Mehanizam glava hard diska

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

HelpDisc