Автор работы: Пользователь скрыл имя, 02 Июля 2015 в 09:09, реферат
Современный термин "Мехатроника" ("Mecha-tronics"), согласно японским источникам, был введен фирмой Yaskawa Electric в 1969 г. и зарегистрирован как торговая марка в 1972 г. Это название получено комбинацией слов "МЕХАника" и "ЭлекТРОНИКА". Объединение этих понятий в едином словосочетании означает интеграцию знаний в соответствующих областях науки и техники, которая позволила совершить качественный скачок в создании техники новых поколений и производстве новейших видов систем и оборудования. Интеграция электромеханики и микроэлектроники привела к появлению комплектных интегрированных мехатронных модулей движения рабочих органов и узлов машин, а также создаваемого на их основе оборудования.
Внешний источник энергии:
Основным источником энергии винчестера является блок питания компьютера. На жесткий диск через стандартный разъем подаются напряжения +5 и +12 В.
Внутренний источник энергии:
При внезапном отключении внешнего питания очень важно не повредить имеющуюся на диске информацию. Для этого необходимо заблокировать подачу тока записи в магнитные головки и переместить их в посадочную зону. Источниками энергии при этом являются либо оставшийся заряд конденсаторов на плате электроники, либо работа электродвигателя привода шпинделя в режиме генератора.
Работа винчестера.
При включении питания микропроцессор винчестера выполняет тестирование электроники, после чего выдает команду включения шпиндельного двигателя. При достижении некоторой критической скорости вращения плотность увлекаемого поверхностями дисков воздуха становится достаточной для преодоления силы прижима головок к поверхности и поднятия их на высоту от долей до единиц микрон над поверхностями дисков - головки "всплывают". С этого момента и до снижения скорости ниже критической головки "висят" на воздушной подушке и совершенно не касаются поверхностей дисков, поэтому ни диски, ни сами головки практически не изнашиваются.
После достижения дисками скорости вращения, близкой к номинальной головки выводятся из посадочной зоны, и начинается поиск сервометок для точной стабилизации скорости вращения. Поскольку в любой зоне дисков присутствует серворазметка, то сервоимпульсы начинают поступать с головок сразу же после начала вращения, и по их частоте можно судить о скорости вращения дисков. Система стабилизации вращения постоянно следит за потоком сервоимпульсов, и при достижении номинальной скорости происходит так называемый “захват”, при котором любое отклонение скорости вращения сразу же корректируется изменением тока в обмотках двигателя.
При достижении номинальной скорости вращения освобождается фиксатор привода головок, и система управления проверяет его способность поворачиваться и удерживаться на выбранном месте. Для этого делается серия быстрых поворотов в разные стороны, что на слух воспринимается, как характерное “тарахтение” винчестера через несколько секунд после старта. Во время перемещения головок постоянно идет слежение за поступающими с головок сервоимпульсами, и система управления всегда знает, над сколькими дорожками прошла головка. Аналогично происходит и удержание головки над выбранной дорожкой - при отклонении от центра дорожки изменяется величина и форма сервоимпульсов, и система управления ликвидирует отклонение, изменяя ток в обмотках привода. Во время тестирования привода головок заодно делается и его калибровка - подбор параметров управляющих сигналов для наиболее быстрого и точного перемещения головок при минимальном количестве “промахов”.
Затем выполняется считывание информации из служебной зоны. В ПЗУ винчестера храниться только программа начального запуска. В ОЗУ же загружаются остальные части управляющей программы. Кроме всего прочего, в ОЗУ загружается так называемая карта переназначения дефектов, в которой отмечены дефектные секторы, выявленные при заводской разметке дисков; эти секторы исключаются из работы и подменяются резервными, которые имеются на каждой дорожке и еще в отдельных зонах каждого диска. Таким образом, даже если диски и имеют дефекты (а при современной плотности записи они имеют их всегда), для пользователя создается впечатление “чистого” винчестера, свободного от сбойных секторов.
После начальной настройки электроники и механики микрокомпьютер винчестера переходит в режим ожидания команд от контроллера, расположенного на системной плате. Получив команду, он включает нужную головку, по сервоимпульсами отыскивает нужную дорожку, дожидается, пока до головки “доедет” нужный сектор, и выполняет считывание или запись информации. Если контроллер запросил чтение/запись не одного сектора, а нескольких - винчестер может работать в так называемом блочном режиме, используя ОЗУ в качестве буфера и совмещая чтение/запись с передачей информации к контроллеру или от него.
Во время работы постоянно работает система слежения за положением головки на диске: из непрерывно считываемого сигнала выделяется сигнал рассогласования, который подается в схему обратной связи, управляющую током обмоток привода головок. При отклонении головки от центра дорожки в обмотках возникает сигнал, стремящийся вернуть ее на место.
При отключении питания микропроцессор выдает команду на установку головок в парковочное положение, которая успевает выполниться до снижения скорости вращения ниже критической.
Источники.