کالبدشکافی سامسونگ Galaxy S5؛ عبور از سد نمایشگر برای کشف کهکشان سنسورها

قبل از اینکه دست به آچار بشیم، بیا یه نگاهی به مشخصات هیجان‌انگیز این گوشی بندازیم تا ببینیم با چه سخت‌افزاری طرفیم:

← نمایشگر 5.1 اینچی Super AMOLED با رزولوشن فول اچ‌دی (1920 در 1080) و تراکم پیکسلی 432 پیکسل در اینچ.

← دوربین اصلی 16 مگاپیکسلی با قابلیت فیلم‌برداری 4 کیلواهم با نرخ 30 فریم بر ثانیه؛ در کنار دوربین سلفی 2 مگاپیکسلی با لنز واید و فیلم‌برداری 1080p.

← مجموعه‌ای از سنسورهای پیشرفته برای تشخیص اثر انگشت، ضربان قلب و ژست‌های حرکتی.

← پردازنده قدرتمند چهار هسته‌ای Snapdragon 801 با فرکانس 2.5 گیگاهرتز و 2 گیگابایت حافظه رم از نوع LPDDR3.

حافظه داخلی 16 یا 32 گیگابایتی با قابلیت پشتیبانی از کارت حافظه microSD تا 128 گیگابایت.

← پشتیبانی از شبکه‌های LTE، NFC، بلوتوث 4.0، پورت Micro-USB 3.0 و وای‌فای قدرتمند 802.11/ac MIMO.

اولین بررسی‌های ظاهری ما نشون می‌ده که سامسونگ سعی کرده تا جای ممکن سطح تعامل کاربر با گوشی رو بالا ببره. از اسکنر اثر انگشت روی دکمه هوم گرفته تا سنسورهایی که حرکات دست رو تشخیص می‌دن، همگی خبر از یه طراحی پیچیده می‌دن.

دقیقا زیر دوربین 16 مگاپیکسلی پشتی، حسگر ضربان قلب قرار گرفته. یه قابلیت جذاب برای وقتایی که می‌خوای وضعیت سلامتیت رو مستقیما با گوشیت چک کنی.

پایین گوشی یه درپوش محافظ می‌بینیم که پورت شارژ Micro-USB 3.0 رو پوشونده. درپوش رو کنار می‌زنیم و می‌ریم سراغ قاب پشتی. خوشبختانه قاب به راحتی و بدون نیاز به هیچ ابزار خاصی فقط با انگشت باز می‌شه. باز شدن راحت قاب پشتی یه خبر عالیه، مخصوصا تو دورانی که خیلی از گوشی‌ها دارن به سمت قاب‌های شیشه‌ای و پرس‌شده می‌رن.

با اینکه طراحی پلاستیکی قاب انتقادهایی به همراه داشت، اما برای تعمیرکارها یه مزیت بزرگ محسوب می‌شه. خب، قاب که باز شد؛ باتری کجاست؟

سامسونگ تو این مدل هنوز به طراحی باتری قابل تعویض توسط کاربر پایبند مونده. این یعنی برای عوض کردن باتری نیازی به مراجعه به تعمیرگاه نداری و خودت تو چند ثانیه می‌تونی انجامش بدی که واقعا جای تشویق داره.

برای جدا کردن قاب پشتی هیچ دردسری نداریم و کاملا آزاد می‌شه. اگه به داخل قاب دقت کنی، یه نوار لاستیکی با شکل خاص می‌بینی. این نوار واشر آب‌بندیه که سامسونگ برای ضدآب و ضدگردوغبار کردن گوشی در نظر گرفته؛ یه روش مینیمال و هوشمندانه به جای استفاده از چسب‌های دردسرساز.

باتری رو از جاش خارج می‌کنیم و یه نگاهی به مشخصات و هشدارهای روش می‌ندازیم.

همیشه یادت باشه استفاده از باتری‌های تقلبی یا آسیب‌دیده می‌تونه خطرات جدی مثل باد کردن یا حتی انفجار به همراه داشته باشه.

این باتری با ولتاژ 3.85 ولت و توان 10.78 وات‌ساعت کار می‌کنه و ظرفیتش 2800 میلی‌آمپر ساعته. سامسونگ مانور زیادی روی حالت ذخیره انرژی (Power Saving) این گوشی داده بود.

این ظرفیت یه ارتقای جزئی نسبت به باتری 2600 میلی‌آمپر ساعتی گلکسی S4 به حساب میاد و می‌تونه تا 12.5 روز تو حالت آماده‌به‌کار دوام بیاره. حالا که باتری رو دیدیم، می‌ذاریمش کنار چون برای رسیدن به بقیه قطعات باید مسیر طولانی‌تری رو طی کنیم. درآوردن این باتری فقط چند ثانیه زمان برد؛ مزیتی که تو خیلی از پرچمدارهای هم‌رده مثل رقبا دیده نمی‌شد.

سامسونگ برای صرفه‌جویی تو فضا، درگاه سیم‌کارت و کارت حافظه microSD رو روی هم سوار کرده که طراحی جالبیه.

← اسم تجاری این گوشی گلکسی S5 هست، اما مدل دقیقی که الان زیر دست ماست با شناسه SM-G900A شناخته می‌شه.

پشت این درپوش کوچیک چی قایم شده؟ فعلا فقط یه کانکتور عجیب می‌بینیم و خبری از پیچ‌هایی که منتظرشون بودیم نیست. حواست به این کانکتور باشه، چون تو مراحل بعدی بدجوری باهاش کار داریم!

از اینجا به بعد اوضاع کمی پیچیده می‌شه. گلکسی S4 خیلی راحت از پشت باز می‌شد و به مادربرد می‌رسیدیم. اما تو گلکسی S5، سامسونگ معماری رو تغییر داده و کل مجموعه نمایشگر مثل یه سد محکم جلوی دسترسی به قطعات داخلی رو گرفته.

چاره‌ای نیست جز اینکه بریم سراغ ابزارهای حرارتی. با استفاده از آی‌اوپنر یا هیتر، لبه‌های نمایشگر رو حسابی گرم می‌کنیم تا چسب‌های زیرش نرم بشن و بعد با پیک پلاستیکی سعی می‌کنیم درزها رو باز کنیم. این سبک طراحی واقعا برای تعمیرکارها ناامیدکننده‌ست. سامسونگ، ما فکر می‌کردیم با هم دوستیم! انگار سامسونگ تو این زمینه از طراحی تبلت‌های بدقلق بازار الگوبرداری کرده.

وقتشه آخرین اهرم‌ها رو برای بلند کردن نمایشگر وارد کنیم... اما صبر کن! یه فلت (Cable) خطرناک اون زیر مخفی شده.

وجود فلت‌های مخفی موقع برداشتن نمایشگر، مثل یه تله انفجاری عمل می‌کنه. اگه بدون احتیاط ال‌سی‌دی رو بکشی بالا، این فلت پاره می‌شه و خسارت سنگینی رو دستت می‌ذاره.

بعد از آزاد کردن فلت با اسپاجر، بالاخره مجموعه نمایشگر جدا می‌شه. متأسفانه سامسونگ به این نتیجه رسیده که تنها راه ورود به دل این گوشی، برداشتن شیشه و ال‌سی‌دی ریسکی از جلویه.

با جدا شدن نمایشگر، باید دکمه هوم رو هم با یه ابزار پلاستیکی به آرومی از جاش آزاد کنیم. چسب‌های دوطرفه قوی که نمایشگر رو نگه داشته بودن حالا دیگه خاصیتشون رو از دست دادن و موقع بستن گوشی حتما باید از چسب‌های مخصوص جدید استفاده کنی.

← روی فلت نمایشگر یه آیسی کنترلر لمسی مدل Synaptics S5100A قرار گرفته که وظیفه مدیریت تاچ رو بر عهده داره.

این یه تغییر اساسی تو طراحی سری S سامسونگه. قبلا عادت داشتیم قطعات رو پشت نمایشگر ببینیم، اما تو S5 قطعات بین نمایشگر و محفظه باتری ساندویچ شدن و دسترسی بهشون خیلی سخت شده.

امیدوار بودیم مسیرمون رو اشتباه رفته باشیم، اما نه! پیچ‌هایی که برای رسیدن به مادربرد باید باز بشن، دقیقا این سمت گوشی (زیر نمایشگر) قرار دارن. اینجا با یه بحث فنی روبرو می‌شیم؛ انگار داریم فریم میانی رو از روی یه فریم میانی دیگه جدا می‌کنیم! گیج شدی؟ حق داری، ما هم اولش گیج شدیم.

داستان از این قراره: وقتی قاب پشتی رو برمی‌داری به یه فریم پلاستیکی می‌رسی و بین این فریم و نمایشگر، یه فریم دیگه هم وجود داره. در واقع با یه شاسی دو تکه طرفیم.

بیا یه جمع‌بندی بکنیم:

سمت چپ تصویر، فریم داخلی رو می‌بینی که مادربرد و برد پایینی (Daughterboard) روش سوار شدن. سمت راست تصویر، فریم خارجی قرار داره که پر از پدهای فنری برای اتصال قطعاته. قطعاتی مثل جک هدفون، اسپیکر و دکمه‌ها روی همین شاسی تعبیه شدن و به راحتی قابل شناسایی هستن. بحران شناخت قطعات حل شد، اما بحران تعمیرپذیری هنوز پابرجاست...

حالا حسگر ضربان قلب رو هم دقیقا زیر محفظه دوربین اصلی می‌بینیم که با تراشه بیوسنسور SM-G900S کنترل می‌شه.

اون کانکتور مرموزی که تو مرحله 6 دیدیم یادت میاد؟ سوپرایز! اون در واقع کانکتور دکمه هوم بود.

این کشف یه درس بزرگ برای تعمیرکارهاست (و اهمیت خوندن راهنمای تعمیر رو نشون می‌ده). اگه همون اول این کانکتور رو از پشت گوشی آزاد می‌کردیم، برداشتن نمایشگر خیلی راحت‌تر و بی‌خطرتر انجام می‌شد.

← پشت دکمه هوم، تکنولوژی اسکنر اثر انگشت قرار گرفته که توسط تراشه‌ای با کد 1200P E43F2 مدیریت می‌شه.

کار کردن با این نسل از سنسورهای اثر انگشت یکم قلق داشت و باید انگشتت رو با زاویه و سرعت خاصی روی دکمه می‌کشیدی تا درست تشخیص بده.

تو مرکز این کهکشان، بالاخره به مادربرد اصلی رسیدیم. بعد از باز کردن پیچ‌ها، برد رو با دقت بیرون میاریم تا ببینیم چه قطعاتی روش سوار شدن. اولین قطعه جذابی که چشمک می‌زنه، ماژول دوربینه. با استفاده از ابزار پلاستیکی، دوربین رو از روی برد بلند می‌کنیم تا بتونیم جزئیاتش رو دقیق‌تر بررسی کنیم.

سمت چپ، دوربین اصلی 16 مگاپیکسلی با سنسور 1/2.6 اینچی سامسونگ رو می‌بینیم.

سامسونگ مانور زیادی روی فوکوس خودکار سریع این دوربین داده بود تا بتونی لحظه‌های سریع رو بدون تاری ثبت کنی.

← پشت این ماژول دوربین، یه تراشه کنترلی با شماره QDA41 L1010 R412 قرار گرفته.

در کنار دوربین اصلی، دوربین سلفی 2.0 مگاپیکسلی هم نشسته. این لنز واید کوچیک می‌تونه ویدئوهایی با رزولوشن 1920 در 1080 (فول اچ‌دی) ضبط کنه.

بریم سراغ مغز متفکر گوشی و تراشه‌های روی برد:

← پکیج رم 2 گیگابایتی مدل Elpida FA164A2PM که پردازنده اصلی چهار هسته‌ای Snapdragon 801 با فرکانس 2.5 گیگاهرتز دقیقا زیرش ساندویچ شده.

← حافظه داخلی 16 گیگابایتی ساخت سامسونگ.

← ماژول فرکانس رادیویی (RF) چند بانده ساخت Avago مدل ACPM-7617.

← تراشه Murata KM4220004 که به احتمال زیاد ماژول وای‌فای دستگاهه.

آیسی 1412 (C1N75 اهم UMR3) (C1N78B YMP4).

← تراشه‌های Maxim Integrated MAX77804 کیلواهم و MAX77826.

تراشه STMicroelectronics 32A M410.

← ماژول سوئیچ آنتن مدل SWEP GRG28.

← فرستنده/گیرنده فرکانس رادیویی کوالکام مدل WTR1625L (که قبلا تو گوشی HTC One M8 هم دیده بودیم) و در کنارش...

← تراشه کمکی گیرنده کوالکام مدل WFR1620.

← آیسی مدیریت تغذیه (PMIC) کوالکام مدل PMC8974.

← تراشه کم‌مصرف FPGA ساخت Lattice مدل LP1 کیلواهم.

سنسور ترکیبی ژیروسکوپ و شتاب‌سنج ساخت Invensense مدل MP65M.

← کدک صوتی کوالکام مدل WCD9320 برای پردازش صدا.

فرستنده تصویر SIMG 8240B0 و کنترلر NFC ساخت NXP با مدل 47803.

با کنار رفتن مادربرد، تقریبا قطعه بزرگی باقی نمی‌مونه؛ به جز یه برد کوچیک پایینی (Daughterboard). این برد کوچیک، پورت شارژ رو تو خودش جا داده و فلت‌های مربوط به دکمه‌های لمسی پایین نمایشگر هم بهش وصل هستن. چند تا آیسی مهم هم روش دیده می‌شه:

← کنترلر دکمه‌های لمسی خازنی ساخت Cypress مدل CY8C20075-24LKXI.

← کنترلر آنتن ساخت RFMD مدل RF1119.

← و میکروفون اصلی دستگاه با شناسه S1221.

خب، به آخر خط کالبدشکافی گلکسی S5 رسیدیم! این گوشی تونست نمره متوسط 5 از 10 رو برای تعمیرپذیری بگیره. با اینکه تعویض باتری تو این مدل مثل آب خوردن بود، اما تصمیم سامسونگ برای باز شدن گوشی از سمت نمایشگر، کار رو برای تعمیر هر قطعه دیگه‌ای به شدت سخت و پرریسک کرده. ما تو آیسی‌مدار همیشه سعی می‌کنیم این چالش‌های مهندسی رو براتون موشکافی کنیم تا با چشم بازتری قطعات رو بررسی کنید. اگه این کالبدشکافی برات جالب بود، پیشنهاد می‌کنم حتما یه سر به بقیه آموزش‌ها و مقالات تخصصی ما تو سایت بزنی تا با معماری گوشی‌های دیگه هم آشنا بشی!

← باتری به شدت راحت و بدون نیاز به ابزار جدا و تعویض می‌شه.

← نمایشگر اولین قطعه‌ایه که باز می‌شه، که تعویض ال‌سی‌دی رو سریع‌تر می‌کنه؛ اما به خاطر چسب‌های خیلی قوی، به حرارت زیاد و دقت فوق‌العاده‌ای نیاز داره تا شیشه نشکنه یا فلت‌ها پاره نشن.

← وقتی به داخل گوشی نفوذ می‌کنی، خیلی از قطعات مثل دوربین‌ها، جک هدفون، موتور ویبره و اسپیکرها ماژولار هستن و راحت عوض می‌شن.

← تعویض هر قطعه‌ای (به جز باتری) نیازمند برداشتن ریسکی نمایشگره که احتمال آسیب زدن به دستگاه موقع تعمیر رو به شدت بالا می‌بره.