اگر اخبار مربوط به معرفی گوشیهای هوشمند جدید را دنبال کرده باشید، احتمالاً به یک روند جالب توجه برخوردهاید؛ این روزها تعداد بیشتری از گوشی های ضد آب با رتبهبندی استاندارد آیپی (IP Rating) راهی بازار میشوند و این ویژگی دیگر محدود به چند مدل خاص نیست.
تا همین چند وقت پیش، استاندارد IP68 بالاترین سطح محافظت در برابر نفوذ آب و مایعات برای یک دستگاه به شمار میرفت. داشتن چنین گواهیای معمولاً به این معنا بود که با یک گوشی پرچمدار و گران قیمت طرف هستید. اما حالا شرایط تغییر کرده است؛ حتی بسیاری از مدلهای میانرده نیز با استاندارد IP68 عرضه میشوند و بعضی برندها در فهرست مشخصات یک گوشی، چندین رتبهبندی مختلف مانند IP66، IP68، IP69 و حتی IP69K را ذکر میکنند.
جالبتر اینکه اخیراً گوشیهای تاشو هم با گواهیهای رسمی IP وارد بازار شدهاند. واقعاً چه اتفاقی افتاده و چه چیزی تغییر کرده است؟ شرکتها چطور توانستهاند گوشیهایی مقاوم در برابر آب بسازند، آن هم در مدلهای تاشو که به دلیل وجود لولا و قطعات متحرک، قاعدتاً باید بسیار آسیبپذیر باشند؟ در این مقاله تلاش میکنیم این شاهکار مهندسی را به زبانی ساده و روان بررسی کنیم. با ما در دیجی رو همراه باشید.
1. ضد آب کردن؛ یک سیستم یکپارچه، نه یک ویژگی ساده
در نگاه اول، مقاومسازی گوشی در برابر آب شاید فقط یک قابلیت ساده و تکمرحلهای به نظر برسد. اما درون دستگاه، این ویژگی حاصل هماهنگی چندین سازوکار و لایه محافظتی است که همزمان با هم کار میکنند تا از نفوذ مایعات جلوگیری شود.
در اولین گام و ابتداییترین مرحله، مهندسان سعی میکنند مسیرهای احتمالی ورود آب را تا حد امکان ببندند. این فرآیند از طراحی و ساخت بدنه آغاز میشود و به کوچکترین جزئیات توجه دارد.
گوشیهای هوشمند امروزی با تلورانس (Tolerance) بسیار دقیق تولید میشوند؛ تلورانس در مهندسی به میزان خطای مجاز در ساخت قطعات گفته میشود. به همین دلیل فریم و پنل پشتی تقریباً بدون هیچ شکافی در کنار هم قرار میگیرند. برای اتصال لایههای مختلف نیز از چسبهای صنعتی با دقت میلیمتری استفاده میشود. هدف این است که عملاً هیچ روزنهای برای نفوذ آب باقی نماند.
با این وجود، برخی نقاط در هر گوشی به طور اجتنابناپذیر آسیبپذیرند. درگاه شارژ، سینی سیمکارت و دکمههای فیزیکی از جمله این بخشها هستند. سازندگان برای ایمنسازی این قسمتها از واشرهای سیلیکونی و حلقههای عایق لاستیکی کمک میگیرند. برای نمونه، سینی سیمکارت معمولاً به یک حلقه کوچک ضد آب مجهز است که هنگام جا خوردن در بدنه، فشرده میشود و مسیر ورود مایعات را میبندد.
اما چالش اصلی مربوط به بلندگوها و میکروفونهاست؛ زیرا این قطعات برای عملکرد صحیح به جریان هوا نیاز دارند و بدون جابهجایی هوا، صدایی تولید نخواهد شد. برای حل این مسئله، مهندسان از غشاهای آکوستیک آبگریز یا توریهای بسیار ظریف و مهندسیشده استفاده میکنند. این لایهها بر اساس اصول فیزیکی مانند کشش سطحی طراحی شدهاند؛ منافذ آنها آنقدر ریز است که قطرات آب به دلیل چسبندگی مولکولی نمیتوانند عبور کنند، اما در عین حال اجازه میدهند امواج صوتی و هوا آزادانه رفتوآمد کنند. این بخش، بدون تردید یکی از جذابترین دستاوردهای مهندسی در گوشی های ضد آب به شمار میرود.
2. برنامه پشتیبان؛ وقتی ساختار فیزیکی شکست میخورد
با وجود تمام این طراحیهای دقیق و لایههای محافظتی، باز هم این احتمال وجود دارد که مقدار کمی رطوبت به طریقی به داخل دستگاه نفوذ کند. به همین دلیل، بسیاری از گوشیهای مدرن تنها به یک خط دفاعی اکتفا نمیکنند و به یک لایه محافظتی دوم نیز مجهز هستند.
برای نمونه، قطعات حیاتی مانند مادربرد، کانکتورها و بردهای مدار چاپی انعطافپذیر معمولاً با یک پوشش نانو آبگریز پوشانده میشوند. این لایه بسیار نازک که در مقیاس میکروسکوپی عمل میکند، باعث میشود آب نتواند به راحتی با سطح قطعات تماس برقرار کند.
اصطلاح «آبگریز» به این معناست که سطح مورد نظر از نظر شیمیایی تمایلی به ترکیب یا واکنش با آب ندارد. در نتیجه، اگر رطوبتی وارد دستگاه شود، به جای اینکه روی اتصالات فلزی پخش شده و باعث ایجاد اتصال کوتاه شود، به صورت قطرات کوچک و کروی درمیآید. این قطرات به دلیل شکل خاص خود کمتر روی سطح باقی میمانند و احتمال بیشتری دارد که تبخیر شوند یا از روی قطعات بلغزند؛ در نتیجه خطر زنگزدگی و خوردگی نیز کاهش مییابد.
البته، وجود چنین پوششی به این معنا نیست که گوشی برای قرار گرفتن طولانی مدت یا غیرضروری در آب طراحی شده است. این لایه در واقع نقش یک «سپر نهایی» یا حاشیه ایمنی را ایفا میکند. اگر آب از سد عایقهای بیرونی عبور کند، این پوشش داخلی کمک میکند دستگاه بلافاصله از کار نیفتد و فرصت بیشتری برای خشک شدن یا اقدامهای لازم فراهم شود.
در واقع، گوشی های ضد آب امروزی تقریباً همیشه به ترکیبی از دو رویکرد تکیه دارند: نخست، جلوگیری فیزیکی و ساختاری از ورود آب؛ و دوم، کاهش اثرات مخرب شیمیایی در صورت نفوذ رطوبت. هیچیک از این دو راهکار به تنهایی نمیتواند سطح اطمینان و دوام امروزی گوشیها را تضمین کند.
3. گوشیهای تاشو؛ چالشی که همه چیز را پیچیدهتر میکند
تمام نکاتی که تا اینجا مطرح شد، حتی برای یک گوشی معمولی با طراحی تخت و یکپارچه هم چالشبرانگیز است. اما وقتی صحبت از گوشیهای تاشو به میان میآید، سطح سختی کار چند برابر میشود.
یک گوشی استاندارد را میتوان مانند یک محفظه تقریباً مهر و موم شده در نظر گرفت. در مقابل، یک دستگاه تاشو دارای لولا، قطعات متحرک، نمایشگر انعطافپذیر و کابلهای بسیار نازکی است که با هر بار باز و بسته شدن خم میشوند. در چنین ساختاری وجود شکافها اجتنابناپذیر است، قطعات دائماً در حال حرکتاند و فضای داخلی نیز محدودتر از گوشیهای معمولی است. به همین دلیل، ساخت یک گوشی تاشوی ضد آب نیازمند رویکردی متفاوت و خلاقانه است.
برای مثال، استراتژی سامسونگ در سری تاشوی گلکسی زد فولد بر مفهوم «جداسازی» استوار است. طبق گزارشها، این شرکت به جای آنکه لولا را کاملاً مهر و موم کند، دو نیمه چپ و راست گوشی را به عنوان دو محفظه مجزا طراحی میکند. در نتیجه اگر آب به یک سمت نفوذ کند، موانع داخلی مانع گسترش آن به بخش دیگر میشوند.
خود بخش لولا نیز طوری مهندسی شده که به جای جلوگیری مطلق از ورود آب، آن را «مدیریت» کند. در این قسمت از مواد مقاوم در برابر خوردگی، روان کنندههای ویژه، مسیرهای هدایت و تخلیه آب و اجزای آبگریز استفاده میشود تا رطوبت درون سازوکار لولا باقی نماند. علاوه بر این، بردهای مدار انعطافپذیر با ترکیبات لاستیکی و لایههای عایق خاص پوشانده میشوند تا ایمنی بیشتری فراهم شود.
سرعت پیشرفت در این حوزه بسیار بالاست. برای نمونه، گزارشهای مربوط به مدل گلکسی زد فولد 6 نشان میدهد که مقاومت آن نسبت به نسلهای قبلی به شکل محسوسی ارتقاء یافته است. در گذشته بسیاری از مدلها تنها استاندارد IPX8 داشتند؛ حرف «X» به معنای نبود مقاومت رسمی در برابر گرد و غبار بود. اما انتظار میرود نسل جدید با استاندارد IP48 عرضه شود، یعنی علاوه بر مقاومت در برابر آب، در برابر نفوذ ذرات جامد بزرگتر از 1 میلیمتر نیز محافظت داشته باشد. این موضوع یک گام مهم در تکامل طراحی گوشیهای تاشو به شمار میرود.
در سوی دیگر، شرکت اوپو در سری فایند N از رویکرد عایقبندی چندلایه بهره میگیرد. این شرکت ترکیبی از چسبهای مختلف، شامل چسبهای پشتی، نقطهای و لایهای، را برای پر کردن شکافهای میکروسکوپی اطراف لولا و بردهای انعطافپذیر به کار میبرد. هدف، ایجاد یک شبکه محافظ سهبعدی است که حتی در اثر باز و بسته شدن مداوم دستگاه نیز انسجام خود را از دست ندهد.
امروزه برخی گوشیهای تاشو با رتبههایی مانند IPX6، IPX8 و حتی IPX9 عرضه میشوند؛ یعنی در برابر پاشش شدید آب یا حتی غوطهوری در آب آزمایش شدهاند! تا چند سال پیش، تصور چنین سطحی از مقاومت برای دستگاهی با لولا و قطعات متحرک، بیشتر شبیه یک ایده تخیلی بود تا واقعیت مهندسی.
4. ضد آب بودن به معنای بینیازی از مراقبت نیست
نکته مهمی که همیشه باید در نظر داشته باشید این است که رتبهبندیهای IP بر اساس آزمایشهای کنترل شده و در شرایط آزمایشگاهی انجام میشوند؛ آن هم معمولاً با آب خالص و شیرین. در حالی که شرایط واقعی زندگی روزمره میتواند بسیار سختتر و غیرقابل پیشبینیتر باشد.
برای مثال، آب شور دریا به دلیل وجود نمک، فلزات را خیلی سریعتر دچار خوردگی میکند. آب استخر که حاوی کلر است یا حتی آب صابون نیز میتواند به مرور زمان به واشرهای سیلیکونی و چسبهای عایق آسیب بزند. از سوی دیگر، مواد شوینده با کاهش کشش سطحی آب باعث میشوند مایعات راحتتر از منافذ بسیار ریز، مانند توریهای بلندگو، عبور کنند و به بخشهای داخلی نزدیک شوند.
به همین دلیل، بیشتر تولیدکنندگان در دفترچه راهنمای محصولات خود تصریح میکنند که خسارتهای ناشی از نفوذ آب شامل گارانتی نمیشود؛ حتی اگر دستگاه دارای بالاترین استاندارد IP باشد. در واقع، مقاومت در برابر آب احتمال خرابی را کاهش میدهد، اما هرگز آن را به صفر نمیرساند.
5. پیشرفت چراغ خاموش مهندسی!
اگر از زاویه مهندسی به موضوع نگاه کنیم، ضد آب شدن گوشیهای مدرن بیشتر حاصل یک روند «بهبود تدریجی و مداوم» است تا یک اختراع ناگهانی و انقلابی. این پیشرفت نتیجه ترکیب تلورانسهای دقیقتر در ساخت، استفاده از مواد باکیفیتتر، طراحی هوشمندانهتر قطعات داخلی و بهکارگیری لایههای محافظتی چندگانه است.
تغییر مهم سالهای اخیر فقط این نیست که گوشیها بهتر از گذشته در برابر آب دوام میآورند؛ بلکه نکته کلیدی این است که این قابلیت دیگر محدود به مدلهای پرچمدار و گران قیمت نیست. امروزه بسیاری از گوشیهای میانرده نیز سطحی از محافظت را ارائه میدهند که زمانی یک ویژگی لوکس و خاص محسوب میشد.
با این حال، همه این پیشرفتها به معنای مجاز بودن بیاحتیاطی نیست! همچنان توصیه نمیشود گوشی خود را عمداً زیر شیر آب بگیرید یا آن را در آب غوطهور کنید. اما دستکم میتوان با اطمینان بیشتری گفت اگر لیوان آبی روی میز واژگون شد یا گوشی به طور اتفاقی داخل یک چاله آب افتاد، احتمال سالم ماندن آن بسیار بیشتر از گذشته خواهد بود.
