Il documento fornisce un'introduzione alla telefonia cellulare, descrivendo le funzionalità e componenti degli smartphone moderni, compresi microfoni, altoparlanti e schermi avanzati. Viene discusso il consumo energetico delle batterie e l'evoluzione dell'antenna e delle suonerie. Infine, il testo evidenzia le innovazioni nel design e nell'hardware dei cellulari, inclusi i display touch e le capacità di personalizzazione.

1. Introduzione alla telefonia cellulare
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ago 2013
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2. ago 2013 mngfnc@yahoo.com
Questi dispositivi, oltre ai componenti essenziali ed alla parte elettronica di un telefonino
elementare già descritti, possono disporre di altri accessori come un microdiffusore per la
riproduzione di musica, di una radio integrata, di un chip per la connessione ad internet
senza fili, di uno slot per collegare il cellulare al Pc con un apposito cavo USB, di una
fotocamera eccetera. In questo caso si parla di telefonini intelligenti (Smartphone), che
integrano le funzioni proprie di un telefonino con quelle tipiche di altri dispositivi elettronici
(computer, macchine fotografiche, apparecchi radio, riproduttori musicali e video,
navigatori satellitari ecc.). In particolare i nuovi cellulari evoluti hanno soppiantato i
computer portatili tascabili, detti anche palmari, dei quali hanno inglobato le funzionalità.
I modelli sono in continua evoluzione. Le tipologie che si sono succedute sono molte.
Quelle mostrate nelle tre figure sono le più diffuse tra i modelli monoblocco.
Con Tastiera
QWERTY
Con schermo
Tattile
Classico
“BAR”
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Tasto per spostare e selezionare gli elementi sullo schermo
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Rappresentazione semplificata dei
componenti interni di un cellulare evoluto
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Batteria. Il consumo energetico dei cellulari è molto eterogeneo, e quindi il
dimensionamento delle batterie riveste un aspetto basilare. Il consumo principale è dovuto
alle funzioni di trasmissione, di elaborazione del segnale prima della sua trasmissione e
dopo la sua ricezione ed infine al consumo elettrico dello schermo. Nei modelli più evoluti
un maggior consumo è dovuto all'esecuzione di numerose attività quali la connessione dati
e l’utilizzo per giochi o video. La potenza assorbita è bassa in condizioni di riposo (stand by)
durante il quale si instaurano comunque dei saltuari collegamenti con la stazione Base.
La Batteria di solito è specifica per ogni modello. Essa
va ricaricata con appositi alimentatori che forniscono
la quantità di corrente necessaria per una ricarica
ottimale. Come per le altre batterie la capacità si
indica in Amper forniti in un'ora (Ah = Amper Hour) o
meglio, viste le piccole dimensioni, in millesimi di
Amper, quindi mAh. Valori tipici sono fino a 1000mAh
per telefoni semplici ed anche il doppio di questo valore
per quelli più evoluti. Capacità insufficienti costringono
a frequenti ricariche che mediamente non dovrebbero
superare una alla settimana, mentre un uso intensivo può ridurre questo tempo a pochi
giorni. Il numero totale di ricariche possibili di una batteria, prima del suo esaurimento, è di
centinaia di volte, quindi in condizioni normali si prevede una durata di almeno 2-3 anni.
Con guscio
inferiore
aperto
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Antenna. Il cellulare scambia i dati con l'Antenna della Stazione base, della
cella in cui si trova, mediante la sua Antenna. Questa nel tempo si è evoluta cambiando
caratteristiche: dall'aspetto di un lungo filo si è ispessita ed accorciata. Inizialmente era
esterna e talvolta estraibile (fino all'inizio del 2000 circa), mentre dal 2005 circa è racchiusa
nell'involucro del cellulare o addirittura, in alcuni modelli, è parte del metallo che costituisce
la scocca a fungere da antenna (periferica) .
Singolo soluzione classica. Inizialmente i dispositivi trasmettevano il segnale captato dal
microfono senza alcuna elaborazione, il che portava alla trasmissione anche dei rumori
ambientali, mentre recentemente hanno iniziato a elaborare il segnale in modo da ridurre
o rimuovere il rumore di fondo.
Doppio questa soluzione ha visto le prime applicazioni nel 2005. Uno dei microfoni è posto
vicino alla bocca, mentre l'altro è generalmente nella parte opposta del telefono, o
comunque distanziato. Questo permette di avere due segnali differenti in modo che il
microfono principale possa registrare in modo ottimale la voce dell'utilizzatore, mentre il
secondo microfono registra il rumore dell'ambiente che viene sottratto elettronicamente
dall’altro segnale: si ha così l'isolamento della voce pulita. Inoltre il doppio microfono può
in alcuni casi essere usato anche per la registrazione di musica, suoni e video con audio
stereo.
Microfono. Permette di parlare con altre persone. Esistono due soluzioni:
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Altoparlante. Consente di ascoltare l'interlocutore. Vi sono varie soluzioni:
Singolo, che dal 1995 poteva avere la funzione viva-voce che consente di ascoltare la
telefonata a volume alto, evitando di portare il telefono vicino all'orecchio. Non è quindi
necessario l’uso delle mani durante la guida o in altre situazioni particolari.
Doppio soluzione utilizzata dal 2000 per molti cellulari, in modo d'avere una cassa
specificamente studiata per la comunicazione normale e una utilizzata per il viva-voce ed
eventualmente anche per l'ascolto dei file multimediali.
Suoneria. Un segnale radio particolare è inviato al cellulare all'arrivo di una telefonata.
Conseguentemente i primi telefonini emettevano dei semplici suoni o una combinazione di
note predefinite (polifoniche) mediante un apposito congegno associato all'antenna.
Successivamente le suonerie potevano essere emesse da un altoparlante e selezionate fra
vari tipi presenti nell'apparecchio. Ora è possibile personalizzare le suonerie con suoni e
musiche in formati digitali classici (ad esempio MP3) ed anche abbinare diverse suonerie a
diverse persone. E’ anche possibile configurare i moderni cellulari ad avvertire l'utente
all'arrivo di messaggi di diverso tipo (SMS, E-Mail ecc.) con diverse suonerie.
Vibrazione. Questo congegno, inserito nei cellulari verso la fine degli anni novanta, fa
vibrare il cellulare all'arrivo di una chiamata o di un messaggio. Si può così disattivare la
suoneria in situazioni ove questa potrebbe arrecare fastidio; oppure si può attivare la
vibrazione dove la suoneria potrebbe non essere udita.
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Lo Schermo (Display) equivale a quello di un computer. Inizialmente utilizzava
una tecnologia a cristalli liquidi come quella dei quadranti dei vecchi orologi digitali, che poi
si è evoluta in una tecnologia analoga a quella dei classici monitor, cosicché oggi abbiamo
telefoni con schermi ampi fino ad oltre 4 pollici di diagonale e con un numero di pixel che
può avvicinarsi a quello di un PC.
Sono prodotti anche Schermi tattili (touchscreen). Su questi
si agisce sullo schermo, sensibile al tocco, toccando tasti e
menu virtuali con la punta delle dita o con apposite penne per
una maggior precisione. Questi schermi hanno una pellicola
sensibile alla pressione, che deteriora la qualità dell'immagine. In certi telefonini si può
utilizzare una combinazione tra le due tecnologie Schermo tattile e tastiera,
Multi-touch (traducibile in italiano come multitocco) si differenzia per il fatto che lo schermo
è sensibile al contatto contemporaneo in più punti diversi della superficie. Questo consente
ad esempio l'ingrandimento di una immagine sullo schermo allontanando due punti di
contatto delle dita sullo stesso.
Lo Schermo capacitivo si differenzia da quello tattile perché rileva la presenza di un dito
nelle vicinanze della superficie dello schermo. Il suo responso è veloce, ma meno preciso,
infatti non consente l'utilizzo di apposite penne come nel caso tattile.
Secondo Display. In alcuni modelli con apertura a conchiglia è stato inserito un piccolo
schermo sul lato esterno del coperchio che permette di mostrare alcune informazioni (tipo
l'ora corrente o dati delle chiamate) con l'apparecchio chiuso.
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