Для чего нужна дырка в дисководе
Продолжим изучать внутренний мир различных устройств. Сегодня я раздобыл старенький дисковод CD-R/RW. Современные компьютеры часто уже и не оснащаются такими штуками, а ещё недавно это было ценным устройством. Обменяться с кем-то полезными дисками, или записать свой собственный.. Сложно сейчас передать те эмоции)
На да ладно, время разобрать это чудо =) Дисководы я уже разбирал когда-то, поэтому знаю что там и как, но от этого не становится менее интересно.
На корпусе есть наклейка с характеристиками устройства
Сзади разъёмы для подключения к компьютеру
Я не стал подключать его, чтобы узнать рабочий или нет, но хотел открыть лоток, поглядеть, вдруг там какой диск есть. (Я не помню откуда у меня этот дисковод, кто-то отдал)
Если что, добраться до диска без подключения к компьютеру можно просунув какую-нибудь булавку в маленькое отверстие на передней панели
но ничего не получилось, видимо заклинило что-то, ну да ладно.
На корпусе есть пломба)
Сняв крышки снизу видны платы
а с другой стороны та-даам, диск !
Надпись сложно разобрать, но сейчас, когда в заголовке написано, то уже конечно понятно что там)
Диск настолько сильно прирос к дисководу, что снимая его я боялся что он лопнет, пришлось некоторое время раскачивать болванку в разные стороны, пока она не отлипла от пластикового держателя и уплотнителя.
Под диском пряталась головка
- Снимал на Nikon D7000 + Nikkor Micro 55mm f/3.5 + Yongnuo YN568 (вспышка в лоб, иногда головку вертел (чтобы это не значило), в TTL) Выдержка 1/125, диафрагма f11, ISO 100.
Головку кстати я сразу же раскурочил
Остальные фото внутренностей в конце статьи, а сейчас поглядим что на диске. Вставляем в рабочий дисковод, а на моём чудо-ПК он есть, запускаем и видим содержимое, я не сразу понял что здесь, так как забыл уже когда видел видео в таком виде)) Но сразу обратил внимание на дату, мелькающую на файлах.
2001 год. Не слабо)
В общем, на диске видео Звёздные войны, какой-то эпизод, но со своим проигрывателем, как бы странно сейчас это не звучало. Запускаем Start.exe, видим окошко с некоторыми настройками
но после нажатия на Ок всё это добро вылетает с ошибкой, не захотело работать в Виндовс 10, а разбираться мне было лень, поэтому я нашёл в паке просто видеофайл и запустил сторонним плеером
Качество низкое, конечно же, но смотреть можно, жаль я не фанат )
Такие дела, вот остальные фото внутренностей дисковода:
Что в итоге? Было интересно разбирать, ведь разбирать что-то мне прям очень нравится, это отвлекает от всего, также здорово, что внутри дисковода была болванка с фильмом двадцатилетней давности, я хорошо провёл время, а что ещё надо)
Спасибо всем кто читает до конца, ставит разные лайки, переходит даже на ютуб отсюда (есть и такие!) вы все просто красавчики, всем добра!
Если тебе нравится что я делаю на этом канале ты можешь помочь исполнить мою давнюю мечту обзавестись полноценным макрообъективом, для этого достаточно пары рублей на Яндекс кошелёк, в благодарность я могу обработать любую твою фотографию на свой вкус. Спасибо за поддержку! =)
_______________________________________________________________________________________
Что ещё почитать:
Помни, не важно какая камера у тебя с собой, главное - не упустить момент !
Вы видели их каждый день, пользовались ими, посмеиваясь, потому что полагали их существование полнейшей бессмыслицей. Но теперь вы, наконец, узнаете, зачем они нужны!
Дырка в колпачке шариковой ручки
Большинство полагает, что неизменная дырочка в колпачке шариковой ручки предохраняет ее от высыхания или для отвода избыточного давления, из-за которого ручка может потечь в самый неподходящий момент. На самом деле, все проще: это - защита от удушения. Если ребенок случайно проглотит колпачок, он не перекроет трахею - в нем останется отверстие, которое, как минимум, позволит пострадавшему продержаться до приезда "скорой".
Отверстия в окнах самолета
Когда-нибудь замечали микроскопические отверстия, просверленные в окнах самолета? В следующий раз обратите на них внимание! Тем же, кто знает об их существовании и недоумевает, зачем они нужны, объясним. У этих дырочек - два предназначения. Во-первых, они компенсируют разницу в давлении. Когда самолет летит на большой высоте, разница между давлением внутри машины и снаружи весьма высока, и маленькие отверстия во внутреннем стекле помогают внешнему стеклу справляться с этой разницей. Кроме того, эти отверстия помогают окну не запотеть.
Дополнительный клочок ткани на одежде
Такой клочок ткани с пуговицей почти всегда прилагается к новой вещи. Зачем он нужен? Неужели для заплаток? Нет! Он нужен для того, чтобы вы могли проверить, как ткань реагирует на разные типы моющих и чистящих средств, не подвергая опасности саму вещь.
Маленький кармашек на джинсах
Для современных людей его существование - загадка. Но если бы нас читал какой-нибудь ковбой или золотоискатель, заставший XIX век, он бы удивился, откуда вообще возник такой вопрос. Во времена, когда были изобретены джинсы, каждый прекрасно понимал, что этот кармашек предназначен для карманных часов. А потом модельеры просто не захотели менять классический фасон.
Заклепки на джинсах
Заклепки на джинсах - отнюдь не декоративные элементы, сделанные в угоду металлистам. Они - еже один привет из прошлого. Работа у шахтеров и золотоискателей, главных потребителей штанов из денима, была настолько физически тяжелой, что ткань не выдерживала и рвалась на стыках швов. Заклепки же держали швы крепко.
Отверстия на кедах
Дороге и дешевые, для стильной вечеринки и для школьных уроков физкультуры - все кеды украшены этими странными отверстиями. И не зря. Первая причина понятна: вентиляция. Но есть и еще одна. Первые кеды были сделаны для баскетболистов, и перед игрой они пропускали шнурки сквозь эти дополнительные отверстия, чтобы обувь плотнее прилегала к ноге.
Дырочка на конце рулетки
Настоящий мастер на все руки непременно догадается, зачем на конце ленты у рулетки непременно есть отверстие. Остальным поясним: его можно надеть на гвоздь и спокойно измерить нужное расстояние, не боясь, что рулетка сползет и ваши измерения окажутся неправильными.
Зубчики на конце рулетки
Наверное, не все обращали внимание, что на том самом металлическом конце рулетки с дырочкой есть еще и зазубрины. А знаете, зачем они нужны? Чтобы мастер мог, отмерив нужное расстояние, царапиной отметить его прямо на штукатурке и не тянуться за карандашом, когда руки заняты измерительным инструментом.
Отверстие в ручке ковша
Странные, на первый взгляд, отверстия в ручках сковородок и ковшиков тоже имеют практический смысл. Во-первых, за них ковш можно вешать на крючок на стене, создавая живописный вид на кухне. Если же вы предпочитаете хранить посуду в шкафу, эти отверстия вам все равно пригодятся. В следующий раз, помешав готовящееся блюдо, не кладите грязную ложку на стол, а засуньте ручкой в отверстие: стол останется чистым, а ручка ложки не нагреется.
Отверстие в ложке для пасты
Отверстие в центре ложки для пасты нужно, разумеется, для того, чтобы дать воде стечь, придержав сварившиеся макароны. Но есть у нее и еще одна цель - и она заставит вас немедленно провести эксперимент! Дело в том, что размер этой дырки соответствует диаметру порции сухих спагетти, достаточной на одного. Попробуйте проверить!
Стрелка на указателе уровня топлива
Обратите внимание на стрелочку рядом с изображением бензоколонки на указателе уровня топлива. Думаете, это просто картинка? А вот и нет! Эта стрелочка показывает, с какой стороны у машины находится горлышко бензобака - и, соответственно, каким боком вам нужно подъезжать к колонке. Вы в полной мере оцените это удобство, сидя за рулем арендованной машины!
Зигзаги на "невидимках"
Эти зигзаги помогают "невидимке" лучше удерживать волосы - но лишь в том случае, если они повернуты в сторону головы, а не наружу. Помните об этом, делая прическу!
Вы точно знаете, как пользоваться ножом для бумаги?
Знаете, зачем на лезвии посылочного ножа или ножа для бумаги нанесены эти тонкие линии-риски? Так знайте! Когда нож затупится, вы сможете обломить его по этой линии, и край лезвия вновь станет острым, как новенький. Для этого лучше всего воспользоваться еще одной частью ножа, предназначение которой для многих является загадкой, - съемной втулкой с задней стороны. Выньте втулку, вытащите лезвие, с помощью той же втулки обломите его по линии и соберите все обратно. Практически новый нож для бумаги к вашим услугам!
Дырочка в нижней части замка
Если вы закрываете висячим замком, к примеру, ворота или сарай на даче, обратите внимание на маленькое отверстие в его нижней части, рядом с личинкой. Зачем оно нужно? Во-первых, через него выливается затекающая в замок вода. Если бы она не выливалась,замок ржавел бы в дождливую погоду так, что его невозможно было бы открыть, а зимой намерзшим льдом его перекосило бы окончательно. Кроме того, именно через это отверстие лучше всего смазывать механизм - капните туда масла, и замок не будет заедать.
Утолщения на кабелях
На многих кабелях питания - к примеру, компьютерных - есть вот такие странные утолщения цилиндрической формы. Зачем они нужны? Это так называемые ферритовые сердечники, или индуктивные элементы. Они сделаны из оксида магнитного железа, и нужны для того, чтобы подавлять высокочастотные электромагнитные помехи. Это те самые шорохи и скрипы, которые вы слышите в трубке вместо голоса собеседника, поднеся мобильный телефон слишком близко к микрофону? Ферритовый сердечник не дает подобному происходить с вашими мониторами, аккумуляторами и другой техникой.
Острый выступ на колпачке тюбика с лекарством
Зачем нужен маленький шипик, который можно увидеть иногда на колпачках тюбиков с лекарствами? Как правило, лекарства в таких тюбиках защищены, помимо крышки, слоем фольги. Благодаря этому шипику, вам не придется сковыривать фольгу ногтями - просто отвинтите крышку, переверните и проколите им фольгу. Все, доступ к лекарству открыт!
Черточки на клавишах
Обратите внимание - на центральных клавишах среднего ряда клавиатуры под буквами располагаются едва заметные черточки. На русской клавиатуре они приходятся на "А" и "О", на английской - на 'F' и 'J'. Профессиональные машинистки знают, зачем они нужны: при слепом десятипальцевом методе печати эти клавиши - базовые, те, на которых указательные пальцы отдыхают. По этим черточкам машинистка вслепую, не наклоняя головы, узнает, что пальцы стоят там, где надо.
Дырка в линейке
Ничего сложного: за эту дырку линейку можно повесить на крючок над столом.
"Крылышки" на кабелях
Зачем на аккумуляторе от Apple крючочки-"крылышки"? Чтобы кабель было удобнее сматывать. Толстая часть обматывается вокруг аккумулятора, а оставшийся тонкий хвостик отлично закручивается вокруг этих крылышек. Маленькая клипса рядом с "крылышками" отлично фиксирует конец. Apple в очередной раз подтверждает дружественность своей техники к пользователю!
Точка возле камеры iPhone
Что это за точка возле камеры? Это микрофон. Он работает, когда вы используете заднюю камеру.
Выемка на крышке Tic-Tac
Если вы любите драже Tic-Tac, вы наверняка замечали небольшой выступ с выемкой с внутренней стороны крышки. Наверное, вы, как и многие друге, полагали, что он просто помогает крышке закрываться плотнее? Нет. На самом деле, это дозатор, который, если захотите, будет выдавать вам по одному драже за раз.
Тонкий диск под крышкой бутылок с газировкой
Иногда он сделан из прозрачного пластика, иногда - из резины. Если вы когда-нибудь в детстве пробовали выковырять его из крышки, вы с удивлением замечали, что бутылка закрывается так же плотно, как и раньше, и вода из нее не вытекает. Так зачем же он нужен?
Очень просто:: этот диск удерживает не только жидкость, но и растворенный в воде газ - тот самый, который превращает обычную воду в газированную. Если бы его не было, любая газировка уже к моменту попадания на прилавок становилась бы обычной сладкой водичкой.
Второй цвет на ластике
Пощупайте двухцветный ластик как следует - и вы обнаружите, что часть одного цвета значительно мягче другой. Эта самая грубая половинка ластика работает гораздо эффективнее и может стирать даже чернила, но действует она лишь на плотной бумаге. Она снимает гораздо более толстый слой, поэтому тонкую тетрадную страницу эта часть ластика мгновенно протрет до дырки.
Углубление в днище винной бутылки
Это углубление нужно не для того, чтобы официанту было удобнее держать бутылку, разливая вино по бокалам, как часто думают. Она необходима, чтобы компенсировать избыточное давление, которое испытывает содержимое бутылки во время укупорки пробкой. Самые слабые места у бутылки - боковые части и днище, а вдавленное дно помогает равномерно распределить давление по всем направлениям. Именно поэтому у бутылок для шампанского эта выемка гораздо глубже - ведь из-за пузырьков углекислого газа давление в бутылке шампанского гораздо выше.
Моя предыдущая статья была посвящена внутреннему устройству чипа от Nvidia, да и, пожалуй, внутреннему устройству любого современного процессора. В этой статье мы перейдём к средствам хранения информации, и я расскажу, что представляют собой CD и HDD диски на микроуровне.
Начнём с CD диска. Наш подопытный — простой CD-R от Verbatim. Обычный диск с записанной (а точнее, напечатанной) информацией состоит из 3 основных слоёв. Слой А – поликарбонатный диск, который отвечает сразу за несколько функций. Первое – основа диска, которая выдерживает огромные скорости вращения внутри дисковода.
Так в общих чертах можно представить строение CD диска [1]
Поликарбонатный диск, как оказалось, дополнительно покрывают специальным лаком, который защищает от легких механических повреждений внешнюю поверхность диска.
Слой лака выделен красным цветом, под ним «начинается» поликарбонат
Под пучком электронного микроскопа, слой защитного лака чувствует себя не очень хорошо
Второе – именно на поликарбонате, в прямом смысле этого слова, печатается информация с матрицы — будь то фильм, музыка или программы. Как сообщает нам Вики, поликарбонатная основа имеет толщину 1,2 мм и весит всего-навсего 15-20 грамм [1].
Естественно, что поликарбонат и лак прозрачны для лазерного излучения, поэтому «напечатанную» информацию для лазера необходимо сделать «видимой», для чего поверхность покрывают тонким слоем алюминия (слой B). Стоит отметить, что CD-ROM с «напечатанной» информацией, CD-R и CD-RW имеют незначительные отличия. В двух последних случаях, добавляется промежуточный слой между поликарбонатом и алюминием, который может изменять свои свойства под действием лазерного излучения определённой длины волны, а на поликарбонате печатаются пустые дорожки. Это могут быть либо красители в случае CD-R (что-то похожее на фоторезист), либо металлические сплавы в случае CD-RW. Именно поэтому перезаписываемые диски не рекомендуется подвергать действию прямых солнечных лучей и перегреву, который также может спровоцировать изменение оптических свойств.
Давайте сравним диск и алюминиевый слой, оторванный от него. Видно, что на поликарбонате есть «канавки» (питы), а на слое алюминия наоборот возвышения, которые полностью соответствуют канавкам:
Привычные углубления на поверхности поликарбоната (АСМ-изображение)
На защитном алюминиевом слое видны питы-«наоборот»: не канавки, а выступы (АСМ-изображение)
Далее полученный «пирог» покрывают специальным защитным слоем С, чья основная обязанность – защитить «нежный» алюминиевый отражающий слой. Далее на этот слой можно что-то наклеивать, писать маркером, наносить специальные дополнительные слои для печати и т.д. и т.п.
В данном видео представлены все технологические этапы производства CD дисков:
Запись на CD диске подобная записи на виниловой пластинке, т.е. дорожка с информацией идёт по спирали. Он берёт своё начало в центре диска и заканчивается у внешнего края. А вот прямо посреди диска «стыкуются» пустые участки и дорожки с записанной информацией:
Вот была запись, а вот её и нет. Сравнение пустых дорожек и дорожек с записанной информацией (СЭМ-микрофотографии)
Принципиальных отличий на микроуровне CD от DVD и, наверное, Blu-Ray нет. Разве что питы будут меньших размеров. В нашем случае размеры 1 минимального углубления составляют 330 нм в ширину и 680 нм в длину, при этом расстояние между дорожками ~930 нм.
N.B. Если у вас есть исцарапанный CD диск, который не читается ни в одном приводе, попробуйте его заполировать. Для этого подойдёт практически любая прозрачная полироль. Она заполнит углубления, которые мешают чтению информации, и Вы хотя бы сможете скопировать информацию с диска.
Как же всё-таки иногда причудливо изгибается слой алюминия (практически произведение искусства – чёрное и белое):
Чёрные и белые полосы нашей жизни. CD (СЭМ-микрофотография)
И напоследок ещё пара изображений CD, полученных с помощью оптического микроскопа:
Оптическая микроскопия: слева — алюминиевый отражающий слой, справа — слой Al (более светлая область) на поликарбонатном диске (более тёмная область)
Приступим теперь к жёсткому диску. Для меня всегда, ещё со времён дискет и VHS оставалось загадкой, как же всё-таки устроена магнитная память?! Перед написанием статьи, я попытался найти хоть какие-то видео и медиа материалы, которые демонстрировали бы, как в предыдущем ролике, основные этапы производства жёстких дисков, и был неприятно обрадован Вики: «Обе плоскости пластин, подобно магнитофонной ленте, покрыты тончайшей пылью ферромагнетика — окислов железа, марганца и других металлов. Точный состав и технология нанесения составляют коммерческую тайну» [2]. Пришлось смириться и не искать правды от производителей HDD (разве что, Seagate слегка приоткрыл свои секреты), тем более что с приходом эры SSD конкуренция на рынке ещё больше усилилась.
Сами пластины изготавливаются из немагнитных металлических сплавов. Основу этих сплавов составляют алюминий и магний, как самые лёгкие конструкционные материалы. Далее на них наносится тонкий, опять таки согласно Вики, 10-20 нм слой магнитного – тут, пожалуй, слово нанокристаллический будет уместно – материала, который затем покрывается небольшим слоем углерода для защиты. Так как диск NoName, и выполнен он по древней технологии параллельной записи информации, то я позволю себе привести здесь состав материала по данным EDX (рентгеноспектральный микроанализ): Co – 1,1 атомных %, Y – 1,53 ат. %, Cr – 2,38 ат. %, Ni – 45,81 ат. %. Содержание углерода 36,54 %. Откуда-то взялись Si и P, содержание которых составляет 0,46 ат. % и 12,25 ат. %, соответственно. Происхождение кремния – по всей видимости, в следовых количествах остался на поверхности после работы микротома и моей полировки, а фосфор – просто заляпал образец.
Честно, я пытался найти слой магнитного материала толщиной «10-20 нм», но безуспешно. Если исходить из того, что увидел я, то поверхностный слой имеет толщину примерно 12 микрометров:
Тот сам «тоненький» слой, который хранит информацию в наших жёстких дисках
Сама поверхность диска очень и очень гладкая, перепад высот лежит в пределах 10 нм, что сравнимо с шероховатостью поверхности монокристаллического кремния. А вот и изображения в режиме фазового контраста, которые соответствуют распределению магнитных доменов на поверхности, т.е. мы видим фактически отдельные биты информации:
АСМ-изображения поверхности жёсткого диска. Справа представлены изображения в фазовом контрасте
Немножко о фазовом контрасте: сначала игла АСМ-микроскопа «ощупывает» рельеф, затем зная рельеф и повторяя его форму игла делает второй проход на расстоянии 100 нм от образца, чтобы «заглушить» действие Ван-дер-Ваальсовых сил и «выделить» действие магнитных сил. Флешку о том, как это происходит можно посмотреть тут.
Кстати, заметили, что единичные магнитные домены вытянуты вдоль плоскости диска и параллельны ему?! Позволю себе пару слов о методах записи. На данный момент диски с перпендикулярным методом записи информации (т.е. такие у которых магнитные домены ориентированы перпендикулярно плоскости диска), появившиеся в 2005 году, практически полностью вытеснили диски с параллельной записью. Преимущество перпендикулярной записи очевидно – выше плотность записи, но тут есть один тонкий момент в связи с данными Вики о толщине магнитного слоя. Этот нюанс называется – суперпарамагнитный предел. Т.е. существует некоторый критический размер частицы, после которого ферромагнетик уже при комнатной температуре переходит в парамагнитное состояние. Т.е. тепловой энергии хватает, что проворачивать, переориентировать такой маленький магнитик. В случае магнитной записи часто поступают следующим образом: делают один из размеров «магнитика» больше, чем два остальных (это хорошо видно на картинке с распределением магнитных доменов), тогда в этом большем направлении магнитный момент сохраняется. Так вот, если в случае параллельной записи я ещё могу поверить, что слой магнетика десятки нанометров при размерах 1 бита в несколько микрометров, то в случае перпендикулярной записи – этого просто не может быть. Толщина такой намагничиваемой области при минимальных размерах в плоскости диска, просто обязана быть минимум несколько микрометров. Так что, возможно, Вики немножко подвирает. Либо наносят магнетик в виде наночастиц диаметром 10-20 нм, а уже потом каким-то «хитрым» образом разбивают диск на области, которые и отвечают за хранение информации. К сожалению, я не полностью удовлетворил своё любопытство и ответил на вопросы о магнитной записи информации, может быть кто-нибудь поможет?!
Сравнение параллельного и перпендикулярного методов записи информации на жётских дисках [2]
Хотел бы также поделиться тремя видео, которые нашлись на просторах Интернета и связаны с жёсткими дисками. Первое посвящено принципам работы HDD (How does it work?):
В наше время DVD-приводы постепенно выходят из употребления, мало кто уже покупает диски или записывает их сам, а старые диски постепенно деградируют, ведь химическое покрытие на болванках не вечное.
Но для ненужного привода есть полезное применение. Например, из него можно смастерить лазерный микроскоп на Arduino (примечание: по факту требуется две лазерные головки, то есть два ненужных привода).
Это оптический микроскоп, который использует для сканирования образца сфокусированный лазерный луч.
Cканирование осуществляется путём перемещения лазера по двум осям в координатной сетки: x и y. Словно сканер, он проходит по всей поверхности объекта — и замеряет отражённый сигнал. Изображение составляется в специальном программном обеспечении, которое объединяет воедино результаты сканирования каждой точки.
Лазерная головка CD/DVD
Например, в в проекте GaudiLabs на фото вверху микроскоп изготовлен из двух лазерных головок HD DVD. Лазер из такой головки сканирует образец, фокусировка происходит с помощью собственного фокусирующего механизма. Движение луча — с помощью отклоняющих катушек лазера в головке.
Один из вариантов лазерного микроскопа — конфокальный лазерный сканирующий микроскоп, позволяющий реконструировать трёхмерные структуры по наборам изображений на разной глубине. Конфокальные лазерные сканирующие микроскопы часто используются вместе с флуоресцентными материалами для изучения клеток и других биологических образцов.
Принцип конфокальной визуализации запатентован в 1957 году Марвином Минским, Dahn
Разрешение изображения определяется количеством измерений, сделанных в направлении x, и количеством линий в направлении y. Максимальное разрешение ограничено апертурой объектива и длиной волны лазера, как и в обычных оптических микроскопах. При сканировании флуоресцентных веществ разрешение часто ограничено силой сигнала. Его можно увеличить за счёт использования более чувствительных фотодетекторов или увеличения интенсивности освещающего лазера.
Белок бета-тубулин в клетке ресничной инфузории Tetrahymena визуализируется с помощью флуоресцентных антител. Фото получено с коммерческого конфокального микроскопа, Павел Яснос
Какое разрешение у лазерных головок CD и DVD? Очевидно, его должно быть достаточно для считывания ямок на поверхности компакт-диска, которыми кодируется информация (0 и 1).
У дисков DVD эти ямки примерно вдвое меньше по размеру, чем у CD, а у HD DVD — ещё вдвое меньше.
Ребята из швейцарской лаборатории GaudiLabs начали с проверки концепции, что прибор в принципе возможно сконструировать.
Первый прототип
Конструкция микроскопа состоит из двух лазерных головок. Первая излучает лазер и сдвигает его по оси x. На второй закреплён сканируемый образец — она движется в направлении y. Вместо фотодетектора используется простой фотодиод. Катушки контролирует схема Arduino с приводом, а изображения обрабатывает опенсорсная утилита Processing. Разрешения сканирования около 1,1 мкм (толщина человеческого волоса около 50 мкм).
Для второго прототипа была изготовлена печатная плата с микроконтроллером Arduino Micro со специальными коннекторами для лазерных головок.
Верхняя и нижняя стороны печатной платы, куда крепятся две лазерные головки (репозиторий на GitHub со схемами и программным обеспечением)
Программное обеспечение отправляет сканеру параметры сканирования и получает данные сканирования построчно. Поддерживается установка следующих параметров:
- Тип лазера (ИК, красный, синий для головок CD, DVD и Blu-Ray)
- Мощность лазера
- Положение сканирования
- Разрешение сканирования
- Сенсор (A0, S1, S2, RF, DIF)
- Цветовая схема и яркость
Ямки на поверхности CD-ROM, сфотографированные самодельным лазерным сканирующим микроскопом
Некоторые другие фотографии:
Сканы бактерий с разным разрешением и разными цветовыми схемами
Лазерные сканы клеток дрожжей
В данном проекте использовались головки PHR-803T из привода Xbox 360 (HD DVD).
Конечно, GaudiLabs далеко не первые, кто сделал лазерный микроскоп из оптического DVD-привода. Например, немецкий инженер Ханнес Золинер выполнил аналогичный проект в рамках своей магистерской диссертации.
Фокусировка в микроскопе Золинера
Процесс сканирования в микроскопе Золинера
На сайте Instructables есть пошаговая инструкция для Arduino по сборке.
См. также научные статьи 2016 и 2018 годов с описанием подобных установок: Hacking CD/DVD/Blu-ray for Biosensing (ACS Sens. 2018, 3, 7, 1222–1232, doi: 10.1021/acssensors.8b00340) и Generating SEL and SEU with a class 1 laser setup (конференция RADECS 2016, doi: 10.1109/RADECS.2016.8093163).
Дискета (флоппи-диск, флоп, флопух, лопух (последнее название относится, в основном, к пятидюймовым)) — в тёмные века и ранее использовалась как цифровой носитель информации, гибкий магнитный диск, который надо вставлять в накопитель на гибких магнитных дисках (НГМД). Предшественник компакт-диска, представляет из себя плоскую аудиокассету. Впервые появился давно, но пользовался популярностью даже в двухтысячных годах, когда пишущий CD-привод был уже не редкостью. В настоящее время успехи науки выявили настоящее предназначение дискет — это отличный светофильтр для разглядывания Солнца и (реальне!) для телекамер контроля литейного производства.
Содержание
Самые ранние дискеты были размером 8" (почти как виниловые грампластинки) и ёмкостью 128—800 КБ (да-да, юный школьник, именно кило). Позже появились 5,25". А в 1980 году фирма SONY замутила 3,5". Алсо в старых ПК частенько винта не было (он тогда был роскошью, как в 2009 году блю-рэй), и загрузка производилась только с дискет. Благо эра Windows ещё не настала, а для DOSа места там хватало. Кстати, защита от записи была сугубо механической — в том смысле, что выглядела как отверстие в корпусе сабжа. Для включения защиты на 5,25" и 8" эту пробоину просто заклеивали чем-нибудь, имевшимся под рукой, а на 3,5" открывали встроенную шторку. Так-то!
При стандартной разметке на дискету 3,5" высокой плотности (HD) помещалось 1,38 МБ, однако существовали программы, позволявшие форматировать их в альтернативных форматах, вмещавших на 146% информации больше (1760Kb, 1840Kb, 1920Kb, а иногда и больше за счёт использования «несуществующих дорожек» [1] ). Дискеты на 5,25 дюймов были двойной, четверной и повышенной плотности, соответственно 360К, 720К и 1200К. Умельцы, с применением специальных программ вида 800.com, умудрялись наформатировать 400К, 800К и даже 1440К на высокой плотности, что позволяло копировать на них 3,5" дискеты напрямую. А особо одаренные даже 800К умудрялись довести до 840К, правда прочитать эти данные частенько не удавалось даже на собственном дисководе. Существовали дискеты и дисководы, способные записывать 2,88 мегабайт данных, но они практически не встречались в природе, и о них ненароком упоминается лишь в настройках современных BIOS. Дискеты 5,25" одинарной плотности уже в конце 1980-х были редчайшими артефактами, и до нынешнего племени они, как и перфокарты с перфо- и магнитными лентами, дошли только в виде народных былин и сказаний.
Алсо все дискеты до 2,88 МБ имели хорошую, защищённую MFM. 2,88 МБ, собственно, случилось тогда, когда этот запас пустили в расход и выжали из модуляции максимум. Обладатель EC-1840 охуевал, когда загрузив драйвер, разработанный кровавой гебней, получал в дополнение к диску A: на 360 КБ еще один такой же с буквой C:, правда, на расово пиндосской писишке с другими дисководами эксперимент повторить не получалось. Оно и понятно: модуляция в серийных изделиях всё-таки жёстко задана электроникой дисковода, а в Этой Стране всё так и остаётся вечно на опытно-экспериментально-спичечножелудёвой стадии производства. Нельзя также не вспомнить дискеты на 160 и 180 КБ, которые суть дискеты 320 (это такой особый формат для сильно херовой поверхности) и 360, но только с одной стороны (вторая не прошла ОТК). На свой страх и риск в них пробивалась дырка, и…
Во второй половине 1990-х годов выпускались магнитные и магнитооптические накопители ёмкостью 25, 40, 60, 100, 120, 200 (1998 г.) и даже 250 мегабайт, внешне похожие на дискеты. Всё это были разработки 3M, Fujitsu, SONY, iOmega, и каждая требовала дисковод своего особого стандарта: LS-120/240 (SuperDisk), DynaMO640, HiFD, Zip… тысячи их. Стоили они почти как современные флешки — до $20—40 (и даже больше) за штуку — возможно, из-за этого у нас и не прижились. На Загн-Западе же причиной стал «клик смерти» (аппаратного глюка, сопровождаемого характерным звуком), причиной которого был перегрев магнитооптического диска, приводящий к смерти и дискеты и дисковода. Хуже того, такая сломанная дискета могла тут же начать гробить другие дисководы при попытке любой ценой спасти инфу. Как правило, покупался один такой дисковод в комплекте с только одной или двумя дискетками, и применялись они, в основном, для резервного копирования какой-нибудь особо ценной информации. К слову, именно для долговременного архивирования магнитооптика (была) кошерна, ибо при комнатной температуре ей как-то до лампочки магнитные поля. Чего не скажешь о «чисто» магнитных решениях.
В 2011 году «SONY» забросила выпуск 3,5" дискет. Менее кошерные TDK, EMTEC (который BASF), Verbatim и американская Imation и в 2015 пока ещё клепают дискеты на захудалом заводике в Тайване. В том же годе 3,5" вовсю юзали в советской бухгалтерии и налоговой, а также в фашингтонском Белом Доме.
До конца 2015 года дискеты использовались норвежскими врачами, где хранились списки их поциентов. Слоупочность объясняется несовместимостью DOS и веба.
— why did those floppy drives all ways made that much noise — They always knew they were meant for something greater than simply storing/retrieving data.
А таковых довольно много. В нынешнее время полностью вытеснены аварийными загрузочными компактами.
- Все DOS'ы можно было загрузить с дискеты (создание загрузочной дискеты производилось банальным копированием на нее ДОСа командой SYS)
- Куча этих ваших Линупсов (только до версии 2.2, в 2.4 с BusyBox уже никак не влазит)
- Два проекта на основе Фряхи и Kolibri
- QNX
- PicoBSD
К тому же, в те года, были материнские платы, не могущие загружать ОС с компакт-диска и, тем более, USB, в меню можно было выбрать только «Диск A» или «Диск C». Собственно, когда летит винда, и отказывается загружать даже «Command prompt only», единственное, что оставалось — это грузиться с загрузочной дискеты, а если оная размагнитилась или пошла сбойными секторами, то приходилось загрузочную дискету добывать. Бралась чистая дискета, неслась к другу, и уже на другом компьютере, при форматировании, выбиралась опция «Создание загрузочного диска», и вуаля — загрузочная дискета готова. Загрузочную дискету можно было попросить сделать в магазине за дополнительную плату или даже бесплатно. Оная дискета входила в дистрибутив лицензионных Windows, но мало у кого они были.
- Хранить на дискете ценную информацию, и вообще нужную информацию.
- Приходить на важное совещание с дискетой, особенно с восьмидюймовой (может подорвать ваш имидж).
- Если хотите перетащить данные от одного компа в другой и вам предстоит пройти по жаре/морозу/магнитным полям, то лучше запишите файлы на две, а лучше три дискеты. Хотя, после магнитных полей может не считаться ни одна из них… Отдельные блондинко, бывало, носили дискеты в сумочках с магнитными замками. Ну ты понел. Применимо и к резко вынутым флешкам (резкое извлечение и индуктивый разряд), так что пользуем DVD-RW.
- Хранить дискеты с инфой возле электродвигателей средней и большой мощности, ЭЛТ-экранов, эпицентра взрыва бомбуэ или других высерающих сильные ЭМИ девайсов.
- А ещё нередко бывает несовместимость двух дисководов, когда, записанная на одном дисководе и на нём же нормально читающаяся дискета, на другом дисководе не читается.
Всё это — по причине крайне ужасной надёжности хранения данных. Магнитный диск подвержен собственно магнитным полям, влаге (хотя не сильно, но всё же можете просрать нужные данные), температурам и пальцам рук. Да и вообще — на дискетах портились данные сами по себе, даже от влияния магнитного поля Земли. CD-R тоже лет через 5 (если китайский) перестают читаться (зависит от износа таки), а вот флопы надо было перечитывать-переписывать раз в год минимум, а то и два. Справедливости ради отметим, что флешки официально хранят информацию лишь 5-10 лет, и могут быть убиты статическим электричеством (банально разрядом от шерстяной кофты), в то время как CD-R и дискетам эти разряды похуй.
И ещё: разгребая завалы универов и колледжей, ученики, бывает, находят залежи дискет, порою пятидюймовых, и эти дискеты, выпущенные в лохматых 80-х всё ещё хранят какой-нибудь DIGGER.EXE, который запускается и работает, что какбе намекает.
Отдельного рассказа заслуживает мегадискета ZIP. В 1983 году американская контора «Iomega» разродилась новым чудом техники, основанным на своей же предыдущей разработке Bernoulli . Благодаря этой технологии Iomeg'e удалось объединить свойства НГМД и НЖМД в одном носителе, то есть скрестить негра с мотоциклом.
Диски типа Bernoulli считаются самыми прочными и надежными из всех сменных носителей. По сути, они представляют собой гибкие диски, уложенные в жёсткую кассету.
Принцип работы дисков Bernoulli следующий. Диск в накопителе вращается, опираясь на воздушную подушку, причем, зазор между диском и головками составляет доли миллиметра. Создаваемый вращающимся диском воздушный поток отклоняется определенным образом с помощью так называемой пластины Бернулли. Она неподвижна и располагается таким образом, что диск подталкивается воздушным потоком вплотную к головке, но не касается ее. Диск вращается очень быстро (2945 об/мин для Zip'a), и прикосновение головок к поверхностям диска при таких скоростях привело бы к быстрому износу поверхности диска.
Накопитель Zip является одним из вариантов накопителей Bernoulli фирмы Iomega, разработанным под стандарт 3,5" диска. Однако в нем используются и технологии, применяемые при производстве жестких дисков. Если провести аналогию между HDD и Zip-дисководом, то сменный картридж Zip — это винчестер с открытой камерой.
Сами по себе устройства, основанные на принципе Бернулли, и жесткие диски — устройства достаточно надежные. Но существует предположение, что именно совмещение этих двух технологий в одном устройстве и привело к снижению его надежности. Корпус HDD обычно герметичен и воздух снаружи либо проходит через барометрический фильтр, либо вообще не поступает. В отличие от HDD, ZIP-диск открыт не только для микрочастиц, но и для пыли, табачного дыма, пальцев пользователя и тараканов.
Так получился магнитный диск ZIP 100 и начал свое 10-летнее шествие по пендосии и европам. Продажи шли хорошо, Iomega получала свой профит. В 90-е ZIP был практически вне конкуренции. Флешки (в основном CF ) только появлялись, отличались малой ёмкостью (до 40Мб) и как любые прототипы были бешено дороги. CD-RW приводы были роскошью — весной 1999 года, при курсе доллара чуть более 20 деревянных, стоили 50-60 тысяч рублей! (Нынче это цена топовой игровой видеокарты при курсе зелени в 77 рублей за монетку.) Болванки, ёмкость которых, кстати, тогда была только 650MB, стоили тоже недёшево, перезаписываемые около 900 ры/шт.
Но на этом Iomega и не думала останавливаться. В 1998 году был анонсирован ZIP-диск объёмом 250MB, и соответствующие ZIP250 приводы, обратно совместимые с дискетами ZIP 100. Этот вариант диска был оптимален из всех трёх: ёмкость 250МБ была достаточна на тот момент, скорость обмена данными была выше, чем у ZIP100, и позволяла нормально(без тормозов) пользоваться диском.
Еще через 4 года (в 2002) был запилен новый убер-ZIP ёмкостью 750MB. Но было уже поздно. Главные враги, CD-RW и USB-флэшки, начали активно дешеветь и пошли в массы, да и DVD+/-RW всерьёз заявил о себе. Iomeg'у погнали ссаными тряпками: за три года (2000-03) её доля рынка скатилась с 10% до 2,5%. Подстава была в:
- никакой отказоустойчивости («тик смерти»);
- плохой совместимости: с флопами — никакой вообще, друг с другом — тоже почти никакой, это тебе не 1.2, которые форматировались на 360 и читались им же, если прижало;
- в том факте, что флопы держали позиции из-за своей стандартности, а вот зипам до звания «неудобно, но зато он есть в КАЖДОМ компе!» было ещё как до Китая раком. Если бы зипы появились пораньше и успели бы вытеснить флопы, вероятно, сейчас вместо USB HDD ты ходил бы с десятком юбердискет по 250 Гб каждая.
Iomega наплодила великое множество ZIP-дисководов и каждый со своими изъёбствами:
- привод ZIP250 читал/писал диски 100МБ и 250МБ;
- привод ZIP750 читал/писал диски 250МБ и 750МБ, а 100МБ он мог только читать;
- привод ZIP100 работал только со 100МБ дисками, алсо только он мог произвести их полное форматирование.
Дисководы подключались через все возможные интерфейсы:
- SCSI (100МБ и 250МБ) для яблочников(не только, использовался в разных извратных системах видеонаблюдения, музыкальных примочках и на РС) ;
- IDE(ATAPI) для внутренней установки (100МБ, 250МБ и 750МБ);
- Parallel aka LPT (100МБ и 250МБ);
- USB (100МБ, 250МБ и 750МБ);
- IEEE1394 aka FireWire (250МБ и 750МБ).
На самом деле ZIP был удобным и эффективным носителем для своего времени. В отличие от CD-RW для записи не требовалось никаких дополнительных программ. Работа с ним также проста как и с 3,5" флопиком, нужен только бесплатный драйвер. Большое количество интерфейсов обеспечивало высокую совместимость как для PC, так и для Mac. Поэтому в 90-е годы он пользовался успехом в стране эльфов.
В рашке ZIP'ы были мало распространены. В основном их приобретали коммерческие конторы и государственные НИИ для хранения бэкапов своих данных. У частных анонимусов встречался редко. Объясняется это следующим:
- дороговизна и, как следствие, мелкие объёмы импорта;
- слоупошная компьютеризация этой страны в 90-е;
- отсутствие рекламной поддержки.
Ближе к '90-м годам японцы довели до промышленного исполнения магнитооптические накопители. Идея была в том, чтобы электромагнитной головкой обрабатывать поверхность, которая предварительно была точечно нагрета лазером. В технологии были свои плюсы, в частности надёжность (просто так магнитом не испортишь), но были и минусы, которые в процессе развития технологии постепенно сходили на нет (например, первые диски были write-once, то есть записываемые единожды, как CD/DVD-R болванки).
И, как можно догадаться, здесь бы эта магнитооптика не упоминалась, если бы её не превратили в дискеты. Поначалу дискеты были православного размера 5,25", но со временем стали выполняться в форм-факторе кошерных 3,5", в таком же пластиковом ящике с крышкой на пружинке. Правда впоследствии эта технология перешла на чистые болванки, без лишних деталей, и дискетами быть перестала. Ёмкости при этом вполне конкурировали с CD и позже появившимися DVD, но… Конечно же всё было не так просто, во-первых, как и в случае ZIP-дисков, играло роль, что редко у кого можно было встретить привод для таких дисков, во-вторых, откровенный долбоебизм производителей/разработчиков: есть версия, что Fujitsu и Sony не поделили рынок и поэтому не смогли вовремя договориться о стандартах и захватить рынок мобильного хранения данных, с которого уходили последние дискеты. Но, говорят, в Японии были весьма распространены и до сих пор пользуются определённой популярностью.
Читайте также: