راز ساخت گوشی های ضد آب چیست؟ از مدل‌های معمولی تا گوشی های تاشو

اگر اخبار مربوط به معرفی گوشی های هوشمند جدید را دنبال کرده اید، احتمالاً با روند جالبی روبرو شده اید. این روزها گوشی های ضد آب با درجه IP استاندارد بیشتر و بیشتر در بازار موجود است و این ویژگی دیگر محدود به چند مدل خاص نیست.

تا همین اواخر استاندارد IP68 بالاترین سطح حفاظت در برابر نفوذ آب و مایعات دستگاه به حساب می آمد. داشتن چنین گواهینامه ای معمولاً به این معنی است که شما با یک گوشی پرچمدار گران قیمت روبرو هستید. اما وضعیت اکنون تغییر کرده است. بسیاری از مدل های میان رده حتی با استاندارد IP68 عرضه می شوند و برخی از برندها چندین رتبه بندی مختلف مانند IP66، IP68، IP69 و حتی IP69K را در لیست مشخصات گوشی خود ذکر می کنند.

جالب‌تر این است که گوشی‌های تاشو اخیراً با گواهینامه‌های IP رسمی وارد بازار شده‌اند. واقعا چه اتفاقی افتاده و چه چیزی تغییر کرده است؟ چگونه شرکت‌ها موفق می‌شوند گوشی‌ها را ضدآب کنند، آن هم در مدل‌های تاشو که به دلیل وجود لولاها و قطعات متحرک ظاهراً بسیار شکننده هستند؟ در این مقاله سعی داریم به زبانی ساده و واضح به بررسی این شاهکار مهندسی بپردازیم. منتظر دی جی باشید.

1. ضد آب. یک سیستم یکپارچه، نه یک ویژگی ساده

در نگاه اول، ضد آب کردن گوشی شما ممکن است یک ویژگی ساده و یک مرحله ای به نظر برسد. اما در داخل دستگاه این ویژگی حاصل هماهنگی چندین مکانیسم و ​​لایه های حفاظتی است که با همکاری یکدیگر مانع از نفوذ مایعات می شوند.

در اولین و اساسی ترین مرحله، مهندسان سعی می کنند تا حد امکان مسیرهای بالقوه ورود آب را ببندند. این فرآیند با طراحی و ساخت بدنه و توجه به کوچکترین جزئیات آغاز می شود.

تلفن های هوشمند امروزی با تلورانس های بسیار دقیق تولید می شوند. تلورانس در مهندسی میزان خطای مجاز در ساخت قطعات است. به همین دلیل، قاب و پنل پشتی تقریباً بدون هیچ شکافی در کنار هم قرار می گیرند. برای چسباندن لایه های مختلف از چسب های صنعتی با دقت میلی متری نیز استفاده می شود. هدف این است که هیچ روزنه ای برای نفوذ آب باقی نماند.

با این حال، برخی از نقاط در هر گوشی به طور اجتناب ناپذیر آسیب پذیر هستند. پورت شارژ، سینی سیم کارت و دکمه های فیزیکی از جمله این قطعات هستند. سازندگان از واشرهای سیلیکونی و حلقه های عایق لاستیکی برای محکم کردن این قطعات استفاده می کنند. به عنوان مثال، سینی سیم کارت معمولا دارای یک حلقه ضد آب کوچک است که وقتی با بدنه همسطح شود فشرده می شود و راه را برای ورود مایعات مسدود می کند.

اما چالش اصلی مربوط به بلندگوها و میکروفون ها است. از آنجایی که این قطعات برای عملکرد صحیح و بدون حرکت هوا نیاز به جریان هوا دارند، هیچ صدایی تولید نخواهد شد. برای حل این مشکل، مهندسان از غشاهای صوتی آبگریز یا مش های بسیار ظریف استفاده می کنند. این لایه ها بر اساس اصول فیزیکی مانند کشش سطحی طراحی شده اند. منافذ آن به قدری کوچک است که قطرات آب به دلیل چسبندگی مولکولی نمی توانند از آنها عبور کنند، اما در عین حال به امواج صوتی و هوا اجازه عبور آزادانه می دهند. این بخش بدون شک یکی از جذاب ترین شاهکارهای مهندسی در گوشی های ضد آب است.

2. نرم افزار پشتیبان گیری. وقتی ساختار فیزیکی از کار می افتد

با وجود تمام این طراحی های دقیق و لایه های محافظ، هنوز این احتمال وجود دارد که مقدار کمی رطوبت به نحوی به داخل دستگاه نفوذ کند. به همین دلیل، بسیاری از گوشی های مدرن تنها به یک خط دفاعی محدود نمی شوند، بلکه به لایه دوم محافظتی مجهز هستند.

به عنوان مثال، اجزای حیاتی مانند مادربردها، کانکتورها و بردهای مدار چاپی انعطاف پذیر معمولاً با یک نانولایه آبگریز پوشش داده می شوند. این لایه بسیار نازک که در مقیاس میکروسکوپی عمل می کند از تماس آسان آب با سطح قطعات جلوگیری می کند.

اصطلاح “آب گریز” به این معنی است که سطح مورد نظر از نظر شیمیایی برای برهمکنش یا تعامل با آب آماده نیست. در نتیجه، اگر رطوبت وارد دستگاه شود، به جای پخش شدن از طریق اتصالات فلزی و ایجاد اتصال کوتاه، به قطرات کوچک و کروی تبدیل می شود. این قطرات به دلیل شکل خاص خود، کمتر روی سطح باقی می مانند و احتمال تبخیر یا سر خوردن از قسمت ها بیشتر است. در نتیجه خطر زنگ زدگی و خوردگی نیز کاهش می یابد.

البته وجود چنین پوششی به این معنی نیست که گوشی برای قرار گرفتن طولانی یا غیر ضروری در معرض آب طراحی شده است. این لایه در واقع نقش «سپر نهایی» یا حاشیه ایمنی را بازی می کند. اگر آب از مانع عایق بیرونی عبور کند، این پوشش داخلی به جلوگیری از خرابی فوری دستگاه کمک می کند و زمان بیشتری را برای خشک کردن یا مراحل لازم فراهم می کند.

در حقیقت، تلفن های ضدآب امروزی همیشه بر ترکیبی از دو رویکرد متکی بوده اند: اول، جلوگیری از ورود آب به صورت فیزیکی و ساختاری. ثانیاً کاهش اثرات مضر مواد شیمیایی در صورت نفوذ رطوبت. هیچ یک از این راه حل ها به تنهایی نمی توانند سطح قابلیت اطمینان و دوام گوشی های امروزی را تضمین کنند.

3. تلفن های تاشو. چالشی که همه چیز را پیچیده تر می کند

تمام نکات ذکر شده تا کنون حتی برای یک گوشی معمولی با طراحی تخت و همه کاره یک چالش است. اما وقتی نوبت به گوشی های تاشو می رسد، سطح سختی آن دو برابر می شود.

یک تلفن استاندارد را می توان تقریباً یک محفظه بسته در نظر گرفت. در مقابل، یک دستگاه تاشو دارای لولا، قطعات متحرک، صفحه نمایش انعطاف پذیر و کابل های بسیار نازک است که هر بار که باز و بسته می شود خم می شود. در چنین ساختاری، شکاف ها اجتناب ناپذیر است، قطعات دائما در حال حرکت هستند و فضای داخلی محدودتر از گوشی های سنتی است. به همین دلیل، ساخت یک گوشی تاشو ضد آب نیاز به رویکردی متفاوت و نوآورانه دارد.

به عنوان مثال، استراتژی سامسونگ در سری گلکسی زد فولد مبتنی بر مفهوم “تشکیل” است. گفته می شود این شرکت به جای بستن کامل لولا، قسمت های چپ و راست گوشی را به صورت قطعات مجزا طراحی می کند. در نتیجه، اگر آب به یک طرف نفوذ کند، موانع داخلی مانع از انتشار آن به قسمت دیگر می شود.

خود قسمت لولا نیز به گونه ای طراحی شده است که آب را “مدیریت” کند نه اینکه به طور کامل از ورود آن جلوگیری کند. در این قطعه از مواد مقاوم در برابر خوردگی، روان کننده های مخصوص، مسیرهای هدایت کننده و زهکشی آب و اجزای آبگریز استفاده می شود تا رطوبت در داخل مکانیزم لولا باقی نماند. بعلاوه، بردهای مدار انعطاف پذیر با ترکیبات لاستیکی و لایه های عایق مخصوص پوشش داده شده اند تا ایمنی بیشتری را ایجاد کنند.

سرعت پیشرفت در این زمینه بسیار بالاست. به عنوان مثال، گزارش های مربوط به مدل گلکسی زد فولد 6 نشان می دهد که مقاومت آن نسبت به نسل های قبلی به میزان قابل توجهی بهبود یافته است. در گذشته، بسیاری از مدل ها فقط استاندارد IPX8 را داشتند. حرف “X” به معنای عدم مقاومت رسمی در برابر گرد و غبار است. اما انتظار می‌رود نسل جدید با استاندارد IP48 عرضه شود، به این معنی که علاوه بر مقاومت در برابر آب، از نفوذ ذرات جامد بزرگتر از 1 میلی‌متر نیز محافظت می‌کند. این موضوع گام مهمی در توسعه طراحی گوشی های تاشو محسوب می شود.

از طرف دیگر Oppo از رویکرد عایق چند لایه در سری Find N خود استفاده می کند. این شرکت از طیف وسیعی از چسب های مختلف از جمله چسب های پشتی، نقطه ای و لایه ای برای پر کردن شکاف های میکروسکوپی اطراف لولاها و پانل های انعطاف پذیر استفاده می کند. هدف ایجاد یک شبکه حفاظتی سه بعدی است که حتی با باز و بسته شدن مداوم دستگاه یکپارچگی خود را از دست ندهد.

امروزه، برخی از تلفن‌های تاشو دارای رتبه‌بندی‌هایی مانند IPX6، IPX8 و حتی IPX9 هستند. یعنی در برابر پاشیدن آب شدید یا حتی غوطه ور شدن در آب آزمایش شده است! تا چند سال پیش، ایده چنین سطح مقاومتی برای دستگاهی با لولا و قطعات متحرک بیشتر شبیه یک خیال بود تا یک واقعیت مهندسی.

4. ضد آب بودن به معنای عدم مراقبت از آن نیست

نکته مهمی که همیشه باید در نظر داشت این است که رتبه بندی IP بر اساس آزمایش های آزمایشگاهی کنترل شده است. معمولاً با آب خالص و شیرین است. در حالی که شرایط واقعی زندگی روزمره می تواند دشوارتر و غیرقابل پیش بینی باشد.

به عنوان مثال، آب شور دریا به دلیل وجود نمک، فلزات را خیلی سریعتر خورده می کند. آب کلردار استخر یا حتی آب صابون می تواند به مرور زمان به واشرهای سیلیکونی و چسب های عایق آسیب برساند. از سوی دیگر، مواد شوینده کشش سطحی آب را کاهش می دهند و باعث می شوند مایعات از منافذ بسیار کوچک مانند توری بلندگوها راحت تر عبور کرده و به قسمت های داخلی نزدیک شوند.

به همین دلیل، اکثر تولیدکنندگان در بروشورهای محصولات خود تصریح می‌کنند که آسیب‌های ناشی از نفوذ آب تحت پوشش گارانتی نیست. حتی اگر دستگاه دارای بالاترین استانداردهای IP باشد. در واقع مقاومت در برابر آب احتمال خرابی را کاهش می دهد، اما هرگز آن را به صفر نمی رساند.

5. مهندسی را خاموش کنید!

اگر از منظر مهندسی به آن نگاه کنیم، ضد آب بودن گوشی های مدرن بیشتر نتیجه یک فرآیند “بهبود تدریجی و مداوم” است تا یک اختراع انقلابی ناگهانی. این بهبود نتیجه ترکیبی از تحمل‌های سخت‌تر ساخت، استفاده از مواد با کیفیت بالاتر، طراحی هوشمندانه‌تر قطعات داخلی و استفاده از لایه‌های حفاظتی متعدد است.

تغییر بزرگ در سال‌های اخیر فقط این نیست که گوشی‌ها بیش از همیشه ضد آب هستند. بلکه نکته اصلی این است که این توانایی دیگر محدود به مدل های پیشرو و گران قیمت نیست. امروزه، بسیاری از گوشی های میان رده نیز سطحی از محافظت را ارائه می دهند که زمانی یک ویژگی لوکس به حساب می آمد.

اما همه این تحولات به معنای مجاز بودن بی تدبیری نیست! همچنین توصیه نمی شود گوشی خود را عمداً زیر شیر آب قرار دهید یا آن را در آب فرو کنید. اما حداقل می‌توانیم با اطمینان بیشتری بگوییم که اگر یک لیوان آب روی میز واژگون شود یا گوشی به‌طور تصادفی در سوراخ آب بیفتد، احتمال اینکه دست نخورده باقی بماند بیشتر از قبل است.