Rozebrali jsme Blu-ray mechaniku. Vy už nemusíte

30. 3. 2009

Kdo se stal naší obětí

Zbavit mechaniku jejího plechového oblečku je otázkou půl minuty a hned poté se naskytne pohled na její základní části. První (1) je malý plošný spoj s tlačítkem pro vysouvání a zasouvání plotny, motorem, který se o tuto činnost stará a indikační LED diodou. Druhý a poslední plošný spoj představuje celou řídící část mechaniky. (2)

Z druhé strany vidíte vlastní kovovou kostru, (3) na níž je optická
hlava, (4) její pohonná jednotka, (5)pohon média (6) a LightScribe
snímač. (7)

Není to nic než skládačka

Celá mechanika je v podstatě jedna velká skládanka a veškeré propojovací vodiče jsou bez problémů odpojitelné. Na první desce plošných spojů není nic navíc, než to, co jsme již vyjmenovali, a proto se náš zájem přesuneme hned na hlavní desku.

Ke konektoru v pravé rohové části se připojuje LightScribe snímač. (A) Hned vedle něj je přípojné místo pro pohonnou jednotku, (B) jež otáčí samotným médiem a k poslednímu konektoru na vrchní části se připojuje motor pro posuv optické hlavy. (C)

Nejdůležitějším čipem je tzv. čipset, (1) který většina výrobců přejímá od třetích stran. V tomto případě je mechanika osazena modelem Renesas R8J32702SFPV, který najdeme v mnoha současných Blu-ray mechanikách. Ten má zjednodušeně řečeno na starost téměř vše. Řídí veškeré procesy, které se točí okolo samotného vypalování, zpracovává informace posbírané z fotodetektorů nebo naopak připravuje data pro laserové diody, stará se o komunikaci s počítačem přes rozhraní (tento je navržen pro SATA), komunikuje s čipem, kde je uložen firmware a samozřejmě koordinuje zbývající čipy.

Další čip se stará o řízení všeho, co se nějakým způsobem pohybuje. (2) Má na starost vyhodnocení informací ze senzorů a ovládání motorů pro vysouvání a zasouvání plotny, pohyb optické hlavy a samozřejmě i motoru, který roztáčí média. Konkrétní čip je určen specielně pro Blu-ray mechaniky a dokáže najednou nezávisle vyhodnocovat a řídit deset kanálů.

V následujícím čipu se schovává 2 MB flash paměť, která slouží coby úložiště pro firmware. (3) Pokud do mechaniky nahráváte nový firmware, přepisuje se právě tento čip. Posledním významným čipem je tzv. linkový budič, jehož funkcí je upravovat/zesilovat číslicový signál a zlepšit tak jeho průběh i na vzdálenějších trasách. (4)

Rozložení i celkový počet čipů se u každé mechaniky liší, dokonce se lze setkat i s modely, kde najdete pouze dva čipy. O to víc funkcí ale musí zastávat samotný čipset.

Existují ale i takové mechaniky, které s rozměry hlavního plošného spoje i počtem součástek rozhodně nešetří.

Na téže desce z druhé strany najdete kromě dalších pomocných obvodů bez zvláštních funkcí konektor pro spojení s prvním plošným spojem (tlačítko pro vysunutí, motorek a LED dioda) (D) a dvojici nezbytných SATA konektorů pro připojení mechaniky k počítači – vlevo napájecí, (E) vpravo datový. (F)

Nejdůležitější část mechaniky – optická hlava se pohybuje po dvou vodících tyčích jen ve dvou směrech, a to od středu média po jeho okraj a naopak. Samotný pohyb je zajištěn pomocí krokového motorku (1) a ve většině případů šnekového převodu, (2) který dokáže poskytnout dostatečnou jemnost a přesnost posuvu.

Jak se kreslí s LightScribe

LightScribe

Mechaniky, které se mohou pochlubit technologii LightScribe (kreslení na vrchní stranu speciálně upravených médií) musí být vybaveny zvláštním čidlem v blízkosti hlavního motoru pro pohon média.

Toto čidlo sleduje upravený kroužek ve středové části média, podle kterého mechanika pozná jeho natočení vůči laseru. Pokud například vykreslujete obrázek znovu kvůli zvýšení kontrastu, tak i právě díky tomuto kroužku mechanika kreslí do naprosto stejné části média.

Z tohoto pohledu je rovněž dobře patrná čtveřice gumových spojek v rozích kovové kostry. Gumové jsou z toho důvodu, aby se výrazně snížilo množství přenášených vibrací do samotné mechaniky a tím následně do počítačové skříně. Vibrace vznikají při vysokých otáčkách média a pohybu optické hlavy. Mechanicky velmi významným doplňkem je i přítlačný plastový kroužek (v tomto případě součástí horního plechového krytu), který se po zasunutí plotny magneticky přicvakne k vrchní části pohonu média a tím disk zafixuje, aby správně držel a při otáčení neházel.

Laserová show

Že se optická média čtou a zapisují pomocí laserových paprsků, ví téměř každý. Aby ale jedna mechanika mohla číst více druhů médií, musí být vybavena i více druhy laserů. Vlnová délka laseru pro spolupráci s CD médii se pohybuje mezi 780–790 nm (počátek infračervené oblasti), pro DVD média mezi 635–650 nm (červené světlo) a u moderních Blu-ray nebo dnes již nepříliš aktuálních HD DVD je zapotřebí laseru s vlnovou délkou 405 nm (modrofialová).

Nutnost použití jiné vlnové délky je z důvodu rostoucí hustoty dat na médiích a tedy zmenšujících se rozměrů pitů. Laser s vlnovou délkou použitelnou u CD médií tak není schopen správně přečíst menší pity u DVD a už vůbec ne u Blu-ray nebo HD DVD médií. Jiná vlnová délka laseru je sice podstatná část řešení, ale kvůli odlišným mechanickým parametrům moderních médií (například malá hloubka záznamu u Blu-ray) musí být mírně odlišná i optická soustava, kterou laser prochází.

Jaké je rozmístění zdrojů laserových paprsků u naší mechaniky vidíte na následujícím obrázku.

1 – zdroj infračerveného laseru (CD média)
2 – zdroj červeného laseru (DVD média)
3 – zdroj modrofialového laseru (Blu-ray a HD DVD média)

Obecný nákres optické soustavy v mechanikách, které si poradí se všemi druhy zmíněnými médii, poskytne následující schéma. Od reality se ale často liší tím, že se většinou nepožívá jediný fotodetektor pro všechny tři druhy laserů, ale tři detektory pro každý laser zvlášť. Proč výrobci volí toto řešení, nevíme, ale může to být například z důvodu cenového. Univerzální detektor musí být přesnější a bude i dražší než detektory, které si poradí pouze s jednou vlnovou délkou.

Vysílaný laserový paprsek, který se od povrchu datové vrstvy média odrazí, nese informaci a musí být patřičně zpracován. Světlo se tak vrací skrze optickou soustavu, i když ne zcela stejnou cestou zpět do zdroje laseru, nýbrž k fotodetektoru, kam je odražené světlo směrováno pomocí hranolu.

Rozmístění detektorů u naší mechaniky je opět na obrázku.

4 – fotodetektor infračerveného laseru (CD média)
5 – fotodetektor červeného laseru (DVD média)
6 – fotodetektor modrofialového laseru (Blu-ray a HD DVD média)

Následující obrázek znázorňuje, kudy prochází červený laser pro DVD (červená barva) ze zdroje k první čočce a kudy se vrací přes hranol k fotodetektoru (zelená barva).

Kudy svítí data

Za ukázku jistě stojí i fotografie zachycující vlastní průběh laseru optickou soustavou při čtení médií. První sada obrázků znázorňuje čtení DVD média, kde je jasně patrný průchod červeného laseru optickou soustavou i pohled na samotné DVD médium z jeho vrchní strany)

Podobný pohled nabízíme i při čtení Blu-ray médií s modrofialovým laserem. I z obrázků je patrné, že intenzita tohoto světla je výrazně nižší, než v případě červeného laseru.

Pohled na průchod infračerveného laseru nenabízíme, protože je poměrně špatně viditelné. Jen pro úplnost dodáváme, že se sice používá název infračervený, ale jeho vlnová délka (a barva) se pohybuje na hranici viditelného a infračerveného spektra. Pokud by bylo zcela v oblasti infračerveného světla, nebylo by lidskému oku viditelné vůbec.

Životnost mechaniky lze i protáhnout

Při pohledu na vrchní část optické hlavy jsou vidět dvě čočky, z nichž ta vpravo se stará o zaostření na Blu-ray a HD DVD a ta levá na CD a DVD média. Existují a dokonce se i používají řešení, kdy je pro všechna média použitá pouze jediná čočka, které nedělá problém zaostřit na záznamovou vrstvu do malé (0,1 mm u Blu-ray), ale i větších hloubek u ostatních médií. Dosahuje se toho použitím speciální difrakční mřížky umístěné před koncovou čočku (nejblíže médiu).

Malé trimry (1 a 2) u optických hlav slouží obvykle pro přesné nastavení úrovně výkonu laserových diod. Měnit jejich nastavení bychom vám nedoporučovali, ale u starých mechanik, kde laserové diody neměly dlouhou životnost, bylo tímto způsobem možné jejich výkon trochu zvýšit a prodloužit život mechaniky o několik dalších měsíců.

Při pohledu z druhé strany optické části je také vidět přímé oddělení částí starající se o CD a DVD média (levá část) a Blu-ray a HD DVD (pravá část).

Videa

První video ukazuje chování mechaniky po zasunutí plotny. Je vidět, že si mechanika postupně aktivuje všechny tři druhy laserů (infračervený opět není téměř rozeznatelný), aby zjistila, s jakým druhem média má co dočinění. Pokud nedostane odezvu na žádný ze tří fotodetektorů, znamená to pro ni, že je vloženo jiné než CD, DVD, Blu-ray/HD DVD médium nebo není vloženo žádné.