Добавление HDD в «капризный» ноутбук

О том, что в отсек оптического привода ноутбука можно установить жесткий диск через соответствующий адаптер, известно давно, и я решил заменить неиспользуемый DVD-привод на более полезный второй диск в своём ноутбуке Acer Aspire 5560G. Для этих целей был куплен адаптер Espada SS12, в него установлен жесткий диск, вся эта конструкция была установлена в освободившийся слот ноутбука, нажата кнопка питания и… ничего. Питание подаётся, оба жестких диска раскручиваются, светодиоды ноутбука светятся, вентилятор охлаждения тихонько крутится и чёрный экран.

После нескольких попыток включения ноутбука решил проверить сам адаптер. Он был извлечён и установлен в ноутбук DELL Latitude E5410, в котором и BIOS, и Windows обнаружили новый диск — адаптер полностью исправен, и корень проблемы кроется где-то в недрах первого ноутбука. Поискав отзывы пользователей о попытках установки дисков через различные адаптеры, пришёл к выводу, что большей частью никаких проблем ни у кого нет. И только малая доля отзывов (в основном, в комментариях к этому товару в интернет-магазинах) сообщает о том, что никак не удалось добавить второй диск.

Первые попытки исправить положение

Осмотр начинки адаптера не добавил ничего нового для анализа проблемы — по сути, это просто пассивный переходник между двумя разъёмам передачи данных SATA и подачи питания через Slimline connector на Standard connector. Но есть в Slimline connector два дополнительных сигнала Device present (1 pin) и Manufacturing diagnostic (4 pin), которые я нашел в англоязычном разделе Wikipedia по Serial ATA. Первый сигнал должен информировать хост-контроллер о том, что к этому порту подключен дисковый носитель, а второй используется производителем для служебных целей. Для выяснения подробностей был разобран DVD-привод, и были проверены оба сигнала. Manufacturing diagnostic оказался никуда не подключенным, а вот Device present был в приводе подключен на GND через сопротивление 1 кОм. В адаптере Espada SS12 есть эта цепь с сопротивлением R3, но другого номинала — 4,7 кОм.

Я поначалу уцепился именно за эту версию и заменил сопротивление, но это не помогло. Ноутбук по-прежнему отказывался стартовать.

Эксперимент

Конструктивно разъёмы SATA допускают горячее подключение/отключение устройств, что и следует проверить. Отключив адаптер с диском, запускаю ноутбук и нажимаю F12, чтобы притормозить BIOS на выборе устройства для загрузки, и подключаю адаптер — диск раскрутился. В списке приводов для загрузки он, естественно, не появился, и я просто выбираю загрузку со штатного диска. Windows загрузилась, определила новый диск, выставила корректный режим его работы, SMART диска прекрасно прочитался, скоростные характеристики в норме. Прогнав несколько тестов, убедившись, что никаких ограничений нет, решил проверить горячее подключение к работающей системе. Выключаю, извлекаю адаптер, включаю, дожидаюсь загрузки системы, подключаю адаптер. Всё прекрасно, диск тут же находится и вступает в работу.

Итог эксперимента: аппаратных ограничений нет, проблема кроется либо в ошибке кода BIOS на этапе инициализации устройств, либо в программном ограничении, которое заложил производитель.

Решение, версия 1

Вариант отладки кода BIOS я отбросил за неимением программатора под рукой. Разглядывая внутренности корпуса адаптера, приметил, что есть довольно большая неиспользуемая полость внутреннего объёма (на фотографии это пространство находится слева за отмеченной мною чертой).

Туда вполне могут уместиться компоненты высотой до 10 мм. Попробую добавить цепь задержки подачи питания на устройство. Были обысканы коробки со сломанными блоками питания и частями других устройств и уже под найденные детали набросана схемка.

При подаче питания через сопротивление R1 начнёт заряжаться конденсатор C1, через какое-то время транзистор откроется, и сработает реле, подающее 5 В на жесткий диск. Собранная навесным монтажом схема свободно уместилась внутри адаптера и была приклеена на двухсторонний скотч.

Отдельно хочу обратить внимание на разрыв цепи подачи 5 В на самой плате. Первоначально я решил отпаять 7, 8 и 9 pins от разъёма SATA power, идущего к жесткому диску, и тем самым осуществить подпайку своей схемы. Не делайте этого! Контактные ламели в разъёме держатся исключительно за счёт того, что с одной стороны они припаяны к плате, а с другой держатся враспор корпуса разъёма. После их отпайки они просто перестали держаться на своих местах и стали свободно болтаться. Пришлось кое-как припаивать их обратно, что как раз и видно на фотографии выше, как большая капля припоя посередине контактов разъёма. В итоге, я просто перерезал дорожку 5 В с обратной стороны платы и подключился в её разрыв.

Пробую включить. Питание, задержка около 2,5 секунд, легкий щелчок реле и раскрутка второго диска. Но BIOS ещё не успела пройти этап инициализации, и ноутбук не запустился. Хорошо, увеличиваем сопротивление R1 до 15 кОм. Включение, задержка около 8 секунд, к этому моменту началась загрузка Windows, щелчок реле и запуск диска. Система видит оба диска, прекрасно.

Недостаток схемы в её простоте. Конденсатор разряжается только через базу-эмиттер транзистора током порядка 400 мкА, и это не даёт необходимой временной задержки ни при кратковременном отключении питания, ни, тем более, при перезагрузке компьютера, что приводит к зависанию после включения. Необходимо добавить цепь разряда конденсатора.

Решение, версия 2

Задействовать вторую группу контактов использованного реле для разряда конденсатора невозможно, поэтому придётся добавить второе реле. Кстати, вот такие реле были использованы мною, отличаются они только сопротивлением обмотки катушки:

Доработанная схема выглядит так:

Кратко о схеме: НЗ-контакт K2.2 осуществляет разряд конденсатора C1 в выключенном состоянии схемы. При подаче питания K2.2 размыкается, и замыкается K2.1, который запускает прежнюю схему задержки подачи питания. Монтаж схемы в данном случае оказался уже поплотнее, но по-прежнему умещается внутри адаптера:

Изолирую схему, собираю адаптер, устанавливаю жёсткий диск, подключаю, включаю ноутбук. Запуск диска теперь сопровождается двумя тихими щелчками реле с задержкой порядка 8 секунд. Перезапуск ноутбука с выключением питания происходит нормально. Простая перезагрузка приводит к зависанию на диагностике.

Итог

Затраты на сборку этой схемы будут порядка 250 р. Примерно по 100 р. стоит каждое реле. Остальные детали либо уже найдутся в закромах, либо будут стоить по несколько рублей за штуку. На пайку схемы со всеми разборками и сборками адаптера уйдёт около часа. Схема не позволяет сделать нормальную перезагрузку ноутбука, поскольку завязана исключительно на цепь питания 5 В. Но схема позволяет добавить ещё один жёсткий диск в «капризный» ноутбук, а перезагрузки бывают нужны не так уж и часто.