К вопросу о т. н. «качестве сборки» и конструктивных особенностях Nintendo Switch
Оглавление:
Нет повести печальнее на свете, чем повесть об отвале и духовке
— «Я уронил Playstation 4 / Xbox One / <вставить нужное название> с высоты буквально 5 / 10 / <вставить нужное число> сантиметров и оно больше не работает. Что же мне делать, Чебурашка, у которого нет друзей?»
— «Погрей в духовке.»
С этой историей знакомы все сервисные центры, имеющие дело с игровыми консолями. И почти всегда в таких случаях ремонт нецелесообразен.
— «Почему подобное происходит?»
Не в последнюю очередь благодаря тому, что при производстве материнских плат повсеместно используется BGA-пайка. Подложка основного SoC и её посадочное место на материнской плате имеют большое количество контактов, которые соединяются между собой при помощи BGA-пайки.
И если вам сейчас в голову пришла мысль, что это все контакты, которые есть у SoC, то гоните её. Ведь на самом деле для соединённые кристалла с подложкой зачастую также используется BGA-пайка, это не единая монолитная конструкция, как можно подумать. Но это пайка уже такого уровня, который может быть достигнут только на специализированном и хорошо оборудованном производстве.
— «Как осуществляется BGA-пайка?»
Аббревиатура BGA расшифровывается как Ball Grid Array (сетчатый массив шариков). Суть данного метода соединения контактов деталей заключается в том, что на контакты одной из деталей накладывается специальный трафарет, на трафарет высыпаются шарики припоя, детали выравниваются друг относительно друга, по вкусу добавляется флюс, после чего вся конструкция размещается на промышленной паяльной станции, где и разогревается равномерно до хрустящей корочки.
Благодаря использованию такой пайки и получается прочное и надёжное соединение контактов подложки SoC с её посадочным местом.
— «Но тогда почему BGA-пайка является причиной выхода из строя консоли даже при падениях с минимальной высоты?»
Во всём виновата система охлаждения. Расплавленный, а потом затвердевший между двумя деталями припой, плохо реагирует на чрезмерное сдавливание и сильные удары. От такого обращения он начинает протестовать и трескаться, что закономерно нарушает проводимость между контактами.
Перепады температур тоже не добавляют припою прочности, особенно бессвинцовому, который ради заботы об экологии теперь используется почти во всех потребительских устройствах на массмаркете. А перепады температур с одновременным физическим воздействием усугубляют ситуацию многократно.
— «Но при чём тут система охлаждения?»
Современные SoC, используемые в игровых консолях, штуки горячие. Для эффективного охлаждения им нужен хороший контакт с поверхностью, через которую отводится тепло. Поэтому контактные площадки радиаторов и тепловых трубок жёстко крепятся к SoC, создавая сильный прижим.
— «Но это не отвечает ни на один вопрос.»
Мы уже почти подошли к итогу. Даже при падении с минимальной высоты, удар, передавшийся на систему охлаждения и материнскую плату, может легко и непринуждённо раздавить кристалл SoC если не повезёт, а если повезёт, заставить растрескаться припой под подложкой и (или) под кристаллом.
— «Хорошо, но при чём тут Nintendo Switch и мифическое качество сборки?»
Всё просто: Tegra X1 это большой чип. Большой чип с голым кристаллом.
И система охлаждения плотно прижата к нему тремя винтами.
Вкручены эти винты непосредственно в металлический фрейм, который находится под материнской платой.
— «Но ведь Nintendo Switch может использоваться в портативном режиме. Швырнуть консоль на диван или кровать, бросить её в рюкзак, уронить — для хэндхэлда это всё проза жизни.»
Именно. И эту проблему как-то нужно было решать. Решили её просто и эффективно:
- На Tegra X1 и чипы памяти сверху наложен металлический щит. В том месте, где у Tegra X1 находится кристалл, в щите сделано отверстие по форме кристалла. Сверху на это отверстие и щит наклеен тонкий лист меди (играющий роль мягкой прокладки).
- Контактная площадка радиатора накладывается сверху на этот лист меди. Получается бутерброд. Многослойная конструкция, в которой между кристаллом и системой охлаждения находится медный лист, а между подложкой и системой охлаждения металлический щит.
- Корпус Nintendo Switch это точно такой же многослойный бутерброд. Внутри бутерброда находится металлический фрейм, на котором с одной стороны жёстко закреплены материнская плата с системой охлаждения, а с другой стороны в него вложен экран. Это делает консоль не только устойчивой к ударам, но и крайне устойчивой к сгибанию.
- То есть конструкция из металлического фрейма, материнской платы и экрана играет роль начинки бутерброда. Являясь при этом бутербродом сама по себе. We need to go deeper.
- А с разных сторон эту начинку окружает мягкий пластик, который соединён с ней не жёстко. Эта внешняя пластиковая оболочка играет роль бампера, гасящего удары и не передающего их на металлический фрейм с материнской платой.
- Тыльная и лицевая часть консоли являются важными частями этого бампера.
- С тыла кожух из мягкого пластика (бампер), а под ним металлический щит (каркас). Это надёжно защищает материнскую плату от нажатий и ударов.
- Спереди пластиковый диджитайзер (бампер), под которым глубоко утопленный в металлический фрейм экран (каркас). Что обеспечивает не менее надёжную защиту и с фронта
— «Но где обещанный итог, почему про качество сборки опять ни слова?»
Потому что про него буквально нечего сказать. Оно стандартное.
И казалось бы, выбраны продуманные, эффективные и надёжные инженерные решения. Они делают консоль практически не убиваемой, не смотря на особенности Tegra X1 и сценарии использования хэндхэлдов.
Но. Как можно было понять из описания, вся эта конструкция-бутерброд в другом бутерброде, целенаправленно спроектирована так, чтобы люфтить, проминаться при нажатиях и быть в целом подвижной. Чтобы слои бутерброда имели определённую степень свободы и могли немного смещаться друг относительно друга.
Это суть концепции пластикового бампера вокруг металлического каркаса. И да, вы правильно поняли, это одновременно ещё и суть большинства претензий к т. н. «качеству сборки». Потому что данные инженерные решения записываются в проблемы сборки и «качества материалов» — «ваша сборка мерде, китайский подвал, хуже Xiaomi, PSP лучше».
Вывод:
Конструкция Nintendo Switch сугубо практична и утилитарна. Пластиковый бампер будет люфтить и будет ограниченно подвижным (степень значимости и заметности сего процесса вопрос дискуссионный), он именно для этого и предназначен.
Поэтому если для вас это так уж критично, то стоит выбрать себе другое устройство, с менее практичной и менее утилитарной конструкцией, которое в меньшей степени ориентировано на выживание в любых, самых агрессивных условиях.
- Искать Nintendo Switch с мифическим удачным качеством сборки бессмысленно. Если вам не попадётся брак, то сборка будет стандартной.
- Ждать, что Nintendo наплюёт на целесообразность с практичностью и выпустит на массмаркет устройство, способное сдохнуть от броска на кресло, бессмысленно. Вряд ли получится дождаться.
Возможно, на такое устройство бы нашлись несколько сотен тысяч покупателей, но ради таких продаж Nintendo, как и любой другой производитель консолей, даже не почешется.
⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀К оглавлению
Не подмажешь — не поедешь
Или рельсы, рельсы, шпалы, шпалы, ехал джойкон запоздалый.
И джойкон действительно едет. Свободно и непринуждённо. По направляющим. Внутри рельсы. Причём делает он это без смазки.
— «Но как же он тогда это делает?»
Элементарно. При наличии небольшого зазора между двумя деталями, одна из которых входит внутрь другой, смазка не нужна, если трущиеся поверхности достаточно гладкие.
А если эти детали ещё и сделаны из материалов с разной твёрдостью, то даже сильный удар всего лишь вырывает одну деталь из другой и не ломает всю конструкцию.
— «Но как же тогда джойкон, будучи вставленным в рельсу, удерживается в ней?»
Его удерживает небольшая защёлка в виде куска пластика на пружине.
Пружина заставляет кусок пластика выпирать из корпуса. При скольжении джойкона вниз, в конце пути защёлка вдавливается в джойкон направляющей рельсы, имеющей промежуток, в который кусок пластика и выдавливается пружиной. Так джойкон оказывается заблокирован в рельсе.
Разблокировка производится кнопкой, которая при нажатии давит на этот подпружиненный кусок пластика и прячет его в джойкон.
— «Почему бы не сделать и защёлку, и часть джойкона, ездящую в рельсе, металлическими?»
Простой ответ:
- Потому что вряд ли кто-то захочет носить с собой баночку с маслом для смазывания консоли или слушать металлический лязг, вихляя джойконами из-за зазоров в несколько миллиметров.
Сложный ответ:
- Джойконы прекратят играть роль бампера и вылетать при ударах.
- Скольжение двух металлических деталей, одна из которых вставляется в другую, возможно на нормальном уровне или при наличии смазки, или при наличии совсем уж огромных зазоров между этими двумя деталями.
- Металлическая защёлка без смазки будет работать плохо по той же причине.
- Так можно повысить износостойкость конструкции рельса-джойкон, но износостойкость самого джойкона и консоли при этом понизится.
- Фактор веса играет роль, хоть и не основополагающую.
- Звуки лязга металла о металл режут слух и мешают окружающим. Но могут прийтись по вкусу фантам индастриал-музыки.
В итоге, было выбрано самое логичное и эффективное решение. Сочетание металла и пластика, где металл это рельса, а пластик это джойкон.
Важно понимать, что трущиеся подвижные части это в любом случае расходник. Они изнашиваются со временем. И логично, что на роль расходника был выбран именно джойкон, а не консоль. Консоль изнашивает джойкон, а не наоборот.
При этом стоит помнить, что ремонтопригодность Nintendo Switch в целом и джойконов в частности находится на высоком уровне. Всю конструкцию постарались сделать настолько модульной, насколько это возможно. Поэтому на самом деле расходником является не сам джойкон, а только та его часть, которая ходит внутри рельсы. Эта часть сделана в виде отдельного, легко заменяемого модуля.
— «Так в чём же снова проблема? Где тут опять то самое качество сборки?»
В том же самом, в чём и раньше. Инженерное решение, использующееся в соединении джойконов с консолью, эффективное и продуманное. Но оно тоже целенаправленно спроектировано так, чтобы люфтить и быть подвижным.
Наличие же трущихся подвижных частей усугубляет ситуацию многократно. Металлические рельсы и пластиковые части джойконов не производятся с микронными допусками. Их размеры варьируются, что обеспечивает разную надёжность крепления джойкона в рельсе. Первые -дцать циклов процесса движения джойкона в рельсе обеспечивает, во всяком случае. Спустя эти циклы мягкий пластик стирается и приминается, а вся конструкция приходит в своё стандартное состояние.
Вывод:
Если вы любите носить с собой маслёнку или вам нравится приятный скрежет металла по металлу, то вы выбрали неправильное устройство. Конструкция соединения джойконов с консолью сугубо практична и утилитарна, как и конструкция самой консоли. Она будет изнашивать модуль соединения у джойконов, благодаря наличию подвижных трущихся частей, но не будет изнашивать консоль.
- Перебирать консоли, выбирая экземпляры с более тугим ходом джойконов, бессмысленно. Они все в итоге придут к одному знаменателю в силу своей конструкции.
- Ждать, что Nintendo выпустит устройство для фанатов индастриал-музыки или людей, у которых есть маслёнка и они не боятся ей воспользоваться, ещё более бессмысленно.
⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀К оглавлению
Nani?! Kansei dorifto?!
Что такое потенциометр?
- Это просторечное название переменного резистора, используемого в качестве делителя напряжения электрического тока.
Что такое резистор?
- Это элемент электрической цепи, у которого есть определённое электрическое сопротивление (возможно, переменное).
Почему нас это интересует?
- Потому что в модулях джойстиков у геймпадов используются потенциометры.
Для чего потенциометры используются в конструкции модулей джойстиков?
- Для того, чтобы программная часть консоли могла знать, как и куда отклонена шляпка стика.
- При отклонении шляпки стика происходит вращение ручек двух потенциометров, встроенных в его модуль. Параметры электрического тока изменяются и благодаря мониторингу их величины, программная часть консоли знает, как и куда отклонена шляпка стика. Потому что в программной части записаны параметры электрического тока, которые соответствуют определённым положениям шляпки стика в пространстве.
- Двух потенциометров, регистрирующих движение шляпки стика по двум осям, вполне достаточно для точного определения её положения в пространстве.
Что такое «дрифт» стика?
- Это несоответствие параметров электрического тока, вызываемых реальным положением шляпки стика в пространстве, тем значениям параметров электрического тока, которые в программной части консоли такому положению шляпки стика соответствуют.
- Данный дефект вызывает неправильную обработку команд игрока видеоигрой, подаваемых ей с помощью движений стика.
Почему возникает «дрифт» стика?
- Потенциометры со временем изнашиваются и начинают выдавать параметры электрического тока, не соответствующие тем значениям, которые записаны в программной части консоли.
- Другие подвижные части модуля джойстика, обеспечивающие движение шляпки и ручек потенциометров, разрушаются, из-за чего оси вращения искажаются, а ручки потенциометров начинают поворачиваться на неправильный градус, который выдаёт параметры электрического тока, не соответствующие записанным в программной части консоли значениям.
- И другие, менее распространённые причины.
Как можно исправить «дрифт» стика?
- Программно. Заново откалибровав стик и записав в программную часть консоли новые значения параметров электрического тока, соответствующие реальному положению шляпки стика в пространстве. Помогает не всегда, а если и помогает, то обычно ненадолго.
- Аппаратно. Заменив или потенциометры (сложно и нецелесообразно, да и помогает не всегда), или весь модуль стика целиком.
Это был скучный ликбез. Но он необходим для базового понимания устройства модуля джойстика.
- Его ирония заключается в том, что в случае с джойконами, нас не интересуют классические полноразмерные потенциометры. Модули джойстиков у джойконов слишком маленькие и низкопрофильные, установить такие потенциометры в них не представляется возможным.
Что же тогда используется в модулях джойстиков у джойконов?
- Тонкая плёнка с нанесённым на три её участка резистивным веществом.
- По этим участкам при движении шляпки стика перемещаются две металлических щётки. Получаются те же самые две оси и такой себе потенциометр.
В чём проблема данной конструкции и почему стики у джойконов дрифтят условно чаще, чем у других геймпадов?
- Проблема в том, что металлические щётки постепенно срезают резистивное вещество, из-за чего параметры электрического тока начинают плыть и не соответствовать тем, которые записаны в программной части консоли.
- Полезная площадь участка, на который нанесено резистивное вещество, очень небольшая. И даже она используется неэффективно, щётки ходят лишь по очень небольшому и узкому отрезку этого участка.
- Стёртое щётками в порошок резистивное вещество может на эти самые щётки налипать, что также заставляет параметры электрического тока плыть.
- Нажатие на стик, в силу конструкции модуля, выгибает его металлическое дно, на котором и лежит плёнка. Это изменяет расстояние между частями щёток и силу их прижима к участкам плёнки с резистивным веществом, что тоже заставляет параметры электрического тока плыть.
Да, та самая бумажка, подложенная под модуль джойстика, действительно помогает, потому что мешает выгибаться металлическому дну. - Дополнительно стоит отметить, что такие низкопрофильные модули джойстиков менее точные и имеют короткий ход.
Почему Nintendo не использовала другие, более надёжные модули для стиков? Возможно даже с другой конструкцией.
- Потому что их просто нет на рынке. Все модули джойстиков почти для всех геймпадов производит одна компания. И имя ей ALPS.
- ALPS является своеобразным монополистом на рынке потенциометров. Её продукция используется везде. В медицинском оборудовании. В промышленном оборудовании. В геймпадах игровых консолей. В премиальном аудио-оборудовании, которое стоит десятки тысяч долларов. И т. д.
- И Sony, и Microsoft, и Nintendo, используют в своих геймпадах стандартные модули джойстиков от ALPS. Valve в Steam Deck и Index тоже использует те же самые стандартные модули джойстиков от ALPS.
Для низкопрофильных модулей ALPS гарантирует время жизни, равное 1.000.000 циклов движения шляпки. Именно такие модули используются в джойконах.
- Для стандартных модулей с полноразмерными потенциометрами, которые используются в большинстве геймпадов, ALPS гарантирует время жизни, равное 2.000.000 циклов движения шляпки. Не намного-то и больше.
Выводы:
Модули джойстиков у джойконов менее точны и в 2 раза менее надёжны, чем модули джойстиков у геймпадов других консолей. И у них нет более точной и надёжной альтернативы на рынке.
Все их недостатки являются конструктивными и к качеству сборки отношения не имеют.
Однако, существует альтернатива оригинальным джойконам — джойконы от сторонних производителей, в которых используются стандартные модули стиков.
- Все модули джойстиков это расходники. Даже самые надёжные. С этим можно только смириться.
- Изменить надёжность модулей джойстиков у джойконов невозможно, не увеличив размер самих джойконов. На что Nintendo не пойдёт.
- Постгарантийная замена модулей джойстиков джойконов проста и не требует квалификации, потому что модули не распаяны на плате, в отличие от других геймпадов, они подключены к разъёмам шлейфами.
⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀К оглавлению
Вместо эпилога или «о дорогих и дешёвых материалах»
Меня тяжело чем-то удивить или развеселить. Когда менеджеры Bowers & Wilkins начинают рассказывать о том, какой шпон и какой металл использован в акустической системе, чья цена равна совокупной стоимости примерно 150 консолей Nintendo, я не смеюсь.
Когда менеджеры другой не менее известной компании начинают рассказывать про корпус из каррарского мрамора, инкрустирование розовым золотом и дизайн-проект от человека с итальянской фамилией, я тоже не смеюсь, нет.
Я смеюсь тогда, когда начинают всерьёз рассказывать о том, что вот у этого устройства с массмаркета пластик «дорогой» (заходи, дорогой, гостем будешь), а вот у этого «дешёвый» (когда лак у Ktêma оказался палёным). Грешен, каюсь. Но меня можно понять и простить, ведь добиться внятного ответа на простой вопрос о том, по каким параметрам отличаются данные сорта пластика друг от друга — в каких частях Тосканы и в какое время года они произрастают — мне от этих странных рассказчиков так ни разу и не удалось.
На самом же деле, если отставить иронию в сторону, то нужно помнить, что цена производства и закупки пластика определяется многими факторами, включая: цвет, толщину, текстуру, твёрдость, упругость, покрытие. И узнать эту самую цену, не имея на руках производственных документов, не представляется возможным.
Качество пластика же определяется банально — сильным ударом кулака по испытываемой детали и проверкой на сжатие всё тем же кулаком.
И конечно с качеством пластика у Nintendo Switch нет проблем. Оно довольно высокое — корпус спокойно выдерживает сильные удары и падения на асфальт, не трескаясь и не раскалываясь при этом.
⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀К оглавлению
Ничего не понял, но очень интересно
Это типа "разъеб" @Nahtigаlka-skamaz и @Letmelive по поводу сборки Сыча?
Это самый большой акт damage control в ответ на действительно правдивые слова про низкое качество сборки из дешевых и ненадежных материалов Nintendo Switch. На фоне настоящих премиум консолей, вроде PS5/XSX, это выглядит суперкринжово.
Подытожим: качество просто охуенное, а стики дрейфуют потому что ты испытываешь недостаточно священного трепета от обладания этим шедевром.
Качество чего, лол? Сферических коней в вакууме?
а стики дрейфуют потому чтоПотому что они низкопрофильные и маленькие. А маленькие и низкопрофильные джойстики ненадёжные и не очень точные. Других джойстиков со схожим размером у ALPS нет. Альтернатив ALPS нет.
И именно для этого есть гарантия. Теперь аж два года.
ПодытожимЭто было подытоживание разве что каких-то странных фантазий, не имеющих никакого отношения к моему тексту.
И конечно с качеством пластика у Nintendo Switch нет проблем. У людей чаще всего претензии не к качеству пластика, а к:
1. Качеству джойконов
2. Люфту в месте соединения джойконов с консолью
3. Качество экрана
Сборка самого «планшета» как раз нормальная
Ну тут уж кому как. Мне например упорно рассказывали именно про пластик и планшет.
Что касается качества джойконов, то кроме проблемных низкопрофильных стиков с прогибающимся дном и дрифтом, я не особо понимаю, что там в этом качестве особенного.
Что касается люфта, то это собственно суть конструкции из мягкого пластика и металлической рельсы.
Качество экрана никакое. Не хуже и не лучше, чем у аналогов. Ну а OLED это уже сугубо на личный вкус, да, я например OLED не приемлю.