Investigación Lectores y Quemadores de CD

PREGUNTA GENERAL

¿Cómo trabajan los lectores y quemadores de discos compactos?

OBJETIVO

Conocer y entender el funcionamiento de las unidades lectoras y de escritura de Cd's, en algunas de las principales y mas comunes formas en que un Cd puede usarse.

INTRODUCCIÓN

Los Cd's y DVD's están actualmente en todas partes. No importa si se usan para almacenar música, datos o software para computadoras, ellos se han convertido en un medio universal de almacenamiento confiable de información.

Son tan pequeños y baratos, que en la actualidad se producen millones de Cd's en todo el mundo. Incluso, alguien tiene en su computadora una unidad de escritura, puede producir sus propios discos para almacenar cualquier información que quiera.

El surgimiento de estas tecnologías ha marcado un gran cambio cultural, ya que en nuestros días los disquetes, cintas de VHS, discos de vinilo, cintas de cassette, entre otros, están casi fuera de uso. Y la principal causa de esto, es que los discos compactos tienen la capacidad de almacenar una infinidad de formatos de información, además de ser duraderos, baratos y fáciles de transportar.

El disco compacto es un soporte digital óptico que se desarrolló conjuntamente en 1980 por las empresas Sony y Philips, y comenzó a comercializarse en 1982. Desde entonces, han surgido múltiples variaciones en los discos en cuanto a tamaño, forma, composición, capacidad de almacenamiento, calidad, etc. pero su estructura interna sigue siendo básicamente la misma.

Así mismo, las unidades de lectura y escritura tienen pequeñas variaciones en la forma en que trabajan, siendo su funcionamiento mecánico generalmente el mismo.

Y aunque muy recientemente se han desarrollado otros dispositivos de almacenamiento masivo, como las memorias USB o SD, los Cd's todavía tienen un gran auge y no serán desplazados o convertidos en obsoletos si no dentro de mucho tiempo.

I Discos Compactos Convencionales

I.1 Material

Un Cd es una pieza de plástico, de aproximadamente 120 mm de diámetro, 1.2 mm de grosor y en el centro tienen un orificio de 15 mm de diámetro para el eje.

La mayoría de los Cd's consisten de una pieza de plástico de poli carbonato limpio. Durante su fabricación, este plástico está impreso con microscópicos cuerpos que a su vez forman hoyos entre ellos, colocados en un continuo y extremadamente largo camino espiral de información. Ya que la pieza de poli carbonato esta formada, una capa delgada de aluminio se coloca sobre el disco, cubriendo los cuerpos. Después una capa de acrílico se coloca sobre el aluminio para protegerlo, y finalmente la etiqueta es impresa sobre el acrílico. En la imagen siguiente se observa la composición del Cd:

I.2 Espiral

El espiral de información va del centro del disco hacia el exterior. Los cuerpos planos y hoyos están colocados a lo largo de este espiral. La separación entre dos vueltas contiguas de la espiral es de 1.6 µm (micrones, un micrón es la millonésima parte de un metro). La longitud a lo largo de la pista de los hoyos y los espacios planos situados entre ellos esta entre 0.9 y 3.3 µm. Esto produce que la longitud total del espiral sea de aproximadamente 5 kilómetros, con un total de 2 000 millones de hoyos.

I.3 Cuerpos planos

Los cuerpos planos tienen un ancho de 0.5 µm, un largo de 0.83 µm de largo y una altura de 125 nanómetros (un nanómetro es la billonésima parte de un metro):

Los planos aparecen como hoyos si se ven desde el lado de aluminio, pero del lado donde el láser lee el cd son llamados planos.

II Lectores de Discos

II.1 Componentes del lector de CDs

El trabajo del lector de Cd es encontrar y leer la información localizada en los planos. Considerando el tamaño de estos cuerpos, el lector de cd es muy preciso y consta de tres partes fundamentales:

• Un motor se encarga de hacer girar el disco a una velocidad que va de los 200 500 rpm dependiendo de la información leída.

• Láser y sistema de lentes para enfocar y leer a los planos

• Mecanismo para mover el láser, y que éste siga el espiral para que el rayo pueda leer el camino de hoyos y planos.

II.2 Láser

Dentro del reproductor de Cd hay una gran cantidad de componentes tecnológicos encargados de hacer la información entendible y enviarla ya sea a un dispositivo de audio (si es un Cd de música) o a una computadora (si el Cd contiene datos).

La principal función del láser es enfocar el rayo a los cuerpos planos. La emisión de láser pasa a través de la capa de poli carbonato, se refleja en el aluminio y choca contra un dispositivo electrónico que detecta cambios de luz. Los planos reflejan la luz diferente a los hoyos y la capa de aluminio, el sensor del dispositivo electrónico detecta estos cambios en la luz y así se interpreta los cambios de reflexión para leer los bits que forman los bytes.

La parte más difícil es mantener la emisión del láser centrada en el camino de espiral. Conforme gira el disco, el mecanismo de movimiento tiene que moverse continuamente. Para esto, el eje del motor debe encargarse de controlar la velocidad en que el disco gira, con la intención de que los planos no pasen más rápido que el láser.

II.3 Codificación de datos

El almacenamiento de datos en los discos compactos se basa en las condiciones en que se han diseñado los discos:

• No pueden haber extensos intervalos donde no hay planos en el espiral. Para solucionar este detalle, la información se codifica usando EFM (eight-fourteen modulation), así, 8 bits son convertidos en 14,

• Ya que el láser puede leer erróneamente a los cuerpos planos, se necesita de un código que se encargue de corregir errores, agregando bits que detecten errores de lectura.

• Para que los rayones no afecten la información, ésta se almacena en intervalos y no de manera secuencial

Los principales formatos en que se almacena la información son:

• CD-DA: Almacenamiento de audio

• CD-ROM: Para cualquier tipo de datos de computadora.

III Quemadores de Discos

III.1 Cuerpos planos

La información digital se almacena por series de unos y ceros (1 y 0). En los discos convencionales los ceros y unos están representados por planos y hoyos. Cuando el rayo láser pasa sobre el espiral y encuentra un hoyo, la luz se refleja en el sensor óptico y se interpreta como un 1, si el láser pasa sobre un plano, la luz se refleja y esto es leído como un 0.

III.2 Escritura

Los discos para grabación (CD-Rs, CD-recordable discs) no tienen planos ni hoyos, en vez de esto, tienen una capa lisa de metal, la cual descansa sobre una capa de tinte fotosensible.

Cuando el disco está en blanco, éste tinte es translúcido, pero cuando el tinte se calienta con una luz concentrada de una frecuencia o intensidad en particular, el tiente se vuelve opaco, y la luz ya no puede pasar a través de él.

Al oscurecer puntos particulares a lo largo del camino de espiral, y dejando otras áreas traslúcidas, se crea un patrón digital que cualquier reproductor de Cd puede leer. El láser reflejará la información de las áreas con el tinte traslúcido de la misma manera que lo hace con los hoyos y planos de un disco convencional. Así que, aunque los CD-R no poseen hoyos o planos, se comportan como un disco convencional y pueden ser leídos sin ningún problema.

III.3 Montaje del láser

Ya que la información se codifica con precisión en una pequeñísima escala, el sistema de escritura debe ser extremadamente preciso.

Los quemadores poseen un montaje de láser movible, similar al de un lector convencional, sólo que con un láser de escritura. Este láser es más poderoso, así que interactúa con los discos de diferente manera. El láser de escritura altera la superficie del disco en lugar de sólo reflejar la luz. Los lectores no son lo suficientemente intensos para oscurecer el tinte fotosensible, así que el colocar un CD-R en un lector normal no será dañado físicamente o su información.

III.4 Láser de escritura

Para grabar datos, el quemador simplemente enciende el láser de escritura y se sincroniza en los patrones digitales de unos y ceros. El láser oscurece el material para codificar los ceros y deja traslúcido el tinte para cifrar los unos.

La mayoría de los quemadores graban a diferentes velocidades. A velocidad 1x el Cd gira a lamisca velocidad que un reproductor, es decir, toma 60 minutos grabar 60 minutos de música. A 2x tomará media hora grabar 60 minutos de música y así sucesivamente. Para mayores velocidades de grabación, se necesitan sistemas de control de láser más avanzados y conexiones más rápidas entre la computadora y el quemador. Así mismo se necesitan de discos vírgenes diseñados para soportar velocidades más altas.

CONCLUSIÓN

En esta investigación se trató principalmente de la forma general en que los lectores y quemadores de Cd's funcionan, para así cumplir con el objetivo planteado. Así mismo, se habló de las diferencias entre estos dos dispositivos y la forma en que cualquier Cd de uso convencional funciona.

De esta manera se puede tener una mejor idea de cómo trabajan estos dispositivos de almacenamiento que actualmente son muy usados, ya sea en la escuela, trabajo, o para recreación, etc. y así poder entender la complejidad con que estas unidades están diseñadas.

Ya que el objetivo no lo planteaba, no se han mencionado los métodos digitales en que se cifran y decodifican todos los datos y la información que se puede almacenar en un disco, pero sí se ha hablado de las diferencias entre los dos principales usos que comúnmente se les dan. Así mismo, la forma en que un láser trabaja no ha sido totalmente descrita, pero sí la forma en que está involucrado con el mecanismo de reproducción y escritura de información.

BIBLIOGRAFÍA

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www.wikipedia.com

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Rezza Enciclopedia Temática. Matemáticas. Luis Fernando Forero. Rezza Editores ©Editorial Norma S.A., 1997