Моторчик от жесткого диска: применение и поделки из нерабочих HDD

Как устроен двигатель жесткого диска. Какие характеристики имеет мотор от HDD. Как подключить и запустить моторчик от старого жесткого диска. Какие интересные поделки можно сделать из двигателя HDD.

Содержание

Устройство и принцип работы двигателя жесткого диска

Двигатель жесткого диска, также называемый шпиндельным мотором, является ключевым компонентом HDD. Его основная задача — вращать магнитные пластины, на которых хранятся данные, с высокой точностью и стабильностью.

Основные элементы шпиндельного двигателя HDD:

Ротор (шпиндель) с постоянными магнитами
Статор с обмотками
Подшипники (шариковые или гидродинамические)
Держатель дисков (ступица)

Принцип работы основан на взаимодействии магнитного поля ротора и электромагнитного поля статора. При подаче тока на обмотки статора создается вращающееся магнитное поле, которое заставляет вращаться ротор вместе с закрепленными на нем дисками.

Характеристики двигателей современных жестких дисков

Моторы HDD обладают рядом важных характеристик:

Высокая скорость вращения — до 5400-7200 об/мин в домашних HDD и до 10000-15000 об/мин в серверных
Высокая точность поддержания скорости вращения
Низкий уровень вибраций и шума
Долговечность — рассчитаны на непрерывную работу в течение нескольких лет
Компактные размеры
Низкое энергопотребление

Какую максимальную скорость вращения могут развивать современные двигатели HDD? В серверных жестких дисках скорость может достигать 15000 об/мин. При такой скорости возникают серьезные проблемы с нагревом и вибрациями, поэтому производители работают над новыми технологиями, например, заполнением корпуса гелием для снижения сопротивления воздуха.

Как подключить и запустить мотор от старого жесткого диска

Двигатель HDD можно использовать как отдельный мотор после извлечения из корпуса жесткого диска. Для его запуска потребуется:

Аккуратно извлечь мотор из жесткого диска

Определить выводы обмоток (обычно 3 провода)
Подключить драйвер управления трехфазным двигателем, например, на микросхеме LB11880
Подать питание на драйвер (12В)
Настроить скорость вращения с помощью потенциометра

Можно ли запустить мотор HDD без специального драйвера? Напрямую подключать двигатель к источнику питания нельзя, так как требуется формирование трехфазного напряжения определенной формы и частоты. Самый простой способ — использовать готовые модули драйверов для бесколлекторных моторов.

Интересные поделки из двигателей старых жестких дисков

Моторы от неисправных HDD часто используются радиолюбителями для различных самоделок. Популярные варианты применения:

Мини-вентилятор
Мини-помпа для перекачки жидкостей
Генератор для ветряка или гидротурбины
Привод для самодельного 3D-принтера

Точильный станок
Мини-дрель
Привод для робототехнических проектов

Какую максимальную мощность можно получить от мотора HDD? Типичная мощность составляет 5-10 Вт. Этого достаточно для большинства любительских применений, но недостаточно для серьезных нагрузок.

Преимущества и недостатки использования моторов HDD в самоделках

Плюсы применения двигателей от жестких дисков:

Доступность — можно бесплатно получить из старой техники
Компактные размеры
Высокая скорость вращения
Низкий уровень шума и вибраций
Долговечность

Минусы:

Необходимость использования специального драйвера
Относительно небольшая мощность
Сложность точного управления скоростью
Отсутствие креплений для установки

Стоит ли использовать моторы HDD для самоделок? Для простых проектов, где не требуется высокая мощность, это отличный вариант. Для более серьезных применений лучше использовать специализированные двигатели.

Техника безопасности при работе с моторами от жестких дисков

При использовании двигателей HDD важно соблюдать меры предосторожности:

Не прикасаться к вращающимся частям во время работы
Использовать защитные кожухи при высоких оборотах
Не превышать максимально допустимое напряжение питания
Обеспечить надежное крепление мотора
Не допускать перегрева двигателя
Соблюдать полярность при подключении

Какие основные риски при работе с моторами HDD? Главная опасность — травмы от соприкосновения с быстро вращающимися деталями. Также возможны ожоги при перегреве или поражение током при неправильном подключении.

Перспективы развития технологий двигателей для жестких дисков

Несмотря на развитие SSD, жесткие диски продолжают совершенствоваться. Основные направления улучшения двигателей HDD:

Повышение скорости вращения
Снижение уровня вибраций

Уменьшение энергопотребления
Повышение точности поддержания скорости
Увеличение срока службы

Одна из перспективных технологий — использование гелия внутри корпуса HDD для снижения сопротивления воздуха. Это позволяет увеличить скорость вращения при меньших затратах энергии.

Сохранят ли актуальность классические HDD в будущем? Эксперты считают, что в ближайшие 5-10 лет жесткие диски останутся востребованными в серверах и системах хранения данных благодаря низкой стоимости хранения информации. Поэтому технологии двигателей HDD продолжат развиваться.

КАК ПОДКЛЮЧИТЬ МОТОР ОТ DVD ИЛИ HDD

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 здесь. 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.

Форум

Не работает жесткий диск — как самостоятельно решить проблему

Жесткий диск или правильнее сказать, накопитель на жестких магнитных дисках (НЖМД) является по сути дела архивом нашего компьютера, хранителем информации. И если «накрывается» жесткий диск, то пользователь может потерять всю информацию, до этого момента накопленную на нем. Главное знать, как в данной ситуации лучше поступить.

Виды работ	Стоимость
Диагностика	0 р.
Вызов	0 р.
Проверка поверхности жесткого диска	140 р.
Устранение логических ошибок на жестком диске	210 р.
Аппаратная диагностика	120 р.
Восстановление файловой структуры	240 р.
Восстановление логической структуры данных	240 р.

НЖМД – довольно сложный механизм, который требует осторожного обращения. В норме запускается винчестер всего за пару секунд. Когда появляются проблемы, он может тормозить, либо не запускаться вовсе. Неужели неисправность жесткого диска непоправима, и можно потерять всю накопленную информацию? Разбираемся.

Чтобы понять, почему не работает жесткий диск, выясним этапы, которые проходит винчестер в процессе запуска

мы включаем кнопкой системник, тем самым запускаем процессы на материнской плате, грузится биос;
встроенная микропрограмма активируется, тестируя «свои» компоненты, запускается шпиндельный двигатель;

мотор диска набирает скорость, рабочее состояние винчестера подтверждает управляющий контролер, подавая сигнал «ready» о готовности к работе;
блок магнитных головок считывает адаптивные настройки с нулевой дорожки НЖМД, идет проверка корректности файлов;

на биос подаются уже проверенные данные, происходит инициализация, в результате объемы и параметры винчестера определяются корректно. Диск выходит в рабочую готовность.

проблемы с электрическим напряжением. Если напряжение низкое, контролер не стартует, датчик может блокировать работу;
если у вас в доме резко пропало электричество, то и блок питания на компе отключается аварийно, при этом открытые файлы не успевают закрываться оперативной системой. Если в данном случае виндовс начинает самостоятельно исправлять ошибки, то ни в коем случае не прерывайте процесс!
проблема может быть и с самим гнездом питания, если у вас имеется диагностическое оборудование, то можно самостоятельно найти обрыв цепи или замыкание;

залипание магнитных головок винчестера, это бывает, если НЖМД упал с большой высоты;

неправильное подключение HDD;
не работает жесткий диск при окислении контактов;

может заклинить вал шпиндельного двигателя, тогда диск не запустится. Вал клинит в основном из-за поломанного подшипника.

Если это происходит, то слышится высокий пищащий звук, при этом корпус двигателя сильно нагревается. Такой случай требует профессиональной помощи, самостоятельно здесь не справиться;
на плате повреждена электроника: поломка контролера, выгорел один или несколько элементов, оборвалась цепь. При этом диск крутится, как положено, но компьютер его определить не может. Исправить эту проблему может только высококвалифицированный специалист в мастерской;
еще одна причина, по которой может не работать винчестер – это повреждение служебной информации на самом жестком диске либо на его энергозависимой памяти (ПЗУ). При этой проблеме чисто физически диск работает, но не согласуется с программой материнской платы. При повреждении информации HDD не отображается в биос, либо отображается некорректно;

бывает так, что накопитель запускается, но грузится так медленно, что у вас не хватает терпения и нервов скопировать даже небольшую папку. Если так происходит, это значит, что на диске имеются поврежденные сектора;
еще ситуация: винчестер механически запустился, но вы видите надпись «Диск не отформатирован» или что-то подобное.

Скорее всего, это вирус или сбой программы по причине неправильной эксплуатации устройства. Именно в этой ситуации пользователь чаще всего пытается исправить проблему самостоятельно. Будет большой ошибкой, если вы попытаетесь устранить проблему! Это как раз тот случай, когда нужен профессионал;
заводской брак заключается в некорректной сборке микроэлементов, в неправильной спайке деталей электроники. Все это приводит к повреждению секторов жесткого диска.
Осмотрите внимательно винчестер, зачастую заводские браки видны невооруженным глазом. Но самостоятельно решить данную проблему лучше не пытайтесь, здесь нужны не только опыт и практика, но и специальное оборудование сервис-центра.

Что делать, если жесткий диск не работает?

вначале необходимо убедиться, что материнская плата исправна. Для этого подключите винчестер к другому компьютеру, если он не запустится, то проблема именно в диске;
в разъеме и на плате могут окисляться контакты, что, конечно же, отражается на работе диска самым негативным образом. Демонтируйте аккуратно плату, смочите ватный тампон спиртом, и осторожным легким движением протрите контакты.

Если делать это грубо, что можно повредить электронику платы. Не забывайте при работе отключать электропитание!

Пожалуй, это и все, что вы можете сделать самостоятельно. Если же вам каким-то образом удалось «привести в чувство» заедающий винчестер и даже скопировать всю информацию, то больше не рискуйте и не используйте старый HDD, покупайте новый.

Поскольку не работать винчестер может из-за механических повреждений, то будьте аккуратны при транспортировке жесткого диска, перевозите его только в диэлектрическом пакете.

Такие специальные пакеты не представляют дефицита. Если диск устанавливаете временно, то все равно, закручивайте абсолютно все фиксаторы, как положено. Особенно будьте аккуратны с платой на обратной стороне винчестера, она ничем не защищена, и можно неосторожным движением сбить какой-то ее элемент.

Не стоит разбивать основной винчестер на части, и создавать виртуальные диски, это приведет к наложению одной информации на другую.

Подытоживая, можно сказать, что жесткий диск выходит из строя либо по причине неисправности контролера, либо по причине неисправности электроники платы, нельзя исключать и заводской брак. Чтобы проверить и выявить конкретную неисправность, винчестер тестируют на программно-аппаратном комплексе РС-3000.

Важно: предшественником того, что жесткий диск вскорости «накроется», могут быть ошибки при удалении (копировании, вырезании) каких-либо файлов.

В этом случае будьте внимательны, чтобы предупредить проблему с винчестером! Своевременно проверяйте HDD на наличие ошибок, в этом вам поможет операционная система со стандартными процедурами.

Конечно, можно не морочить голову с ремонтом жесткого диска, и купить новый, рабочий. Но ведь вам важен не сам носитель, а информация на нем. Конечно, на ремонт вы потратите определенную сумму, но ответьте себе сами на вопрос, насколько важна для вас информация с вашего винчестера? Если отвечаете, что информация важна, не задумывайтесь, несите накопитель на жестких магнитных дисках в сервисный центр «Эксперт».

Мы вам поможем решить проблемы с жестким диском

Здесь работают только высокопрофессиональные специалисты, которые отремонтируют жесткий диск и восстановят все важные для вас данные. Лучше всего сделать это сразу, как только вы поняли, что HDD не запускается, то есть ничего не откручивать и не отвинчивать, чтобы не сделать еще хуже.

Вы оформляете заявку онлайн или по телефону

Мастер выезжает по адресу в течении 1 часа

Мастер выявляет неисправность и устраняет её

Вы принимаете работу мастера и оплачиваете

Так что, если заглючил жесткий диск, не переживайте и не паникуйте, большинство поломок специалист сервисного центра «Эксперт» поможет вам устранить.

Бесплатная консультация

Перезвоним в течении 1 минуты

Мы не передаем ваши данные третьим лицам

Двигатель шпинделя жесткого диска

Жесткий диск представляет собой компактный мехатронный компонент, и для размещения его двигателя не так много свободного места. С другой стороны, двигатели жестких дисков (называемые «шпиндельными двигателями») должны генерировать достаточный крутящий момент, чтобы магнитные пластины могли вращаться с желаемой скоростью. Это означает, что важнейшим требованием к двигателям шпинделя является большое соотношение между их мощностью и размером.

Двигатели жестких дисков предназначены для работы на высоких скоростях в течение длительного периода времени. Этот принцип сам по себе с самого начала проблематичен и может легко привести к дефекту. Некоторое время назад в индустрии жестких дисков ведущей тенденцией было постоянное увеличение скорости двигателя, поэтому некоторые устройства работали на скорости свыше 15 000 об/мин .

Контроль скорости , т.е. точное достижение и поддержание нужного числа оборотов, очень важно для реализации основных функций жестких дисков — чтения и записи данных. С увеличением емкости жестких дисков, т.е. увеличением плотности записи данных на пластины, контроль скорости становится все более сложной задачей.

Дополнительными условиями, выдвигаемыми перед шпиндельными двигателями, являются низкий уровень шума, невысокая стоимость, низкое энергопотребление и меньший нагрев при работе. Все вышеперечисленные условия были выполнены при использовании бесщеточные электродвигатели постоянного тока . Эти двигатели имеют ротор с постоянным магнитом, при этом через обмотки статора проходит ток, что приводит к вращению ротора.

Инвертор , пришедший на смену классическому коммутатору, управляется током, проходящим через катушки статора. Датчик положения ротора управляет работой самого инвертора.

Фото: Конфигурация двигателя шпинделя (DiamondMax 10): сердечник статора, держатель диска, ось ротора, уровень диска

Вращающиеся части двигателей шпинделя: ротор (шпиндель) и держатель диска (шляпа) с постоянным магнитом на себе. Сердечник статора жестко привязан к корпусу жесткого диска. Раньше использовались шарикоподшипники, а сейчас почти исключительно гидроподшипники обеспечивают вращение шпиндельных двигателей ГНБ. Держатель диска вместе с ярусом диска жестко прикреплен к валу ротора. Таким образом, пластины жесткого диска вращаются вместе с ротором шпинделя.

На старых моделях жестких дисков в момент запуска возникала нагрузка на двигатель главного шпинделя из-за заедания между головками чтения/записи и поверхностью посадочных зон на пластинах. Внедрение системы парковки на пандусах полностью решило эту проблему. В настоящее время нагрузка на двигатель главного шпинделя приходится на трения ветра , что является результатом высокой скорости вращения пластин.

Инженерные группы ведущих производителей жестких дисков активно работают над решением этой проблемы. Наиболее часто упоминаемым решением является разработка жестких дисков с герметичным корпусом, заполненным гелий . Идея состоит в том, что если бы пластины вращались в контролируемой области с меньшим трением о сопротивление воздуха, нагрузка на двигатель шпинделя была бы значительно снижена, что могло бы привести к увеличению числа оборотов в минуту и повышению производительности жестких дисков.

Жарко Дамьянович
HddSurgery

Шпиндельные двигатели жестких дисков — MinebeaMitsumi

Шпиндельные двигатели жестких дисков (HDD) — это то, что заставляет диски в жестких дисках вращаться. Точность этих двигателей определяет емкость и скорость жестких дисков, что делает эти компоненты критически важными для производительности жестких дисков. Соответственно, эти двигатели должны обеспечивать превосходные характеристики с точки зрения скорости вращения и низкого неповторяемого биения (NRRO).

Особенности
Данные
Приложение
Свяжитесь с нами

Особенности

Использование высокоточных подшипников

Подшипники имеют решающее значение для точности двигателей шпинделя жесткого диска. В шпиндельных двигателях ГНБ MinebeaMitsumi используются подшипники собственного производства, что значительно повышает точность и надежность этих продуктов.
В дополнение к моделям, содержащим шарикоподшипники, MinebeaMitsumi предлагает шпиндельные двигатели ГНБ, использующие гидродинамические подшипники (FDB), что дает ей резкое конкурентное преимущество на этом рынке.

Внутренний источник всех деталей

Большинство деталей, используемых в этих двигателях, из механически обработанных деталей, таких как подшипники, валы и ступицы, основание и магниты, кроме линий оборачивания и направляющих линий, производятся на месте, что дает MinebeaMitsumi имеет непревзойденное преимущество с точки зрения качества, возможностей поставок, производственных затрат и скорости доставки.

Глобальная научно-исследовательская деятельность

Производственное предприятие в Таиланде использует вертикально интегрированную производственную систему MinebeaMitsumi, при которой все процессы от производства компонентов до окончательной сборки выполняются собственными силами. Тайский научно-исследовательский центр, расположенный рядом с производственным предприятием, специализируется на контроле загрязнения и материаловедении, а также стремится быстро и эффективно улучшить качество продукции в цеху. Имея центры исследований и разработок в Японии и Сингапуре, а также центр проектирования и разработки в Германии, мы можем обеспечить более высокую надежность.

Данные о продукте

Артикул	Содержимое
Развитие	MinebeaMitsumi Inc. Завод в Каруизава (Япония) MinebeaMitsumi Technology Center Europe GmbH (Германия)
Производство	NMB-Minebea Thai Ltd. Завод Bang Pa-in (Таиланд)
Основной пользователь	Производители жестких дисков
Начало эксплуатации	в 1989 году

Применение

: Персональные компьютеры (настольные/записные книжки)

: Серверы