seminarski rad iz mehatronike

28
Seminarski rad Mehatronika 1.Uvod Drugom polovicom 20. stoljeća, sve do danas, u općim i znanstvenim dijalozima iz oblasti informacijskih tehnologija, informatike i računarstva vrlo često se, između mnoštva tematika, mogla čuti i jedna pomalo komična: «Najvažnija karakteristika uređaja za masovnu pohranu podataka i programa je da ih nikada nemate dovoljno» (autori svi). Na izrečeno može se nadodati da čak i kada ih imamo dovoljno, uvijek im nešto nedostaje: sporost, nepouzdanost ili kratak vijek istih. Nadalje, izrečeno koliko god komično nije živjelo samo kao jednokratna poštapalica-vic već je konstantna inspiracija bezgranične potrage koja trenutno prolazi još uvijek vrlo aktualnim sustavom pojačanja svjetlosti kroz stimuliranu emisiju radijacije (engl.Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation) ili skraćeno LASER. Dakle, nagli razvoj kvantne fizike početkom 20. stoljeća doveo je do otkrića stimulirane svjetlosti, a potom dosta kasnije i do lasera. Naime, još je 1917. Albert Einstein izračunao potrebne uvjete za nastanak stimulirane emisije, ali je praktična primjena tih načela ostvarena tek desetljećima nakon toga. Charles Townes 1954 godune u SAD-u i, nezavisno od njega Basov i Prokorov u Rusiji (tadašnji SSSR) predložili su praktične metode dobivanja laserskog snopa. Koristili su plinoviti amonijak i proizveli pojačano mikrovalno zračenje umjesto vidljive svjetlosti. Tako su dobili prvi tzv. MASER (Microwave Amplification by the Stimulated Emission of Radiation). Za ovo postignuće nagrađeni su Nobelovom nagradom za fiziku koju su podijelili ravnopravno 1964.godine. Arthur L.Schawlow i Charles H.Townes 1958 izumili su laser i izdali članak «Infrared and Optical Masers» u časopisu «American Physical Society's Physical Review». U njemu su opisali osnovne principe rada lasera, potičući daljnji razvoj novog polja znanosti. Theodore Harold Maiman 1960 ____________________________________________________________ ____________ 1

Upload: milosav-pusonjic-miki

Post on 01-Dec-2015

272 views

Category:

Documents


9 download

DESCRIPTION

Mehatronika

TRANSCRIPT

Page 1: Seminarski Rad Iz Mehatronike

Seminarski rad Mehatronika

1. Uvod

Drugom polovicom 20. stoljeća, sve do danas, u općim i znanstvenim dijalozima iz oblasti informacijskih tehnologija, informatike i računarstva vrlo često se, između mnoštva tematika, mogla čuti i jedna pomalo komična:

«Najvažnija karakteristika uređaja za masovnu pohranu podataka i programa je da ih nikada nemate dovoljno» (autori svi). Na izrečeno može se nadodati da čak i kada ih imamo dovoljno, uvijek im nešto nedostaje: sporost, nepouzdanost ili kratak vijek istih.

Nadalje, izrečeno koliko god komično nije živjelo samo kao jednokratna poštapalica-vic već je konstantna inspiracija bezgranične potrage koja trenutno prolazi još uvijek vrlo aktualnim sustavom pojačanja svjetlosti kroz stimuliranu emisiju radijacije (engl.Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation) ili skraćeno LASER.

Dakle, nagli razvoj kvantne fizike početkom 20. stoljeća doveo je do otkrića stimulirane svjetlosti, a potom dosta kasnije i do lasera. Naime, još je 1917. Albert Einstein izračunao potrebne uvjete za nastanak stimulirane emisije, ali je praktična primjena tih načela ostvarena tek desetljećima nakon toga.

Charles Townes 1954 godune u SAD-u i, nezavisno od njega Basov i Prokorov u Rusiji (tadašnji SSSR) predložili su praktične metode dobivanja laserskog snopa. Koristili su plinoviti amonijak i proizveli pojačano mikrovalno zračenje umjesto vidljive svjetlosti. Tako su dobili prvi tzv. MASER (Microwave Amplification by the Stimulated Emission of Radiation). Za ovo postignuće nagrađeni su Nobelovom nagradom za fiziku koju su podijelili ravnopravno 1964.godine.

Arthur L.Schawlow i Charles H.Townes 1958 izumili su laser i izdali članak «Infrared and Optical Masers» u časopisu «American Physical Society's Physical Review». U njemu su opisali osnovne principe rada lasera, potičući daljnji razvoj novog polja znanosti. Theodore Harold Maiman 1960 (SAD) je izgradio, demonstrirao i patentirao prvi laser baziran na kristalu rubina.

Ne upuštajući se u detaljni pregled fizičkih objašnjenja ovog izuma, bolje rečeno pojave, treba samo ekstrahirati sljedeće, da ovako proizvedena pojačana svjetlost ima 3 osobine: uniformnost frekvencije, faze i smjera prostiranja, a to znači da se ona može vrlo lako kontrolirati i što je vrlo relevatno, ne dolazi do većeg rasipanja snopa iste.

Kada je 70-tih godina 20.stoljeća konačno nastupila era minijaturizacije, u centrima za testiranja vodećih svjetskih kompanija počeli su se vršiti eksperimenti glede upotrebe lasera u oblasti masovnih memorija.U tom razdoblju otpočeta utrka za što jeftinijim, ali ipak pouzdanim uređajima za masovnu pohranu stvorila je laserske ili optičke ili compact diskove kakve na današnji dan poznajemo.

Od triju navedenih različitih nazivlja u nastavku ćemo se koristiti drugim po redu kao opće-prihvaćenim u hrvatskom jeziku. Ovo uvodno poglavlje završavamo nastavljajući izrečeno sa njegovog samog početka o možebitnoj

________________________________________________________________________ 1

Page 2: Seminarski Rad Iz Mehatronike

Seminarski rad Mehatronika

dovoljnosti, a ipak nedostatnosti uređaja za masovnu pohranu podataka i programa koja je i dovela do velike eksplozije razvoja i popularizacije široke primjene laserske tehnologije u oblasti pohrane podataka i snažnog potiskivanja da ne kažemo «iskorijenjivanja» prethodno korištenih medija čije su mane bile i još su notorna činjenica.

Počnimo od magnetskih traka. Sporost, pristup im je skoro isključivo sekvencijalan, vrijeme traženja predugo. Mogu biti izuzetnog kapaciteta jer se on povećava prostim produžavanjem trake, ali opet na štetu vremena traženja i predimenziniranosti. Nisu poznate kao pouzdane, hiperosjetljivost na vanjske utjecaje:prašina, vlaga, gužvanje ili strana magnetska polja. Stavljanjem traka u zaštitne kasete istima nerealno povećava cijenu.

Ipak, najveća mana magnetske trake je što se jako troši korištenjem jer magnetska glava dodiruje traku u procesu pristupa podacima, a to dovodi do postupnog smanjenja debljine magnetsko-osjetljivog sloja, te se on poslije nekog vremena toliko istanji da traka postane neupotrebljiva.

Potom, diskete (engl. floppy disc) su medij brži i lakše prenosiv od magnetskih traka, međutim njihov kapacitet je vrlo skroman, a pouzdanost ponovo vrlo mala . Zbog velikog upliva vanjskih faktora, ne može se postići veća gustoća zapisa podataka.

Magnetski mediji, pa i disketa imaju i jednu veliku zajedničku manu da se podaci gube stajanjem jer se magnetizirana mjesta vremenom demagnetiziraju, pa se vijek podataka pohranjenim na istima mjeri u godinama.

I na kraju tvrdi diskovi (engl.hard disc). S njima su ispravljene gotovo sve navede mane magnetskih medija. Magnetska glava ne dodiruje medij, a podaci se na njima povremeno osvježavaju, tj.ponovo zapisuju pa se ne gube ni korištenjem ni stajanjem. Također, tvrdi diskovi imaju ugrađenu i tehnologiju kojom su u stanju da predvide pa čak i preventivno riješe moguće greške. Kako su skoro hermetički zatvoreni, nisu osjetljivi na vanjske utjecaje.Međutim, sve ovo je postignuto na uštrb cijene koštanja, njihove najveće mane.

2. Povijest CD – ROM diska

Na tragu u uvodu samo dotaknutog nastupa doba minijaturizacije 70-tih godina 20.stoljeća te vršenja eksperimenata sa upotrebom lasera u oblasti masovnih memorija važno je napomenuti da su sredinom tog destljeća finalizirani prvi uspješni prototipovi, ali na pojavu prvih uređaja za široku primjenu trebalo je pričekati standadizaciju. Postavljeni su razni standardi, međutim u tim lutanjima kroz cijelo desetljeće niti jedan nije stekao prednost i širu prihvaćenost.

Nizozemski fizičar 1969 godine Klass Compaan dolazi na ideju da načini prvi compact disk. Compaan i Pete Kramer 1970 u kompaniji Philips izrađuju stakleni prototip diska i definiraju neophodnost upotrebe lasera kao čitača informacija sa njihovog novog medija za pohranu.

Kompanija Philips 1979 predlaže uspostavljanje svjetskog standarda proizvodnje, a kao najbolji materijal izabran je polikarbonat. Ujedno, izabrana je i

________________________________________________________________________ 2

Page 3: Seminarski Rad Iz Mehatronike

Seminarski rad Mehatronika

vrsta lasera koji će se koristiti, a utvrđen je i smjer spiralnih putanja za pohranu podataka (od unutra prema vani).

I tek 1980. godine kompanije Philips i Sony združeno izbacuju prvi uspješan standard. Naime, navedene prijedloge, uz manje dorade, usvaja Digital Audio Disc Committee i novi široko prihvaćeni standard CD-DA (Compact Disc – Digital Audio) je rođen. Standard je nazvan «Crvena knjiga» (engl. The Red Book) i zadržao je, između ostalog, tehničke detalje vezane za snimanje i format (120 mm koliko je, prema legendi, bilo potrebno da primi cijelu Beethoven-ovu Devetu sinfoniju, koja traje oko 70 minuta. Dakle, bila je riječ o glazbenom CD-u, mediju koji je napravljen da ubrzo potpuno zamijeni gramofonsku «LP-long play» ploču.

Iako nosilac digitalnih informacija, optički disk je prvo usvojen od strane glazbene i filmske industrije koje su također imale probleme sa nekim od spomenutih mana magnetskih medija.

Sony&Philips 1982 izbacuju na tržište prve proizvode ove vrste te se time Europa i Japan upoznaju sa CD tehnologijom.U proljeće 1983. ovi prozvodi doživljavaju svoj debi i na ogromnom tržištu SAD-a gdje je tijekom iste godine prodano 30.000 CD pogonskih mehanizama (engl. CD player) i 800.000 CD-a.

Sony 1984, poslije samo 5 godina od svog prvog walkman-a (pijenosni uređaj za reprodukcije glazbe sa magnetskih medija), lansira prvi discman (prijenosni uređaj za reprodukciju glazbe sa optičkih medija).

Iako su kao masovne memorije optički diskovi korišteni i ranije u računalskoj industriji, nedostatak standarda i visoke cijene činili su ga nekom vrstom rariteta.Tek krajem 1984. godine tri kompanije Denon, Philips i Hitachi predstavljaju prototip novog računalskog CD-ROM uređaja, prvog masovno prihvaćenog standarda.

U serijsku proizvodnju ulazi odmah početkom 1985. godine.CD-ROM disk je zapravo glazbeni CD-DA disk, nadograđen tako da se može povezati sa računalom i dopunjen standardom o zapisu podataka. Ovaj napredak je bitno snizio cijenu uređaja i učinio ga dostupnim širokim masama. Naravno oba navedena standarda omogućavaju samo čitanje CD medija.1986. Samo na tržištu SAD-a je prodano 3 milijuna CD pogonskih mehanizama i 53 milijuna CD-a. U razdoblju od 4 godine porast izražen postotno je 1000% više prodanih CD-player-a i skoro 700% CD-a.

Sljedeća bitna godina u povijesti razvoja CD-ROM diska je 1989. kada kompanija Taijo Juden iz Japana razvija novu tehnologiju izrade CD-ROM diska, baziranu na mediju sa osnovom od organskog materijala presvučenog tankim slojem zlata. Ova nova formula ne samo da je omogućila postizanje performansi koje su CD ploče do tada postizale jedino u masovnoj proizvodnji, već i duži vijek trajanja i, što je posebno važno, mogućnost lakog upisa podataka na prazne medije. Dotada su CD-ovi bili bazirani na aluminijskoj osnovi i tehnologiji masovne replikacije korištenjem matrica i prešanja, nalik gramofonskim pločama.U međuvremenu zabilježen je kontinuitet ekspanzije prodaje i korištenja

________________________________________________________________________ 3

Page 4: Seminarski Rad Iz Mehatronike

Seminarski rad Mehatronika

CD-ROM diskova. Tako 1990. čak 28% svih domaćinstava u SAD-u koristi CD-ROM disk, a godišnja statistika prodajnih rezultata je fantastična: 9,2 milijuna CD-player-a i 288 milijuna CD-a.Na globalnom svjetskom tržištu iste godine je preskočena brojka od 1 milijarde prodanih CD-a. Dakako, da je nepotrebno komentirati da li se sve ovo isplatilo.

Ulaskom u posljednje desetljeće 20.stoljeća sa novom tehnologijom proizvodnja CD-ROM diska doživljava revoluciju čiji je ishod stvaranje novog CD-a oznake CD-R ili WORM (engl. Write Once, Read Many times) standard.1991. na tržištu se pojavljuju prvi CD-R-ovi.Sukladno tome kompanije Yamaha i Sony proizvode i prvi CD snimač (engl.CD burner).Zatim, nešto kasnije sljedi standard CD-RW koji omogućava višestruko upisivanje na CD medije, ali isti nije postigao neku pretjeranu popularnost jer su već tada ograničenja CD-ROM standarda, naslijeđena od CD-DA, postala takva da ih nije bilo moguće nadići bez većih odstupanja od starog standarda.Potreban je novi standard, pa je pri kraju 20.stoljeća svjetska javnost upoznata sa novim čudom nazvanim DVD, istovremeno logično nova zvijezda vrtoglavo ruši cijenu stare.

Novi standard DVD 1996 (engl. Digital Versatile Disk) počinje otklanjati sve do tada nakupljene nedostatke CD-ROM standarda. Razvijen je na osnovu zajedničkih napora i dogovora 9 kompanija čiji spisak zaista izaziva strahopoštovanje: Toshiba, Matsushita, Sony, Philips, Time Warner, Pioneer, JVC, Hitachi i Mitsubishi Electronics.

DVD player-i i filmovi u DVD 1997 formatu su prisutni na globalnom svjetskom tržištu. Postavlja se i DVD-R standard (od 3,9 Gig).Iste godine Mitsui pak otvara prvi pogon za proizvodnju CD-R u SAD-u, a cijena CD-R medija je niža no ikad.

Slika 1. CD ROM disk

Na kraju ove kronologije razvoja CD standarda interesanto je istaknuti da su isti dobijali imena po bojama.Tako je prvi CD standard, CD-DA, opisan u već spomenutoj «Crvenoj knjizi», a CD-ROM standard pak u «Žutoj knjizi» (engl.The Yellow Book).

________________________________________________________________________ 4

Page 5: Seminarski Rad Iz Mehatronike

Seminarski rad Mehatronika

Svi CD standardi objedinjeni su u tzv. «Knjigama boja duge» (engl. The Rainbow Books).

U tabeli 1.2. koja sljedi dajemo pregled CD standarda i uređaja, sortiranih sukladno iznesenoj kronologiji događanja.

Tabela 1. Pregled razvoja CD standarda i uređaja

Tip uređaja

Naziv standarda Puni naziv (na engl.) Ovaj uređaj. . .

CD-DA The Red Book Compact Disk –Digital Audio

Čita (svira) CD-DA

CD-ROM

The Yellow Book Compact Disk Read Only Memory

Čita CD-ROM,CD-R i CD-DA

CD-R The Orange Book (part II)

Compact Disk Recordable Čita CD-DA, CD-ROM i CD-RU stanju je da piše (samo jednom) na CD-R mediju.

CD-RW The Orange Book (part III)

Compact Disk Rewritable Čita CD-ROM i CD-R.Može više puta zapisivati na CD-RW mediju.

DVD ROM

Digital Versatile Disk Read Only Memory

Čita sve CD formate.Čita DVD.

DVD R Digital Versatile Disk Recordable

Čita sve CD formate.Čita DVD.U stanju je da piše (samo jednom) na DVD-R mediju.

DVD RAM

Digital Versatile Disk Random Access Memory

Čita sve CD formate.Čita DVD ROM.Čita i piše na DVD medijima.

________________________________________________________________________ 5

Page 6: Seminarski Rad Iz Mehatronike

Seminarski rad Mehatronika

3. Optički disk

Načelo djelovanja optičkog diska temelji se na fizikalnim svojstvima svjetlosti, a kao izvor svjetlosti pri upisivanju i čitanju podataka kod optičkog diska koristi se LASER. Laser se upotrebljava zbog toga što proizvodi monokromatsku svjetlost koja se može fokusirati na manju površinu od svjetlosti koja se sastoji od više valnih dužina. Osim što je monokromatska, svjetlost koju emitira laser međusobno je u fazi, pa je riječ o tzv. koherentnoj svjetlosti. Svojstvo je koherentne svjetlosti da se može usmjeriti u usku zraku koja može bez raspršenja prevaljivati velike udaljenosti.

Slika 2. Bijela, monokromatska i laserska svjetlost

Podaci se na optički disk upisuju brizganjem polikarbonata u kalupe ili izobličenjem podloge laserskom zrakom.

Za čitanje se koristi svojstvo odbijanja ili refleksije laserske zrake od površine optičkog diska. Različiti faktori odbijanja svjetlosti tumače se kao različite informacije logičkih nula i jedinica.

Radna površina na kojoj nisu upisivani podaci odbija upadnu lasersku zraku u paralelnom snopu. Površina na kojoj su neravnine nastale upisom podataka raspršuje upadnu lasersku zraku. Mjerenjem količine odbijene svjetlosti moguće je razlučiti od kakve se površine zraka odbila, te tako čitati logičke nule i jedinice. Izvor svjetlosti je LASERSKA DIODA.

________________________________________________________________________ 6

Page 7: Seminarski Rad Iz Mehatronike

Seminarski rad Mehatronika

Slika 3. Crvena laserska dioda visoke snage

To je poluvodička komponenta dimenzija približno 0,2x0,2x0,2 mm. Laserska dioda pri protjecanju električne struje proizvodi koherentnu svjetlost valne duljine od 635nm do 830nm (ovisno o vrsti optičkog diska) i tipične energije između 1mW i 40mW. Nadalje, sustavom leća i polarizatora svjetlost lasera se polarizira i fokusira na željeno mjesto na površinu optičkoga diska. Laserska zraka može se fokusirati na krug promjera približno jednakog valnoj duljini, što iznosi manje od 1μm.

Pri čitanju podataka upisanih na površinu optičkoga diska površina diska

osvjetljava se laserskom zrakom male snage fokusiranom na površinu diska. Laserska zraka odbija se od površine diska istim sustavom leća usmjerava na osjetilo svjetlosti (fotoćeliju). Osjetilo čita podatke na temelju primljene energije odbijene zrake. Energija odbijene zrake ovisi o svojstvima površine od koje se odbija. Disk se okreće, te se na mjestu fokusa zrake izmjenjuju mjesta različite sposobnosti odbijanja zrake. Ta mjesta predstavljaju podatke.

Slika 4. Kako CD ROM drive čita podatke sa površine diska

________________________________________________________________________ 7

Page 8: Seminarski Rad Iz Mehatronike

Seminarski rad Mehatronika

Upisivanje podataka moguće je na više načina. Načini upisivanja biti će objašnjeni kod opisa različitih vrsta optičkih diskova.

Sklop u koji su ugrađeni laserska dioda, sustav leća i polarizator te osjetilo ili fotoćelija naziva se OPTIČKA GLAVA (engl.optical head assembly).

Nosač optičke glave koji se pomiče naziva se AKTUATOR.Mehanizam za pogon optičkoga diska ima ugrađene elektroničke sklopove koji se brinu za okretanje diska, pomicanje glave, upisivanje i čitanje, fokusiranje laserske zrake, ispravljanje mogućih pogrešaka pri čitanju te za ostale radnje nužne za ispravan rad optičkoga diska.

Za ispravan rad optičkog diska presudna su dva sklopa. Prvi je od njih SERVOMEHANIZAM koji brine o točnom vođenju glave po tragu i fokusiranju laserske zrake. Dopušteno odstupanje glave od zadanog položaja iznosi nekoliko mikrometara aksijalno i nekoliko dijelova mikrometra radijalno. Ta se točnost mora održavati po cijeloj površini diska pa je servomehanizam vrlo složen i važan.

Drugi važan sklop jest SKLOP ZA ISPRAVLJANJE POGREŠAKA. Kod optičkih diskova jedan bit podataka zauzima površinu približno samo jednoga plošnog mikrometra, pa i najmanja nečistoća ili nedostatak unosi pogrešku. Razvijeni su posebni postupci ili sklopovi za obnavljanje i popravljanje izvornih podataka i uklanjanje nastalih pogrešaka.

Optički disk ima najveću gustoću pohrane podataka od svih dosadašnjih sustava za pohranu velike količine podataka (magnetski disk, magnetska vrpca).

Gustoća pohrane podataka je broj koji govori o tome koliko se bitova može pohraniti po jedinici površine. Zbog mogućnosti dobivanja vrlo uskog svjetlosnog snopa, mogu se postići gustoće podataka od 100 Mbita po kvadratnom centimetru. Za jednake dimenzije, u usporedbi s drugim medijima za pohranu, optički disk definitivno može pohraniti najviše podataka.

Glava za upisivanje i čitanje kod optičkog diska nije u dodiru s diskom, nego je udaljena od površine diska približno 1 mm pa ne troši i ne oštećuje disk. Zbog relativno velike udaljenosti glave izbjegnuta je i pojava pada glave na disk (engl.head crash) koja je kod magnetskog diska uzrok nepopravljivog oštećenja.

Nečistoće, npr.čestice prašine, dima i slično, mnogo su manje opasne nego kod magnetskog diska jer je površina optičkog diska zaštićena slojem prozirnog polikarbonata, a glava za čitanje dovoljno daleko od površine diska da propusti prolaz takvim česticama. Zaštitni sloj ne dopušta česticama nečistoće izravni dodir sa slojem u kome su upisani podaci i izdiže ih iznad točke fokusa laserske zrake. To još više smanjuje utjecaj čestica nečistoće na ispravnost čitanja podataka i trajnost zapisa. Trajnost upisanih podataka optičkog diska je velika i procjenjuje se na razdoblje od 50 do 200 godina što je neusporedivo sa magnetskim medijima.

Optički se disk može bez poteškoća i pouzdano premještati iz jednog pogonskog mehanizma u drugi, pa to naravno proširuje mogućnosti primjene na razmjenu i prijenos podataka. Zahtjev za ravnom površinom diska mnogo je manji

________________________________________________________________________ 8

Page 9: Seminarski Rad Iz Mehatronike

Seminarski rad Mehatronika

nego kod magnetskog diska, što pojednostavljuje i uvelike snižava trošak proizvodnje. Neravnine površine optičkog diska nadoknađuje servomehanizam koji uvije fokusira lasersku zraku na samu površinu diska, bez obzira na neravnine.

Niska cijena po pohranjenom bitu podataka jedna je od najvažnijih prednosti optičkog diska pred ostalim medijima za pohranu i glavni je razlog njihove široke prihvaćenosti.

Optički se disk spaja s računalom kao i tvrdi magnetski disk posredstvom ATA ili samo iznimno SCSI sučelja.

ATA (engl.parallel advanced technology attachment, parallel ATA) je sučelje (norma) za paralelnu razmjenu podataka između uređaja za pohranu podataka i programa i računala. Postoji mnogo inačica ATA norme, a kod suvremenih računala uglavnom se upotrebljavaju inačice ATA/100 i ATA/133.

Slika 5. Izgled ATA spojnih kabela

ATA/100 je popularna inačica ATA norme uvedena 2000.godine, poznata je još pod nazivima ATA-6 i UltraDMA-5. Najveća brzina razmjene podataka je 100 MB u sekundi (engl.MBps), dok je kod ATA/133 ili ATA-7 i UltraDMA 133 kao poboljšane inačice 133 MB u sekundi.

SCSI (engl.small computer system interface) je dvosmjerna paralelna sabirnica namijenjena spajanju računala s vanjskim uređajima, primjerice neizmjenjivim diskom, megnetskom vrpcom, CD-ROM diskom, skenerom i dr.

Vrijeme pristupa (engl. access time) optičkog diska mnogo je duže (od 200 do 300 ms) od vremena pristupa neizmjenjivog magnetskog diska (od 5 do 30 ms), a 2 osovna razloga tome su:

1. Potreba za promjenom brzine vrtnje diska pri prijelazu glave s jednoga dijela diska na drugi zbog zahtjeva za stalnom pravocrtnom brzinom ili normom CLV (engl.constant linear velocity). Ako, primjerice, glava diska prijeđe s krajnjeg vanjskog traga na krajnji unutarnji, brzina vrtnje diska treba se povećati 3 puta, za što je zbog mase diska i pogonskog mehanizma potrebno određeno vrijeme. Kod magnetskog diska, koji pak ima kutnu brzinu, tog problema nema.

2. Znatno je veća masa optičke glave od magnetske, čime je i maksimalno ubrzanje optičke glave manje od ubrzanja magnetske glave. Treba također upozoriti da različiti proizvođači navode nesukladne podatke o vremenu pristupa pa je potrebno stoga pažljivo proučiti o čemu je riječ. Pod vremenom

________________________________________________________________________ 9

Page 10: Seminarski Rad Iz Mehatronike

Seminarski rad Mehatronika

pristupa navodi se vrijeme potrebno da glava prijeđe s krajnjeg unutarnjeg na krajnji vanjski trag (engl.full-stroke), polovica ili trećina tog vremena (engl.half-stroke, one third stroke), vrijeme potrebno glavi za prijelaz s jednog traga na susjedni (engl.track to track) i sl.

Pogonski mehanizam optičkog diska čita podatke brzinom od približno 150 KB u sekundi (engl. KBps) uz optičku glavu postavljenu na željeno mjesto i uz uspostavljenu brzinu vrtnje diska. Međutim, osim ove osnovne brzine čitanja, neki proizvođači koriste i veću brzinu vrtnje diska i postižu višestruko veće brzine čitanja.

4. CD Uređaji

CD (Compact disk) uređaj služi za reprodukovanje sadržaja koji se nalaze na CD mediju. Neki mogu samo prikazivati sadržaj, dok imamo i udeđaje koji su u mogućnosti i snimati nove podatke sa računara ili s drugog CD medija.

Slika 6. Unutrašnjost CD uređaja

________________________________________________________________________ 10

Page 11: Seminarski Rad Iz Mehatronike

Seminarski rad Mehatronika

Slika 7. Vanjski izgled CD uređaja

5. CD – ROM

CD-ROM (engl.compact disk read only memory) najraširenija je vrsta optičkog diska. Isporučuje se s upisanim podacima koje korisnik ne može niti mijenjati, niti brisati. Podaci se upisuju kod proizvođača diska i korisnik može samo čitati podatke.

To je osnovno svojstvo CD-ROM diska. Primjena CD-ROM diska zbog toga je ograničena na distribuciju različitih podataka: računalnih programa, enciklopedija, rječnika, interaktivnih tečajeva učenja stranih jezika, skupa knjiga nekog područja, baza podataka itd.. CD-ROM diskovi mogu prihvatiti 74 do 80 minuta zvučnog zapisa visoke vjernosti ili od 628 do 737 MB podataka.

CD-ROM disk proizvodi se postupkom brizganja polimera, u alatima, u velikim serijama što znatno pojeftinjuje pojedini primjerak.

Promjer CD-ROM diska je 120 mm, debljina 1,2 mm, a središnji je otvor promjera 15 mm. Postoje i diskovi promjera 80 mm (sa identičnim ostalim dimenzijama), ali su mnogo manje u uporabi od diskova promjera 120 mm.

Dimenzije i format zapisa CD-ROM diska je normiran (tzv. High Sierra industrijska norma iz 1985. na kojoj se temelji službena norma ISO 9660 iz 1988. godine) pa se diskovi mogu izmjenjivati između pogonskih mehanizama različitih proizvođača. Pritom je važno istaknuti da je ISO 9660 norma sukladna s praktički svim vrstama osobnih računala i operacijskih sustava osobnih računala.

Podaci su kod CD-ROM diska zapisani kao izbočenja ili udubljenja (engl.pit) i ravni dijelovi između izbočenja koja se nazivaju zaravnjenja ili polja (engl.land) reflektirajućeg sloja. Reflektirajući sloj je sloj aluminija debljine 5x10 mm, koji omogućuje da površina djeluje kao ogledalo i tako spriječi da laserska zraka, koja se koristi za čitanje, samo prođe kroz CD-ROM, a isti je pak zaštićen od vanjskih utjecaja zaštitnim slojem od providnog akrilnog laka debljine 10 μm koji ga štiti od ogrebotina, lomljenja, napisane ili zalijepljene identifikacije. Izbočenja i zaravnjenja, odnosno podaci, proizvedeni su brizganjem u alatu u tvornici koja proizvodi diskove.

________________________________________________________________________ 11

Page 12: Seminarski Rad Iz Mehatronike

Seminarski rad Mehatronika

Slika 8. Refleksija laserske zrake od izbočenja i zaravnjenja

Podaci su kod CD-ROM diska upisani samo s jedne i to donje strane. Druga strana ne sadrži podatke. Svi CD-ROM diskovi iz jednoga alata ili jedne serije su jednaki. Podloga ili supstrat diska je od prozirnog polikarbonata debljine 1,2 mm koji se odlikuje potrebnom prozirnošću, čvrstoćom i izdržljivošću.

Iznad površine CD-ROM diska nalazi se optička glava. U optičkoj glavi je laserski izvor svjetlosti male snage, sustav leća i polarizatora za usmjeravanje i fokusiranje upadne i odbijene zrake te osjetilo količine odbijene svjetlosti. Valna duljina laserske svjetlosti je 780 nm (ljudskom oku nevidljiva infracrvena svjetlost). Pogonski elektronički sklopovi brinu se o fokusiranju laserske zrake, o brzini vrtnje diska, o čitanju i tumačenju podataka i o ispravljanju pogrešaka.

Podaci su upisani u neprekinutoj spirali od središta prema rubu diska. Ukupna duljina sprale je približno 5 km, a ukupan broj zavoja približno 22.000. Razmak od jedne do druge staze spirale odnosno sujednih zavoja na stazi je 1,6μm. Sama izbočenja ili udubljenja imaju dubinu 0,125 μm, a širinu od 0,6 μm. I udubljenja i zaravnjenja ili polja imaju dužinu od oko 0,9 μm kod najkraćih, do 3,3 μm kod najdužih.

Slika 9. Spirala CD ROM diska

Potrebno je odmah i objasniti zašto se izbočenja nazivaju i udubljenja. To je upravo zato što se zapis ustvari utiskuje u disk sa gornje strane pa tako gledano izbočenja zaista predstavljaju udubljenja.

Dakle, stanje svakog bita (0 ili 1) zapisano je pomoću izbočenja ili zaravnjenja. Podaci odnosno informacija, kao digitalni zapis, predstavljena je nizom jednica i nula, a one su pak predstavljene milijunima mikroskopskih izbočenja i zaravnjenja na reflektirajućoj površini diska. Da bi bio u stanju da ove informacije CD-ROM

________________________________________________________________________ 12

Page 13: Seminarski Rad Iz Mehatronike

Seminarski rad Mehatronika

pogonski mehanizam pročita, laserska zraka prijeđe preko zaravnjenja, ista se reflektira direktno na osjetilo svjetlosti koji je dio samog laserskog čitača pa mehanizam ovo tumači kao 1, a kada pak zraka prijeđe preko izbočenja, laserski zrak se prelomi i odskoči ne dodirnuvši osjetilo, što mehanizam pak tumači kao 0.

Diferencija formata zapisa CD-DA i CD-ROM diska je sljedeća:

Naime podaci se čitaju u bajtovima i to tako da su 24 bajta skupljena u 1 okvir (engl.frame). Svaki okvir ima još jedan bajt pomoćnih podtaka (engl.subcode) i 8 bajta za ispravljanje pogrešaka pri čitanju podataka pri čitanju podataka (engl.data correction). Blok se sastoji od 98 okvira, a svaki CD-ROM disk sadrži 270.000 sektora. U svakom sektoru 288 bajtova namijenjeno je ispravljanju pogrešaka pri čitanju, 12 bajtova je namijenjeno za sinkronizaciju, a 4 bajta za apsolutnu adresu.

Glavna diferencija CD-ROM diska prema glazbenom CD-DA disku je mnogo više bajtova namijenjenih ispravljanju pogrešaka. CD-DA disk ima ima ukupno 2.352 bajta po sektoru za podatke. Za razliku od njega CD-ROM disk ima samo 2.048 bajta po sektoru za podatke,

Dok su svi preostali bajtovi namijenjeni ispravljanju pogrešaka. Brzina prijenosa podataka kod CD-ROM diska iznosi 153,60 KB u sekundi i obično se navodi već spomenuta zaokružena vrijednost 150 KB u sekundi. Pri čitanju koristi se postupak pravocrtne brzine.

Velika gustoća podataka zahtijeva visoku kakvoću izrade diska. Već i najmanja pogreška na površini diska izaziva pogrešku od više bitova jer svaki bit zauzima približno 1 plošni mikrometar površine. Velike serije izrada CD-ROM diskova ne omogućava izradu diskova bez pogreške, a one nastaju i pri čitanju. Zbog toga su razvijeni posebni postupci ispravljanja pogrešaka, a kod CD-ROM diskova je primjenjena tzv. REED-SOLOMON ECC (engl.error correction code) metoda, posebno pogodna za ispravljanje niza uzastopno pogrešnih bitova. Iz korisnih podataka izračunava se sadržaj bajtova za ispravljanje pogrešaka koji je pohranjuju u svaki blok.

Navedeni postupak ispravljanja pogrešaka omogućava ispravljanje pogreške koja je duga 450 bitova u nizu! Takva se pogreška u stvarnosti javlja malokad. Sve pogreške manje od takve, elektronički sklopovi za čitanje mogu ispraviti i obnoviti početni ispravni podatak. Mjerenja se pokazala da je vjerojatnost nepopravljive pogreške jednoga bita 10 , što je manje nego kod magnetskog diska.

I upravo je taj dobar postupak za ispravljanje pogrešaka omogućio korištenje CD-ROM diska za pouzdanu pohranu digitalnih podataka.

CD-ROM i ostale vrste CD diskova čuvaju se u plastičnim kutijama (engl.jewel case) ili papirnatim ili plastičnim folijama (engl.sleeve).

Prednosti CD-ROM diska su niska cijena, veliki kapacitet, normirani format i dugotrajnost upisanih podataka. Nedostatak je nemogućnost promjene tvornički upisanih podataka i nemogućnost upisa i brisanja novih podataka što je u

________________________________________________________________________ 13

Page 14: Seminarski Rad Iz Mehatronike

Seminarski rad Mehatronika

konačnici prevaziđeno CD-R i CD-RW inačicama, te znatno manja brzina čitanja nego kod magnetskog diska.

5.1. CD – R disk

CD-R (engl.compact disk recordable)je vrsta upisivog optičkog diska na koji je moguće jednokratno upisivati podatke. Jedankih je dimenzija i slične građe kao CD-ROM, a isporučuje se prazan. Pomoću odgovarajućeg pogonskog mehanizma (CD prižilica, engl. CD-R burner, CD-R writer) korisnik upisuje podatke na prazan disk.

Podaci se upisuju djelovanjem laserske zrake na sloj organske boje koji se pod djelovanjem topline razgrađuje i time trajno mijenja reflektivna svojstva zagrijanog mjesta. Postupak je IREVERZIBILAN, tj. jednom upisane podatke nije moguće niti brisati niti mijenjati. Zbog toga što se pri snimanju disk zagrijava, uvriježio se naziv prženje (engl.burn) za snimanje podataka na CD-R disk.

Disk s upisanim podacima jednakog je formata kao i CD-ROM i može se čitati na bilo kojem CD-ROM pogonskom mehanizmu. To je najveća prednost CD-R diska pred ostalim upisivim diskovima jer se mogu iskoristiti postojeći, jeftiniji i široko rasprostranjeni CD-ROM pogonski mehanizmi.ž

CD-R disk građen je od 4 sloja. Nosivi dio cijelog diska je polikarbonatni disk sa spiralnom plitkom brazdom (engl.groove, pregroove) koja ide od središta prema rubu diska, a služi za vođenje optičke glave. Ta je brazda napravljena tako da ima valovite rubove koji se pri vrtnji diska posredstvom optičke glave pretvaraju u sinusni električni signal.

Frekvencija tog signala služi za mjerenje pravocrtne brzine vrtnje diska i podešavanje brzine vrtnje motora kako bi se osigurao stalan razmak između snimljenih podataka na disku. Na disk je nanesen tanak sloj organske boje koja služi za snimanje podataka. Uppotrebljavaju se različite vrste boja (engl.cyanine, phthalocyanine, azo, formazan). Na sloj boje nanesen je tanak sloj metala (zlato, srebro ili srebrna slitina) koji služi kao reflektivni sloj. Plemeniti se metali rabe kako bi se izbjegla korozija ili oksidacija.

________________________________________________________________________ 14

Page 15: Seminarski Rad Iz Mehatronike

Seminarski rad Mehatronika

Slika 10. Mikrofotografija brazde CD-R diska.

Za razliku od CD-ROM diskova kod CD-R diskova ne upotrebljava se aluminij jer kemijski nepovoljno reagira s bojama.

Na sve to nanesen je zaštitni sloj na kojem je obično natpis proizvođača. Zbog različitih boja, metalnih slojeva i različite debljine slojeva, boje diskova za promatrača mogu biti različite. Neki proizvođači namjerno dodaju dodatne boje (egzotične boje, tamno sivu itd.) koje nemaju nikakve funkcije osim da ti diskovi kupcu djeluju drugačije od konkurencije.

Slika 11. Načelna građa (od 4 sloja) CD-R optičkog diska

Bez obzira na vrstu boje i izgled svi se CD-R diskovi osvjetljavaju laserom valne duljine 780nm pa su sve boje ostalih valnih duljina nevažne. Rezultat izlaganju laserske zrake za snimanje pojedine boje može biti različit, pa tako neke boje izblijede, a druge se zagriju i izobliče podlogu. U svakom slučaju mjesto koje je izloženo laserskoj zraci za snimanje nakon snimanja ima manju refleksiju od nedirnutih mjesta.

________________________________________________________________________ 15

Page 16: Seminarski Rad Iz Mehatronike

Seminarski rad Mehatronika

Suvremeni uređaji za snimanje CD-R diskova prilagođavaju snagu laserske zrake i trajanje izlaganja svojstvima CD-R diska. Materijali za izradu optičkih diskova toliko su usavršeni da su svi približno jednakih svojstava te je boja diska samo još promidžbeni trik proizvođača.

CD-R disk uglavnom se upotrebljava za izradu prototipova CD-ROM diskova u svrhu provjere sadržaja i promidžbe novih diskova, izdavanje CD-ROM diskova ograničene naklade (od 200 do 100 diskova) te za pričuvnu pohranu podataka (engl.backup). Masovnom proizvodnjom i velikim sniženjem cijene pogonskih mehanizama i medija CD-R diskovi postali su također jeftin i popularan medij za pohranu podataka.

Otpornost i trajnost CD-R diska ogovara onoj CD-ROM diska s izuzetkom otpornosti na toplinu i snažne izvore svjetlosti na što je CD-R ipak osjetljiviji od CD-ROM-a.

Sukladno navedenoj tablici 1.2 iz uvodnog poglavlja svi CD-R diskovi odgovaraju normi tzv.narančastoj knjizi (engl.Orange book part II, 1990.). Većina proizvođača deklarira vijek skladištenja praznih CD-R diskova od 5-10 godina i vijek trajanja snimljenih CD-R diskova od 50 do 200 godina. Prvi CD-R disk koji se pojavio na tržištu proizvela je tvrtka Philips 1993. godine. Po statistici iz 2003. zanimljivo je napomenuti da gotovo 70% od svih proizvedenih CD-R te godine potječe iz Taiwana.

5.2. CD-RW DISK

CD-RW (engl. Compact disk rewritable, compact disk read-write) optički je disk na koji je moguće upisivati, brisati i ponovo upisivati novi sadržaj. Pogonski mehanizam kojim je moguće pisati i čitati CD-RW diskove naziva se naziva se CD-RW pržilica (engl.CD-RW drive, CD-RW burner, CD-RW writer). CD-RW pržilica može snimati podatke i na CD-R i CD-RW diskove i čitati CD-ROM, CD-R i CD-RW diskove.

Fizikalna pojava na kojoj CD-RW diskovi temelje svoje djelovanje jest svojstvo nekih metala i njihovih slitina da mogu imati 2 agregatna stanja: kristalno i amorfno (engl.phase change media, optical phase change media). Prijelaz iz jednog u drugo stanje ostavruje se taljenjem materijala pomoću laserske zrake. Svojstvo kristalnog stanja je dobro odbijanje svjetlosti, a svojstvo amorfnog je slabo odijanje svjetlosti.

Podaci se upisuju takoda laserska zraka osvjetljava pojedine točke na površini. Na osvjetljenim mjestima metal se tali i prelazi iz jednog u drugo stanje te se tako upisuju logičke 0 i 1. Prijelaz u željeno stanje ovisi o snazi laserske zrake i trajanju djelovanja, tj. o temperaturi na mjestu osvjetljenja laserskom zrakom. Tipično treba laserska zraka snage 8 mW za prebacivanje iz amorfnog u kristalno stanje (snaga brisanja, engl. erase power).

Pri tom se osvjetljeno mjesto zagrije na približno 200 C. Snaga lasera od 18 mW treba za prijelaz iz kristalnog u amorfno stanje (snaga pisanja, engl. write power), a pri tom se osvjetljeno mjesto zagrije na približno 600 C. Pri čitanju se osvjetljava površina diska laserskom zrakom male snage (snaga čitanja, engl. read power) koja ne može prouzročiti promjenu stanja i mjeri se količina odbijene

________________________________________________________________________ 16

Page 17: Seminarski Rad Iz Mehatronike

Seminarski rad Mehatronika

svjetlosti. Na temelju jakosti odbijene svjetlosti čitaju se podaci. Zbog toga što se pri snimanj disk zagrijava, uvriježio se naziv prženje za snimanje podataka na CD-RW disk.

Za razliku od CD-R diska građenog od 4 sloja CD-RW disk građen je od 6 slojeva. Nosivi dio cijelog diska je polikarbonatni disk sa spiralnom plitkom brazdom koja ide također od središta prema rubu diska i služi za vođenje optičke glave.

Sljedeći je sloj diaelektrik (cinkov sulfid i silicijev dioksid) koji služi za odvođenje topline koja nastaje pri zagrijavanju sloja za snimanje. Na to dolazi sloj za snimanje koji je slitina indija, srebra, telura i atimona. To je sloj koji može imati navedena 2 stanja i služi za upis podataka. Opet slijedi sloj dielektrika za odvođenje topline. Zatim tanak sloj metala (aluminij) koji služi kao reflektivni sloj. Na sve to nanesen je zaštitni sloj na kojem je obično natpis proizvođača.

Slika 12. Načelna građa (od 6 slojeva) CD-RW optičkog diska

CD-RW medij ima znatno manju reflektivnost od uobičajenog CD-ROM diska (15% reflektiranog svjetla kod CD-RW u odnosu na 70% reflektiranog svjetla kod CD-ROM diska) pa se može dogoditi da ga stariji pogonski mehanizam CD-ROM diska ne može pročitati. Zbog toga su svi noviji pogonski mehanizmi tzv. MultiRead pogonski mehanizmi koji pomoću ugrađenog AGC sklopa (engl. automatic gain control) automatski podešavaju jakost laserske zrake, te tako mogu čitati CD-ROM, CD-R i CD-RW diskove. MultiRead je morma koju je 1997.

________________________________________________________________________ 17

Page 18: Seminarski Rad Iz Mehatronike

Seminarski rad Mehatronika

godine propisala međunarodna udruga trgovaca optičkih diskova OSTA (engl.optical storage trade association).

I ponovo sukladno navedenoj tablici 1.2 iz uvodnog poglavlja svi CD-RW diskovi odgovaraju normi tzv.narančastoj knjizi (engl.Orange book part III, 1997.). Većina proizvođača deklarira vijek skladištenja praznih CD-R diskova od 5-10 godina i vijek trajanja snimljenih CD-R diskova od 20 do 200 godina. CD-RW disku moguće je približno tisuću puta promijeniti sadržaj, tj. moguće je tisuću puta obrisati i upisati nove podatke.

Prvi CD-RW diskovi pojavili su se na tržištu 1997. godine.

5.3. Kapacitet CD optičkih diskova

U tablici 1.4.3. su navedeni vrste CD-DA i CD-ROM diskova koji se s obzirom na kapacitet najčešće upotrebljavaju.

Tabela 2. Najčešće upotrebljavani kapaciteti CD-DA i CD-ROM diskova

Promjer diska Trajanje audio zapisa

CD-DA kapacitet (bajta)

CD-ROM kapacitet (bajta)

8 cm 18 min 190.512.000 165.888.0008 cm 21 min 222.264.000 193.536.00012 cm 63 min 666.792.000 580.608.00012 cm 74 min 783.216.000 681.984.00012 cm 80 min 846.720.000 737.280.000

Od navedenih danas se najviše upotrebljavaju diskovi promjera 12 cm kapaciteta 681.984.000 i 737.280.000 bajta. Podijele li se ti brojevi s 1.048.576 (1 MB) dobiju se približne vrijednosti 650 MB i 700 MB koje proizvođači navode na optičkim diskovima.

Dakle, kapacitet CD diskova može se izračunati tako da se pomnoži broj sektora s brojem bajtova za podatke za sektor. Prema normi, tzv. Crvene knjige, optički disk promjera 12 cm mora imati najmanje 333.000 sektora. Jedan sektor kod CD-ROM diska ima 2.048 bajta za podatke (CD-DA diskovi imaju 2.352 bajta po sektoru). Preostali bajtovi u sektoru su namijenjeni zapisu podtaka za ispravljanje pogrešaka. Kapacitet takvog diska je: 333.000 x 2.048 = 681.984.000 bajta (približno 650 MB). CD-ROM koji ima 360.000 sektora ima kapacitet : 360.000 x 2.048 = 737.280.000 bajta (približno 700 MB).

5.4. Brzina CD optičkih diskova

Za razliku od stalne kutne brzine vrtnje kod diskete i tvrdog diska, optički diskovi upotrebljavaju različite brzine vrtnje.

CLV (engl. constant linear velocity) je način vrtnje audio CD diskova (CD-DA). To je način vrtnje stalne pravocrtne brzine kod koje je osigurana jednaka brzina čitanja podataka bez obzira na kom su dijelu podaci pohranjeni. To je bilo nužno kod prvih CD audio pogonskih mehanizama jer oni nisu imali spremnike za podatke već su se podaci izravno prosljeđivali sklopovima za reprodukciju. Kako je unutarnji dio spirale manjeg opsega od vanjske, kutna brzina vrtnje mora biti to veća što su podaci bliže

________________________________________________________________________ 18

Page 19: Seminarski Rad Iz Mehatronike

Seminarski rad Mehatronika

središtu diska. Kod osnovne ili jednostruke brzine vrtnje (1X) kutna brzina se mijenja od najveće 500 okretaja u minuti (engl.rpm) na unutarnjem dijelu spirale pa do 200 okretaja u minuti (engl.rpm) na krajnje vanjskom dijelu spirale. Stalna pravocrtna brzina iznosi 1,2 metra u sekundi, a brzina prijenosa podataka je 150 KB u sekundi (engl. KBps). Pri toj brzini potrebno je ukupno 76 minuta da bi se pročitali podaci s diska kapaciteta 650 MB. Želi li se povećati brzina čitanja podataka potrebno je povećati početnu i krajnju brzinu.

Primjerice kod dvadeseterostruke brzine (20X) početna i krajnja brzina su 10.000 okretaja u minuti i 4000 okretaja u minuti.

Teško je proizvesti pogonske mehanizme tako velike brzine vrtnje koji mogo naglo mijenjati brzinu vrtnje primjerice pri prijelazu s unutarnjeg na vanjski obod. Zato se za veće brzine proizvođači snalaze na drugačije načine.

ZCLV (engl. zone constant linear velocity) je način okretanja diska kod koga se disk podijeli u područja i zatim se odredi stalna pravocrtna brzina (CLV) za svako od područja. Zona najbliža središtu diska ima najmanju stalnu pravocrtnu brzinu, a zone prema vanjskom rubu diska imaju sve većestalne pravocrtne brzine. Broj zona na koje se disk podijeli je tipično 4.

PCAV (engl. partial constant angular velocity) je način vrtnje diska kod koga se kod podataka koji su blizu središta diska disk okreće stalnom kutnom brzinom (CAV), a pri prijelazu na vanjski dio diska vrti se stalnom pravocrtnom brzinom (CLV). Tako da se isprva povećava pravocrtna brzina sve dok se ne dosegne maksimum, a zatim se brzina drži stalnom.

CAV (engl. constant angular velocity) je način vrtnje diska stalnom kutnom brzinom bez obzira gdje se podaci nalaze. Brzina čitanja raste od unutarnjeg dijela diska prema vanjskom.

Brzina CD-ROM pogonskih mehanizama govori o brzini čitanja podataka. Označava se brojem, npr. 52X. Slovo X označava osnovnu brzinu 150 KB u sekundi. U ovom primjeru brzina je 52 x 150 KB u sekundi = 7.800 KB u sekundi.

Brzina CD-R pogonskih mehanizama (CD-R pržilica) govori o brzini čitanja i pisanja podataka. Označava se sa 2 broja, npr. 24X32X.Slovo X označava osovnu brzinu 150 KB u sekundi. Prvi broj označava najveću brzinu kojom se podaci mogu zapisivati na CD-R diskove. U ovom primjeru to je 24 x 150 KB u sekundi = 3.600 KB u sekundi. Drugi broj govori o brzini s kojom se mogu čitati CD-ROM i CD-R diskovi i u ovom primjeru iznosi 4.800 KB u sekundi.

Brzina CD-RW pogonskih mehanizama (CD-RW pržilica) govori o brzini čitanja i pisanja podataka. Označava se sa 3 broja, npr.32X24X40.Slovo X označava osnovnu brzinu 150 KB u sekundi. Prvi broj označava najveću brzinu kojom se podaci mogu zapisivati na CD-R diskove. Drugi broj označava brzinu brisanja i snimanja novih podataka na CD-RW disk. Treći broj označava brzinu kojom se mogu čitati CD-ROM i CD-R diskovi i u ovom primjeru iznosi 6.000 KIB u sekundi.

Primjerice značajke CD-RW pogonskog mehanizma mogu biti:

________________________________________________________________________ 19

Page 20: Seminarski Rad Iz Mehatronike

Seminarski rad Mehatronika

1. Pisanje 40X (6.000 KB u sekundi) PCAV2. Brisanje i upis 20X (3.600 KB u sekundi) PCAV3. Čitanje 40X (6.000 KB u sekundi) cav

Treba istaknuti da su navedene vrijednosti najveće moguće.Stvarne brzine ovise o tome gdje se na disku podaci nalaze i građi pogonskog mehanizma. Prosječna brzina čitanja podataka je redovito niža od najveće navedene.

Brzina upisa podataka nema nikakvog utjecaja na brzinu čitanja podataka. Ona ovisi samo o građi pogonskog mehanizma za čitanje.

5.5. Pričuvna memorija pogonskih mehanizama optičkih diskkova

Pri upisu podataka na optički disk elektronički sklopovi moraju osigurati podatke na vrijeme jer bilo kakav zastoj znači bespovratno preskakanje dijelova diska što u praksi znači da je disk neupotrebljiv. Podaci se moraju zapisivati na disku u neprekinutom nizu. Pogreška koja nastane zbog toga što podaci nisu spremni naziva se engl.buffer underrun. Kako bi se ta pogreška izbjegla, u suvremene brze pogonske mehanizme ugrađuje se pričuvna memorija (engl.CACHE, buffer) kapaciteta od 256 KB do 2 MB u kojoj se čuvaju podaci potrebni optičkoj glavi. Prijenos podataka iz te memorije do optičke glave je bet zastoja tako da se mogući zastoji ostalog dijela elektroničkih sklopova kompenziraju podacima iz pričuvne memorije.

Zaključno bi vjerojatno bilo najbolje parafrazirati misao iz uvodnog poglavlja koje su autori baš svi učesnici globalne svakodnevne nadogradnje informacijske tehnološke piramide, informatičke znanosti i računarstva, dakle kreatori pri vrhu i na njezinom samom vrhu te korisnici usred i na dnu iste:«Najvažnija karakteristika uređaja za masovnu pohranu podataka i programa je da ih nikada nemate dovoljno» i. . . potraga se sve užurbanije nastavlja

________________________________________________________________________ 20