Меню

Двигатель жесткого диска с тремя контактами



Запуск старых HDD для прикладных применений

При использовании старых HDD приводов в прикладных целях иногда возникает проблема с тем, что шпиндельный двигатель останавливается через некоторое время после запуска. Есть у них такая «фишка» — если с блока головок не поступают сигналы на микросхему-контроллер, то она запрещает микросхеме-драйверу вращать двигатель. На примере несколько моделей приводов попробуем разобраться, как это исправить.

Всё началось с того, что привезли несколько старых винчестеров (рис.1) и сказали, что здесь рабочие вперемешку с «убитыми», хочешь – выбирай, не хочешь – делай что хочешь. Но если разберёшься, как их использовать в качестве небольшого наждака для правки инструмента, расскажи. Ну, вот – рассказываю…

Первый HDD – «Quantum» семейства «Fireball TM» с микросхемой привода TDA5147AK (рис.2). Посмотрим, что он из себя представляет.

Верхняя крышка крепится 4-мя винтами по углам и одним винтом и гайкой, находящимися сверху, под наклейками. После снятия крышки видны сам жёсткий диск, считывающие головки и магнитная система управления положением головок (рис.3). Шлейф отсоединяем, магнитную систему откручиваем (здесь понадобиться специально заточенный шестигранный ключ «звёздочка»). При желании диск тоже можно снять, если открутить три винта на шпинделе двигателя (также нужен шестигранник).

Теперь ставим крышку на место для того, чтобы можно было перевернуть HDD для экспериментов с электроникой и подаём в разъём питания напряжения +5 В и +12В. Двигатель разгоняется, работает примерно 30 секунд, а затем останавливается (на печатной плате есть зелёный светодиод – он горит при вращении двигателя и мигает при его остановке).

В сети легко находится даташит на микросхему TDA5147K, но по нему не удалось разобраться с сигналом разрешения/запрета вращения. При «подтягивании» сигналов POR к шинам питания добиться нужной реакции не удалось, но при просмотре сигналов осциллографом выяснилось, что при касании щупом 7-го вывода микросхемы TDA5147АK происходит её сброс и перезапуск двигателя. Таким образом, собрав простейший генератор коротких импульсов (рис.4, нижнее фото) с периодом в несколько секунд (или десятков секунд), можно заставить двигатель вращаться более-менее постоянно. Возникающие паузы в подаче питания длятся около 0,5 секунды и это не критично, если двигатель используется с небольшой нагрузкой на валу, но в других случаях это может быть неприемлемо. Поэтому, способ хоть и действенный, но не совсем правильный. А «правильно» запустить его так и не удалось.

Следующий HDD – «Quantum» семейства «Trailblazer» (рис.5).

При подаче напряжений питания привод никаких признаков жизни не подаёт и на плате электроники начинает сильно греться микросхема 14-107540-03. В середине корпуса микросхемы заметна выпуклость (рис.6), что говорит о её явной неработоспособности. Обидно, но не страшно.

Смотрим микросхему управления вращением двигателя (рис.7) — HA13555. Она при подаче питания не греется и видимых повреждений на ней нет. Прозвонка тестером элементов «обвязки» ничего особенного не выявила – остаётся только разобраться со схемой «включения».

Поисковики даташит на неё не находят, но есть описание на HA13561F. Она выполнена в таком же корпусе, совпадает по ножкам питания и по «выходным» выводам с HA13555 (у последней к проводникам питания двигателя подпаяны диоды – защита от противо-ЭДС). Попробуем определиться с необходимыми выводами управления. Из даташита на HA13561F (рис.8) следует, что на вывод 42 (CLOCK) должна подаваться тактовая частота 5 МГц с уровнем TTL-логики и что сигналом, разрешающим запуск двигателя, является высокий уровень на выводе 44 (SPNENAB).

Так как микросхема 14-107540-03 нерабочая, то отрезаем питание +5 В от неё и от всех остальных микросхем, кроме HA13555 (рис.9). Тестером проверяем правильность «порезов» по отсутствию соединений.

На нижнем фото рисунка 9 красными точками показаны места подпайки напряжения +5 В для HA13555 и резистора «подтяжки к плюсу» её 44 вывода. Если же резистор от вывода 45 снять с родного места (это R105 по рисунку 8) и поставить его вертикально с некоторым наклоном к микросхеме, то дополнительный резистор для подтяжки к «плюсу» вывода 44 можно припаять к переходному отверстию и к висящему выводу первого резистора (рис.10) и тогда питание +5 В можно подавать в место их соединения.

Читайте также:  Зависимость оперативной памяти от жесткого диска

На обратной стороне платы следует перерезать дорожки, как показано на рисунке 11. Это «бывшие» сигналы, приходящие от сгоревшей микросхемы 14-107540-03 и старая «подтяжка» резистора R105.

Организовать подачу «новых» тактовых сигналов на вывод 42 (CLOCK) можно с помощью дополнительного внешнего генератора, собранного на любой подходящей микросхеме. В данном случае была использована К555ЛН1 и получившаяся схема показана на рисунке 12.

После «прокидывания» проводом МГТФ напряжения питания +5 В прямо от разъёма к выводу 36 (Vss) и других требуемых соединений (рис.13), привод запускается и работает безостановочно. Естественно, если бы микросхема 14-107540-03 была исправна, вся доработка заключалась бы только в «перетяжке» 44-го вывода к шине +5 В.

На этом «винте» была проверена его работоспособность при других тактовых частотах. Сигнал подавался с внешнего генератора прямоугольных импульсов и минимальная частота, с которой привод работал устойчиво — 2,4 МГц. На более низких частотах циклично происходил разгон и остановка. Максимальная частота – около 7,6 МГц, при дальнейшем её увеличении количество оборотов оставалось прежним.

Количество оборотов также зависит и от уровня напряжения на выводе 41 (CNTSEL). В даташите на микросхему HA13561F есть таблица и она соответствует значениям, получаемым у HA13555. В результате всех манипуляций удалось получить минимальную скорость вращения двигателя около 1800 об/мин, максимальную – 6864 об/мин. Контроль проводился с помощью программы SpectraPLUS, оптопары с усилителем и кусочка изоленты, приклеенного к диску так, чтобы он при вращении диска перекрывал окно оптопары (в окне анализатора спектра определялась частота следования импульсов и затем умножалась на 60).

Третий привод – «SAMSUNG WN310820A».

При подаче питания микросхема-драйвер – HA13561 начинает сильно греться, двигатель не вращается. На корпусе микросхемы заметна выпуклость (рис.14), как и в предыдущем случае. Проводить какие-либо эксперименты не получится, но можно попробовать запитать двигатель от платы с микросхемой HA13555. Длинные тонкие проводники были подпаяны к шлейфу двигателя и к выходным контактам разъёма платы электроники – всё запустилось и работало без проблем. Если бы HA13561 была целой, доработка для запуска была бы такой же, как и для «Quantum Trailblazer» (44-й вывод к шине +5 В).

Четвёртый привод — «Quantum» семейства «Fireball SE» с микросхемой привода AN8426FBP (рис.15).

Если отключить шлейф блока головок и подать питание на HDD, то двигатель набирает обороты и, естественно, через некоторое время останавливается. Даташит на микросхему AN8426FBP есть в сети и по нему можно разобраться, что за запуск отвечает вывод 44 (SIPWM) (рис.16). И если теперь перерезать дорожку, идущую от микросхемы 14-108417-02 и «подтянуть» вывод 44 через резистор 4,7 кОм к шине +5 В, то двигатель не будет останавливается.

И напоследок, вернувшись немного назад, были сняты формы сигналов на выводах W и V микросхемы HA13555 относительно общего провода (рис. 17).

Самое простое прикладное применение старого HDD – небольшой наждак для правки свёрл, ножей, отвёрток (рис.18). Для этого достаточно наклеить на магнитный диск наждачную бумагу. Если «винт» был с несколькими «блинами», то можно сделать сменные диски разной зернистости. И здесь хорошо бы иметь возможность переключения скорости вращения шпиндельного двигателя, так как при большом количестве оборотов очень легко перегреть затачиваемую поверхность.

Наждак, конечно, не единственное применение для старого HDD. В сети легко находятся конструкции пылесосов и даже аппарата для приготовления сладкой ваты…

В дополнении к тексту находятся упомянутые даташиты и файлы печатных плат внешних генераторов импульсов в формате программы Sprint-Layout 5-ой версии (вид со стороны печати, микросхемы устанавливаются как smd, т.е. без сверловки отверстий).

Андрей Гольцов, r9o-11, г. Искитим, апрель 2018.

Источник

AVR Lab устройства на микроконтроллерах AVR

Форум по AVR

Запускаем трехфазный двигатель от HDD (контроллер бесколлекторного двигателя)

То о чем много спрашивают и никто толком не говорит. Разобрал жесткий диск, нарыл там двигатель интересной конструкции. Разобрать не получилось, да и особо не старался. Оказалось что есть такие двигатели, у которых три обмотки и которых необходимо как-то по особому питать чтобы они крутится начали.
В чем прелесть спросите?

Читайте также:  Проверка жесткого диска с помощью chkdsk

Ответ: столько оборотов в минуту из известных мне двигателей дает только движок от формулы 1 🙂
Не зря трехфазные бесколлекторные двигатели нашли широкое применение в авиамоделизме.
Стандартный бесколлекторный двигатель выглядит примерно так:

Двигатели из CD-ROM/DVD-ROM приводов выглядят так:

В интернете есть даже статьи по переделке бесколлекторного двигателя от CD-ROM для дальнейшего его применения в авиамоделизме.
В переделку обычно входят:
— перемотка другим проводом(тоньше или толще диаметром),
— изменение схемы намотки (звезда или треугольник),
— замена обычных магнитов на ниодимовые.
После чего трехфазный двигатель приобретает дополнительные обороты и мощность.

Я в эксперименте использовал обычный бесколлекторный двигатель от HDD привода, виглядит он так:

Предварительно конечно лучше закрепить его на чем-то, я использовал корпус от того самого HDD привода.

Сам двигатель, который я использовал имеет четыре вывода, что говорит о том, что схема намотки у него в виде звезды с отводом от центра, то есть что-то примерно такое:

Схема управления простая, и состоит из не большого числа элементов. В виде управляющего устройства использован микроконтроллер ATmega8. Схема устройства показана на рисунке:

В схеме использованы драйверы полевых транзисторов IR4427 и сами полевые транзисторы IRFZ44.
Управляющая программа была написана не мною, автор Дмитрий(Maktep) за что ему отдельное спасибо.
Как исключение программа написана на Си для CV-AVR.
ПРограмма транслирована под компилятор WIN GCC.
Частота кварца 8МГц, для устройств с связью по UART рекомендую использовать внешний кварц, так как при тактировании от внутреннего генератора могут появляться ошибки в виду его нестабильной работы при изменении температуры окружающей среды.

Алгоритм работы построен так, что при нажатии на клавиатуре кнопки «+» передается по UART в микроконтроллер, который увеличивает скорость коммутации обмоток. И при нажатии на кнопку «» все выполняется наоборот, то есть обороты двигателя уменьшаются. Для работы устройства дополнительно понадобится UART-RS232 конвертер.

Эксперимент показал что при данной программе и данной схеме включения можно разогнать двигатель до приличных оборотов, точное число не известно, думаю в пределах 30 000 оборотов в минуту. Но к сожалению сила двигателя недостаточная для раскручивания пластикового пропеллера, верней с пропеллером двигатель набирает обороты, но при нагрузке происходит сбой и остановка двигателя.

Для избежания данного недостатка применяются датчики Холла, устройства контролирующие положение ротора бесколлекторного двигателя. Это сделано для того, чтобы импульс на обмотку двигателя подавать именно в тот момент когда ротор проходит конец обмотки, то есть для смещения момента силы ближе к концу прохождения сектора обмотки. Это даст прирост мощности двигателя и он не будет глохнуть при нагрузках.

Видео работы устройства:

В видеоролике показано как я закрепил два кусочка пластика вырезанных из телефонной карточки в виде лепестка и прикрученных к ротору двигателя.

В планах попробовать применить ШИМ для коммутации обмоток. Рассчитываю на повышение мощности, улучшение характеристик разгона двигателя (в частности скорости разгона), повышение КПД.

Источник

Arduino.ru

Запустить мотор от жесткого диска

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Как запустить мотор от жесткого диска с тремя пинами без драйвера юзая только ардуинку да транзисторы?

Облазил все, везде говорят мол шим, или у них мотор с 4-мя контактами, у меня то с тремя.

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Там стоит трёхфазный бесколлекторный мотор (BLDC). Работает путём переключения фаз по очереди, ищи в гугле.

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Искал, и много. Почти везде мотор с 4-мя контактами, или драйвер.

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Я конечно могу запустить мотор на очень низких оборотов от самой ардуинки, и запускал. Но это не дело. 2-3 оборота в секунду это мало. Мотор то 7200

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Искал, и много. Почти везде мотор с 4-мя контактами, или драйвер.

В жёстких дисках обычно такие и стоят. Там обмотка по схеме звезда (рис.1): один вывод общий и по одному выводу на каждую обмотку (всего четрые контакта). Есть ещё по схеме треугольник (рис.2), без общего вывода (всего три контакта)

Читайте также:  Поверхность жесткого диска под микроскопом

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Я конечно могу запустить мотор на очень низких оборотов от самой ардуинки, и запускал. Но это не дело. 2-3 оборота в секунду это мало. Мотор то 7200

Ищи как подключать и управлять бесколлектроными моторами по схеме треугольник, если только три вывода.

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Походу я ошибся. В моторе с тремя выводами обмотка также по схеме звезда, просто общий не выведен наружу.

Нужно шесть транзисторов, чтобы менять полярность на каждом выводе.

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

. я пробовал, однако жд на полные обороты не выходил. Пробовал в тч и управлением напрямую портом. При этом не оставалось ничего для выполнения еще чего либо еще.

оптимальным стало приобретение самого дешевого регулятора для модельного бесколлекторника и управление им шимом, аналогично сервам. Типа этого

ЗЫ. Работает только для трехпиновых движков от НЖМД. Для четырехпинового непрокатилло. Пытался игнорировать средний пин , предполагая звезду. Непрокатилло.

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Чтобы мотор вышел на полные обороты и стабильно работал, обязательно должна быть обратная связь (для считывания положения ротора). Иначе на больших оборотах или при резком разгоне мотор может «срываться». Особенно если приложить усилие к ротору, т.к. слабый крутящий момент.

ЗЫ. Работает только для трехпиновых движков от НЖМД. Для четырехпинового непрокатилло. Пытался игнорировать средний пин , предполагая звезду. Непрокатилло.

Странно конечно. По идее должно было заработать.

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Ясно, а как дела обстоят с моторами от DVD ромов? На одном три пина, на другом 6, на третьем вообще пять. Через несколько дней будет l293d шилд. Им можно запустить? Или нафиг все это?

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Да почти так же. Я встречал те же трехфазные бесколлекторные моторы. Кто-то говорил, что видел шаговый двигатель. Но там вроде датчики холла на плате уже стоят для обратной связи. Можно ещё глянуть мотор от флоппика.

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

От флоппика тоже есть, копил годами). Один совсем старый 5,25. А один 3.5. Сколько пинов не вспомню, но пять или больше, на 5,25 есть датчики

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Через несколько дней будет l293d шилд. Им можно запустить?

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Это я видел. Просто думал можно без контроллера как-нибудь, через транзисторы. Например мосфеты, у меня их 50 штук.

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Ну можно, шесть мосфетов надо (три N-канальных + три P-канальных). Порядок переключения обмоток из поста #6, вторая ссылка.

И ещё про Dead time не забыть, чтобы не оказалось два одновременно включенных транзистора на одну обмотку. Иначе сквозной ток и транзисторы погорят.

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Я выводил на полные обороты драйвером бесколлекторника, под нагрузкой обороты держало.

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Я выводил на полные обороты драйвером бесколлекторника, под нагрузкой обороты держало.

Это ECS контроллером? Возможно потому что там обратная связь реализована.

Если я правильно помню, обратную связь можно сделать так: вывод обмотки, которая в данный момент времени не задействована подключается на АЦП и считывается наведённое напряжение на эту обмотку. И по нужному значению осуществляется переключение обмоток. Как-то так.

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

В жестких дисках, как правило, применяются трехфазные бесколлекторные двигатели. Обмотки двигателя соединены звездой, то есть получаем 3 вывода (3 фазы). Некоторые двигатели имеют 4 вывода, в них дополнительно выведена средняя точка соединения всех обмоток.

Чтобы раскрутить бесколлекторный двигатель, нужно в правильном порядке и в определенные моменты времени, в зависимости от положения ротора, подавать напряжение на обмотки. Для определения момента переключения на двигатель устанавливают датчики холла, которые играют роль обратной связи.

Источник