Marta Simón 4º ESO B
Inventor
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Funcionamiento
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Fabricación
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Materiales
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Evolución histórica
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Principales aplicaciones
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Smartphone del futuro
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Oro en los smartphones
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Bibliografía
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Hoy en día disfrutamos de la telefonía móvil. Hay un número indeterminado de aparatos telefónicos que se venden día a día en el mundo. Hay dispositivos con más o menos prestaciones, pero al final de cuentas todos ellos tienen una función primaria: comunicarse con otra persona. El inventor del teléfono móvil fue Martin Cooper, quien creó el Motorola DynaTAC 8000X, el primer teléfono inalámbrico portátil.
Martin Cooper (nacido el 13 de junio de 1928 en Chicago, Illinois, Estados Unidos) es considerado el padre del teléfono móvil. Es el fundador de ArrayComm, una compañía que trabaja en la investigación de antenas inteligentes y la mejora de la tecnología de las redes inalámbricas. Fue el director corporativo de «Investigación y Desarrollo» de la compañía de telecomunicaciones Motorola. Obtuvo su licenciatura en ingeniería eléctrica en el Instituto Tecnológico de Illinois en 1950 y obtuvo el título de doctorado de la misma institución en 1957. Fue la primera persona que hizo una llamada de móvil en público el 3 de abril de 1973.
Un smartphone es un dispositivo que tiene una pantalla táctil y combina las características de un ordenador portátil y un teléfono móvil. También tiene la capacidad de conectar redes de forma inalámbrica y enviar mensajes electrónicos. El smartphone tiene que tener un sistema operativo para funcionar. El tipo de sistema utilizado depende a menudo del modelo del teléfono. Por ejemplo, el iPhone hace uso de un sistema diseñado por Apple, mientras que Microsoft utiliza Windows Mobile para su mercado móvil. Lo que diferencia a un smartphone de los ordenadores regulares es que necesita conectarse con un proveedor de servicios de telefonía móvil para enviar y recibir datos. Debido a que este debe conectarse con un proveedor de servicios, también hace uso de la tecnología de radio digital. El dispositivo funciona porque la información se transforma en datos binarios. Un teléfono inteligente es capaz de manejar la cantidad de información que contiene, ya que hace uso de una tecnología, el cual utiliza dos frecuencias. Cada frecuencia está dedicada completamente a un número particular de la serie binaria y se intercambia de uno o cero para enviar la señal digital desde el teléfono a la torre de transmisión. La manera de almacenar la información es vital para su funcionamiento debido a las grandes cantidades de datos que tiene que manejar. Por lo general, cuenta con una memoria interna y se complementa con una memoria flash. Una memoria flash es similar a un disco duro en un ordenador normal y hace uso de señales electrónicas para crear una serie binaria, que se utiliza para representar los datos almacenados. Actualmente, un smartphone hace uso de una función de pantalla táctil con el fin de que pueda ser manipulada. Un teléfono inteligente funciona obteniendo su energía de una batería recargable.
La fabricación de un smartphone comienza en la fase conceptual. Se crean varios bocetos usando diferentes diseños, características y opciones de interfaz. Estos bocetos establecen el peso, el tamaño y la facilidad para transportarlo. Durante este proceso, el equipo decide qué diseños se convertirán en prototipos. Una vez que la lista esté terminada, se crearán varios prototipos. Estos modelos normalmente son no funcionales y son sólo para fines visuales. Una vez que el diseño ha sido creado, se les pasa el concepto a los ingenieros, que deciden qué tipo de electrónica se necesita. La electrónica lo controla todo desde la manera en que el teléfono muestra la información, establece las llamadas, envía la información de localización y más. Para la mayoría de los teléfonos hay tres componentes fundamentales: el circuito impreso que controla el teclado numérico y la recepción de la señal, una batería, y la pantalla; además del hardware y el software. El software es diseñado por un grupo de programadores que desarrollan el diseño de la interfaz, las operaciones básicas/avanzadas del teléfono, y otras características. Por defecto, los teléfonos modernos están programados con características básicas como mensajes de texto, calendario y reloj.
Después de que los componentes y el software están decididos, el teléfono pasa a la fase final de construcción. Cada parte del teléfono se crea de forma separada. Primero se hace la carcasa del teléfono. La mayoría de teléfonos móviles usan plástico simple que se crea mediante un proceso conocido como moldeo por inyección. Una vez que la carcasa está creada, se hace la placa de circuito impreso y se carga con el software/sistema operativo. La placa del circuito se coloca entonces en la carcasa, usando una serie de tornillos, Después se añaden los otros componentes del teléfono: pantalla, teclado numérico, antena, micrófono y altavoz. Después de que el teléfono esté construido, se pasa a las pruebas. Durante la fase de pruebas, se añade la batería del teléfono y los trabajadores comprueban la energía del teléfono, la funcionalidad de los botones y la recepción. Finalmente, se envía el teléfono, junto con la documentación necesaria, a los puntos de venta.
Pantalla Tiene que ser capaz de transportar la electricidad, por tanto, se utiliza indio y estaño, que al ser combinados con oxígeno, generan un óxido que transporta la electricidad y es el elemento que hace que la pantalla esté capacitada. El cristal utilizado en la mayoría de smartphones, es de aluminiosilicato, formado por la combinación de óxido de aluminio (Al2O3) y óxido de silicio (SiO2). Una forma de añadirle dureza es con iones de potasio. Los colores en las pantallas se producen gracias a algunos materiales como itrio, lantano, europio, disprosio, praseodimio y gadolinio, que activados con terbio emiten el color verde, azul o azul-‐ultravioleta. Batería Sea de polímeros o de iones, se usa como elemento principal el litio, combinado con otros materiales, como son el cobalto, carbono, aluminio y oxígeno. Esto es debido a que es necesario que dentro de la batería se formen ánodos y cátodos, un polo positivo y negativo, siendo óxido de cobalto y litio el electrodo positivo, y el grafito (carbono), el negativo. La batería está encerrada en un compuesto de aluminio.
Componentes electrónicos El cobre es uno de los principales, ya que está presente en todo el cableado interno del teléfono, junto con el oro y la plata, conforman los componentes microeléctricos gracias a los cuales la información es transportada. El tantalio también hace acto de presencia en los conductores de los teléfonos, y, sobre todo, en los condensadores. El níquel forma parte del microprocesador y también como aleación junto a otros muchos componentes. El neodimio y gadolinio son responsables de los elementos magnéticos y del altavoz y micrófono, mientras que el disprosio, praseodimio, terbio forman parte de la unidad de vibración. Para el microprocesador encontramos silicio, que al oxidarse no conduce la electricidad, y es utilizado para que ciertas zonas del chip no sean conductoras, en caso de que queramos que una zona si sea conductora, se añade arsénico, fósforo, galio o antimonio. Por último, en las soldaduras encontramos estaño y plomo en distintas cantidades. Carcasas y cuerpo del smartphone El magnesio toma parte en la fabricación del cuerpo de algunos teléfonos, así como el bromo, níquel y carbono. El níquel sirve para evitar interferencias electromagnéticas, mientras que el bromo lo hace resistente al fuego y calor en cierta medida. La carcasa suele ser de plástico cuyo componente principal es el petróleo, aunque cada vez más se están añadiendo distintos materiales con el fin de conseguir un aspecto más atractivo para el móvil, como madera, cuero, etc.
Materiales problemáticos El coltán está formado por la combinación de otros dos minerales, la columbita y la tantalita. La columbita es óxido de niobio con hierro y manganeso ((FeMn) Nb2O6), y la tantalita, que es la importante, está formada por óxido de tántalo con hierro y manganeso ((FeMn) Ta2O6). Es un recurso imprescindible en la fabricación de componentes electrónicos avanzados. El tántalo se usa principalmente para elaborar condensadores. Los smartphone son cada vez más pequeños, delgados y fiables gracias, en gran parte, al uso de los condensadores electrolíticos SMD de tántalo, que han ido sustituyendo a los condensadores tradicionales. Los condensadores de tántalo tienen valores de capacidad eléctrica más exactos y, en especial, son mucho más pequeños. Esto los hace ideales para las exigencias actuales de miniaturización de los dispositivos electrónicos. La gran demanda de estos condensadores ha elevado el precio del tántalo. Otro campo de aplicación interesante de este material es el de las comunicaciones ópticas. El niobato de litio (LiNbO3) se usa en guías de onda, moduladores y conmutadores optoelectrónicos o láseres. Este compuesto es clave para poder elaborar redes de fibra óptica más rápidas y eficientes, y así, entre otras cosas, poder disfrutar de conexiones más rápidas a Internet. Tantalio
Coltán
Niobio
El problema está, en que, aparte de ser un mineral con poca presencia en la corteza terrestre, las mayores reservas están en la República Democrática del Congo, donde se engloba el 80%. Su extracción de la República Democrática del Congo es un conflicto geopolítico y social, debido a que los intereses del estado y las guerrillas que operan en la zona están enfrentados, así como también los de multinacionales y contrabandistas. Por otro lado, las condiciones de trabajo son pésimas, inseguras, y los salarios bajísimos para el riesgo. Además, junto al coltán aparece uranio, torio y radio, materiales radioactivos que provocan enfermedades a los trabajadores.
La influencia del teléfono móvil inteligente en la tecnología actual es de tal calibre que ha trascendido del simple dispositivo de comunicación por voz, provocando una nueva ‘era de la movilidad’ que ha dejado atrás la ‘época del ordenador personal’. iPhone – Llega la revolución Tras un año de rumores y después de arrasar en la industria de la música con los iPod, el 9 de enero de 1997 presentó el primer smartphone de Apple, el iPhone. Un terminal que revolucionó por completo la industria de las telecomunicaciones y también la de la computación abriendo la actual era de la movilidad. El terminal contaba con una pantalla táctil de 3,5 pulgadas que cubría todo el frontal del terminal en un diseño que ha inspirado miles de modelos posteriores y que ha llegado hasta nuestros días. Aunque el primer iPhone no tenía soporte para instalar más aplicaciones que las instaladas, el lanzamiento posterior de la tienda de aplicaciones AppStore aumentó enormemente las posibilidades del terminal y abrió una nueva fuente de negocio para Apple. Nueva era smartphone – Google Android y Samsung Android fue adquirido por Google a la firma del mismo nombre en 2005 pero el lanzamiento del iPhone quebró los planes del gigante de Internet. Sus responsables admitieron después que el iPhone estaba a años luz de su desarrollo en 2007 y su primer smartphone no llegó hasta octubre de 2008 con el HTC Dream.
Actualmente, un número incontable de compañías y productos usan Android, el sistema operativo líder del mercado de smartphones y tablets. Samsung, el fabricante de Android más destacado, hace tiempo que batió a Apple en smartphones y a Nokia en móviles, convirtiéndose en el primer productor mundial. El lanzamiento de los sucesivos iPhones de Apple y el auge de Android, han terminado con el dominio de RIM, Motorola y Nokia en décadas pasadas, poniendo al trío en una situación comprometida. Si el futuro de RIM es oscuro, el de Motorola dio ayer mismo un vuelco tras su venta a Lenovo. En cuanto a Nokia, su venta a Microsoft garantiza la continuidad de la compañía pero utilizando en exclusiva Windows Phone. Tercera plataforma móvil tras Android e iOS que a pesar de sus avances notables está limitado a una cuota de mercado mundial.
Redes, de 1G al 5G Hubiera sido imposible la popularización de los teléfonos móviles sin la estandarización, mejora y evolución de los protocolos para redes de comunicaciones y su soporte por las operadoras. Así, tras las primeras comunicaciones vía ondas de radio con banda de frecuencias por debajo de los 600 KHz, las posteriores en AM y FM, los servicios de Bell y Ericsson en los años 50 y 60, llegó esa primera llamada de 1973 que popularizó todo el sector. La primera generación 1G fue responsabilidad de Ericcson con el sistema NMT y seguía utilizando canales analógicos. En 1986, la compañía modernizó el sistema funcionando a frecuencias superiores de 900 MHz posibilitando servicio para un mayor número de usuarios. La segunda generación 2G llegó en la década de los 90 con sistemas como GSM, IS-‐ 136, iDEN e IS-‐95. GSM fue el desarrollo más relevante ya que fue el estándar europeo de telefonía móvil digital. La necesidad de mayores velocidades de transmisión de datos y mayores capacidades que permitieran nuevos servicios dio paso a la tercera generación 3G. El estándar europeo es el UMTS basado en la tecnología W-‐CDMA y está gestionado por la organización 3GPP, también responsable de GSM, GPRS y EDGE. La cuarta generación 4G sucede a las tecnologías 2G y 3G y ofrece, entre otras mejoras, mayor seguridad y calidad de servicio, junto a velocidades de acceso muy superiores a las anteriores. Está basada completamente en el protocolo IP, siendo un sistema de sistemas y una red de redes, que se alcanza gracias a la convergencia entre las redes de cables e inalámbricas.
Hoy en día, las aplicaciones de un smartphone son muchas: Despertador y reloj. Leer o enviar correos electrónicos (Gmail, Outlook,…) Hablar por redes sociales (Whatsapp, Skype,...) Colgar o ver fotos de tus amigos (Instragram, Snapchat,..) Llamar o recibir llamadas. Descargar juegos u otras aplicaciones (GooglePlay, AppStore) Hacer fotos o vídeos Escuchar y descargar música (Youtube, Spotify, Shazam,…) Determinar la mejor ruta al desplazarse de un lugar a otro. Tomar apuntes o registrar ideas cuando no se tiene a la mano un lápiz o papel. Navegar en Internet.
La quinta generación 5G será la nueva revisión del sistema de conexión de red sin cables y se espera que esté disponible en 2020 en países como Corea del Sur y también en Europa con un proyecto de 50 millones de euros. Como 4G, la mayor velocidad de transferencia será su mayor avance. Pantalla/Resolución En los últimos dos años ha habido un aumento progresivo del tamaño de pantalla desde los 3 a las 6 pulgadas abriendo una nueva subcategoría a medio camino entre smartphone y tablet, pero con funciones de voz. El tamaño del móvil no aumentará más, por lo que la tendencia futura será aumentar su resolución, dejando el Full HD para pasar a la Resolución 2K y 4K. Precio Con el triunfo en Occidente de los smartphones chinos, se augura una bajada de precios en el sector de la gama alta y apuesta por terminales más económicos principalmente en mercados emergentes. Autonomía Uno de los aspectos que necesitan avanzar. En medio de tanta innovación en las últimas décadas, la autonomía de un smartphone actual no alcanza ni un día de trabajo de uso mediano. Obviamente, su potencial es muy superior, son verdaderos equipos informáticos en miniatura, y se espera que la duración de la batería aumente para próximas generaciones de smartphones. Nuevos conceptos de smartphones Con el rendimiento, memoria y capacidad garantizada, la llegada de tecnologías de pantalla flexibles dará paso a una nueva generación de terminales móviles. Los primeros modelos de pantalla curvada han llegado de la mano de LG y Samsung pero solo será el comienzo. Se está investigando el uso del grafeno en las pantallas curvas, explicado claramente en esta página: http://andro4all.com/2016/02/grafeno-‐material-‐ evolucion-‐smartphones.
Modelos Futuristas
Próximamente… Los móviles flexibles serán una de las innovaciones que veremos el próximo año si se cumple lo que ya apuntaban fuentes surcoreanas y ahora señala un informe de Bloomberg aludiendo a Samsung. Samsung y LG han comercializado en el pasado terminales curvados. Una muestra tecnológica que ya se emplea en otros productos como televisores y monitores pero que más allá de su novedad, en móviles han pasado desapercibidos porque el usuario no ha percibido las mejoras de uso y visuales que las marcas han publicitado. Los móviles flexibles (de verdad) pueden ser otra cosa porque irían mucho más allá que los simplemente curvados. Un punto de innovación muy necesario en el sector que hace tiempo investigan los principales productores. Según la información, Samsung presentaría dos modelos en el MWC 2017 de Barcelona. Uno de ellos estaría doblado por la mitad para trabajar como smartphones pero se convertiría en un tablet de 8 pulgadas una vez desplegado. La idea no es nueva y lleva circulando desde hace unos años en pruebas de concepto. Sin embargo, llevarlo a la práctica y poner un producto como éste en el mercado, serían un gran avance en innovación.
Y no sólo oro: otros metales de gran valor como la plata, el estaño o el paladio pueden hacer acto de presencia en el dispositivo. No es casualidad que nuestro móvil contenga estos materiales. Son tan atractivos para el mundo de la electrónica porque son muy buenos conductores de la electricidad. Y hay otros factores. El estañó, por ejemplo, no necesita temperaturas muy altas para fundirse y proporciona buenas soldaduras con otros metales. El oro se utiliza en los circuitos impresos, las placas donde van unidos los microchips. Antes de soldar el microchip, las placas se bañan en oro, y eso sirve para que se suelden mejor y se reduzca la resistencia de las placas al paso de la corriente eléctrica. El oro también se encuentra dentro de nuestro teléfono en forma de hilos finos que sirven para unir el silicio que hay dentro de un chip con unos puntos de conexión situados, de igual forma, en el interior del componente electrónico. Y si el fabricante de móviles desea alargar la vida de los botones y teclas, siempre tiene la opción de establecer las conexiones a partir de este material. Según el informe de Naciones Unidas sobre residuos electrónicos, para conseguir un gramo de oro deberíamos extraer el metal de 41 dispositivos. En cada móvil, por lo tanto, hay menos de ochenta céntimos de oro.
https://es.wikipedia.org/wiki/Martin_Cooper http://www.ehowenespanol.com/funciona-‐telefono-‐inteligente-‐como_51246/ http://www.ehowenespanol.com /proceso-‐fabricacion-‐telefono-‐movil-‐celular-‐ como_10594/ http://www.androidpit.es/de-‐que-‐estan-‐hechos-‐los-‐smartphones-‐coltan http://www.muycanal.com/2014/01/31/futuro-‐del-‐telefono-‐movil http://www.eldiario.es/hojaderouter/tecnologia/moviles/moviles-‐oro-‐plata-‐ materiales-‐valor_0_316019567.htmlç