Защищенные компьютеры находят применение в авиационной, морской, военной, космической промышленности, в работе коммунальных и охранных служб (пожарная охрана, органы правопорядка, скорая помощь и т.д.). Пользователи-экстремалы, значительную часть времени работающие в полевых условиях (от ботаников до нефтяников), а также путешественники используют ноутбуки и КПК с защитой от воздействий агрессивной окружающей среды.
Защищенные ноутбуки
Практически вся компьютерная техника, которую используют в обычных условиях – от карманных компьютеров до стационарных ПК и всевозможной «периферии», – имеет защищенные аналоги. Наиболее популярным классом защищенных устройств являются ноутбуки. Кроме того, для них обычно разрабатываются наиболее интересные технические решения, позволяющие находить компромисс между высокой степенью защиты и удобством использования. Даже обычные бизнес-модели имеют упрочненный, часто полностью или частично металлический корпус и усиленное шасси (поэтому они и стоят дороже, чем обычные ноутбуки).
Подготовка мобильного ПК для работы в тяжелых условиях основывается на одном-единственном принципе: использовать максимально качественные электронные компоненты и заключать их в корпус, способный обеспечить «контролируемую среду», – попросту говоря, безопасные условия для работы «внутренностей». А вот реализация этого принципа может довольно сильно различаться в зависимости от природы потенциально травмирующих факторов.
Защита от вибрации и ударов
От падений и ударов электронная техника может повредиться: деформация и повышенное ускорение приводят к механической поломке комплектующих, размыкаются электрические контакты, возникают микротрещины, которые со временем расширяются и приводят к выходу из строя отдельных компонентов.
Для защиты от ударов в компьютерах используют следующие технические решения, которые могут применяться как вместе, так и по отдельности: компьютер «упаковывают» в корпус из прочных, мало деформирующихся при ударе материалов: металла, углепластика и т.д. – чем меньше корпус деформируется, тем меньше вероятность механического воздействия на комплектующие. Экран покрывают защитным слоем (это может быть как стекло повышенной прочности, так и прозрачный пластик) и заключают в противоударную раму.
Важные компоненты закрепляют на вставках из резины или аналогичного по свойствам материала, которые смягчают удары по корпусу и не передают их «внутренностям». Иногда мягкие, гасящие удары вставки размещают не только внутри корпуса, но и на его поверхности. Особенно опасны внешние механические воздействия – толчки, вибрация и т.д. – для компонентов, использующих подвижные детали, в первую очередь для жесткого диска. Поэтому в защищенных ноутбуках винчестер закрепляется в гасящей сотрясения раме или заменяется на твердотелый SSD-накопитель. Усиливают также разъемы и места пайки компонентов. Иногда разъемы даже заливают клеем, принося ремонтопригодность в жертву надежности.
Защита от влаги
Жидкость может проникнуть внутрь корпуса компьютера через отверстия для охлаждения или стыки панелей. Попадание воды не только приводит к короткому замыканию электрических цепей, но и вызывает коррозию (именно поэтому, например, телефон-«утопленник» не достаточно просушить от влаги, его необходимо отнести в сервисный центр для дополнительной обработки).
Для защиты от попадания жидкости необходимо уплотнить швы между панелями корпуса ПК с помощью резиновых прокладок, оснастить разъемы плотно прилегающими заглушками, подложить под клавиатуру специальную пленку.
| Модели защищенных ноутбуков Dell Latitude D630 XFR Первый полностью защищенный ноутбук компании Dell позиционируется как устройство для самых суровых условий: военных и промышленных нужд, работы на строительных объектах, в службах охраны и т.д. Производитель разработал для Latitude D630 XFR высокотехнологичный корпус, который защищает чувствительную электронику от ударов и падения с высоты до 1 м. Ноутбук может безотказно работать при температуре от -29 до 60°C и относительной влажности воздуха до 95%. При этом устройство получилось очень дорогим (от 128 тыс. руб.), громоздким (толщина – больше 6 см) и тяжелым (около 4 кг). Panasonic Toughbook CF-30 Защищенная модель Panasonic обладает чрезвычайно ярким сенсорным дисплеем, а вот степень защиты от температуры и влажности у него чуть ниже, чем у ноутбука Dell, да и «железная» начинка не столь хороша: менее производительный процессор и дисплей меньшего размера (13,3 против 14 дюймов). Продается защищенный ноутбук Panasonic примерно за те же деньги – 130 тыс. руб. |
При этом полностью водонепроницаемый ноутбук делать нецелесообразно: он будет слишком неудобным, фактически непригодным для использования и невероятно дорогим. Ноутбуки, способные работать под водой, создают исключительно по специальным заказам, модели для массового рынка имеют только влагозащитные корпуса, то есть предохраняют аппарат от капель и струй воды (например, дождя) или повышенной влажности воздуха.
Защита от пыли
Герметизация корпуса – пусть даже неполная – обеспечивает защиту не только от воды, но и от пыли. Даже в домашних условиях пыль может помешать нормальной работе компьютера: забиваясь во внешние разъемы, она нарушает контакт с подключенными устройствами, засоряет систему охлаждения и вызывает перегрев всей системы. Иногда в защищенных ноутбуках для системы охлаждения вообще не предусмотрено отверстий, а тепло выводится через корпус устройства.
Защита от экстремальных температур
Компьютерная техника рассчитана на работу в достаточно узком диапазоне температур.
Если температура опускается ниже критической границы, снижается эффективная емкость аккумулятора (сильный холод может даже привести его к выходу из строя) и нарушается работа жесткого диска.
Высокая температура оказывает такое же влияние на аккумулятор и винчестер, а кроме того, приводит к нестабильной работе всех полупроводниковых элементов системы – от процессора до оперативной памяти. При резких перепадах температуры компоненты остывают или нагреваются неравномерно и могут попросту треснуть (зона особого риска — места спайки). Кроме того, на внутренних поверхностях компьютера оседает конденсат, который может вызвать короткое замыкание.
Защищенные ноутбуки выдерживают воздействие температуры в диапазоне от -30 до +60 °C по Цельсию. Для работы в условиях высоких температур предусмотрены дополнительные системы охлаждения, а на морозе компьютеру приходится включать встроенный обогреватель.
Дополнительные функции защищенных ноутбуков
Полу- и полностью защищенные ноутбуки часто имеют особенности, не влияющие на защиту комплектующих, но существенно облегчающие эксплуатацию в нестандартных условиях.
1
Подсветка клавиатуры
. Такая функция будет полезна для работы в темноте на любом компьютере – как мобильном, так и стационарном. За неимением встроенного «фонарика» создать ее можно с помощью светодиодной лампы, получающей питание от USB-порта.
2
Дисплей повышенной яркости
. Такой экран обеспечит работу при ярком внешнем освещении – например, солнечном свете, способном «ослепить» экраны обычных ПК.
3
Емкий аккумулятор
. Полностью защищенные компьютеры оснащаются аккумуляторами повышенной емкости, которые позволяют протянуть на одном энергетическом «пайке» до 10 часов – в течение целого рабочего дня. Заметим, что при этом аккумулятору придется обслуживать не только стандартные, но и нестандартные компоненты – подсветку клавиатуры, нагреватель жесткого диска и т.д.
4
Информационная безопасность
. Помимо защиты от неблагоприятных условий окружающей среды, «экстремальные» ноутбуки, как правило, предоставляют еще и максимальную защиту от несанкционированного использования и постороннего доступа к данным. Обычно она обеспечивается за счет аппаратного шифрования информации на винчестере и нескольких уровней контроля доступа: пароль, сканирование отпечатков пальцев, смарт-карта и т.д. Заметим, что аналогичные защитные системы используются и в ноутбуках бизнес-класса; более того, при необходимости снабдить ими можно любой ПК.
5
Удаленное управление
. В организациях, где сотрудники работают с казенными ноутбуками, используются технологии удаленного управления, например Intel vPro. Ноутбук можно подключить к кабельной или беспроводной сети, и он будет доступен системному администратору (причем даже в выключенном состоянии – при необходимости система будет «разбужена» дистанционным способом.
Модели защищенных и полузащищенных ноутбуков
Ноутбуки, предназначенные для использования в промышленности или экстремальных природных условиях, трудно найти в свободной продаже, но обычному пользователю они и не нужны. А вот к полузащищенным компьютерам есть смысл присмотреться всем, кто берет ноутбук в турпоход, нуждается в максимальной надежности работы и хранения данных или просто хочет позволить себе отступить от правил бережного обращения с техникой, не опасаясь при этом за ее «здоровье». Полузащищенные ноутбуки представляют собой компромиссный вариант между настоящими защищенными ПК и обычными моделями: удара молотком по экрану или погружения в воду они не выдержат, но к падениям с небольшой высоты и водяным брызгам прекрасно подготовлены. Кроме того, по внешнему виду и цене они мало отличаются от «среднестатистических» мобильных компьютеров бизнес-класса.
| Модели защищенных ноутбуков Dell Latitude D630 ATG Модель Latitude D630 ATG имеет усиленное шасси и корпус, гарантирующий защиту от пыли и высокой влажности. Кроме того, ноутбук может работать при низком атмосферном давлении. Но оптический привод ПК от пыли не защищен, защиты от воды тоже нет, хотя под клавиатурой есть резиновая подложка, которая помешает жидкости, пролитой на клавиатуру, сразу проникнуть во «внутренности» ПК. Устойчивость к падениям и ударам производитель также не гарантирует, однако усиленное шасси ноутбука и металлические петли крышки обеспечивают неплохую защиту от большинства «бытовых» неприятностей. Ноутбук разрабатывался как корпоративное устройство, по этому в нем реализовано максимальное количество систем безопасности – несколько уровней защиты паролем, аппаратное шифрование данных на винчестере, сканеры смарт-карт и отпечатков пальцев. Модель ATG весит 2,87 кг без батареи (почти на килограмм больше, чем базовая модификация Dell Latitude D630) и стоит от 64 тыс. руб. Dell Latitude E6400 ATG Dell Latitude E6400 ATG – одна из новейших моделей компании Dell. От D630 ATG она отличается более современными компонентами, но имеет такой же уровень защиты. Кроме того, Latitude E6400 весит немного меньше своего «брата» (2,52 кг без батареи), а стоит ощутимо дороже – от 73 тыс. руб. |
Серии полузащищенных ноутбуков есть также у многих известных производителей компьютерной техники. К примеру, Panasonic специализируется на защищенных и полузащищенных ноутбуках. Dell постепенно выстраивает свою линейку аналогичных продуктов – пока она состоит всего из нескольких полузащищенных моделей бизнес-машин и полностью защищенного Latitude D630 XFR. Hewlett-Packard тоже недавно представила серию бизнес-ноутбуков с дополнительной защитой.
| Стандарты защищенности Для оценки степени защиты ноутбуков чаще всего используются два стандарта: военный MIL STD 810F и промышленный IP. Американский военный стандарт MIL STD 810F является наиболее универсальным и предусматривает оценку устройств по многим параметрам. ■ Работоспособность при пониженном давлении. ■ Способность работать на морозе и при жаре, переносить резкую смену температуры. ■ Работоспособность в обледенелом состоянии. ■ Работоспособность под дождем, при повышенной влажности воздуха. ■ Работоспособность при повышенной концентрации в воздухе песка и пыли. ■ Устойчивость к соляному туману ■ Устойчивость к образованию грибкового налета. ■ Устойчивость к резким перемещениям, ударам и вибрации. Кроме того, в ходе тестирования по стандарту MIL STD 810F устройство проверяют на взрывоопасность. Но несмотря на такое количество строгих тестов, стандарт очень гибкий и позволяет сертифицировать ноутбук, даже если он удовлетворяет не всем требованиям. Обычные коммерческие модели защищены только от пыли, влажности, вибрации и низкого давления. Кроме того, совместимость с MIL STD 810E зачастую не распространяется на оптический привод. Система IP определяет степень защиты оборудования в соответствии с международным стандартом IEC 60529 (он же DIN 40050 и ГОСТ 14254). Этот стандарт позволяет оценить только уровень защиты от проникновения пыли и воды внутрь корпуса устройства. Устройства, прошедшие соответствующие тесты, маркируются ярлыком IP12. Первая цифра обозначает степень защиты от пыли, вторая — от жидкости. Если один из тестов не проводился, вместо цифры ставится «х». К примеру, ноутбук Dell Latitude E6400 ATG имеет рейтинг IP5x, говорящий о том, что защитой от жидкости он не оснащен, но защищен от пыли. |
Во второй части статьи мы познакомим вас с защищенными КПК, телефонами и стационарными компьютерами.
%%%
Защищенные КПК и планшетные компьютеры
Карманные компьютеры и планшетные ПК гораздо проще обезопасить от неаккуратного обращения и травмирующих воздействий окружающей среды, чем ноутбуки. Эти устройства куда более устойчивы к ударам и падениям, так как в них используется минимальное количество подвижных деталей. Комплектующие «наладонников» и «планшетов» не предполагают замены и прочно закреплены, что также повышает прочность конструкции и позволяет сконструировать корпус, обладающий минимальным количеством деталей и швов.
Если у защищенного КПК есть клавиатура, она, как правило, покрыта резиной. Среди ноутбуков резиновой «клавой» оснащаются только самые «экстремальные» модели, потому что ею будет крайне неудобно пользоваться – каждое нажатие потребует дополнительных усилий. Компактные же устройства чаще используются для отображения информации, нежели для ее ввода, а основным органом управления является сенсорный экран, поэтому удобством в работе можно пожертвовать в пользу более надежной защиты от попадания жидкости.
| Защищенный КПК TDS Ranger 500X Ranger 500X от компании Tripod Data Systems, заключенный в корпус из углепластика со стальной рамой внутри, полностью защищен от ударов. Кроме того, устройство может «прожить» три часа под водой. Массивная батарея обеспечивает до семи дней работы без подзарядки. Управлять КПК можно с помощью сенсорного экрана, но основным устройством ввода является клавиатура с резиновым покрытием. «Начинка» Ranger 500X практически не отличается от обычных карманных компьютеров: в наличии процессор Intel PXA270 с частотой до 520 МГц и оперативная память объемом 64–128 Мб (в зависимости от модификации). В качестве операционной системы используется Windows Mobile 5.0. Устройство с максимальной конфигурацией продается по шокирующей цене – $3,5 тыс. |
Кроме того, защищенные КПК нередко оснащаются такой емкой батареей, которая позволяет устройству проработать без подзарядки до недели! Но все это, разумеется, значительно увеличивает его вес и цену.
Карманными компьютерами такие устройства можно назвать лишь условно: защищенные КПК весят более 500 г и имеют внушительные размеры. Опознать в защищенном КПК родственника обычного «карманника» позволяет только операционная система, в качестве ко торой выступает Windows Mobile. Защищенные КПК используются в основном на производстве или в экспедициях.
Защищенные телефоны
Мобильные телефоны тоже оснащаются защитой от «травмирующих» эффектов неаккуратного обращения и воздействий агрессивной природной среды, но к защищенным «трубкам» предъявляются менее жесткие требования, чем к компьютерам того же класса. Дело в том, что бескомпромиссно надежная защита ограничит удобство использования «мобилы». Например, телефон очень трудно сделать водонепроницаемым (одно из редких исключений – «трубка» G’zOne Type-R компании Casio Computers). А вот работать под дождем или при повышенном содержании пыли в воздухе защищенные телефоны могут. Для этого используются уже знакомые читателю технологии: все разъемы устройства оснащаются резиновыми заглушками, уплотняются стыки панелей корпуса, а клавиатура покрывается резиновой пленкой. От ударов телефон защищается металлическим каркасом и резиновыми демпфирующими вставками в корпусе. Расплатой за такую «броню» становится значительное увеличение габаритов и веса телефона. Отличительные особенности телефонов для экстремалов включают очень громкий звонок, который можно услышать в грозу или снежную бурю, и специализированные «туристические» функции: фонарик, термометр (и даже барометр) и т.д. Для того чтобы упростить взаимодействие с устройством в экстремальных условиях, может быть увеличен размер шрифтов, используемых в графическом интерфейсе. Не помешает и GPS-навигация.
А вот многих функций, характерных для обычных «трубок», защищенные модели нередко бывают лишены. В них используется простой, но максимально надежный «софт», который обеспечивает лишь базовую функциональность для голосовой связи. Дисплеи – небольшого размера (как следствие – с довольно низким разрешением), что снижает вероятность повреждения от удара. Исключение составляют лишь защищенные коммуникаторы с операционной системой Windows Mobile – они сочетают в себе широкую функциональность с высоким уровнем защиты от травмирующих воздействий.
«Тепленькое местечко» между «экстремальными» и обыкновенными мобильными телефонами занимают спортивные «трубки». Они не обладают столь серьезной защитой, как «экстремалы». Максимум, на что можно рассчитывать, – это прочный, часто прорезиненный корпус (или чехол) с заглушками на разъемах. Зато такие модели стоят куда дешевле настоящих защищенных телефонов и оснащаются специализированным программным обеспечением, призванным сделать спортивные занятия более удобными. Это может быть шагомер (нередко – с функцией калибровки и ведения журнала), счетчик расхода калорий, дневник силовых упражнений или даже медиаплеер, подбирающий под темп занятий подходящую музыку.
Дополнительные аксессуары позволяют закрепить спортивную «мобилу» на велосипедном руле или плече спортсмена. А вот с привычными мультимедийными функциями у спортивных моделей бывает негусто: примитивная камера без вспышки, небольшой дисплей.
Защищенные стационарные компьютеры
В отличие от «наладонников», планшетных ПК и ноутбуков, защищенные стационарные компьютеры не предназначены для частого «переезда» с места на место, поэтому в них, с одной стороны, можно «внедрить» самые надежные способы защиты и обеспечить более высокую устойчивость к неблагоприятным факторам, с другой – пренебречь защитой от тех воздействий, которые не будут угрожать компьютеру в том месте, где он будет «проживать». Например, если машина установлена в горячем цеху, достаточно будет только обезопасить ее от высокой тем пературы, а без водонепроницаемого корпуса и защиты от пыли можно обойтись. Помимо промышленности, защищенные стационарные ПК находят место и в «обычной жизни». Большинство наших читателей не раз пользовались такими компьютерами – например, банкоматами или всевозможными платежными терминалами.
В них используется почти такое же «железо», как и в стандартных «персоналках» (только менее мощное и с урезанными функциями), а в качестве операционной системы выступает Windows CE или привычная Windows XP. Отличия платежных терминалов от обычных ПК заключаются в прочном, антивандальном корпусе со встроенной «кассой» и приемником денег, сенсорном экране и специальной программной оболочке, ограничивающей функции компьютера приемом платежей и выдачей денег.
Компактные защищенные ПК
От промышленного ПК, помимо устойчивости к травмирующим воздействиям нередко требуются только минимальная производительность и поддержка стандартных интерфейсов. Такой компьютер можно выполнить в компактном форм-факторе. Примером подобного устройства может служить Advantech ARK-4153. Эта небольшая коробка из алюминия содержит экономичный процессор AMD Geode, 256 Мб ОЗУ и SSD-накопитель объемом до 1 Гб. «Девайс» может подключаться к обычному монитору и колонкам, а работает под управлением операционной системы Windows CE или Windows XP Embedded. Система выдерживает температуру в диапазоне от –40 до +75° C, охлаждается через корпус, устойчива к ударам и постоянной вибрации.
| Защищенные дисплеи Мониторы, применяющиеся в военной и промышленной технике, как правило, не могут похвастаться высоким разрешением, зато защищены от травмирующих воздействий металлической рамой и покрытием из толстого пластика или противоударного стекла. Дисплеи, предназначенные для использования в небольшом помещении вместе с чувствительной электроникой, экранируются, чтобы их электромагнитное излучение не помешало работе других устройств. А корпуса некоторых промышленных LCD-мониторов позволяют монтировать их в стандартные серверные стойки и выдвигать только при необходимости. |
| Защищенные манипуляторы Устройства ввода также оснащают дополнительной защитой. Существуют как металлические антивандальные, так и водо- и пылезащищенные клавиатуры. «Клавы» с резиновым покрытием также можно причислить к классу защищенных устройств. А вот защищенные мыши встречаются редко: чаще используются тачпады или джойстики – как правило, встроенные в клавиатуру. |
