Richi´s Lab

 

3,5"-Diskettenlaufwerk

 

3,5"-Diskettenlaufwerk

3,5"-Diskettenlaufwerk

Es handelt sich hier um ein 3,5"-Diskettenlaufwerk von Samsung.
Die Typbezeichnung lautet SFD-321B. Ein Herstellungsdatum lässt sich den Aufklebern nicht entnehmen, es findet sich nur ein Hinweis auf eine Revision T3.

Das Gehäuse besteht aus zwei Blechelementen.
Die Rückseite beherbergt die übliche IDE-Schnittstelle und den weißen Stecker der Stromversorgung.

 

3,5"-Diskettenlaufwerk

Auf der Unterseite befindet sich ein Ausschnitt für den Motor, der die Magnetscheiben in den Disketten dreht.

Durch einige Durchbrüche bleiben auch bei geschlossenem Gehäuse mehrere Testpunkten, Lötjumpern und Bestückoptionen erreichbar.

 

3,5"-Diskettenlaufwerk offen Aufbau

Entfernt man das obere Gehäuseteil, so wird die Mechanik erkennbar, die die Disketten aufnimmt und verriegelt.

Das schwarze Kunststoffelement enthält den oberen Schreib-/Lesekopf, der mit dem Schrittmotor am hinteren Ende des Laufwerks bewegt werden kann.
Leicht erreichbare Schrauben und gesteckte Flachbandkabel ermöglichen im Servicefall einen einfachen Austausch.

 

3,5"-Diskettenlaufwerk Schreib/Lesekopf

Der Schreib-/Lesekopf ist in der Mitte eines geschlitzten Blechs befestigt, das für eine gefederte Lagerung sorgt.

Die flexible Zuleitung führt fünf Potentiale: Die 5V-Versorgung, das Massepotential und drei weitere Signale.

 

3,5"-Diskettenlaufwerk Schreib/Lesekopf

Auf der Unterseite befindet sich der gleiche Schreib-/Lesekopf, der allerdings weniger flexibel gelagert ist.

 

3,5"-Diskettenlaufwerk Schreib/Lesekopf Detail

Der Schreib-/Lesekopf besitzt einen dunklen Grundkörper. Es handelt sich höchstwahrscheinlich um ein Ferritmaterial.

Auf dem Grundkörper befindet sich ein Kunststoffelement mit einem dunklen Streifen, der den aktiven Bereich darstellt.

 

3,5"-Diskettenlaufwerk Schreib/Lesekopf Detail

Im Detail betrachtet besteht der dunkle Streifen aus drei Teilen. Die Elemente sind 0,35mm hoch.

Die Durchbrüche koppeln das magnetische Feld aus beziehungsweise ein, mit dem der Schreib-/Lesekopf arbeitet.
Der mittlere Durchbruch mit einer Höhe von ungefähr 0,12mm kann die Diskette mit den gewünschten Datenmuster magnetisieren. Danach durchläuft der Abschnitt die zwei äußeren Durchbrüche, die dafür sorgen, dass sich das Magnetfeld des Datenstroms nicht in die benachbarten Bahnen ausweitet.
Das linke Element realisiert neben dem Schreib- auch den Lesevorgang.

 

3,5"-Diskettenlaufwerk Schreib/Lesekopf Detail

Von unten ist der Metallstreifen nicht durchgängig damit das Magnetfeld zu einem möglichst großen Teil über die obere Fläche fließt und so mit der magnetischen Oberfläche der Diskette interagieren kann.

 

3,5"-Diskettenlaufwerk Schreib/Lesekopf innerer Aufbau

Im Ferritkörper sind zwei Kunststoffträger mit zwei Spulen eingebracht.
In jeder Spule befindet sich ein Ferritstift. Ein weiterer Ferritstift zwischen den Spulen schließt die magnetischen Kreise.

Die zwei Spulen zeigen sich unterschiedlich. Die linke Wicklung baut deutlich größer auf und besitzt vier Anschlüsse. Es handelt sich um die Spule, die das Magnetfeld in den zwei gegenüberliegenden Durchbrüchen definiert. Die rechte Wicklung hat einen geringeren Durchmesser und besitzt nur zwei Anschlüsse.

 

3,5"-Diskettenlaufwerk Platine

Auf der Oberseite der Platine sind fast keine Bauteile bestückt.
Es handelt sich um eine einlagige Platine.

 

3,5"-Diskettenlaufwerk Platine

Neben kleineren Bauteilen befinden sich zwei integrierte Schaltkreise auf der Platinenunterseite. Der eine Chip dient als Controller und Schnittstelle zum IDE-Stecker, der zweite Chip stellt den Treiber für den Antriebsmotor dar.

Um mit einer einlagigen Platine zurecht kommen zu können, nahm man mehrere 0Ohm-Brücken in Kauf.

Trotz der eingeschränkten Möglichkeiten des Layouts besitzt das Masse- und Versorgungskonzept eine gewisse Komplexität. Das Massepotential trifft in der oberen linken Ecke ein und verteilt sich ringförmig über die Platine. Der Ring wurde aber mit Bedacht nicht geschlossen. An der unteren Kante treffen die beiden Stränge großflächig aufeinander und bleiben dennoch voneinander isoliert. Durch diesen Aufbau werden die Ströme des Antriebsmotorreglers so gut wie möglich isoliert vom Controller des Laufwerks zum Versorgungsstecker geführt. Der Controller erhält das Massepotential über drei Zuleitungen. Vermutlich sorgt auch das für einen möglichst störungsarmen Betrieb. Der Controller enthält die Schrittmotoransteuerung für die Bewegung des Schreib-/Lesekopfes und die Logik für die IDE-Schnittstelle. Dazu kommt vermutlich ein gewisser Analoganteil, der die Ansteuerung und das Auswerten des Schreib-/Lesekopfes übernimmt.
Das Diskettenlaufwerk wird über das 12V-Potential versorgt. Das 5V-Potential bleibt ungenutzt. Eine Drosselinduktivität verhindert, dass hochfrequente Störungen in die Versorgung zurückgespeist werden. Ein Elektrolytkondensator puffert die Spannung. Vom der oberen linken Ecke führt eine Versorgungsleitung zum Regler des großen Antriebsmotors. Vom Versorgungsstecker aus führen außerdem drei Zuleitungen zum Controller. An der unteren Kante befindet sich eine weitere Kombination einer Induktivität und eines Elektrolytkondensators. Das Versorgungspotential wird darüber ein zweites mal gefiltert und den Schreib-/Leseköpfen und dem Controller zugeführt. Vermutlich handelt es sich um eine saubere Versorgung, die Störungen vom Schreib-/Lesesystem fernhalten soll.

Auf der Platine befinden sich viele Testpunkte, von denen die meisten kurz aber verständlich beschrieben sind.

 

3,5"-Diskettenlaufwerk Schrittmotor Freilaufdioden

Auffällig sind die vier bedrahteten 1N118-Dioden, die die Potentiale des Schrittmotors mit dem Massepotential verbinden. Sie scheinen nachträglich unter Zuhilfenahme von Testpunkten integriert worden zu sein.
Es ist gut denkbar, dass die im Controller integrierten Freilaufdioden zwar ausreichend dimensioniert waren, der Stromfluss über die interne Masse aber zu Potentialanhebungen und damit zu Störungen in den empfindlicheren Schaltungsteilen der Signalauswertung führte. Die zusätzlichen Dioden leiten zumindest einen Teil des Freilaufstroms ab und dämpfen so das Störpotential.

 

3,5"-Diskettenlaufwerk BLDC-Motor Rotor

Der Rotor des Diskettenantriebs ist unspektakulär aufgebaut. Er besteht aus einem ringförmigen Magneten.

 

3,5"-Diskettenlaufwerk BLDC-Motor Stator Hall-Schalter FG Drehzahlbestimmung

Unter dem Rotor befindet sich der Stator, der mit drei Phasen angesteuert wird. Die Einspeisung erfolgt in der Mitte des Stators.
Am äußeren Umfang sind breite Polschuhe ausgeformt. An drei Stellen befinden sich Aussparungen, in denen Hall-Schalter bestückt werden können, die die Stellung des Rotors zurückmelden. Bei diesem Gerät waren zwei Hall-Schalter ausreichend.

 

3,5"-Diskettenlaufwerk BLDC-Motor Stator Hall-Schalter FG Drehzahlbestimmung

Unter dem Stator zeigt sich, dass die drei Phasen klassisch mit U, V und W bezeichnet wurden. Sie sind im Stern verschaltet.

Um den Stator ist eine Leiterschleife ins Layout integriert, die an ein Rechtecksignal erinnert und am BLDC-Treiber mit FG+ und FG- bezeichnet ist. Diese Leiterschleife wird genutzt um die Drehzahl des Motors zu bestimmen. Zwar lässt sich die Drehzahl auch über die Hall-Schalter bestimmen, die Induktionsspannung in der Leiterschleife bietet aber eine höhere Bandbreite, was wiederum das Regelverhalten verbessert.

 

3,5"-Diskettenlaufwerk BLDC-Treiber KA2822D Fairchild

Der BLDC-Treiber ist ein KA2822D von Fairchild.
Über einen breiten Pin auf jeder Seite wird die anfallende Verlustleistung abgeführt.

 

Datenblattausschnitt

Für den KA2822D existiert ein Datenblatt von Fairchild.
Er bietet drei integrierte Halbbrücken, die über zwei Pins am Gehäuse eine Strommessung ermöglichen.
Neben den zwei Hall-Schalter kann der Treiber die Induktionsschleife um den Motor einlesen und aufbereiten.
Der BLDC-Treiber wird mit einem 1MHz-Takt versorgt und ermöglicht darüber die Einstellung einer Drehzahl. Er gibt außerdem ein Indexsignal aus.

 

3,5"-Diskettenlaufwerk BLDC-Treiber KA2822D Die

3,5"-Diskettenlaufwerk BLDC-Treiber KA2822D Die

Das Die des BLDC-Treibers enthält auf der rechten Seite einen klar erkennbaren Leistungsteil.
Die zwei Metallflächen, die sich über die komplette Breite des Dies erstrecken, stellen das Versorgungs- und das Massepotential der Halbbrücken dar. Genau genommen handelt es sich nicht um ein Versorgungspotential, sondern um die Zuleitung vom Shunt zur Strommessung. Zwischen den zwei Metallflächen sind drei kleinere Metallflächen aufgebracht, die die drei Phasen ausgeben. Unter der Metalllage befinden sich die bipolaren Leistungstransistoren, die die jeweiligen Ausgänge mit dem Versorgungs- oder dem Massepotential verbinden.
Die drei kleineren aber noch gut erkennbaren Blöcke links des Leistungsteils könnten die Treibertransistoren der Highsidetransistoren darstellen.

 

BLDC-Treiber KA2822D Die Samsung

Die Markierungen auf dem Die zeigen, dass das Design ursprünglich von Samsung stammt.
Die interne Bezeichnung des Dies scheint AE2822A zu lauten.
Die Maskenmarker lassen auf mindestens zwölf Maskensätze schließen. Die Elemente zur Prüfung der Abbildungsleistung scheinen sogar noch zahlreicher zu sein.

 

KA2822D Die Entwickler

Interessant ist, dass auf diesem Die nicht nur die Initialen sondern die ausgeschriebenen Familiennamen der Entwickler abgebildet wurden.
Verewigt ist ein N.S Choi, ein K.E Hong und ein T.S Sim.

 

3,5"-Diskettenlaufwerk Hall-Schalter

3,5"-Diskettenlaufwerk Hall-Schalter

Der Aufbau der Hall-Schalter lässt sich nicht exakt bestimmen. Das aktive Element scheint kreuzförmig zu sein, während darunter eine rautenförmige Struktur erkennbar ist.

 

3,5"-Diskettenlaufwerk Controller SEMCO SF12021A

Zum Controller des Diskettenlaufwerk lassen sich keine weiteren Informationen finden. Produziert wurde der Chip von SEMCO, die Bezeichnung lautet SF12021A.

 

3,5"-Diskettenlaufwerk Controller SEMCO SF12021A Die

3,5"-Diskettenlaufwerk Controller SEMCO SF12021A Die

Auf dem Die haftet noch ein Rest der Vergussmasse.

Es ist deutlich eine Dreiteilung zu erkennen. Der rechte Bereich enthält große Strukturen, die vier Halbbrücken für die zwei Spulen des Schrittmotor darstellen, der wiederum den Schreib-/Lesekopf bewegt. Die zwei mittleren und die zwei äußeren Bondpads neben den Halbbrücken liefern das Versorgungs- und das Massepotential.
Der Block in der rechten unteren Ecke scheint der Verortung nach die Taktaufbereitung zu sein.

Der mittlere Block zeigt die Muster von Logikbausteinen. Das kleinere Quadrat in dessen unteren linken Ecke zeigt eine sehr gleichmäßige Struktur und dürfte einen Speicher darstellen. Insgesamt stellt der mittlere Block den Steuerungsteil dar.

Der linke Block scheint die Schaltungsteile für die Lese-/Schreibköpfe mit einem gewissen Analoganteil zu beinhalten. Im oberen Teil sind Kondensatorflächen zu erkennen, die für eine Auswertung von Analogsignalen oftmals notwendig sind.

 

3,5"-Diskettenlaufwerk Controller SEMCO SF12021A Die

Die Bezeichnung des Dies lautet anscheinend DF87A.
Die Zeichen #1.4 könnten für eine Versionierung stehen.

 

zurück

Ist dir dieses Kapitel etwas wert?

Jegliche Zuwendung wird reinvestiert!