Как запустить мотор от жесткого диска без платы
Перейти к содержимому

Как запустить мотор от жесткого диска без платы

  • автор:

Как запустить мотор от жесткого диска без платы

Текущее время: Сб мар 09, 2024 22:10:25

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Запрошенной темы не существует.

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Русская поддержка phpBB
Extended by Karma MOD © 2007—2012 m157y
Extended by Topic Tags MOD © 2012 m157y

Работоспособность сайта проверена в браузерах:
IE8.0, Opera 9.0, Netscape Navigator 7.0, Mozilla Firefox 5.0
Адаптирован для работы при разрешениях экрана от 1280х1024 и выше.
При меньших разрешениях возможно появление горизонтальной прокрутки.
По всем вопросам обращайтесь к Коту: kot@radiokot.ru
©2005-2024

Как без транзисторов и микросхем запустить мотор от HDD

Как без транзисторов и микросхем запустить мотор от HDD

Наверняка у вас в кладовке валяется не один, а скорее сразу несколько устаревших жестких диска. Данные образцы могут отлично послужить для несложных самоделок.
В HDD установлены бесколлекторные, бесщеточные моторы которые управляются при помощи электроники. Данный двигатель очень просто запустить без всякой электроники, без транзисторов и микросхем. Так что открывается отличное поле для применения этих моторов в своих поделках.

Простой лайфхак: Как запустить электродвигатель от старого HDD без электроники

Вскрываем корпус жесткого диска. Тут все не так просто и придется обзавестись специальной, сервисной отверткой.

разберем старый жесткий диск HDD

Разобрав корпус, удаляем плавающие головки. Отвинтим диск от мотора.

Отвинчиваем диск

Далее мотор отвинчивается снизу и вынимается из корпуса.
Теперь будем припаивать провода. Если из него выходит всего 3 контакта, то просто припаиваем провода как в нашем случае. Если 4, то просто соединяем 2 центральных вместе и также выводим 3 провода.

Припаиваем контакты к электродвигателю от HDD

Припаиваем конденсатор на 3300 мкФ между средним и любым другим проводом. В дальнейшем вместо одного конденсатора нужно использовать два одинаковых, включенных встречно-последовательно, так как напряжение переменное.

Припаиваем конденсатор

К крайним выводам подключаем переменное напряжение с трансформатора 8 В 50 Гц. В принципе мотор начинает работать от 3 В.

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… Рис.1 Первый HDD – «Quantum» семейства «Fireball TM» с микросхемой привода TDA5147AK (рис.2). Посмотрим, что он из себя представляет. Рис.2 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). Рис.3 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. Рис.4 Следующий HDD – «Quantum» семейства «Trailblazer» (рис.5). 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. Рис.6 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». Рис.7 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). Рис.8 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. Рис.9 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. Рис.10 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. Рис.11 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. Рис.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. Рис.13 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). Рис.14 Четвёртый привод — «Quantum» семейства «Fireball SE» с микросхемой привода AN8426FBP (рис.15). 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. Рис.16 И напоследок, вернувшись немного назад, были сняты формы сигналов на выводах W и V микросхемы HA13555 относительно общего провода (рис. 17). 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. Рис.18 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.

Список радиоэлементов
Прикрепленные файлы:
  • Fayli_s_datashitami_na_mikroshemi-drayveri.rar (873 Кб)
  • Dopolnitelnie_generatori_impulsov.lay (21 Кб)

Поделки из нерабочих HDD — мини-помпа

Понадобилась мне как-то для будущих самоделок водяная помпа. Да не простая — с ограничениями по габаритам — толщина до 25мм, ширина до 50мм (длина — уже можно варьировать). Из желаемых характеристик — напор 1м и расход 100л/ч. Не найдя в продажах желаемого (в основном — по габаритам), по своей упоротойупорной натуре приступил к реализации своего решения данного вопроса!

Внимание — много фото!

«Мозги» и немного предыстории:

Строго говоря, идея использовать для помп моторчики HDD не нова. C 2009 года ведётся целая ветка на одном известном форуме. Так что изначально был нацелен на изготовление помпы из «ноутбучного» жёсткого диска и поиска подходящего драйвера c интегрированными силовыми ключами и бессенсорным управлением.

Но «из коробки» перенять опыт мне не удалось. Череда тестов с разными драйверами (MTD6501C, DRV11873 и ряда прочих китайских поделок) давали неутешительный итог: более крупные моторы от 3.5 дисков работают идеально. А вот с мелкими моторами в лучшем случае удается запустить единицы, и те работают крайне нестабильно. С таким неутешительным результатом давняя идея была заброшена и находилась на грани забвения.

Но относительно недавно наткнулся на довольно любопытный драйвер от TI — DRV10987. При своих скромных габаритах обладает довольно внушительным потенциалом:

  • Рабочее напряжение от 6v до 28v
  • Интегрированный понижающий преобразователь на 5v (можно запитать МК для управления)
  • Постоянный рабочий ток до 2А (пиковый — 3А)
  • Огромное число программно определяемых параметров (задание значений конфигурационных регистров по шине I2C) для управления работой мотора
  • Автоматический перезапуск мотора после аварийной остановки / сбое (если условия возникновения сбоя прошли)
  • Защита от перегрузки по току
  • Защита от перенапряжения
  • Детектирование остановки/блокировки ротора
  • Отключение при перегреве контроллера

Помог мне в этом самописный онлайн-конфигуратор настроек. Пользуйтесь на здоровье!)

Вот скетч по заливке параметров через ардуино:

#include #include #define I2C_DRV10983_Q1_ADR 0x52 #define Fault_Reg 0x00 #define MotorSpeed_Reg 0x01 #define DeviceIDRevisionID_Reg 0x08 #define SpeedCtrl_Reg 0x30 #define EEPROM_Access_Code_Reg 0x31 #define EEPROM_EeReady_Reg 0x32 #define EEPROM_Iindividual_Access_Adr_Reg 0x33 #define EEPROM_Individual_Access_Data_Reg 0x34 #define EEPROM_Access_Reg 0x35 #define EECTRL_Reg 0x60 void setup() < Serial.begin(9600); Wire.begin(); >byte readByAdress(byte reg_adr, unsigned int &result) < //I2C write 2-byte register byte i = 0, err = 0; byte bytes[2] = ; Wire.beginTransmission(I2C_DRV10983_Q1_ADR); Wire.write(reg_adr); err = Wire.endTransmission(); if(err!=0) return err; Wire.requestFrom(I2C_DRV10983_Q1_ADR, 2); while(Wire.available()) < bytes[i] = Wire.read(); i++; >result = ((bytes[0] byte writeByAdress(byte reg_adr, unsigned int value) < //I2C read 2-byte register byte bytes[2]; bytes[1] = value & 0xFF; bytes[0] = (value >> 8) & 0xFF; Wire.beginTransmission(I2C_DRV10983_Q1_ADR); Wire.write(reg_adr); Wire.write(bytes,2); return Wire.endTransmission(); > boolean flag = true; void loop() < if(flag)< unsigned int onReady = 0; writeByAdress(EECTRL_Reg, 0xFFFF); writeByAdress(EEPROM_Access_Code_Reg, 0x0000); //Reset EEPROM_Access_Code_Reg writeByAdress(EEPROM_Access_Code_Reg, 0xC0DE); //Set EEPROM_Access_Code_Reg while(onReady == 0)< // Wait EEPROM ready readByAdress(EEPROM_EeReady_Reg, onReady); >Serial.println("EEPROM_Access."); onReady = 0; //Write values on shadow registers //writeByAdress(EEPROM_Access_Reg, 0x1000); //Not use EEPROM storage. Store values in shadow registers writeByAdress(0x90, 0x154F); writeByAdress(0x91, 0x042C); writeByAdress(0x92, 0x0090); writeByAdress(0x93, 0x09EA); writeByAdress(0x94, 0x3FAF); writeByAdress(0x95, 0xFC33); writeByAdress(0x96, 0x016A); writeByAdress(EEPROM_Access_Reg,0x0006); //EEPROM mass access enabled && update while(onReady == 0 ) < // Wait EEPROM ready readByAdress(EEPROM_EeReady_Reg, onReady); >Serial.println("EEPROM_Update."); writeByAdress(EECTRL_Reg, 0x0000); //Run motor flag = false; > >

Затем уже были заказаны в поднебесной более презентабельные платки:

После регистрации (ну вот так требуют) можете бесплатно скачать файлы проекта. Или сразу же заказать платы здесь.

О «пересадке сердца»

Осталось дело за малым — достать из корпуса HDD мотор, который кстати говоря, в 2.5 дисках (и в большинстве 3.5) является его неотъемлемой частью. Вкратце можно процесс описать известной фразой «Пилите, Шура, пилите!«:

Из фанеры изготавливается внешняя направляющая под коронку по металлу с креплением к корпусу диска. Для сохранности шлейф мотора приклеивается к его основанию, чтобы не был срезан коронкой

После высверливания получаем кругляшки с моторчиком. После обработки напильником получаем диаметр основания около 25мм.

Подготовка реципиента к трансплантации:

Мозги и сердце будущей помпы отлично ладят друг с другом и готовы обрести новое место обитания. Так что самое время подумать о корпусе и крыльчатке.

Так как нужно получить при малом рабочем объеме высокое давление, крыльчатку спроектировал с 7 лучами:

Печать на 3D принтере поликарбонатом
3D модель

Поликарбонат — вещь для корпуса отличная. Но печатать целый корпус им дорого. Куски толстых листов очень трудно найти да и фрезеровка не бесплатна (для меня). Зато у рекламщиков за спасибо можно выпросить обрезки от листов толщиной 4мм и 2мм. Так что корпус проектировался для последующего нарезания лазером деталей и их склейкой в единое целое без необходимости фрезеровки. Потребуется разве что высверливание отверстий под фитинги и гайки.

Вид 3D модели
3D модель

Набор деталей для склейки «топа» помпы. В местах сопряжения каналов притока и оттока срезаны грани

Ход операции:

Тут хотелось бы сделать лирическое отступление и напомнить желающим повторить и не только, что дихлорэтан, которым проводилась склейка — содержит мало витаминов и вдыхать нужно больше довольно токсичное и летучее вещество. Работы с ним нужно проводить или на открытом воздухе или в хорошо вентилируемом помещении.

Стек деталей «топа» на сушке после склейки — верх-приток-сепаратор-крыльчатка-ротор. Аналогично склеивается основание для мотора (или изготовить из 6мм куска поликарбоната целиком)

После склейки высверливаются отверстия для фитинга — 8мм латунной трубки по насечкам на детали «сепаратор»

Старый добрый состав БФ-4 как по мне дает надежную склейку латуни и поликарбоната

Тем же клеем приклеивается основание мотора в нижней части помпы. В верхней части рассверливаются (не насквозь!) отверстия под вклейку гаек-заклепок М3. И на фото видна прокладка из тонкого силикона

Тестирование:

Вот и пришла пора проверить в работе самоделку. Для этого был наскоро собран тестовый стенд. Так как Хабр читают дети серьезные разработчики, у которых внешний вид и состав стенда может вызвать приступы паники, ужаса и дезориентации, хотел его спрятать под спойлер… но надеюсь, всё обойдётся, и потом не говорите, что я вас, уважаемые читатели, не предупреждал!

Ардуинка подаёт управляющий сигнал PWM, коэффициент заполнения которого задается вручную переменным резистором, считывает значение конфигурационных регистров, а так же определяет скорость вращения как через внутренние регистры драйвера (RPMrg), так и по сигналу FG (RPMfg). Питание мотора — 12v

Запуск мотора без нагрузки. Регулировка оборотов и замер энергопотребления

Мотор успешно стартует от 6% управляющего PWM сигнала. А в конце видео видно, как на высоких оборотах значения скорости во внутреннем регистре «подвисают» на интервале от 10к до 13к оборотов, хотя через выход FG частота фиксируется без изменений.

С холостым ходом всё понятно — получили 13к оборотов при напряжении 12v и потреблении 0.16A. Но собиралась водяная помпа, а я тут воздух гоняю. Так что следующий этап — сопровождение домочадцев на улицу, дабы не мешались, и оккупация ванной комнаты!

Делать замеры и снимать видео у меня, увы, не получилось. Так что обойдемся фото общего плана. К измерительному оборудованию добавились секундомер и банка на 3л

По итогам замеров получилась вот такая таблица

График расхода

Как итог — данная поделка целиком удовлетворяет моим требованиям. А в случае поломки, благодаря разборной конструкции и наличию в любых ремонтных мастерских / сервисных центрах ящиков с дохлыми 2.5HDD — починить не составит труда. И путь к дальнейшему построению СВО открыт! Так что продолжение следует!

  • Компьютерное железо
  • DIY или Сделай сам
  • Электроника для начинающих

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *