!

امیدواریم قطعات داخلیش هیجان‌انگیزتر از ظاهر ساده‌اش باشن... همه‌چیز رو زود بهت می‌گیم!

قاب پشتی رو با احتیاط اهرم می‌کنیم... اگه قلقش دستت باشه، باز کردنش کار سختی نیست. ما از چند تا ابزار پلاستیکی و یه اسپاجر فلزی استفاده کردیم تا بالاخره درزهای قاب باز شدن. اولین چیزی که جدا می‌شه، همون کاور مات خاکستری رنگ بالای دستگاهه.

← قبل از اینکه بتونی قاب پشتی آلومینیومی رو کاملا جدا کنی، حواست باشه که دو تا پیچ چهارسو زیر اون کاور مخفی شدن و باید باز بشن.

خب، رفتیم داخل! البته هنوز منظره خیلی فنی و جذابی نداریم؛ فقط یه شاسی پلاستیکی سفید می‌بینیم که قطعات رو پوشونده.

← دقیقا بیست تا پیچ چهارسو این پنل پلاستیکی سفید رو سر جاش محکم کردن که باید دونه‌دونه باز بشن.

نکته جالب اینه که نزدیک لبه بالایی برد، یه کانکتور بزرگ سفید و قهوه‌ای وجود داره که تو این دستگاه هیچ کابلی بهش وصل نیست و خالی رها شده.

← با باز کردن دو تا پیچ چهارسوی دیگه، باتری به‌راحتی از جاش بلند می‌شه و بیرون میاد.

این یه باتری لیتیوم پلیمری با شماره مدل S11S01A هست که 3.7 ولت ولتاژ و 1530 میلی‌آمپر ساعت ظرفیت داره. باتری به‌تنهایی 31 گرم وزن داره که یعنی یه کم بیشتر از 10 درصد کل وزن کیندل رو تشکیل می‌ده.

← کارت شبکه بی‌سیم هم با دو تا پیچ چهارسو مهار شده و درآوردنش خیلی راحته.

روی کارت وایرلس دو تا پورت برای اتصال آنتن دیده می‌شه، اما جریانی که تو دستگاه ما بود، نشون می‌ده هیچ کابلی به پورت AUX وصل نشده.

بعد از باز کردن شونزده تا پیچ دیگه (واقعا آمازون تو پیچ بستن کم نذاشته!)، بالاخره به برد اصلی یا همون PCB رسیدیم. اما هنوز همه‌چیزهای هیجان‌انگیز مدار، زیر شیلدهای نقره‌ای‌رنگ ضد امواج الکترومغناطیسی (EMI) مخفی شدن.

طراحی سخت‌افزاری کیندل کار یکی از شرکت‌های زیرمجموعه آمازونه که تو کوپرتینو مستقره و به‌صورت چراغ‌خاموش روی ساخت دستگاه‌های مصرفی کار می‌کنه. معماری برد نشون از یه طراحی یکپارچه و دقیق داره.

حالا می‌تونیم لاجیک‌بورد و مجموعه صفحه‌نمایش رو با هم از داخل شاسی پلاستیکیش بیرون بیاریم. جالبه بدونی هیچ لایه یا شیشه محافظ اضافه‌ای روی این نمایشگر قرار نداره. یعنی همون صفحه‌ای که از بیرون بهش نگاه می‌کنی، دقیقا خود پنل آسیب‌پذیر E-Ink هست.

حتی با اینکه باتری کاملا جدا شده و هیچ برقی به سیستم نمی‌رسه، صفحه نمایش همچنان یه تصویر شفاف و بی‌نقص رو نشون می‌ده. این همون جادوی جوهر الکترونیکه!

نمایشگر با یه حاشیه چسبناک شبیه به قاب پنجره، سر جاش محکم شده. با استفاده از ابزار پلاستیکی و وارد کردن فشارهای ملایم از همه طرف، بالاخره تونستیم چسب‌ها رو ضعیف کنیم و صفحه رو جدا کنیم.

وقتی نمایشگر رو برمی‌داری، کلی مسیر ارتباطی (Via) روی PCB نمایان می‌شه. البته چیز خیلی خاص و پیچیده‌ای تو این بخش برد دیده نمی‌شه.

اینم از نمای کامل لاجیک‌بورد، بعد از اینکه شیلدهای فلزی محافظ رو از روش برداشتیم. بیشتر تراشه‌های بزرگ و حیاتی این برد توسط شرکت‌های معروفی مثل Freescale، سامسونگ و اپسون ساخته شدن.

سمت چپ، متمایل به مرکز برد، یه طرح خام از جایگاه سیم‌کارت با پدهای لحیم‌نشده دیده می‌شه. حتی تو قاب پلاستیکی هم برای این قسمت یه سوراخ تعبیه شده بوده. احتمالا مهندس‌ها این بخش رو تو مراحل توسعه و عیب‌یابی (دیباگ) قبل از تولید نهایی استفاده می‌کردن.

یه نمای نزدیک از بخش مرکزی برد بندازیم. اون تراشه بزرگ که روش نوشته MC13783VK5، در واقع آیسی مدیریت توان باتریه که ساخت شرکت Freescale هست. تراشه ISP1105 هم (اون قطعه کوچیک‌تر تو کادر سمت چپ) وظیفه مدیریت ارتباط و انتقال داده پورت USB رو بر عهده داره.

پردازنده اصلی دستگاه گوشه بالا سمت چپ قرار گرفته. این تراشه ساخت Freescale با برچسب MCIMX31LVKN5C در واقع یه پردازنده 532 مگاهرتزی با معماری ARM-11 و لیتوگرافی 90 نانومتریه.

درست سمت راست پردازنده، تراشه K4X1G323PC سامسونگ رو می‌بینیم که یه رم 32 مگابایتی از نوع Mobile DDR SDRAM هست. یه چیپ رم مشابه دیگه هم تو قسمت پایین سمت راست برد تعبیه شده.

اون تراشه بزرگ سامسونگ تو گوشه پایین سمت چپ، حافظه اصلی کیندل محسوب می‌شه. یه پکیج 2 گیگابایتی moviNAND که هم حافظه فلش و هم کنترلرش رو تو یه قطعه مجتمع کرده.

در نهایت سمت راست تصویر، کنترلر نمایشگر قرار داره که لوگوی مشترک اپسون و E-Ink روش حک شده. این قطعه یه پکیج PFBGA هست که از آپدیت سریع صفحه با رزولوشن 2048 در 1536 پیکسل در فرکانس بالای 50 هرتز پشتیبانی می‌کنه.

به انتهای مسیر رسیدیم؛ اینم از کالبدشکافی کامل و قطعات پخش‌شده آمازون کیندل 2 در تیم آیسی‌مدار.

ساختار این دستگاه نشون می‌ده که خیلی جای دستکاری و ارتقا (Modding) برای کاربرهای عادی نداره و بیشتر قطعات به‌صورت یکپارچه روی برد قرار گرفتن. امیدواریم از دیدن معماری این کتاب‌خوان خاص لذت برده باشی. اگه عاشق کالبدشکافی گجت‌ها هستی، پیشنهاد می‌کنم حتما اپلیکیشن آیسی‌مدار رو نصب کنی و بقیه آموزش‌های جذاب ما رو هم اونجا بخونی. موفق باشی!