Drive de Disquete (Floppy Disk)
Os notebooks podem possuirem drives 3 ½”, e seu princípio de funcionamento é a mesma tecnologia usada em disquetes de Desktop (Microcomputadores), e podemos encontrar nos notebooks da marca Toshiba, disquetes de outros fabricantes como: TEAC, IBM, LG ou da própria TOSHIBA. Por esta razão, defeitos em “Floppy Disk” de notebooks é resolvido mediante a troca do drive, suas peças para reposição não se encontram no mercado, somente retirando de outro equipamento.
Construção dos Drives 3 ½ “/ 1.44 MB”.
A tecnologia empregada na construção destes drives é complexa. As cabeças de leitura e gravação devem atingir as pistas e selecionar os dados e informações com extrema precisão, e em poucos milisegundos.
É necessário que entendamos o funcionamento destes componentes para podermos repará-los ou pelo menos estar aptos a definir a origem do problema. A figura abaixo apresenta a vista explodida de um destes drives, usados em notebook. A estrutura que suporta toda a parte mecânica e o
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circuito eletrônico é o componente representado pelo item nº15, ela é confeccionada em alumínio ou ferro-fundido.
Figura
A frente de acesso e abertura para o disquete representado pelo item nº18, compõe o acabamento externo. O motor de rotação do disquete está integrado ao circuito impresso e aos componentes que controlam sua velocidade de rotação, que giram em torno de 360 rpm para os disquetes de dupla alta densidade (1,44 MB). Ver fig. Abaixo
As cabeças de gravação e leitura estão fixadas na estrutura de suporte, conforme mostra o item nº7. Há duas cabeças, a inferior (cabeça zero) e a superior (cabeça um). Fig. 4.3
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Figura (Cabeça1 e Cabeça 0)
O motor de passo, localizado no item nº12 (fig. 4.1), é o responsável pelo movimento radial da estrutura de suporte das cabeças de leitura / gravação.
Um parafuso sem fim, acoplado ao eixo do motor de passo, transforma o movimento de rotação em movimento retilíneo
Uma peça oxidada em alumínio (item nº5 – ),amortece os deslocamentos e paradas bruscas das cabeças em início e fim de curso.
Quando inserimos um disquete no drive, ele é fixado ao suporte por meio do dispositivo de travamento (item nº2 – ). Para ejetá-lo, o botão de ejeção (item nº3 –).
A figura abaixo mostra detalhes ampliados da estrutura de suporte das cabeças de leitura / gravação.
Figura
Obs.: O item “A”, mostra o guia da cabeça de leitura no suco do eixo sem fim. Sensor do Drive 3 ½
Os drives de disquetes precisam de sensores especiais para controle de suas operações.
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Estes sensores são:
a) Proteção de arquivos contra gravação. b) Sensor de disquete presente.
c) Sensor de índice d) Sensor de trilha 00. e) Sensor de densidade.
A figura abaixo mostra os sensores mencionados, e suas localizações no drive.
Figura
Interface dos Drives de 3 ½’’
O conector que liga o drive à placa-mãe funciona como interface física ligada ao controlador de discos e é padronizado.
No caso do conector que é ligado no drive, não segue o mesmo padrão,
devido ao sistema não ser “proprietário”, sendo assim cada fabricante do drive coloca a sua conexão, salvo algumas semelhanças.
Infelizmente, até hoje, não se chegou a um acordo entre os fabricantes para que houvesse uma padronização de peças e componentes para notebooks e laptops (portáteis,de uma maneira geral).
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Princípio de Funcionamento
o
Mecanismo de Acesso ao Floppy (tratamento das informações)
O processo de funcionamento do floppy começa através do programa ou aplicativo que o operador esta executando, o pedido de armazenamento de um arquivo será interpretado pelo sistema operacional (DOS, Windows, Linux e etc), e transferido ao BIOS que o transformará em uma série de comandos internos ao micro, que interpretados pelo controlador permitirão a gravação ou a leitura de um setor.
Antes de ler ou gravar os dados na mídia precisamos preparar no micro, duas áreas de memória, denominadas por DTA (Disk Transfer Área) e FCB (File Control Bolck).
A área DTA é a que nós preparamos para armazenar os dados retirados ou enviados do Floppy. A área FCB é onde colocamos informações relativas a cada arquivo, como o número da unidade, nome do arquivo, nome da sua extensão, etc.
Os dados da área DTA são armazenados nos setores dedicados a informações e alguns dados da FCB são armazenados nos setores dedicados ao diretório. O sistema operacional, usando as informações que existem no diretório transforma os pedidos do operador em acessos ao disco concentrando-se na organização lógica dos dados e no controle da sua quantidade.
Ativação de Mecanismo do Floppy
Após a preparação dos dados na memória o controlador de disco, analisa
as informações enviadas do controlador do floppy onde este testa os sinais enviados dos sensores do mecanismo, informando ao controlador de disco está pronto, estando pronto o controlador de disco envia para o controlador do floppy os dados para serem lidos ou gravados.
Sinal de Pronto
O primeiro passo do controlador do floppy é verificar a presença do disquete na unidade, através do sensor de presença de disquete. Estando este presente,
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faz a ativação do motor do disco, que faz girar o disquete dando início ao sinal de index (indica ao controlador do floppy o início do disco), em seguida, o controlador analisa o sensor de trilha zero, se está ativo. Caso não esteja, ele aciona o motor da cabeça para que recolha a mesma para sua ativação do sensor, acionando o sinal de pronto para o controlador de disco.
Sinais de Controle
Os sinais de controle partem do controlador do floppy para o controlador de discos ou vice-versa, são eles:
1. Leitura de Dados – São as informações que saem das unidades de disquete.
2. Habilitação de Escrita – Sinal do controlador de disco para liberar os dados a serem gravados no disquete.
3. Escrita de Dados – São as informações que entram na unidade para serem gravadas.
4. Proteção da Escrita – Impede que a unidade de disco faça gravações no disquete.
5. Seleção de Face – O controlador de disco seleciona a face do disquete que será gravada ou lida.
6. Em Uso – Sinal do controlador de disco para o controlador do floppy, informando que aguarde as instruções.
7. Passo – Ativa o motor de passo para movimentação da cabeça de leitura e gravação.
8. Seleção Direção (Direção de Avanço) – Orienta a cabeça de leitura e gravação na direção que se deve tomar.
9. Seleção de Drive – O controlador seleciona a unidade a ser usada.
10. Trilha Zero – Indica que a cabeça está posicionada na trilha zero (Primeira trilha de disquete).
11. Index (Índice) – Informa o início das trilhas do disquete.
12. Ready (Pronto) – Sinal do controlador do floppy para o controlador de discos informando que está pronto para uso.
Inicialização do Floppy 1. Verifica a presença do disquete (Sensor). 2. Ativa o motor no disquete (Giro).
3. Geração do sinal de index.
4. Verificação do sensor de track 00.
5. Ativação do motor de passo da cabeça. 6. Ativação do sinal de ready (pronto).
Funcionamento de sensores óticos e mecanismos. Sensor de densidade dupla.
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Alinhamento e Ajustes
Os testes de alinhamento são feitos normalmente com “softwares” específicos. Os mais conhecidos são:
Align It (Landmark Research International); Drive Probe (Accurite Technology);
Quicktec Light e Checkit Pro;
Ajuste Radial e Azimute – Os drives para notebook não permitem este tipo de ajustes devido às dimensões reduzidas. Se o software indicar problema nestes componentes, a solução será a troca de drives. Teste antes, os valores da tensão de alimentação no conector de interface. Todas as medidas devem ser feitas em relação ao pino nº2 do conector de interface.
Drives Cd/Dvd
Unidade de CD / DVD / RW
Compact Disc ou Disco Compacto (CD)
O compact disc ou disco compacto, como foi batizado no final da década de 70, são formadas por uma quantidade gigantesca de micro cavidades dispostas em sua superfície na forma de espiral. Esta espiral é dividida em setores, cada setor possui rigorosamente o mesmo tamanho e, portanto, o mesmo volume de dados. No início e no fim de cada setor existem bits de sinalização para identificarem as mudanças de setores durante a leitura. Só como exemplo, um quadro de áudio digital (frame) gravado no disco possui 588 bits, divididos entre dados (408 bits), sincronismo (27 bits), canais (17 bits) e codificações de erros (136 bits). As dimensões destas micro cavidade ficam mais claras quando damos exemplos como: na largura de um fio de cabelo humano cabem 30 trilhas de disco óptico, sem falar que um feixe laser é 50 vezes mais fino que um fio capilar. Estas comparações nos permitem entender as dimensões envolvidas nesta tecnologia. Um CD convencional de áudio possui 34 milhões de frames, cada 3 mm de trilha do disco tem 30 mil bits de correção de erros.
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O fato interessante é que na combinação entre largura e comprimento destas micro cavidades, obteremos a informação digital. Sim, é exatamente isso, de acordo com o tamanho da cavidade e dos
conjuntos delas, teremos mais ou menos luz refletidas, assim como, menor variação desta luz refletida para a unidade ótica, compondo a base da informação gravada (código binário).
Diferença entre Discos Óticos, CD e Magnéticos de Motor Linear (Floppy e HD-Voice-Coil)
Os discos magnéticos de motor linear possuem sete subconjuntos: A. Sistema de Posicionamento Horizontal (HD)
B. Cabeça de escrita / leitura magnética (HD) C. Mídia (HD)
D. Eletrônica do Servo (HD / CD)
E. Eletrônica de escrita e leitura (HD / CD) F. Eletrônica de interface e controle (HD / CD) G. Controlador / Formatador (HD / CD)
Os discos óticos diferenciam-se dos magnéticos, basicamente nos itens A, B, C.
O sistema de posicionamento dos discos óticos (DO) permite deslocar a cabeça tanto no horizontal, como no vertical.
Os posicionamentos são feitos em Loop fechado com o auxílio de informações pré-gravadas na mídia.
O deslocamento horizontal é feito em duas etapas, uma com o ajuste grosso, e outra com ajuste fino, permitindo assim a localização exata da cabeça em cima da trilha.
O deslocamento vertical é necessário para que o foco do laser esteja no plano exato da mídia.
O conjunto da cabeça D.Onão precisa magnetizar as áreas da camada de gravação, mas a emissão de um diodo laser (com comprimento de onda de 830 mm) forma pequenas depressões (1,0 mícron) na superfície da mídia, que serão detectadas durante a leitura.
Um sistema ótico, formado por várias lentes, permite detectar o grau de refletividade de emissão eletromagnética do diodo laser, causado pelas depressões.
A figura 6.1 mostra as peças básicas de uma cabeça de D.O. A mídia magnética tem um substrato de alumínio recoberto por uma camada de gravação sensível à magnetização (óxido de ferro), sendo que a cabeça está flutuando em cima desta superfície, com uma distância de 0,5 mícron.
A mídia ótica tem um substrato policarbonato e uma camada metálica muito fina, de gravação sensível à temperatura (telúrio, alumínio), sendo que a cabeça fica a alguns milímetros de distância.
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O diodo laser é utilizado como fonte de energia para produzir as depressões, durante a gravação (PITS) e é também utilizado como fonte de luz, que uma vez refletida pelas depressões, é detectada pelos fotos sensores e convertidas em informações digitais.
Existem três tipos de mídia a: A. Somente leitura (CD-ROM)
B. De escrita única e Várias leituras (CD-R)
C. De escrita, Alteração e Leitura (CD-R/W / DVD-R/W)
Princípio de Funcionamento de Unidade Ótica
MECANISMO DE GRAVAÇÃO E LEITURA
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Tipos e Aplicações
De acordo com os três tipos de mídias disponíveis, é possível ter três tipos de unidades.
CD-ROM: Unidades para leitura de mídia SL.
CD-R: Unidades para escrita única e leitura de mídia EU.
CD-R/W: Unidades para escrita, alteração e leitura da mídia EAL.
As unidades CD-ROM (Compact Disk Rom) são utilizadas, similarmente, aos “Áudios Compact Disk”, isto é, o uso deles pressupõe a disponibilidade de disco
tipo SL já gravados.
As informações contidas nestas mídias (SL) são do tipo popular, ou seja, são capazes de interessar a um público vastíssimo. Um exemplo disso são enciclopédias, páginas amarelas, livros, software, etc... e em geral são chamadas publicações eletrônicas.
A duplicação destas mídias é feita a partir de um padrão em vidro, passando pelos processos de fabricação da matriz, injeção de substrato, deposição de camada metálica de leitura, instalação da cobertura e embalagem.
As unidades CD-R (Compact Disco Read) utilizam as mídias pré-formatadas, mas não gravadas. O usuário grava a sua informação uma só vez e se comete erro, ou quer atualizar a mesma, grava uma segunda vez, ocupando mais uma área de disco.
A aplicação típica é a formatação de arquivos históricos que não requerem atualizações, sendo que os dois tipos de arquivos mais utilizados são os de dados e os de imagens. Ultimamente, junto com a imagem arquiva-se também o áudio. Exemplos disso são arquivos legais, registros do mercado de capitais, registros sísmicos, registros de transações bancárias, etc.
Quando o volume de dados é tremendamente grande, costuma-se um banco de mídias, uma unidade de escrita-leitura e um mecanismo de localização e transporte rápido da mídia selecionada (livrarias automáticas).
As unidades CD-RW (Compact Disc Read Write) têm a mesma utilização dos discos magnéticos.
Capacidades e Tamanhos
As capacidades das unidades CD vão de 650 MB a alguns Gigabytes e os tamanhos variam entre 2‟, 3.5‟ e 4.72‟ polegadas.
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Compact Disk
Fisicamente falando, o conjunto disco ótico compreende: A. Unidade mecânica e suas placas.
B. Uma ou duas placas para formatação, controle e geração / verificação de erro.
C. Software
Unidade Mecânica e Suas Placas A unidade mecânica providência:
1.
O deslocamento da cabeça ótica até a trilha desejada. Para tal, usa-se um motor de passo ou motor linear (Voice Coil), servo controlado com ajuste grosso e fino.2.
Um posicionador vertical para que um conjunto de lentes focalize o raio laser no plano mídia.3.
Um diodo emissor de luz, cuja potência é suficiente para formar depressões na camada metálica da mídia, o mesmo diodo com potência reduzida, emitem luz, que refletida pela mídia, atua sobre um fotodetector, gerando assim o sinal de leitura.4.
Um motor rotativo com circuito de comutação e controle para movimentar a mídia.5.
Alojamento para carga e descarga da mídia.6.
Canal de modulação do laser.7.
Canal de leitura de dados.MANUTENÇÃO EM NOTEBOOKS
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Princípio de Funcionamento da Unidade Ótica
Cabeça Ótica
Ela é composta de um diodo laser, que emite luz, com comprimento
de onda de 820 nanometer, utilizando uma potência de escrita de 20 a 30 milliwatts.
A luz emitida passa por uma lente colimadora para evitar que se disperse (abra). O feixe assim colimado atravessa o separador em linha reta e é focalizado no exato plano de mídia, com o auxílio de uma lente objetiva móvel no sentido vertical.
Na fase escrita, a potência do laser é modulada pelo sinal de dados. Durante a leitura do sinal de servo, embutido entre sensores, o raio laser é refletido, atravessa as objetivas, entra no separador de feixes onde é desviado de 90º. Em seguida, o feixe é desviado novamente até ser detectado por um foto ampliador. O sinal do servo, assim detectado, fecha o Loop de posicionamento horizontal da cabeça.
O sinal de leitura de dados faz o mesmo caminho.
Este mesmo feixe é detectado também por um segundo foto ampliador, fechando assim o Loop de controle vertical da cabeça.
Placa para Controle e Correção de Erros (Figura 6.3) Esta placa executa as seguintes funções:
A. Transferência de dados em DMA ou I/0
B. Mapeamento de erro dinâmico durante a operação. C. Correção de erros de leitura.
D. Buffer duplo.
E. Controle de interface.
Essa placa assemelha-se as placas controladoras de Winchester e adiciona a função de correção de erros. Essa correção é necessária, visto que a taxa de erros de leitura é muito grande, em conseqüência da altíssima densidade de gravação.
Controlador para Unidade Disco Ótico
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Princípio de Funcionamento de CD-R e CD-RW
Seu surgimento deu-se no mercado no final de 1995. Os CDs (compact disc), até alguns anos atrás, só podiam ser produzidos por processos e máquinas especiais. Hoje, com a nova tecnologia CD – Recordable (CD – gravável) qualquer pessoa tem a capacidade de criar o seu próprio compact disc de forma extremamente simples. E uma vez que o sistema apresenta qualquer forma de contato com a mídia (assim como toda tecnologia compact disc), ele oferece gravação e reprodução perfeitas. Sendo um sistema de gravação digital de alta qualidade e baixo custo, vários segmentos profissionais e domésticos irão se beneficiar deste conceito inovador, utilizando-o até mesmo na gravação de músicas, vídeos e dados dentro do ambiente multimídia.
Os novos discos CD – Recordable são similares aos discos pré-gravados exceto por uma camada de gravação adicional (tinta orgânica), na qual um padrão de informação digital (pit) é permanentemente escrito por um feixe laser de alta densidade (fig.6.5). O disco gravado é extremamente estável, garantindo mais de um milhão de reproduções e pelo menos 10 anos de vida em condições normais de uso-exatamente o mesmo que um compact disc normal.
Duas inovações de hardware tornam o CD – Recordable possível: a inclusão de um laser de alta densidade / precisão e de um circuito encoder digital no gravador. Com isto, as gravações podem ser realizadas nos mais diversos padrões (CD – Áudio, CD-ROM, etc), partindo de fontes analógicas ou digitais (fig .6.6).
VANTAGENS DO CD-RECORDABLE
Gravações de alta qualidade em CD – idênticas àquelas produzidas pelos processos industriais;
Gravação de alta confiabilidade e não – volátil;
Padrão mundial CD de acordo com as especificações CD Red Book e CD- R Orange Book – compatibilidade com todos os padrões, discos e players disponíveis;
Alta qualidade com baixo custo;
A tecnologia e o princípio de funcionamento do mecanismo usada para os CD-RW e DVD-RW é a mesma, suas diferenças estão na intensidade do feixe laser e a variação de sua espessura.
Nos CD COMBO (CD, DVD e CD-RW ou CD, DVD,CD-RW e DVD-RW), sua unidade ótica tem a flexibilidade de variar seu feixe de acordo com a função usado.
Na figura 6.6 mostra o diagrama de funcionamento da unidade, onde ao receber os sinais digitais e analógicos em sua entrada, que em seguida são direcionados para o conversor A/D (sinal digital) e para o servo (sinal analógico), o codificador detectar o tipo de função (leitura ou escrita, CD, DVD ou RW), para que o mesmo possa programar a unidade ótica para sua função, mesmo que o servo receba solicitação o controle externo, ele só ativará o motor (gira o disco), quando a unidade ótica estiver na condição de pronta.
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Sinal de áudio passa pelo decodificador, convertendo o sinal do CD em digital modulando o mesmo no conversor A/D, que o transfere para a saída de alta (áudio).
Mecanismo de Injeção da Bandeja e Detecção
Na figura 6.7 nos mostra o sensor de abertura da bandeja e o solenóide de destravamento da bandeja, este são os únicos sensores de um CD, DVD ou CD-RW, em alguns casos o solenóide fica na parte debaixo da bandeja junto com o módulo do bloco ótico.
Pinagem dos Conectores do Disco Ótico – Conector 50 pinos Pino 1,2 – (CDAUDL – EXP) Saída de áudio.
Pino 3 – (A-GND) Terra.
Pino 5 – (IDRSTZ-E5N) Entrada de Reset.
Pinos 7 ao 21 – (ZDD07-ESP) Barramento de dados
Pino 22 – (ZDREQ-E5P) Sinal de Requisição do Barramento de Dados. Pino 23 – (GND) Terra.
Pino 24 – (ZNDIOR-E5N) Sinal de Saída de Leitura de I/O. Pino 25 – (ZDIOW-E5N) Sinal de Entrada de Escrita de I/O. Pino 26 – (GND) Terra.
Pino 27 – (ZIORDY-E5P) Sinal de Unidade Pronta.
Pino 28 – (ZDDACK-E5N) Sinal de Requisição do Barramento DMA. Pino 29 – (ZDIRQ-E5P) Sinal de Interrupção da Unidade.
Pinos 31,33,34 – (ZDA1-E5P) Sinal de Barramento do Endereço Pino 32 – (PDIAG-E5P) Pulso de Diagnóstico da Unidade.
Pinos 35,36 – (ZDCS1-E5N) Seleção de Unidade 0 ou 1. Pino 37 – (CDZLED-E5N) Led Indicador de Acesso.
Pinos 38,39,40,41,42- (CDVCC) Tensão de Alimentação de 5v a 12v. Pinos 43,44,45,48 – (GND) Terra.
Pinos 4, 30, 46, 47, 49,50 – (N. C) Não tem.
“O artigo abaixo foi publicado na Internet, e dá uma boa definição sobre a arquitetura de DVD e as divisões de regiões:”
DVD – Arquitetura
Por Ricardo Zelenovsky e Flávio Mello e Alexandre Mendonça em 07 de junho de 2000
Introdução
O tempo em que se especulava sobre o sucesso do DVD já passou. Tendo provado seu valor como uma mídia de alta qualidade para a distribuição de vídeo e multimídia, o DVD agora avança sobre o mercado de alta capacidade de armazenamento, com técnicas inovadoras na gravação bem como na tecnologia de regravação.
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No início, o foco de interesse da indústria estava voltado às aplicações de