1
00:00:04,000 --> 00:00:07,000
Harde schijf demontage [vertaling Thomas Plancke]
2
00:00:07,000 --> 00:00:10,000
zwevende koppen, stem spoel motoren, ongelooflijk gladde oppervlakken en signaal verwerking
3
00:00:10,000 --> 00:00:17,000
serie 3 engineerguy videos
4
00:00:17,000 --> 00:00:23,000
Een huis computer is een krachtig instrument, het moet echter informatie kunnen opslaan op een betrouwbare manier, anders heeft het geen nut meer ofwel?
5
00:00:23,000 --> 00:00:25,000
Laten we de binnenkant bekijken en uitzoeken hoe het informatie opslaat.
6
00:00:30,000 --> 00:00:32,000
Kijk nu eens: Het is ongelooflijk.
7
00:00:32,000 --> 00:00:35,000
Het is een alledaagse harde schijf, maar zijn details zijn bijtengewoon.
8
00:00:35,000 --> 00:00:38,000
Nu, ik neem aan dat je de essentie van een harde schijf begrijpt.
9
00:00:38,000 --> 00:00:41,000
We slaan er informatie op in binaire vorm, eenen en nullen.
10
00:00:41,000 --> 00:00:43,000
Deze arm ondersteunt de \'kop\'.
11
00:00:43,000 --> 00:00:45,000
de kop is een elektromagneet die de schijf scant
12
00:00:45,000 --> 00:00:48,000
en ofwel informatie schrijft, door de magnetische polarisatie te veranderen van een specifiek gebied
13
00:00:48,000 --> 00:00:50,000
op de schijf of het leest gewoon de informatie af
14
00:00:50,000 --> 00:00:53,000
door de magnetisch polarisatie te meten.
15
00:00:53,000 --> 00:00:54,000
Dus, in principe, redelijk eenvoudig
16
00:00:54,000 --> 00:00:58,000
maar in de praktijk: veel diepgaand ingenieurswerk.
17
00:00:58,000 --> 00:01:02,000
Het belangrijkste is dat de kop in staat is om precies
18
00:01:02,000 --> 00:01:03,000
en foutloos
19
00:01:03,000 --> 00:01:05,000
de schijf te lezen en erop te schrijven.
20
00:01:05,000 --> 00:01:08,000
Ten eerste moet het met grote precies kunnen bewegen.
21
00:01:08,000 --> 00:01:11,000
Om de arm te positioneren gebruiken de ingenieurs een \"stem spoel motor\"
22
00:01:11,000 --> 00:01:14,000
De voet van deze arm ligt tussen twee krachtige magneten.
23
00:01:14,000 --> 00:01:17,000
Ze zijn zo sterk dat ze dan ook wat moeilijk zijn om uiteen te trekken.
24
00:01:17,000 --> 00:01:18,000
Voila.
25
00:01:18,000 --> 00:01:20,000
De arm beweegt door de Lorentz kracht.
26
00:01:20,000 --> 00:01:23,000
Laat een stroom door een draad gaan die zich in een magnetisch veld bevindt
27
00:01:23,000 --> 00:01:25,000
en de draad ondergaat een kracht,
28
00:01:25,000 --> 00:01:28,000
keer de stroom om en de kracht keert ook om.
29
00:01:28,000 --> 00:01:30,000
Wanneer stroom in één richting door de spoel vloeit
30
00:01:30,000 --> 00:01:34,000
zorgt de kracht, veroorzaakt door de permanente magneet, dat hij in deze richting beweegt,
31
00:01:34,000 --> 00:01:36,000
keer de stroom om en het beweegt in de andere richting.
32
00:01:36,000 --> 00:01:39,000
De kracht op de arm is recht evenredig met de stroom
33
00:01:39,000 --> 00:01:40,000
door de spoel waardoor
34
00:01:40,000 --> 00:01:43,000
de positie van de arm zeer precies van bepaald worden.
35
00:01:43,000 --> 00:01:45,000
In tegenstelling tot een mechanisch systeem,
36
00:01:45,000 --> 00:01:49,000
is er minimaal verval en is het geheel niet gevoelig voor de temperatuuur.
37
00:01:49,000 --> 00:01:53,000
Aan het einde van de arm ligt het meest belangrijke component: de kop.
38
00:01:53,000 --> 00:01:57,000
Op zijn simpelste is het een stuk ferromagnetisch materiaal, gewikkeld in draad.
39
00:01:57,000 --> 00:01:59,000
Wanneer het over de gemagnetiseerde gebieden van de schijf beweegt
40
00:01:59,000 --> 00:02:02,000
meet het de veranderingen in de richting van de magnetische polen.
41
00:02:02,000 --> 00:02:06,000
Herriner je de wet van Faraday: een verandering in magnetische polarisatie
42
00:02:06,000 --> 00:02:08,000
wekt een spanning op in een dichtbij gelegen spoel.
43
00:02:08,000 --> 00:02:10,000
Dus, wanneer de kop een gebied passeert waar de polarisatie
44
00:02:10,000 --> 00:02:14,000
veranderd meet het een sprong in spanningswaarde.
45
00:02:14,000 --> 00:02:16,000
Deze sprongen - zowel negatief als positief - stellen een \"één\" voor
46
00:02:16,000 --> 00:02:19,000
en daar waar er geen spanningsverschil is, stelt het een \"nul\" voor.
47
00:02:19,000 --> 00:02:22,000
De kop komt ongelooflijk dicht bij het oppervlak
48
00:02:22,000 --> 00:02:25,000
100 nanometer in oudere schijven maar vandaag de dag minder dan
49
00:02:25,000 --> 00:02:27,000
10 nanometer in de nieuwste versies.
50
00:02:27,000 --> 00:02:30,000
Wanneer de kop dichter bij de schijf komt zal zijn magnetisch veld
51
00:02:30,000 --> 00:02:32,000
een kleiner gebied bedekken waardoor men meer gebieden
52
00:02:32,000 --> 00:02:35,000
van informatie op één schijf zetten.
53
00:02:35,000 --> 00:02:38,000
Om die kritieke hoogte te behouden, gebruiken ingenieurs een ingenieuze methode:
54
00:02:38,000 --> 00:02:41,000
Ze laten de kop over de schijf \"zweven\".
55
00:02:41,000 --> 00:02:44,000
Kijk, wanneer de schijf draait vormt het een tussenlaag van lucht die
56
00:02:44,000 --> 00:02:48,000
onder de stilstaande kop wordt getrokken met een snelheid van 80 mijl per uur (130 km/h).
57
00:02:48,000 --> 00:02:52,000
De kop zit op een \"zwever\" die aerodynamische gevormt is om boven de schijf te zweven.
58
00:02:52,000 --> 00:02:56,000
Het geniale van deze lucht gestuurde techniek is zijn zelfcorrectie.
59
00:02:56,000 --> 00:03:01,000
Indien er verstoringen zijn waardoor de \"zwever\" te hoog komt dan zal get automatisch terug zweven naar zijn bedoelde plaats.
60
00:03:01,000 --> 00:03:04,000
Welnu, omdat de kop zich zo dicht bij het schijf oppervlak bevindt
61
00:03:04,000 --> 00:03:07,000
zouden enige losse deeltjes de schijf kunnen beschadigen met informatie verlies als gevolg.
62
00:03:07,000 --> 00:03:11,000
Daarom hebben ingenieurs een recirculerende filter in de luchtstroom geplaatst;
63
00:03:11,000 --> 00:03:14,000
het verwijdert kleine deeltjes die het van de schijf schraapt.
64
00:03:14,000 --> 00:03:18,000
Om de kop op de juiste hoogte te doen zweven is de schijf zeer vlak.
65
00:03:18,000 --> 00:03:23,000
De schijf is meestal zo vlak dat het een oppervlakte ruwheid heeft van ongeveer 1 nanometer
66
00:03:23,000 --> 00:03:26,000
Om u een idee te geven hoe vlak dit wel niet is, laten ze ons even inbeelden dat dit vlak vergroot is
67
00:03:26,000 --> 00:03:31,000
tot de grootte van een voetbalveld
68
00:03:31,000 --> 00:03:35,000
de gemiddelde \"bult\" op het oppervlak zou dan ongeveer 3 honderdste van een inch zijn (0,8 mm !).
69
00:03:35,000 --> 00:03:38,000
Het belangrijkste deel van de schijf is de magnetische laag,
70
00:03:38,000 --> 00:03:41,000
gemaakt uit cobalt, mogelijk gemengd met platina en nikkel.
71
00:03:41,000 --> 00:03:43,000
Welnu, deze legering van metalen heeft een hoge coërciviteit
72
00:03:43,000 --> 00:03:50,000
dit betekend dat het zijn polarisatie zal behouden - en zo ook zijn informatie - totdat het wordt blootgesteld aan een ander sterk magnetisch veld.
73
00:03:50,000 --> 00:03:52,000
Nog één ding dat ik zeer knap vind:
74
00:03:52,000 --> 00:03:57,000
Men gebruikt een beetje wiskunde om nog eens veertig procent meer informatie op de schijf te proppen.
75
00:03:57,000 --> 00:04:04,000
Beschouw dit als een reeks van magnetisch polen op de oppevlakte van de schijf: 0-1-0-1-1-1.
76
00:04:04,000 --> 00:04:06,000
Een schan door de kop zou deze spanningssprongen tonen
77
00:04:06,000 --> 00:04:09,000
zowel positief als negatief voor de éénen.
78
00:04:09,000 --> 00:04:13,000
we zouden het kunnen onderscheiden van, neem nu, deze vergelijkbare reeks.
79
00:04:13,000 --> 00:04:16,000
Als we ze vergelijken dan is het verschil duidelijk.
80
00:04:16,000 --> 00:04:20,000
Ingenieurs, echter, streven er altijd naar om méér en méér informatie op een harde schijf te krijgen.
81
00:04:20,000 --> 00:04:22,000
1 manier om dit te doen is om de magnetische gebieden te verkleinen,
82
00:04:22,000 --> 00:04:25,000
maar kijk wat er dan met de spanningssprongen gebeurt.
83
00:04:25,000 --> 00:04:28,000
Voor elke reeks overlappen de sprongen nu
84
00:04:28,000 --> 00:04:30,000
and geven een vervaagd signaal.
85
00:04:30,000 --> 00:04:33,000
In feite lijken de twee signalen nu sterk op elkaar.
86
00:04:33,000 --> 00:04:37,000
a.d.h.v. een techniek genoemd Partiële Respons Maximale Waarschijnlijkheid, hebben ingenieurs
87
00:04:37,000 --> 00:04:40,000
gesofisticeerde codes ontworpen die zo\'n vervaagd signaal kunnen nemen,
88
00:04:40,000 --> 00:04:45,000
de mogelijke reeks die het kan voorstellen berekenen en dan het meest waarschijnlijke kiezen.
89
00:04:45,000 --> 00:04:49,000
Net zoals alle succesvolle technologieën, blijven harde schijven onopgemerkt in ons dagelijkse leven,
90
00:04:49,000 --> 00:04:51,000
to er iets fout loopt.
91
00:04:51,000 --> 00:04:53,000
Ik ben Bill Hammack, de ingenieur man.