آلية الحماية عند السقوط للأجهزة الالكترونية

من منا لا يعرف ظاهرة سقوط القط على قدميه وآليتها تحت أصعب ظروف السقوط، هل هذه الظاهرة معدية ومؤثرة على الهواتف الذكية والأجهزة الإكترونية المحمولة؟

أم أننا سنودع مخاوفنا من أضرار سقوط الهواتف الذكية والأجهزة المحمولة بطريقة أو بأخرى قريبا؟!

أصبح استخدام الهواتف الذكية -التي لم تعد تقتصر على الاتصال هاتفيا فقط- ضرورة ملحة، إن لم تكن فعلا حاجة معيشية يومية مرافقة لنا معظم ساعات النهار. ذلك ما يزيد من تعرضها لمشكلات الاستخدام اليومية المختلفة ومن أكثرها ضررا وكلفة ماينتج عن سقوطها بصورة متكررة وأوضاع مختلفة على الأسطح الصلبة.

قد تصاب الشاشة أو الكاميرا المدمجة أو غيرها من الأجزاء والمفاتيح الرئيسية بالخدش أو الكسر أو التعطل تحت ظروف سقوط الجهاز أو الهاتف المحمول وأهمها: سرعة السقوط والارتفاع وزاوية الاصطدام مع الأرض أو الأسطح المختلفة.

حتى مع استخدام الأغطية واللصاقات الواقية، قد لا نحصل على حماية فعالة من أثر الصدمات غير المتوقعة من حيث الشكل و الضرر. الحاجة إلى الوقاية والحماية -وبفعالية عالية- لهذه الأجهزة الحساسة؛ دفعت المهتمين نحو البحث والاستثمار في هندستها وتطويرها للمساعدة في تقليل احتمالات تأذي الأجهزة والهواتف الذكية جراء سقوطها بشكل حر.

تعتمد تقنية الحماية هذه وآليتها على تزويد الجهاز بحساس واحد على الأقل يستطيع التنبؤ بحالة السقوط الحر (Free Fall) ووضعية الجهاز بشكل متزامن مع السقوط، بالإضافة إلى توجيه آلية الحماية لتغيير وضعية سقوط الجهاز توجيه مركز الثقل أو تغيير مكانه.

تعتمد آلية الحماية الموجهة على مبدأ تغيير وضعية الجهاز من خلال تدويره أو قلبه أو حرفه بشكل جانبي عن مسار السقوط، وذلك بهدف توجيه كتلة الجهاز في اتجاه معاكس لجهة السقوط لتخفيف زخم وأثر الاصطدام.

وفي ظروف أخرى، لو كان الجهاز يدور عند سقوطه مع عقارب الساعة، تقوم آلية الحماية بتوليد عزم دوران بعكس عقارب الساعة يعمل على ضبط دوران الجهاز وذلك من خلال إطلاق غاز مضغوط ومخزن في أسطوانة صغيرة مرفقة بآلية الحماية. كما أن لهذه الآلية القدرة على التحكم بالقطع الخارجية في الجهاز كالبطارية، حيث تقوم في وضعيات سقوط أو اصطدام معينة بقذف البطارية من الجهاز لتخفيف الكتلة أو تشتيت الطاقة المتولدة عن الاصطدام.

(آلية تفكك الهواتف المحمولة عند وقوعها واصطدامها بالأرض كانت منتشرة في الأجهزة القديمة وتحديدا جهاز نوكيا 3310)

يمكن أيضا أن تزود آلية الحماية بعملية جذب أو إخفاء للمفاتيح والأزرار الجانبية أو لوحة المفاتيح للتخفيف من أثر اصطدامها بصورة مباشرة مع الأرض أو الأسطح المختلفة.

في حال اتصال الجهاز أو الهاتف مع وصلة سماعات الرأس أو سلك الشاحن، تقوم آلية الحماية -عند السقوط- بالاستفادة من هذه الوصلات والتشبث بها ومنع إفلاتها من المقبس، وبذلك تجذب الجهاز نحو المقبس بطريقة تفرمل وتخفف من سرعة السقوط؛ مما يوفر للمستخدم فرصة لمحاولة التقاط الجهاز أو التخفيف من قوة التصادم.

أكثر ما يميز هذه الآلية وجود ذاكرة قادرة على تخزين معلومات السقوط السابقة من ارتفاع وسرعة ودوران وتكرر لظروف حالات السقوط المتشابهة، للاستفادة من هذه المعلومات في توجيه آلية الحماية بفعالية وسرعة أكبر متى تكررت، أو إرسال تلك المعلومات للشركة المصنعة للاستفادة منها في تصميم الأجهزة الجديدة.

حصلت شركة آبل على براءة اختراع لآلية الحماية الخاصة بأجهزتها iPhones والتي تتلخص في بحث النقاط التالية:

• توظيف المحرك الخاص باهتزاز الجهاز للتحكم بزاوية السقوط وموازنتها.

• تزويد الأجهزة بحساسات متوضعة على لوحاتها الداخلية (Accelerometer، GPS، Gyroscopes and an Ultrasonic emitter) لإرسال معلومات عن سرعة واتجاه ووضعية السقوط.

• شرح لآليات يتم من خلالها سحب الهواء بحيث يتم تخفيف سرعة الجهاز عند سقوطه.

• اقتراح للاستفادة من سلك الشحن ووصلة السماعات في فرملة السقوط، واستخدام كبسولات الغاز المضغوط.

فيما يلي خوارزمية عامة لكيفية عمل آليات الحماية المختلفة:

الشكل 1 الاحتمال الأول في تقدير الاتجاه في آلية الحماية

الشكل 2 الاحتمال الثاني في تقدير الاتجاه في آلية الحماية

المصادر

[1] هنا

[2] هنا

مصدر الصورة: هنا