Danas je dan za recikliranje 50-tak optičkih pogona za kućna računala iz razdoblja od 1993. do 2006. godine, različitih proizvođača i modela. U kompletu za reciklažu ide i oko 1400 komada CD/DVD medija iz istog razdoblja.
Svi ovi pogoni imaju paralelno ATA/IDE sučelje, noviji modeli su prešli na serijsko ATA sučelje (SATA), a vanjski pogoni su se proizvodili za praktično sva računalna podatkovna sučelja: paralelni port, USB, SCSI, FireWire.
CD-ROM pogoni za kućna računala pojavili su se krajem 1980-tih godina, no masovna proizvodnja počinje od 1990. godine. Tada se pojavljuju prva „multimedijalna“ stolna računala koja su dolazila sa CD-ROM pogonom, a 1994. godine izlazi i prvo prijenosno računalo sa ugrađenim CD-ROM pogonom za standardne CD-ove promjera 12 cm (IBM ThinkPad 755CD).
Razvoj CD pogona uključivao je sve veće povećanje maksimalne brzine čitanja podataka sa CD-a, od početnih 2x pa sve do 56x što je prepoznato kao fizički maksimum (11200 o/min) koji može podnijeti kako CD pogon tako i sam CD. U praksi su najbrži pogoni široke potrošnje dolazili sa deklariranim brzinama 48x ili 52x. Ovo su naravno maksimalne kutne brzine koje se postižu samo kod čitanja podataka sa CD-ROM medija i to samo na najudaljenijem rubu diska (koji se najbrže vrti ispod optičke glave). Maksimalne brzine čitanja sa DVD-ROM medija su obično do 16x (najveći dozvoljeni maksimum je 18x). Što se tiče brzine pisanja, one su kod novijih „pržilica“ približno jednake kao i brzine čitanja, no to opet vrijedi samo za standardne jednokratne i jednoslojne CD/DVD medije, dok za druge vrste medija brzine čitanja i pisanja značajno padaju.
Kombinirani CD/DVD pogoni i CD/DVD snimači za kućna računala ulaze u masovnu upotrebu od 2000. godine. Za početak ćemo napraviti pregled naših optičkih pogona s obzirom na datum proizvodnje i podržane tehnologije.
Dva najstarija modela CD-ROM pogona (brzine 2x) datiraju iz srpnja 1993. godine i travnja 1994. godine. Posebno pak je specifičan model DC544C tvrtke Alps Electric (danas Alps Alpine) koji prihvaća 4 CD-a i radi kao CD Changer. Ove modele ćemo sačuvati u kolekciji kao neke primjerke najranijih optičkih pogona za kućna računala.
CD-R Matsushita-Kotobuki CR-562-B, brzina 2x, iz srpnja 1993. godine
CD-R Mitsumi CRMC-FX001D, brzina 2x, iz travnja 1994. godine
CD-R Changer Alps Electric DC544C, brzina 8x, iz lipnja 1996. godine
Za usporedbu, pogledati ćemo i jedan noviji optički uređaj:
CD-RW/DVD-RW Hitachi-LG GSA-4166B, brzina 40x (32x 16x 8x) iz prosinca 2005. godine
Može se primijetiti kako je kod novijih uređaja veličina tiskane pločice značajno reducirana jer se koriste isključivo visoko integrirani namjenski čipovi za optičke pogone.
Na Wikipediji je detaljno objašnjen svaki segment rada optičkih pogona pa ovdje neću ponavljati te tekstove. Ukratko, svaki CD/DVD optički pogon sadrži tri elektromotora: jedan je za pokretanje mehanizma otvaranja/zatvaranja ladice te prihvata diska, drugi elektromotor je za pomicanje optičke glave poprečno po površini (po radijusu) diska i treći je za rotiranje diska.
Elektromotori za pokretanje mehanizma otvaranja/zatvaranja ladice te prihvata diska.
Ovo su jednostavni kolektorski DC motori koji preko mehanizma sastavljenog od kombinacije zupčanika, remenica ili tarnog prijenosa otvaraju ili zatvaraju ladicu optičkog diska te istovremeno otpuštaju ili stežu prihvat diska. Prihvat diska se vrši pritiskom istog između dva vretena, jednog s gornje i drugog s donje strane, odnosno podizanjem diska s donjeg na gornje vreteno. Gornje vreteno ima mali magnet i labavo je pričvršćeno tako da bolje sjedne kog primicanja donjeg metalnog vretena.
Čitav ovaj mehanizam ladice i prihvata diska ima 5-10 plastičnih elemenata. Važno je osigurati određenu fleksibilnost ovog mehanizma. Može se dogoditi da ladica kod izbacivanja zapne za neki vanjski predmet. Elektronički sustav to mora prepoznati te ladicu zatvoriti, umjesto da ju forsira izbaciti do kraja što može oštetiti mehanizam. Isto tako, elektronički sustav mora prepoznati ako se jednom otvorena ladica gura na zatvaranje, te automatski pokrenuti daljnje električno zatvaranje. Ukoliko dođe do nekog kvara mehanizma, obično je omogućeno mehaničko otvaranje ladice, guranjem neke tanke igle (spajalice) kroz rupicu na prednjoj strani (maski) pogona. Na nekim starijim pogonima nisam uočio ovu rupicu. Guranjem igle se samo oslobodi prihvat diska i malo otvori ladica, tek toliko da se može uhvatiti i dalje izvući prstima.
Za ovu automatiku na CD pogonima se obično koriste mikro-sklopke ili optički prekidači, no svakako postoji i neki elektronički sustav prepoznavanja preopterećenja mehanizma, bilo mjerenjem struje elektromotora ili nekom drugom kontrolnom automatikom.
Elektromotori za pomicanje optičke glave po radijusu diska.
Kod starijih modela ovi elektromotori su obični kolektorski DC motori kakvi se koriste i za pogon ladice. Kod novijih modela ugrađeni su dvofazni koračni motori, no neki modeli imaju i višefazne koračne motore. Optička glava se pomiče (klizi) po nekom sistemu šipki (sanjki) pogonjena preko sistema zupčanika ili kod novijih modela preko osovine sa spiralnim žljebovima.
Višefazni koračni elektromotor za pokretanje optičke glave.
Elektromotori za rotiranje optičkog medija (diska).
Za rotaciju diska se obično koriste višefazni koračni motori, no kod jednog starijeg modela smo zatekli obični DC motor. Brzina rotacije diska nije kritična i ona se može mijenjati tijekom čitanja određenih sektora diska.
Obični DC kolektorski elektromotor za rotaciju diska zatekli smo samo u CD-R pogonu NSA NSCD-2X-P1 iz svibnja 1995. godine.
Optičke glave
Optičke glave sadrže najmanje jednu lasersku diodu i jednu ili više fotodioda. Neke glave sadrže i istovremeno koriste nekoliko laserskih zraka za čitanje diskova i pisanje na njih čime se postižu veće brzine nego što bi to bilo moguće s jednom laserskom zrakom. Fotodiode osim za detekciju odbijene laserske zrake kod čitanja također mogu biti ugrađene i za detekciju jačine laserske zrake i njenog fokusa kako bi automatika pogona mogla regulirati ta dva elementa. Leća za fokusiranje nije fiksno namještena nego je pokretna na svojevrsnom elektromagnetskom ovjesu (sustav permanentnih magneta i zavojnica). Preko tog elektromagnetskog ovjesa i detektorskih fotodioda automatika vrši potrebna fokusiranja laserske zrake za različite režime rada. Unutar laserske glave je sustav optike koji može sadržavati više fokusnih leća te zrcala, poluprozirna zrcala, prizme i slično.
Šipke (vodilice, sanjke) i osovine sa spiralnim žljebovima za vođenje optičke glave po radijusu diska. Nakon recikliranja ostane i hrpica vijaka, opruga, raznih podložaka…
Čitav pogon diska leži na jednom ili više amortizacijskih ovjesa. Amortizeri su fine silikonske gumice. Time se ublažuju vibracije koje proizvodi sam interni pogon ali i moguće vanjske vibracije optičkog pogona.
Zupčanici, gumeni i tarni prijenosi, plastična vretena za gornji prihvat diska… Od ovih elemenata ne očekujem neku iskoristivost u budućnosti, no već imam kutiju sa takvim dijelovima pa ću pridodati i ove. Vrijedi pravilo, da kada vam jednom i zatreba za nešto kakav mali zupčanik, obično od stotine njih niti jedan ne odgovara potrebama. Pogonske gumice su kod desetljeća starih uređaja obično puknute, razvučene, stvrdnute, omekšane ili na neki drugi način nefunkcionalne.
Ove FFC kablove uvijek sačuvam ako zatrebaju za kakav popravak neke druge elektronike. Naravno, često se dogodi da niti jedan od stotine tih sakupljenih kablova na kraju ne odgovara onom kojeg treba zamijeniti.
Elektronika optičkih pogona je posve nezanimljiva za proučavanje jer se gotovo isključivo sastoji od namjenskih visoko-integriranih čipova. Sve ovo ide izravno u reciklažno dvorište.
Ovo je elektronika optičkih pogona iz 2006. godine. Može se primijetiti kako je na modelima iz 1990-tih godina tiskana pločica bila veličine kao i samo kućište pogona, te je sadržavala nekoliko desetaka raznih čipova. To su bili samo obični CD čitači, no desetak godina kasnije, kombinirani CD/DVD čitači i snimači imaju pločice veličine samo trećine tih dimenzija i svega 4 ili 5 namjenskih čipova.
Zašto sam sve ove godine čuvao sve ove očito islužene optičke pogone? Pa, vjerojatno iz nekih sentimentalnih razloga. Optički pogon je svojevremeno bio osnovno multimedijalno sredstvo i sve što je bilo zanimljivo za kućno računalo (filmovi, muzika, igre, slike, operativni sustavi, elektroničke knjige, razni pdf-ovi, programi, drajveri i softver općenito, kopije i razmjene osobnih podataka…) dolazilo je i čuvalo se na CD-u ili DVD-u jer su HDD-ovi i vanjske memorije još uvijek bile preskupe za čuvanje velike količine podataka. Bilo je sasvim normalno uz računalo imati nekoliko stotina snimljenih CD/DVD-ova sa raznim multimedijalnim i softverskim sadržajima.
Moja kolekcija od oko 1400 CD/DVD medija izvađena iz raznih omota, kutija i torbica te uredno posložena za slikanje. Samo omoti zauzimaju prostor od jednog kubičnog metra. Sve ide u glomazni otpad.
Čisto za usporedbu, standardni CD/DVD-ovi promjera 12 cm i minijaturni CD-ovi promjera 8 cm. Većina ladica je oblikovana da lako prihvaća obje veličine medija, a neke imaju i dodatne zahvačke za pričvršćivanje medija i korištenje u vertikalnom položaju.
Tko je imao CD/DVD snimač, popularno „pržilicu“, sasvim sigurno je bila konstantno u pogonu. Stoga su se optički uređaji nerijetko kvarili. Najčešći problem je bio ulazak (taloženje) prašine na optički sistem (leće, zrcala, prizme) unutar laserske glave. Naime, optički pogoni su smješteni unutar prašnjavih PC kućišta gdje ventilatori stalno kovitlaju prašinu, ladica optičkog pogona se za svaki disk mora otvoriti što otvara put izravnom ulasku prašine na optički sistem, prašina može zaostati i na samom disku, a brza rotacija diska iznad optičke glave raspršuje tu prašinu posuda po optici. S vremenom bi nataložena prašina prigušila i raspršila (defokusirala) lasersku zraku i pogon bi sve teže čitao medije.
Postojali su CD-ovi sa malim četkicama koji bi trebali očistiti prašinu sa površine leće. Međutim, prašina najčešće nije bila samo na površini leće, nego i posvuda u unutrašnjosti optičkog sistema. Tu je onda trebalo rastaviti kućište pogona i pokušati kompresorom ispuhati optički sistem.
Drugi način je bio malo pojačati struju kroz lasersku diodu kako bi jača laserska zraka „probila“ film nataložene prašine. Gotovo svaka optička glava je imala mali potenciometar serijski spojen u krug napajanja laserske diode za podešavanje te struje. Ovi zahvati su mogli rezultirati nekim poboljšanjima u oko 50% slučajeva, no pogon svakako nije više čitao jednako dobro kao prije i problem bi se prije ili kasnije opet vratio. Rastavljanje optičke glave u svrhu detaljnog čišćenja ne dolazi u obzir jer se tu radi o precizno tvornički namještenoj (mikro)optici. Gomila optičkih pogona je završila u smeću zbog te prašine iako je električki sve bilo ispravno.
Evo nekoliko slika optičkih glava, a vi pokušajte pronaći trimer-potenciometre za podešavanje (ograničenje) struje kroz laserske diode. Potenciometri su dimenzijama većinom manji od montažnih vijaka u blizini. Sve je toliko sitno da je teško pratiti tiskane veze (negdje se i ne vide) te je trebalo pogoditi na koju stranu se struja pojačava, a na koju smanjuje.
Kad već recikliramo stare optičke pogone, izvukli smo i dva vanjska (eksterna) pogona. Prvi je CD-RW/DVD-RW pogon oznake PD01S zamišljen kako dodatak nekim modelima Dell Latitude prijenosnih računala te ima poseban priključak za spajanje na iste.
Ovaj priključak je u osnovi kombinacija USB porta i vanjskog napajanja, no u današnje vrijeme se doista ne isplati trošiti vrijeme na prepravku ovog priključka.
Zbog slabijeg sistema prihvata diska i generalno slabijih motora, ovjesa i opće mehaničke konstrukcije, optički pogoni za prijenosna računala imaju veće ograničenje maksimalne brzine čitanja i pisanja.
Ovo je čitava elektronika optičkog pogona PD01S.
Za kraj imamo jedan eksterni CD-RW pogon Lite-On LXR-40243A iz kolovoza 2003. godine. Ima USB i ATAPI sučelje. Dobio sam ga prije dvadesetak godina novog u nekoj razmjeni i zapravo je već tada bio zastarjeli jer smo svi već imali DVD pržilice. Uzeo sam ga za neku rezervu, no nikad mi nije zatrebao i nikad nije učitao niti snimio ni jedan CD. S obzirom da je u originalnoj ambalaži i posve nekorišten ostavit ću ga iz sentimentalnih razloga da još dvadesetak godina skuplja prašinu 🙂
Većina ovih optičkih pogona sa slike su moji neispravni, poluispravni ili zastarjeli modeli, neki pogoni su bi na pokušaju popravka koji nije uspio, neki su došli na druge načine, uglavnom, hrpa je s godinama konstantno rasla :-). Tako je došlo vrijeme da se nešto sa tom hrpom napravi.
Na Internetu postoje projekti preinake ovakvih optičkih pogona za računalo u samostalni muzički svirač (mp3 player) dodatkom vanjskih kontrola i displeja. Međutim za to je potrebno imati pouzdan i ispravan optički pogon, a osim toga, neka uporabna vrijednost takvog uređaja u današnje vrijeme i nije velika. Jedna od specifičnih ideja je koristiti Floppy, HDD i CD/DVD pogone za gradnju svojevrsnog muzičkog instrumenta. Najdalje u tome je došao gospodin Paweł Zadrożniak sa svojim projektom Floppotron.
Kako god bilo, zlatno doba CD/DVD-ova je odavno završilo i ne vidim neki motivacijski projekt za njihovu prenamjenu. Cilj mi je bio samo hrpu od metra kubičnog ove tehnologije svesti na hrpu od decimetra kubičnog. Iako ni ta hrpa nema nema neku uporabnu perspektivu, neka barem ostane kao podsjetnik na jednu informatičku tehnologiju koja se, kao i veliki broj drugih elektroničkih tehnologija, uspjela zadržati tek desetljeće ili dva na vrhu svoje popularnosti 🙂