Koračni motor na 1,2 MB disketnem pogonu

Tudi sam dobro vem, da takšno razmišljanje v času nore potrošniške družbe, kjer ima prednost le še tisto z oznako »novejše«, deluje skrajno zastarelo. Sodim namreč v tisto generacijo, ki še pomni parne in neparne dneve, redukcije pri porabi električne energije ter občasno pomanjkanje določenih dobrin. Tudi zato še vedno poskusim popraviti kakšno igračo, saj vem, da bo sicer nova in poceni delovala najverjetneje manj časa kot tista starejša, ki jo bom popravil.

PRODAJA ALI PA ...

Če je komponenta tako ali drugače še zanimiva (tudi starejše komponente so lahko zanimive kot rezervni deli ali za nadgradnjo), jo lahko prodamo prek oglasa ali podarimo. Kaj pa če je komponenta »tržno« nezanimiva ali pa pokvarjena? Nekaj časa jo bo večina verjetno še imela v predalu ali škatli, prej ali slej pa bo zadeva romala na smetišče (oziroma v razgradnjo), kar je po mojem mnenju daleč najslabša možnost. Zakaj? Ne da bi pretirano razmišljal, lahko navedem vsaj dva razloga: prvič, določene elemente lahko koristno uporabimo; drugič, z razstavljanjem posameznih komponent lahko ugotovimo, kako komponenta deluje oziroma primerjamo med seboj »enake« izdelke različnih proizvajalcev. Zanimivo je, da se lahko navzven enaki izdelki med seboj bistveno razlikujejo po svoji notranjosti. To pa se kaže v preprostem dejstvu, da komponente določenega tipa oziroma proizvajalca enostavno zdržijo dlje kot konkurenčni izdelki. Jasno je, da nas poznavanje mehanizmov delovanja lahko reši iz marsikatere težave …

ZAČNE SE PRI VIJAKIH

O tem, kako lahko uporabimo star napajalnik osebnega računalnika, smo v naši reviji pred časom že pisali. Bolj ali manj uporabne pa so tudi druge komponente. Začne se že pri tako vsakdanjih delih, kot so vijaki. Večine vijakov, še zlasti pa tistih najmanjših, verjetno ne boste prav lahko našli v običajnih trgovinah. Pravi cvet mehanike in elektronike so tudi najrazličnejši pogoni (npr. trdi diski, CD/DVD-pogoni). V njih najdemo odlične ležaje, zobnike, osi, koračne motorje, krmilna vezja in še kaj. Za najrazličnejše namene so uporabni tudi močni magneti neodymium, ki jih najdemo v vsakem trdem disku … Z nekoliko drugačnim pogledom na dotrajane in pokvarjene komponente bo marsikdo verjetno prej ali slej ugotovil, da je lahko v določeni komponenti, tudi če ne deluje več, še vedno uporabnih precej njenih delov – pravzaprav je le redko katera zares popolnoma neuporabna.

POGLED V DROBOVJE

Pogled v drobovje posamezne komponente je lahko koristen tudi zato, ker lahko včasih z razmeroma preprostim posegom komponento oživimo brez ekspertnega poznavanja elektronike (popravimo kratkostičnik, odstranimo smet, popravimo spoj ...)

Kot običajno si bomo ogledali nekaj bolj ali manj preprostih zgledov, ki jih je mogoče tudi ustrezno nadgraditi glede na uporabnikovo znanje, potrebe in seveda ideje. Če vam slednjih primanjkuje, pa si lahko pomagate z iskanjem na spletnih straneh.

Pri razstavljanju posameznih komponent se, če se le da, držim načela, da poskušam komponento razstaviti tako, da se ne poškoduje. Najprej zato odstranim vse vijake. Z enako pazljivostjo odstranim tudi priključne kable. Sledi demontaža do osnovnih gradnikov, za katere menim, da jih bom še lahko uporabil (npr, krmilna vezja, motorji ...).

Krmilno vezje

Zanimivosti in nasveti
• Ko odpremo določeno komponento, se lahko tudi sami prepričamo, zakaj so izdelki določenega proizvajalca cenejši ali zakaj določena komponenta zdrži več kot konkurenčna.
• Previdno pri priklopu, še zlasti zato, ker je vzporedni vmesnik že dolgo vrsto let integriran na matični plošči!
• Če je le mogoče, se izognite skušnjavam neposrednega spajkanja na tiskana vezja, saj lahko na vezju pride do poškodb in s tem do okvare komponente.
• Za domačo reciklažo ne potrebujemo prav veliko. Zadoščala bo že zbirka izvijačev ter univerzalni merilni instrument.
• Posebno mesto pri domači reciklaži imajo notesniki. V večini primerov bo akumulatorska baterija neuporabna, druge komponente pa je smiselno odstraniti in jih prodati prek oglasov po kosih, saj je njihova cena višja od primerljivih komponent v namiznih računalnikih.

Odstranjena vezja

OD PLINSKE MASKE DO ŽARA ...

Na spletnih straneh lahko najdemo ideje, od katerih se zdijo nekatere tudi rahlo »odtrgane« in bi lahko sodile tudi v rubriko »bolj za šalo kot zares«. Ena od njih je izdelava plinske maske (www.sorgonet.com/xtreme/gas-mask/). Sledi ji ideja, da staro ohišje računalnika uporabimo v vlogi priročnega žara za peko na sobotnem pikniku (www.techeblog.com/index.php/tech-gadget/creative-uses-for-old-pc-parts). Na tej strani najdemo tudi namige, kam s tipkami stare tipkovnice ali neuporabno miško. Ohišje slednje lahko z manjšo predelavo uporabimo tudi kot ohišje za kakšno drugo vezje, na primer za majhnega robota (www.instructables.com/id/Mousebot-Revisited/?ALLSTEPS). Seznam idej bi lahko nadaljeval, vendar si bomo raje ogledali nekaj možnosti, ki bi lahko bile zanimive za širši krog bralcev.

Začnimo s starim HP-jevim optičnim bralnikom (ScanJet). Po »demontaži« sem dobil kar nekaj koristnih komponent. Originalni napajalnik (v ohišju bralnika), ponuja že na svojih priključkih več različnih napetosti, kot bi jih dobili iz računalnikovega napajalnika. Precizna mehanika z vodili je lahko zanimiva kot osnova za projekt, ki potrebuje natančno gibanje po oseh (npr. risalnik iz domače garaže). Tudi žarnica, ki skrbi za osvetlitev, ni od muh. Z njeno pomočjo lahko z ustrezno napajalno napetostjo naredimo namizno svetilko (ideja http://hackdiy.blogspot.com/2007/08/scanner-into-printed-circuit-board-u...) ali pa jo uporabimo pri spremembi videza računalnika − za osvetlitev računalnikove notranjosti (www.ovelha.org/pasteler0/2005/12/27/howto-using-the-scanner-light-inside...). Pri »plenjenju« notranjosti seveda nisem pozabili na koračni motor − kaj lahko storimo z njim, si bomo ogledali v nadaljevanju. Ko odstranimo vse komponente, lahko ohišje ponovno sestavimo in vdelamo vanj luč. Tako lahko dobimo osvetljeno delovno površino ...

Naslednji mi je v roke prišel trdi disk starejšega tipa. Najprej sem pazljivo odstranil krmilno vezje. To je lahko vredno »zlata« pri reševanju podatkov z diska enakega tipa, ki mu je odpovedala elektronika. Glede na stanje diska se odločam, kako dalje. Kadar ima disk slabe sektore ali poškodovano krmilno vezje, iz njega odstranim magnete neodymium, mikrostikala, ležaje in motor. Morda le še informacija o magnetih: ti so največkrat narejeni tako, da se širša ploskev deli med magnetna pola in da so magneti prilepljeni na kovinski okvir. Pri odstranjevanju z okvirja je treba biti nadvse previden, sicer se hitro zgodi, da magnet poči.

POSLASTICA: DISKETNE ENOTE

Za disketne enote lahko brez dvoma rečemo: starejša ko je, boljša je. Preden pa nadaljujemo, se spomnimo še na priključke, ki jih ima disketna enota:

Nožica Ime/SignalOpis
1 Ground
2 /REDWC Density Select 1=Low/0=High
3 Ground
4 N/C Reserved
5 Ground
6 N/C Reserved
7 Ground
8 /Index Pulse 0=Index
9 Ground
10(*)/MOTEA 0=Motor Enable Drive 0 (A: Motor on)
11 Ground
12(*)/DRVSB Drive Select 1 (Drive select B:)
13 Ground
14(*)/DRVSB Drive Select 0 (Drive select A:)
15 Ground
16(*)/MOTEB 0=Motor Enable Drive 1 (B: Motor on)
17 Ground
18(*)/DIR 0=Direction Select (Direction of movement)
19 Ground
20(*)/Step 0=Head Step
21 Ground
22(*)/WDATE Write Data
23 Ground
24(*)/WGATE Floppy Write Enable, 0=Write Gate
25 Ground
26 /TRK00 0=Track 00
27 Ground
28 /WPT 0=Write Protect
29 Ground
30 /RDATA Read Data
31 Ground
32(*)/SIDE1 0=Head Select
33 Ground
34 /DSKCHG 1=Disk Change/0=Ready
(*) – označuje smer signala proti pogonu
ter
Napajanje
1 rdeča +5 V
2 črna +5 V zemlja
3 črna +12 V zemlja (enaka kot pr +5 V)
4 rumena +12 V

Kot lahko vidimo, po priklopu na napajalno napetost disketno enoto krmilimo prek priključkov, ki jih imamo na voljo. Z ustreznim krmiljenjem lahko vplivamo na delovanje koračnega motorja, ki se pri 5,25-palčnih enotah napajajo običajno preko 12 V, pri 3,5-palčnih pa preko 5 V. Če ne poznate delovanja koračnih motorjev, si opis lahko ogledate na strani http://en.wikipedia.org/wiki/Stepper_motor. Značilno za te motorje je, da se ne vrtijo, če jih priključimo na napajalno napetost. Vrtenje dosežemo s pomočjo zaporedja ustreznih impulzov, s katerimi dosegamo »delne« obrate (korake) v želeni smeri in jih sestavimo v vrtenje. Samo po sebi se postavlja vprašanje, ali bi te lastnosti lahko izkoristili za krmiljenje koračnega motorja prek osebnega računalnika ...

Pred časom smo si v naši reviji že ogledali, kako lahko prek tiskalniških vrat vklapljamo in izklapljamo naprave. Pogled na stran www.doc.ic.ac.uk/~ih/doc/par/ nas spomni, da lahko za krmiljenje in vklop uporabimo priključke od D0 do D7. Za začetek delovanja zadošča, če na vmesniku povežemo skupaj priključka 13 in 14 in ju povežemo z maso (priključek 20) na vzporednihf vratih. Vmesnik D0 povežemo s priključkom 20 (korak), D1 pa s priključkom 18 (smer). Gibanje dosežemo s pošiljanjem ustreznih ukazov, ena od možnosti je uporaba programa, ki ga prenesemo s spletne strani www.codeproject.com/cs/system/floppystepper/FloppyStepper_demo.zip. V našem primeru smo uporabili obe vrsti pogonov. Prednost 5,25-palčnih je v močnejšem motorju, ki se lahko praktično neomejeno vrti v obeh smereh, medtem ko imajo novejši, 3,5-palčni pogoni šibkejši motor z osjo, na kateri je navoj. Za gibanje tovrstnih pogonov med skrajnimi mejami potrebujemo približno 80 korakov.

TUDI DRUGJE

Koračne motorje, ki jih lahko uporabimo v svojih projektih, najdemo tudi drugje (npr. tiskalniki, večfunkcijske naprave, telefaksi ...). V tem primeru »krmilnega« vezja nimamo, koračnega motorja ne moremo priključiti neposredno na vzporedni vmesnik (pozor, neujemanje nivojev!). Eno od možnosti za vmesniško vezje najdemo na strani http://electronics-diy.com/electronics/stepper_motors.php. Kot lahko vidimo, potrebujemo v tem primeru več priključkov na vzporednem vmesniku. Razlog je ta, da v tem primeru vrtenje dosežemo z neposrednim pošiljanjem napetostnih impulzov na navitja koračnega motorja. Od teh signalov je tudi odvisen način delovanja oziroma natančnost koraka (cel korak, polovica koraka ...). Na omenjeni strani lahko dobimo tudi potrebno programsko opremo − Stepper Motor Controller. Z manjšo prilagoditvijo zgoraj navedenega vezja lahko tudi v tem primeru krmilimo motor le prek dveh podatkovnih priključkov (D0 in D1 na vzporednem vmesniku).

Kaj vse bomo s koračnimi motorji počeli, je odvisno predvsem od nas samih. Z njihovo pomočjo lahko preprosto zavrtimo oddaljeno spletno kamero (http://hackedgadgets.com/2006/10/25/floppy-drive-pan-cam/) ali pa se pozabavamo in naredimo manjšo vetrnico, prek katere bomo lahko polnili baterije (www.reuk.co.uk/Electricity-with-Stepper-Motors.htm). Tisti, ki imajo potrebo in možnost, pa se lahko lotijo tudi izdelave kompleksnejših naprav, kot je recimo računalniško numerično krmiljeni obdelovalni stroj (CNC). Programske opreme, ki jo uporabnik potrebuje, je na spletnih straneh precej (npr. Turbo CNC − www.dakeng.com/turbocnc.html) . Če se vam zdi, da CNC-stroja ne potrebujete, pa je le korak od njega izdelava risalnika ali rezalnika. Čeprav smo tokrat omenjali le vzporedni vmesnik, pa je jasno, da je mogoče koračni motor krmiliti tudi prek zaporednega vmesnika. Ena od možnosti je, da namensko krmilno vezje napolnimo z vrednostmi, nato pa jih prek ukaza naenkrat »stresemo« ven, podobno kot pri vzporednem vmesniku.

Le redko katera komponenta osebnega računalnika je popolnoma neuporabna, tudi če je zastarela ali pokvarjena. Z malce spretnosti in domiselnosti lahko določene dele koristno uporabimo.
***
Prvi načeli, ki se ju moramo pri igranju s strojno opremo vedno držati, sta natančnost (da komponente ali delov ne poškodujemo) in previdnost

Priklop vmesnika prek vzporednega vmesnika

SISTEM

Novejše različice okolja Windows (npr. Windows 2000/XP) imajo določene omejitve pri dostopu do vzporednega vmesnika. Če vam sistem sporoči napako pri kakšnem od navedenih programov, je lahko razlog za težave tudi sam sistem. Da se težavam izognemo, moramo paziti, da programsko opremo naložimo v skladu z zahtevami. Za preizkus delovanja lahko pred priklopom naprave uporabimo tudi vezje s svetlečimi diodami, ki smo ga pred časom uporabili za testiranje vzporednega vmesnika. Ena od možnosti je uporaba programa Parallel Port Control (www.geocities.com/lalimparallel/index.html), ki problem dostopa do vrat rešuje s posodobitvijo datoteke mswinsck.ocx (v imeniku system oziroma system32), ki jo dodamo v sistem prek ukaza regsrv32 (natančen postopek je v priloženi datoteki pdf). Druga možnost pa je, da datoteko prekopiramo v imenik skupaj s programom. V vseh primerih pa to ni mogoče, saj programska oprema zahteva nameščene druge pakete .net framework 2.0 in datoteko inpout32.dll.

ZA KONEC

Seznam možnosti bi lahko še nadaljeval. S »pravim« razstavljanjem komponent sem se začel ukvarjati bolj kot ne po naključju. Na spletni strani www.otherpower.com/anemometer.html sem dobil koristen namig kako iz neuporabnega CD-pogona izdelamo merilnik jakosti vetra. Sledile so demontaže magnetov iz trdih diskov za potrebe majhnega vetrnega generatorja, nato še ...

Prvi načeli, ki se ju moramo pri igranju s strojno opremo vedno držati, sta natančnost (da komponente ali delov ne poškodujemo) in previdnost. Previdnost tako pri samem delu kot pri priklapljanju posameznih komponent − vse priklapljamo takrat, ko je računalnik izključen. Dobro je, če se vsaj prvih eksperimentiranj/razstavljanj lotimo s starejšimi oziroma neuporabnimi komponentami, saj je takšno učenje bistveno cenejše in manj stresno, kot če se ga lotimo na svojem najnovejšem stroju.

Nekje s strani pa sem bil diskretno opozorjen, naj omenim tudi to, da je zbiranje »stare krame« lahko tudi pravi pekel za druge družinske člane, če ostankov ustrezno ne shranimo. No, pa saj to že tako ali tako vem tudi sam, a kaj ko je vse, kar imam, še tako uporabno ...

Marko Koblar