Когда говорят, что устройство работает «как часы», то подразумевают, что это значит очень стабильно и надежно. Все мы мечтаем, чтобы с нашими «винчестерами» ничего плохого не случалось, но они любят отказывать самым непредсказуемым образом. Один такой свой диск я переделал, так что он теперь буквально работает как часы. Идея сделать устройство посетила после посещения выставок, где видел похожие рекламные девайсы. Мозг сверлила назойливая мысль — «неужели не смогу»?
Жесткие диски разбирал не в первый раз. Сначала из интереса — а как там все устроено? Потом при уничтожении старых компьютеров — параноидальная забота о безопасности начальства требовала непременного приведения в негодность совершенно исправных (правда, устаревших) дисков. Ну и попытки сделать из двух дохлых «винтов» один тоже делались, но часто неудачно. Теперь предстояло подобрать кандидата на «реинкарнацию». Работал тогда админом, поэтому было из чего выбрать. Уже и не помню, какой диск подвергся переделке (шел 2004 год), кажется это был Fujitsu.
Диск разобрал, пластины, головки и электромагнит позиционирования снял, всю электронику выкинул. Остался голый дюралевый остов с закрепленным на нем синхронным трехфазным бесколлекторным моторчиком постоянного тока (BLDC — Brush Less Direct Current). Все ненужные ребра в дюрали вырезал дремельной фрезой.
Нашел две ферритовые чашки, намотал на глаз обмотки (число витков примерно рассчитал под требуемое выходное напряжение) в верхнюю и нижнюю чашки. Верхнюю чашку закрепил сверху на статоре, а нижнюю на роторе (на фотографии хорошо видно) — так получился вращающийся трансформатор, передающий энергию. Похожие по принципу работы трансформаторы стоят в блоке вращающихся головок видеоплейеров и видеомагнитофонов (они передают не питание, а сигнал с видеоголовок). Конечно, те трансформаторы намного качественнее моего, ферритовые чашки там точнее и зазор между ними совсем маленький. В центральное отверстие чашек поместил светодиод и фотодиод — оптопару, через которую будет передаваться код, переключающий светодиоды.
Вырезал две макетки — одну круглую — она стала ротором, другую прямоугольную, её прикрепил к днищу дюралевого каркаса диска — для главной схемы управления. На роторе смонтировал простенькую схемку — выпрямитель тока, подключенный к нижней чашке вращающегося трансформатора, и микроконтроллер, управляющий восемью SMD-светодиодами. Собрал схему управления — микроконтроллер опрашивает чип электронных часов, формирует управляющие фазы для вращения моторчика, и передает данные наверх, на схему отображения (которая вращается). Написал софт для микроконтроллеров.
Конечно, звучит все вроде просто. Но на самом деле ваялось довольно долго, несмотря на наличие внутрисхемного эмулятора микроконтроллеров. Пришлось решить довольно много проблем — перемотать трансформатор, подобрать стабилизацию тока через фазы моторчика (если ток слабый, то не получалось быстро раскручивать мотор, а если слишком сильный, то мотор перегревался и обмотки замыкали), сделать софт четко синхронный с временем (иногда говорят real time code) — чтобы не дрожало получающееся изображение и стабильно вращался мотор, и в то же время читался чип часов и обрабатывался интерфейс пользователя (энкодер и кнопка, с помощью которых работает меню установки и коррекции времени и будильника), а также информация синхронно передавалась в блок ротора. А софт для блока ротора приходилось доводить по принципу прошил/проверил/не_заработало, так как эмулятор к вращающейся макетке не подключишь. Но тем не менее решать многочисленные проблемы было интересно.
Кого интересуют скучные технические подробности проекта HddClock — добро пожаловать на страничку microsin.ru/content/view/733/44. Там можно скачать исходники и схемы часов. Похожую конструкцию я видел на харабре — http://habrahabr.ru/blogs/gadgets/86890/.
Видео, снятое мыльницей Canon PowerShot A520. К сожалению, мыльница не дает сделать видео длиннее 30 секунд, и мои режиссерские способности не позволили показать, как работает все меню (коррекция хода часов), как часы запускаются, как работает будильник и т. д. Качество тоже не ахти (в реале часы выглядят намного лучше) — слишком маленькая частота кадров. На видео видно мерцание цифр, которого на самом деле нет — такой эффект получается из-за стробоскопического эффекта между частотой вращения и частотой кадров снятого видео. Звук тоже плохого качества — он не такой, как получился на видео. Светодиоды теперь красные, поменял после ремонта — неудачно попытался выключить будильник и попал пальцами в ротор.
UPD: по многочисленным просьбам обновил архив с фотографиями, и на сайте выложил 3 дополнительные фотографии с аннотациями (фото имеют метки с подписями — что где стоит, для чего нужно и как работает).
UPD110220: один парень с ником dccharacter тоже сделал похожие часы и выложил видео на YouTube. Поздравляю, коллега!