ATC Reutilização do disco rígido

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TRABALHO INTERDISCIPLINAR DIRIGIDO 
INSTITUTO POLITÉCNICO - Centro Universitário UNA 
ESTUDANDO O DISCO RÍGIDO PARA A SUA REUTILIZAÇÃO 
ESTUDO DE CASO: REUTILIZAÇÃO DO MOTOR 
Curso: Engenharia de Computação Professor TIDIR: Tiago Braga Ventura 
 
Anderson Rabelo, Diego Wenceslau, Douglas Leonardo, Gladstony Simões, Jackson Miranda, 
Leonardo Machado, Mike Robert, Priscila de Oliveira 
 
 
Resumo 
 
Este trabalho apresenta as funcionalidades e as características do disco 
rígido e seus componentes. A finalidade da apresentação das mesmas é de adquirir 
um conhecimento teórico necessário para que se possa reutilizar os componentes 
citados, em outros contextos, com os mesmos fins para que os mesmos foram 
destinados. 
O disco rígido é a caixa-preta do computador, onde pode ser registrado um 
simples número de telefone ou a foto de um amigo. Um dispositivo indispensável 
para gravar grandes números de informações, visto que o mesmo é um dos 
melhores recursos de memória em massa. Apesar de ter um funcionamento 
complexo abragendo várias áreas da ciência, sua funcionalidade consiste em 
apenas gravar e ler informações. 
 
1. Introdução 
 
Os descartes de equipamentos resultam da rápida obsolescência de 
equipamentos eletrônicos (o que inclui televisores, aparelhos celulares, 
computadores, geladeiras e outros dispositivos). Tais resíduos, descartados em 
lixões, constituem-se num sério risco para o meio ambiente, pois possuem em sua 
composição metais pesados altamente tóxicos, tais como: mercúrio, cádmio, berílio 
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chumbo. Em contato com o solo, estes produtos contaminam o lençol freático; se 
queimados, poluem o ar. 
Podemos encontrar diversos materiais preciosos em produtos eletrônicos tais 
como ouro, prata e paládio. Os computadores contêm cobre, estanho, gálio, índio 
e mais uma família inteira de metais únicos e indispensáveis e, portanto, de 
altíssimo valor. O índio, um subproduto da mineração do zinco, por exemplo, é 
essencial na fabricação dos monitores de tela plana, ou LCD, e de telefones 
celulares. Ele está presente em mais de um bilhão de equipamentos fabricados 
todos os anos. 
O ato de descartar um produto eletrônico pode ser o resultado de um 
equipamento que não funciona mais ou não pode ser consertado, o conserto é muito 
caro, não há peças para o conserto, ou simplesmente porque está tecnicamente 
obsoleto e é substituído por outro mais moderno. Em geral, o estímulo é maior para 
compra de um novo produto do que para a manutenção de um usado. 
Reutilizar significa tal como o próprio nome indica, utilizar de novo, dar uma 
nova utilidade a materiais que muitas vezes consideramos inúteis. 
A proposta de reutilização é usar esses equipamentos já obsoletos ou até 
mesmo que já não funcionam mais para novas funcionalidades, aproveitando assim 
o equipamento como um todo ou apenas seus componentes para gerar novos tipos 
de utilidades. 
 O HD1 (disco rígido) por ser uma peça vital de um computador, tem se 
tornado uma das principais vítimas do avanço tecnológico. Por se tratar de uma 
peça de armazenamento o mesmo surge a cada dia com mais capacidade e 
velocidade na transmissão de dados. Sem ter onde ser descartado ou reaproveitado 
ele se torna um lixo eletrônico, que levaria muitos anos para se decompor perante a 
natureza. 
 No presente trabalho será apresentado o disco rígido, enfatizando seus 
principais componentes, apresentando sua composição, suas características e 
funcionalidades, visando propor novas formas de reutilização para o mesmo. 
 
 
 
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 Ing. Hard Disk 
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2. Revisão Bibliográfica 
 
 A tecnologia de armazenamento de dados em discos magnéticos 
sofreu uma grande evolução desde o aparecimento do computador Ramac 
305 pela IBM, que possuía uma unidade de armazenamento Ramac 350 (com 
peso médio de 1 tonelada), um pacote de 50 discos e capacidade de 
aproximadamente 4,4 MB. A figura 1 mostra as suas características físicas. O 
Ramac 350 possuía dois braços que se moviam para cima e para baixo para 
selecionar um disco; e para dentro e para fora para selecionar uma faixa de 
gravação. [2] 
 
Figura 1: Disco de armazenamento Ramac 350 
 
 A unidade de armazenamento IBM 1301 foi anunciada em 02 de junho 
de 1961. Um grande avanço sobre o IBM 350 e IBM 1405 foi o lançamento da 
primeira cabeça de leitura deslizante nas superfícies de gravação, pois os 
discos anteriores não possuíam esta tecnologia. Isto eliminou o tempo 
necessário para o braço puxar a cabeça para fora de um disco e mover para 
cima ou para baixo para um novo disco. 
 A primeira unidade de disco removível, isto é, que pode ser retirada e 
instalada em outro local, foi o IBM 1311, no qual era usado um pacote de 6 
discos de armazenamento. O peso e o tamanho já eram bastante reduzidos. 
 Em 1973, com a tecnologia Winchester, a IBM introduziu uma série de 
inovações que permitiram consideravelmente o número de "choques de 
cabeçote" (head crashes) e, por outro lado, aumentar as densidades de 
gravação tanto de trilhas como de bits. Isso foi conseguido com 
aperfeiçoamentos nas tecnologias de cabeças de leitura/gravação, no 
mecanismo de posicionamento das cabeças e na diminuição da espessura da 
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 O número de bits gravados por unidade de comprimento, área ou volume 
camada magnetizável do disco. Além disso, o disco, a cabeça e o mecanismo 
de posicionamento e o eixo motor do disco passaram a ficar em ambiente 
hermeticamente fechado. A figura 2 mostra as características dos 
componentes internos de um disco hermeticamente fechado. 
 
 
Figura 2: Disco rígido IBM 3340- 5 MB a 10 MB – 197 
 
 Novos aperfeiçoamentos introduzidos pela IBM em seus sistemas de 
discos aumentaram ainda mais a densidade de gravação2. Utilizando métodos 
semelhantes aos usados na fabricação de semicondutores. As cabeças de 
filme fino permitiam registrar informações a uma densidade de 25 mil bits por 
polegada, quatro vezes mais que os discos anteriores. 
 O aumento da densidade de informações para 25 mil bits por polegada 
não poderia existir sem uma evolução nos suportes magnéticos. Em 1982, era 
lançada uma nova geração de mídias que substituía o prato de alumínio com 
óxido férrico por um disco coberto por uma camada metálica de cobalto ou 
cromo. [3] 
 Os discos rígidos foram criados originalmente para serem usados em 
computadores em geral. Entretanto, no século XXI, as aplicações para esse 
tipo de disco foram expandidas e agora são usados em câmeras filmadoras, 
tocadores de música como IPod e mp3 player, videogames, e até 
em celulares. Como exemplo de videogames pode-se citar o Xbox e 
PlayStation 3. 
 Deve-se lembrar que atualmente o disco rígido não é só interno, 
existem também os externos, que possibilitam o transporte de grandes 
quantidades de dados entre computadores sem a necessidade de rede. 
 
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3. Materiais e métodos 
 
3.1 Disco 
 
 O disco é em geral feito de uma liga de alumínio revestido com um metal 
magnético e recebe um acabamento espelhado. O acionamento se dá por um 
pequeno motor elétrico (motor de passo) situado na parte inferior. 
 
3.2 Motor dos Pratos 
 
O motor é constituído de aproximadamente treze pequenas bobinas que 
geram campo eletromagnético sobre um aro feito de imã, onde o choque de forças 
entre as polaridades produzem o movimento. É devido a sua arquiteturaque o 
pequeno motor consegue arranque rápido e desempenho adequado. [4] 
 É responsável pela rotação dos pratos, a alimentação deste é de 12 volts de 
corrente contínua. Em discos rígidos voltados para o mercado de desktops, o motor 
dos pratos gira a 5.400 RPM, 7.200 RPM (rotação por minuto) ou até mesmo 10.000 
RPM, dependendo do modelo do disco rígido. Quanto maior for a velocidade de 
rotação do motor, maior será a velocidade com que os dados podem ser lidos dos 
pratos. Discos rígidos voltados para o mercado de notebooks geralmente possuem 
velocidade de rotação de 4.200 RPM. 
 
3.3 Atuador (Voice-Coil) 
 
O atuador é chamado “voice coil” porque ele utiliza o mesmo principio por trás 
dos alto-falantes: uma bobina dentro de um campo magnético gerado por um ímã. 
Dependendo da direção da corrente na bobina o braço move-se para um lado ou 
para o outro, e dependendo da intensidade da corrente, o atuador moverá mais ou 
menos. O braço tem o cabeçote de leitura e gravação na extremidade e pode girar 
em torno de um eixo de forma a varrer todas as trilhas úteis do disco. 
 
 
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3.4 Cabeça de leitura e gravação 
 
 A cabeça de leitura e gravação é um eletroímã. Sua polaridade é alternada 
constantemente em virtude da dinâmica do disco, com isso os pólos positivos e 
negativos das moléculas de óxido de ferro da superficie magnética, que são 
formados sobre o disco, também são alternados. Logo, de acordo com a direção dos 
pólos, temos um bit3 0 ou 1 (código binário). 
 A cabeça de leitura não toca na camada magnética. Quando os discos giram 
à alta rotação, forma-se uma espécie de colchão de ar (pois os discos são fechados 
hermeticamente, mas não há vácuo, existe ar dentro deles). [5] 
Um disco rigido pode conter mais de um disco, e normalmente há duas 
cabeças de leitura para cada disco (ou uma cabeça para cada face do disco) [6] . A 
Figura 3 apresenta o esquema para 3 discos e 6 cabeçotes. 
 
 
Figura 3 
 
 
Ou seja, existe uma cabeça de leitura/gravação para cada lado do disco que 
também é chamado de prato. As cabeças ficam montadas em um braço. 
Por isso, todas as cabeças movimentam-se juntas. 
 
3.5 Placa Lógica 
 
Na placa lógica, se encontrará todos os circuitos responsáveis por controlar o 
disco rígido. Atualmente, com o alto grau de integração existente, serão encontrados 
apenas três ou quatro circuitos integrados grandes na placa lógica. O circuito maior 
é o controlador do disco rígido. Ele é responsável por controlar tudo: as trocas de 
dados entre o disco e o computador, o controle dos motores do disco rígido, o 
controle das cabeças para leitura e escrita dos dados, enfim, toda a funcionalidade 
lógica do sistema. 
 
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 Simplificação para “Código Binário” 
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O controlador4 não consegue suprir corrente suficiente para ligar ou mover os 
motores do disco rígido. Por isso, todos os discos rígidos usam um chip chamado 
“driver do motor”. Este chip é um amplificador de corrente. 
Outro chip principal que pode ser encontrado na placa lógica é o chip de 
Memória RAM (Random Access Memory), também conhecido como buffer, 
responsável pelo armazenamento dos dados e instruções que o processador precisa 
para executar suas tarefas. Este chip tem uma importância crucial no desempenho 
do disco. Quando maior for a sua capacidade, maior será a taxa de transferência 
entre o disco e o computador. [7] 
 
 
Figura 4: Placa lógica de um disco rígido ATA. 
 
4. Interdisciplinaridade 
 
No processo de leitura e gravação do disco é possível ver aplicado os 
conhecimentos de Física, Geometria Analítica e Introdução à Engenharia. Visto que 
é utilizado o eletromagnetismo para que as informações sejam lidas e gravadas 
(Física). O endereçamento destes dados se dá por meio de coordenadas de um 
plano, que são as trilhas e os setores (GAAL5). Na alternância dos pólos da cabeça 
de leitura do disco e na obtenção dos bits 0 e 1, observa-se a presença de um 
sistema digital (Introdução à Engenharia).[8] 
Através da química foi possível compreender as escolhas dos materiais que 
compõem o HD, como por exemplo, o alumínio que é utilizado no disco. Este, por 
sua leveza, condutividade elétrica e resistência à corrosão e ao magnetismo, facilita 
 
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 O controlador de disco é o circuito que permite que a unidade central de processamento se 
comunique com o disco rígido, unidade de disquete ou outro tipo de acionador de disco. 
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 Geometria Analítica e Álgebra Linear 
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tanto o movimento do disco como o processo que gera a leitura e gravação de 
dados; e também evita a perda de dados. Além da importância da reciclagem 
desses materiais, conforme citado, o descarte no solo gera danos ao meio ambiente 
e também à saúde humana. 
 
5. Resultados experimentais 
 
 A proposta de reutilização a ser feita, é a aplicação do motor do HD para a 
movimentação de uma cortina. O motor do disco rígido que fica em cima da 
cortina, é acionado por um controle remoto, abrindo-a tanto na horizontal quanto na 
vertical. Para o motor ser acionado é preciso montar uma placa eletrônica com 
resistores, transistores, fonte, controlador, fios e outros componentes. 
 O motor do HD com todas as suas propriedades (página 5) pode ser 
reutilizado para esse fim, pois sua potência e força (dependendo do peso da cortina) 
são apropriados para tal função. Lembrando ainda que este método de reutilização 
pode reduzir consideravelmente o custo da cortina. 
 
6. Conclusão 
 
Através deste artigo foi possível obter uma visão macrométrica das partes que 
compõem o disco rígido, interna e externamente. E concluiu-se que é possível 
reutilizar os componentes internos de um disco rígido em outros contextos com base 
na análise do funcionamento dos mesmos. É importante salientar que essa 
reutilização refere-se não somente aos componentes em questão, mas também ao 
dispositivo de armazenamento (HD) como um todo, com sua funcionalidade original. 
Este processo atua de forma favorável ao meio ambiente, pois diminui os 
resíduos que voltam para este; pode também fornecer materiais altamente 
reutilizáveis, simultaneamente, podendo suprir várias necessidades, fisicamente e 
logicamente citando. 
 
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7. Referência Bibliográfica 
 
[1] Disponível em <http://mundodareciclagem.no.sapo.pt/oqueereutilizar.htm> 
Acesso em 03/04/2011 
[2] Disponível em <http://pqnolucas.blogspot.com/2011/01/55-anos-do-ibm-ramac-
305.html> Acesso em 09/04/2011 
[3] Disponível em <http://www.museudocomputador.com.br/enciclohd.php> Acesso 
em 17/03/2011 
[4] Apostila: Manutenção em Disco Rígido - Autor: Jeferson Luis da Silva 
[5] MORIMOTO, Carlos. E. Hardware: Manual Completo. 3. ed. Book Express, 2000 
[6] FLOYD, Thomas. Sistemas Digitais: Fundamentos e aplicações. 9. ed. 
Bookman, 2007 
[7] TORRES, Gabriel .Hardware: Curso Completo. 2. ed. Axcel Books, 1998 
[8] TOCCI, Ronald. J; WIDMER. Neal S; MOSS, Gregory. L. Sistemas Digitais: 
Princípios e Aplicações. 10. ed. Person Prentice Hall, 2007 
 
Figuras 
 
Figura 1 
Disponível em <http://ed-thelen.org/RAMAC/OurRAMAC-On-loan-from-IBM-.jpg> 
Acesso em 18/03/2011 
Figura 2 
Disponível em 
<http://www.techtree.com/India/Reviews/Evolution_of_Hard_Disk_Drives_-
_A_Timeline/551-105748-632-2.html> Acesso em 22/03/2011 
Figura 3 
Disponível em < http://www.mspc.eng.br/info/hd1.shtml> Acesso em 05/04/2011