Hard disk je jedan od najboljih primera mehatroničkog (ili elektromehaničkog) uređaja. Mehanikom, odnosno kretanjem mehanizma glava hard diska, upravlja elektronika, pozicionirajući mehanizam nanometarski precizno pri velikim brzinama okretanja magnetnih ploča i stalnim promenama njihove ugaone brzine. Podsklop glava hard diska (head stack assembly – HSA) sačinjavaju aktuatorska ruka koja rotira oko fiksirane osovinice, sklop njenog uležištenja i namotaji žice – kalem (voice coil).
Slika 1 – Head stack assembly – HSA
Aktuatorske ruke mehanizma glava (actuator arm ili access arm) izrađuju se najčešće od legura aluminijuma, ređe od titanijumskih legura i nerđajućeg čelika. Aluminijumske legure su najčešće u primeni, zbog svojih paramagnetnih svojstava i odličnih mehaničkih osobina, pre svega čvrstoće, i male specifične težine te s toga aktuatorske ruke predstavljaju robusnu ali lako pokretljivu celinu.
Za krajeve aktuatorske ruke vezan je podsklop sastavljen iz veoma tankog (≈0.1mm) elastičnog lima za koji je vezan ferit, odgovoran za obavljanje funkcije čitanja i pisanja podataka. Masa ovog podsklopa, poznatog i kao head gimbal assembly – HGA, je jako mala kako bi moglo da se ostvari „plivanje“ na već pomenutom „vazdušnom jastuku“, koji nastaje usled velike brzine okretanja ploča hard diska. HSA i HGA se najčešće proizvode u potpuno odvojenim proizvodnim procesima i u funkcionalnu celinu se spajaju naknadno.
Slika 2: Mehanizam glava (sklop HSA i HGA) u Western Digital hard disku
Ferit („slider“) se nalazi na samom vrhu HGA podsklopa, pravougaonog je oblika i veoma male površine (≈1mm2). Njegova uloga je ključna u radu hard diska i sastoji se u transformaciji magnetnog polja ploča u električni signal (čitanje podataka) ili obrnuto – transformaciji strujnog signala u magnetni zapis na pločama (zapisivanje podataka).
Klasičan princip rada hard diskova znači da u jednom trenutku vremena „radi“ samo jedna glava, obavljajući funkciju čitanja ili pisanja. Površina ferita je specijalnog aerodinamičkog oblika („pattern“ se razlikuje od modela do modela diska i proizvođača) kako bi se na najbolji način iskoristile pogodnosti „vazdušnog jastuka„.
Bez strujanja vazduha nema čitanja i pisanja podataka, a strujanja vazduha nema ako nema okretanja magnetnih ploča hard diska. Okretanja nema ako se bilo koji od uslova izostavi:
– ako glave nisu gde je potrebno u datom trenutku
– ako nema okretanja motora
– ako nema vazduha
Nastavak uskoro…
Žarko Damjanović