Как-то давно попалась мне на обозрение схема драйвера шагового двигателя на микросхеме LB11880, но поскольку такой микросхемы у меня не было, а двигателей валялось несколько штук, отложил интересный проект с запуском моторчика в долгий ящик. Прошло время, и вот сейчас с освоением Китая с деталями проблем нет, так что заказал МС, и решил собрать и протестировать подключение скоростных моторов от HDD. Схема драйвера взята стандартная:

Схема драйвера мотора

Далее идёт сокращённое описание статьи, полное читайте . Двигатель, вращающий шпиндель жесткого диска (или CD/DVD-ROM) - это обычный синхронный трёхфазный мотор постоянного тока. Промышленность выпускает готовые однокристальные драйверы управления, которым к тому же не требуются датчики положения ротора, ведь в роли таких датчиков выступают обмотки двигателя. Микросхемы управления трёхфазными двигателями постоянного тока, которым не требуются дополнительные датчики, являются TDA5140; TDA5141; TDA5142; TDA5144; TDA5145 и конечно же LB11880 .

Двигатель, подключенный по указанным схемам, будет разгоняться до тех пор, пока либо не наступит предел по частоте генерации VCO микросхемы, которая определяется номиналами конденсатора подключенного к выводу 27 (чем его ёмкость меньше, тем выше частота), либо двигатель не будет разрушен механически. Не следует слишком уменьшать ёмкость конденсатора подключенного к выводу 27, так как это может затруднить пуск двигателя. Регулировка скорости вращения производится изменением напряжения на выводе 2 микросхемы, соответственно: Vпит - максимальная скорость; 0 - двигатель остановлен. От автора имеется и печатка, но я развёл свой вариант, как более компактный.

Позже пришли заказанные мной микросхемы LB11880, запаял в две готовые платки и провёл тест одной из них. Всё прекрасно работает: скорость регулируется переменником, обороты определить трудно но думаю до 10000 есть точно, так как двигатель гудит прилично.

В общем, начало положено, буду думать куда применить. Есть мысль сделать из него такой же точильный диск как у автора. А сейчас тестировал на куске пластика, сделал типа вентилятора, дует просто зверски хоть на фото даже не видно как он крутится.

Поднять обороты выше 20000 можно переключением ёмкостей конденсатора С10 и подачей питания МС до 18 В (18,5 В предел). На этом напряжении у меня мотор свистел капитально! Вот видео с питанием в 12 вольт:

Видео подключения мотора HDD

Подключил ещё двигатель от CD, погонял при питании 18 В, поскольку в моём внутри шарики, разгоняется так, что прыгает всё вокруг! Жаль не отследить обороты, но если судить по звуку то она очень большая, до тонкого свиста. Куда применять такие скорости, вот вопрос? Приходит на ум мини болгарка, настольная дрель, точильный станок... Применений много - думайте сами. Собирайте, тестируйте, делитесь впечатлениями. В интернете есть множество обзоров с применением данных двигателей в интересных самодельных конструкциях. В интернете видео видел, там кулибины с этими моторами помпы мастерят, супер вентиляторы, точилки, покумекать можно куда такие скоростя применить, мотор тут разгоняется свыше 27000 оборотов. С вами был Igoran .

Как устроен жесткий диск? Какие бывают жесткие диски? Какую роль они выполняют в компьютере? Как взаимодействуют с другими компонентами? Какие параметры учитывать при выборе и покупке жесткого диска, вы узнаете из этой статьи.

НЖМД - сокращенное название от "Накопитель на Жестких Магнитных Дисках ". Так же вы встретите английское HDD - и сленговое Винчестер или сокращенно Винт .

В компьютере жесткий диск отвечает за хранение данных. Операционная система Windows, программы, фильмы, фотографии, документы, вся информация, которую вы загружаете в компьютер, сохраняется на жестком диске. А информация в компьютере это самое ценное! Если вышел из строя процессор или видеокарта, их можно купить и заменить. А вот потерянные семейные фотографии из отпуска прошлым летом или данные бухгалтерии небольшого предприятия за год не так-то просто восстановить. Поэтому надежности хранения данных уделяется особое внимание.

Почему же прямоугольная металлическая коробка называется диском? Для ответа на этот вопрос нам нужно заглянуть внутрь и узнать как жесткий диск устроен. На картинке ниже вы можете посмотреть из каких деталей жесткий диск состоит и какие функции выполняет каждая деталь Нажмите для увеличения. (Взято с сайта itc.ua)

Предлагаю так же посмотреть отрывок из передачи канала Discovery о том как устроен и работает жесткий диск.

Еще три факта которые вам надо знать о жестких дисках.

1. Жесткий диск самая медленная деталь компьютера. Когда компьютер "завис", обратите внимание на индикатор работы жесткого диска. Если он часто мигает или горит непрерывно, значит жесткий диск выполняет команды одной из программ а все остальные простаивают, ожидая своей очереди. Если операционной системе не хватает быстродействующей оперативной памяти для запуска программы, она использует место на жестком диске, что очень сильно тормозит весь компьютер. Поэтому один из способов увеличить скорость работы компьютера - увеличить размер оперативной памяти.
2. Жесткий диск так же является самой хрупкой деталью компьютера. Как вы узнали из видео, двигатель раскручивает диск до нескольких тысяч оборотов в минуту. При этом магнитные головки "парят" над диском в воздушном потоке, созданном вращающимся диском. Расстояние между диском и головками в современных устройствах составляет около 10 нм. Если в этот момент подвергнуть диск удару или тряске, головка может коснуться диска и повредить поверхность с хранящимися на ней данными. В результате появляются так называемые "badblocks " - нечитаемые области, из-за которых компьютер не может считать какой-нибудь файл или загрузить систему. В выключенном состоянии головки "паркуются" за пределами рабочей области и перегрузки от удара не так страшны жесткому диску. Делайте, пожалуйста, резервные копии важных данных!
3. Объем жесткого диска зачастую немного меньше того, который указывает продавец или производитель. Причина в том, что изготовители указывают объем диска, исходя из того, что в одном гигабайте 1 000 000 000 байт, в то время как их там 1 073 741 824.

Покупаем жесткий диск

Если вы решили увеличить объем для хранения информации в компьютере подключив дополнительный жесткий диск или заменив старый более вместительным, что вам потребуется знать при покупке?

Во-первых, загляните под крышку системного блока вашего компьютера. Вам необходимо выяснить какой интерфейс подключения жесткого диска поддерживает материнская плата. На сегодняшний день наиболее распространены стандарты SATA и отживающий свой век IDE . Их легко отличить по внешнему виду. На картинке слева показан фрагмент материнской платы, которая оснащена разъёмами обоих видов, но на вашей, скорее всего окажется один из них.

Существует три версии интерфейса SATA . Они отличаются скоростью передачи данных. SATA , SATA II и SATA III со скоростью 1.5, 3 и 6 гигабайт в секунду соответственно. Все версии интерфейсов SATA выглядят одинаково и совместимы между собой. Вы можете подключить их в любой комбинации, в результате скорость передачи данных будет ограничена более медленной версией. При этом скорость работы жесткого диска еще меньше. Поэтому потенциал быстрых интерфейсов сможет раскрыться лишь с появлением новых быстродествующих накопителей.

Если вы решили приобретать дополнительный жесткий диск SATA, проверьте есть ли у вас интерфейсный кабель как на картинке. В комплекте с диском он не продается. (Обычно они комплектуются к материнской плате.) Так же среди разъемов блока питания должен быть хотя один свободный для подключения жесткого диска или вам может понадобится переходник со старого стандарта на новый.

Теперь о самом жестком диске: Главным параметром является, конечно, емкость. Как я упоминал выше, учтите, что она окажется немного меньше заявленной. Для операционной системы и программ требуется 100 - 200 Гигабайт, что по современным меркам совсем немного. Сколько вам может понадобиться дополнительного пространства вы можете определить опытным путем. Большие объемы могут потребоваться,например, для записи видео высокого качества. Современные фильмы в формате HD достигают нескольких десятков Гигабайт.

Кроме этого среди основных параметров указывают:

1. Форм-фактор - размер диска. Диски размером 1.8 и 2.5 дюйма используются в . Для стационарного компьютера следует приобретать диск 3.5 дюйма. Разъемы SATA у них одинаковые и диск для ноутбука может работать в стационарном компьютере. Но диски маленьких размеров сделаны с упором на компактность и низкое энергопотребление, а по быстродействию уступают более крупным моделям. И стоят при этом дороже.
2. RPM - скорость вращения диска. Измеряется в количестве оборотов в минуту (RPM - сокращение от revolutions per minute ). Чем больше скорость вращения, тем быстрее диск записывает и считывает информацию. Но при этом потребляет больше энергии. На сегодняшний день наиболее распространены диски с 5400 RPM и 7200 RPM . Более низкие обороты чаще встречаются в дисках для ноутбуков, дисках большой емкости (более двух терабайт) и так называемых "зеленых" дисках, названных так из-за пониженного энергопотребления. Так же существуют жесткие диски со скоростью вращения 10000 RPM и 15000 RPM . Они рассчитаны для работы в высоконагруженных серверах и имеют повышенный ресурс надежности, но и стоят намного дороже обычных.
3. Производитель . На данный момент на рынке накопителей несколько крупных производителей. Среди них идет довольно жесткая конкуренция, поэтому качеством они ничем не уступают друг другу. Поэтому можете выбирать любое из известных имен: Hitachi, HP, Seagate, Silicon Power, Toshiba Transcend, Western Digital.

Наиболее частая причина поломки HDD - это выход из строя платы электроники.

Виды неисправностей плат можно поделить на 2 вида: электромеханические и логические. Электромеханические поломки в основном включают в себя выгорание защитных элементов в цепи питания. Происходит это, из-за так называемым тиристорного эффекта БП - при включении\выключении питания отпираются верхние и нижние ключи, и происходит резкий рост тока потребления, что приводит к “пробою” защитных элементов жесткого диска. Такие элементы либо находятся в коротком замыкании, или уходят “в обрыв”.

Симптомы проявляются следующим образом:

• При включении компьютера с подключенным к нему “сгоревшим” HDD, компьютер не включается, либо совсем не реагируя на нажатие кнопки питания
• Компьютер при включении кратковременно включается и сразу выключается. То же верно и при подключении к таком диску отдельно разъема питания от внешнего БП
• При подаче питания на жесткий диск, винчестер не подает признаков работы: не вращается шпиндельный двигатель, не слышно никаких шумов, писков и т.п.

Найти неисправность не трудно, даже если Вы впервые видели данный тип платы - они все устроены аналогично и TVS-диоды, как и защитные SMD предохранители, будут расположены недалеко от разъема питания. С помощью мультиметра проверяем эти элементы и обнаруживаем неисправный.

TVS-защитные диоды: при попадании на них импульса больше заданного, спекают анод и катод и тёмная сторона силы уходит на массу.

Для замены TVS-защитных диодов, лучше использовать заведомо исправный с донорской платы. Например, берем любую плату от Seagate 3,5 7200.7-12, WD 3,5” (любой SATA) или Samsung 3,5” SATA\IDE и находим в нужной цепи (+5 или +12 V) внешне похожий, и выпаиваем его.

Но в на самом деле жесткий диск заработает и без этих элементов. Выпаиваем, тем самым устраняем короткое замыкание и все, диск работает. Однако делать это не рекомендуем, особенно если Вы хотите сохранить информацию на HDD и не хотите полностью спалить накопитель. Без защиты на входе, винчестеру получит серьезные повреждения и простой заменой 1-2 элементов тут уже не обойтись.

После замены нужных элементов вместо сгоревших, перед тем как устанавливать плату на гермоблок и подключать питание, рекомендуется проверить по цепи питания "+5 - земля" и "+12 - земля", и внимательно осмотреть другие детали на плате HDD на предмет подгорелостей. В противном случае есть шанс спалить свежевпаянные детали при включении, а как максимум - прогорит процессор или коммутатор в гермозоне.

Проверяем не только защитные диоды около разъема питания (вверху), но и остальные элементы

П р имер платы от HDD Samsung, где пользователь решил самостоятельно устранить поломку, впаяв перемычку, и сжег процессор на PCB.

Если без диодов накопитель на свой страх и риск запустить можно, то без SMD предохранителей диск работать не будет. Замену можно найти на другой плате, и для этих целей отлично подходят WD. Такой тип защиты часто встречается на платах накопителей ноутбуков формата 2,5":

Конвертер

Конвертер можно купить (в продаже есть USB-TTL и COM-TTL) или сделать самому (привожу несколько схем ниже).

Для тех, у кого есть Arduino: соединяем GND и RESET , используем контакты RX и TX .

Для проверки схемы можно замкнуть RX и TX , - в результате все, что мы введем, должно вернуться.

Подключение

Подключаем RX и TX , как на рисунке ниже, отключаем SATA-кабель, подключаем питание.

Для работы с COM-портом я использовал PuTTY , с задачей также отлично справится ваша любимая программа. Итак, открываем PuTTY, выбираем тип подключения Serial , вводим порт и остальные настройки:

Speed	38400
Data Bits	8
Stop Bits	1
Parity	None
Flow Control	None

Открываем окно терминала, нажимаем Ctrl+Z и видим приглашение:
F3 T>
Чтобы увидеть список команд и описание к ним для вашего жесткого диска, необходимо ввести /C , а затем Q .

Восстановление

Пришло время приступить к восстановлению.

Важно : соблюдайте регистр при вводе команд!

1. Перейдем на уровень 1, введя /1
2. Очистим S.M.A.R.T. командой N1
3. Выключаем питанием и ждем, когда остановится двигатель (~10 сек)
4. Включаем питание и снова нажимаем Ctrl+Z
5. Очищаем список bad-блоков: вводим i4,1,22
6. Повторяем пункты 3-4
7. Вводим в консоли: m0,2,2,0,0,0,0,22 (для жестких дисков «Made in China» - m0,2,2,22 )
8. Переходим на уровень 2: /2
9. Останавливаем двигатель: вводим Z
10. Выключаем питание

После всех манипуляций жесткий диск стал определяться в BIOS. Чтобы не столкнуться с проблемой снова, обновите ПО у винчестера. Эта процедура совсем проста: с сайта производителя скачивается загрузочный образ, который записывается на болванку. Далее - загрузка и обновление прошивки в пошаговом режиме, просто следуйте инструкциям на экране.

Сейчас я описал ситуацию, когда все работает, как надо, но так получается редко. В процессе восстановления возникло несколько трудностей, с которыми, я уверен, вам тоже предстоит столкнуться. Поэтому, все у кого что-то не получилось, ищите решение в последнем разделе этой статьи.

О том, что осталось за кадром

Поскольку эта статья - результат собственных экспериментов, основаных на различных материалах по восстановлению HDD, далее я опишу те проблемы, с которыми столкнулся сам.

Проблема	Решение
Шум в консоли	Подключите контакт GND к «земле» на блоке питания. Я использовал провод от клавиши включения. Также вытяните джампер SATA I из жесткого диска.
На экране после нажатия Ctrl+Z ничего не появляется	Скорее всего, неправильно подключены RX и TX .
При первом включении появляется ошибка LED:000000CC FAddr:0025BF67 или LED:000000CC FAddr:0024A7E5	Сначала попробуем отключить головки. Для этого откручиваем плату (заодно можно и почистить контакты ластиком: у меня там было очень много грязи), подкладываем изолятор (бумага, изолента и т.д.) на контакты, ведущие к головкам, и обратно прикручиваем плату (не всеми винтами, а так, чтобы было питание на мотор). Включаем питание, нажимаем Ctrl+Z , вводим /2 , потом Z . Ждем сообщение об успешной остановке. Spin Down Complete Elapsed Time 0.138 msecs Не отключая питания, откручиваем плату, достаем наш изолятор и прикручиваем обратно плату, вводим команду запуска двигателя: U . Если не помог метод отключения головок, нужно замкнуть контакты на плате острым пинцетом или тонким проводком. На фото (доступны по ссылкам ниже) показаны точки замыкания на разных жестких дисках.

Жёсткий диск состоит из двух основных частей: гермоблока и контроллера.

Рисунок 1 – блок – схема жесткого диска

Рисунок 2 – Основные элементы конструкции жесткого диска

1.2. Устройство жесткого диска

Весь винчестер, как устройство, делится, как мы отметили, на две крупные составляющие: плату электроники и гермозону или «банку», внутри которой уже находятся магнитные диски, блок магнитных головок, шпиндельный двигатель.

Рисунок 3- Внешний вид жесткого диска фирмы MAXTOR

1.3. Плата электроники (контроллер)

Плата электроники или контроллер на жестком диске, по сути, маленький компьютер.

Рисунок 4 - Внешний вид платы электроники (контроллера) жесткого диска фирмы MAXTOR

На плате у современных винчестеров можно найти процессор, память (ОЗУ), ПЗУ. Процессор занимается обработкой полученных с головок данных и преобразованием их в понятный компьютеру «язык» - ATA стандарт. Делает он это, как и компьютер в оперативной памяти ОЗУ. ПЗУ нужно для старта, как БИОС на материнской плате. Чем занимается микросхема управления двигателем понятно из её названия. При включении плата контроллера считывает служебную информацию и если она корректна, то жесткий диск начинает работу. Но что делать, если плата электроники выходит из строя и, как следствие, нет доступа к документам, фотографиям и пр., ведь жесткий диск сломался?

Конечно же, появляется желание поменять эту злополучную плату на аналогичную от жесткого диска «донора», ведь они так похожи, и считать свою информацию. Но не все так просто, как кажется на первый взгляд. Как известно прогресс не стоит на месте, и производители жестких дисков постоянно усовершенствуют свою продукцию, вносят изменения в технологию изготовления жестких дисков и, как следствие, появляются новые линейки моделей винчестеров, которые отличаются плотностью записи, прошивкой, конструкцией отдельных узлов, схемотехникой платы электроники. Именно по этой причине на большинстве жестких дисках контроллеры имеют тонкие настроечные параметры и не взаимозаменяемы.

Следовательно, вывод: не обладая полной информацией о взаимозаменяемости контроллеров на жестких дисках, неквалифицированные самостоятельные попытки восстановления данных в случае замены платы электроники могут не только усугубить причину поломки, но и значительно снизить шансы на успешное восстановление информации с НЖМД.

Сноска:

Контроллеры жестких дисков

Рисунк 5 - Контроллер

Собственно контроллер накопителя физически расположен на плате электроники и предназначен для обеспечения операций преобразования и пересылке информации от головок чтения/записи к интерфейсу накопителя. Часто, контроллером называют интерфейс накопителя или интерфейс ПК с накопителем, что, в общем, не верно.

Контроллер жестких дисков представляет собой сложнейшее устройство - микрокомпьютер, со своим процессором, ОЗУ и ПЗУ, схемами и системой ввода/вывода и т.п. Однако, в большинстве случаев, производители размещают их в одном или двух микрочипах.

Контроллер занимается множеством операций преобразования потока данных. Так как длина дорожек неравна, данные на различные дорожки необходимо записывать неравномерно. Это становится проблемой, по сравнению с гибкими дисками, для носителей с высокой плотностью записи (число дорожек более 1000). Простые контроллеры, как правило, записывают одно и тоже количество информации на каждую дорожку, независимо от ее длины. Для этого контроллер упаковывает данные более плотно, начиная с определенной по счету дорожки. Цилиндр (в случае большего, чем один диск, все дорожки, находящиеся одна под другой, называются цилиндром), с которого начинается более плотная упаковка данных, называется цилиндром начальной прекомпенсации (Starting Cylinder for Precompensation - SCP). Для компенсации искажения информации при чтении, запись данных производится с предварительным смещением битов, которое учитывает искажения.