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2011年7月26日火曜日

電化製品と夏

夏に限らず温度が高いと電化製品は故障する、
いや寿命が縮む・・・

なぜか・・

■自然故障について~
電子機器=>半導体は全て”熱”で壊れます。(力で割っても壊れますが)
HDDをコントロールしてる半導体もその理由で壊れます。
特殊な例はイオンマイグレーション =>別途検索

本来、半導体の寿命は電気的定格以内で使用すればぼ半永久と言えますが、
電解コンデンサの容量低下(下記)=>半導体への印加電圧変化により
(電解コンの容量低下によって電圧が抑えられなくなる・・)
電気的最大定格オーバーでも破壊します。

(電解コンデンサには寿命があります 
~半導体から比べればその寿命は”蝉”のように短いのです)

10℃2倍速の法則(アレニウスの法則が知られています)
温度が10℃上がると寿命が半分になる(10℃下がれば2倍長)

電解コンデンサ105℃5000時間の保証があるとすると・・
95℃で10,000時間保証
85℃で20,000時間
75℃で40,000時間
65℃で80,000 ・・・ てな具合・・・

逆に
115℃で2,500時間
125℃で1,250時間
135℃で 625時間
145℃ 312時間
165℃ 156時間
175℃ 78時間・・・

わかりやすくするためココでは自己発熱無視して使用環境~周囲温度と
させて頂きます
(正確には周囲温度+自己発熱を足した部品温度)

だけどどんなに温度を下げて使っても(保存しても)最大で15年程度が
限界~(とされている
電解コンデンサの寿命=封止ゴムの寿命=生産から15年

ビンテージ家電品の調子が悪くなって来るのがコレの劣化が主原因です。
~故障モード~
封止ゴムの硬化~劣化によって気化した電解液の蒸散~
充電容量低下~
回路設計上の電荷不足~
故障~
最悪の場合は発煙、発火

よって電解コンデンサを使用している製品は使用してなくても寿命が
来ます。 食品の”賞味期限”の様なモノですね。

パソコンの電源ユニットにも数多くの”電解コンデンサ”が使われています

HDD(ハード・ディスク・ドライブの略)
パソコンの3,5インチHDDで 5400回転のものは今では新品では
ほぼ手に入りづらくなってきました。
2.5インチ(主にノートpc用)は5400回転/分が主流ですか・・
現在の3.5インチの主流は7200回転です。高速型は1万回転のものも
発熱も多くありますが寿命が短いしお値段もお高いのであまり実用的では
ないと思います。素人レベルでは。

5400rpm のHDDは、7200rpmに比べて発熱の面からはかなり有利
と言えます、読み書きは若干遅いのですが素人の自分らが使うのなら平気です。

■HDDにはランクがあります。
 ココでちょっとその”ランク”についてご紹介いたします。
★もちろん下記の振動測定は1台1台”HDD振動試験器”にかけられ
より分けします。

A:極上品
  生産台数8万台~10万台、時に15万台に1台程度の割合で偶然に組上がり
  超高精度~超低振動のHDDです。
  偶然に全て高精度ベアリングがセレクトされ、モーターその他超精度部品が
  組み合わせになり”振動”が極端に少ないHDDが偶然生産されます。
  コレは厳重に何重モノ梱包がなされその希少性から1台10万円以上で取引され
  業務用サーバーpcに乗ります、新品で一般市場に出てくることはまずありません。
  HDDの振動は軸の摩耗~ズレ ~熱の発生~故障の原因となります。
  サーバーはその連続稼働に意義があり故障停止の損害は甚大な場合があります。
  サーバー用pcが高額なのはHDDが高いためです。キーボードやマザーボード、
  外箱なんて一般品と比べても大きな違いはありません。

B:上品 =>普通品
  通常精度のHDDで大量に生産され一般pcメーカー(NEC等)やバッ%ァロー
  その他周辺機器メーカーが採用し自社製品に組み込まれ出荷されるHDDです。
  寿命もそこそこで、一般民生機HDDレコーダー等に多く使われてるHDDです

C:”バルク品”と呼ばれるもの
  Bの上品ほどの精度がなく、やや振動で上品の範囲から外れたものが簡易梱包で
  安く出回ります。
  何十台もプチプチシートでくるまれダンボールに入って”生HDD”状態で出荷されます。
  自作pcユーザーはこれらのHDDを使いメーカー品よりも安く組み立てするのがコレです。
  この実態をわかっていれば、自分の定期交換したほうが安いか、買い換えが安いか
  その時の判断でデータの”入れ物”の交換が必要な事がわかります。

D:ロットアウト品 => ジャンク品
  生産上の出荷基準をクリアできなかったHDD
  でも捨てずに売る(悪どい商売です)バラすとコストがかかって採算が合わないため。
  秋葉原の路上で1台2~500円程度で売られている全く保証がないHDDです。
  バラして超強力磁石を取り出すか粉砕して溶かし希少金属を取り出す、フタを外して
  飾りにするしかしかない、実用にはならないHDDです。
  よくいう新品ジャンクHDDです。たとえ動作してもこんなHDDには大事な
  データなんて絶対に入れたくはありません。
  想像するだけで背筋が寒くなります。

■HDDの寿命についての考察
A品 24時間連続稼働で7年以上と思われます=>もっとあるかもしれません。
   少なくても私の知ってるサーバーは7年くらいは動いてました。
B品 1日15時間稼働で4~5年程度です。
   いきなり電源を切ったりするのはもちろん論外です。
   省電力設定で40分後HDDを止めるとかしてればもっと保つでしょう・・。
C品 1日8時間稼働3年~4年+α程度
   24時間稼働で1年半~2年程度=>メーカー保証はクリアしてます(笑)
   通常保証6ヶ月程度と短いものもあるようです。
D品 ジャンク品なので動かない場合や ~1週間で壊れた友人も居ます。=>保証無し

■HDD磁気ヘッド動作の考察
HDDの磁気ヘッドはその磁気面(記録面の材質はガラス。表面に磁性体塗布)に
対して数ミクロン浮いて動作しています。コレは回転してる風圧で柔らかい
薄板状金属のヘッドが浮いて左右に振られてデータを読み書きしています。
フタを外すと空気中のホコリが盤面に付着します。これだけで記録面とヘッド隙間より
大きいので記録面は傷つき使えなくなるのです。
たとえていうと、ジャンボジェットが1~2センチ浮いて飛んでる状態です。
機体=磁気ヘッド 滑走路=記録面
ホコリは胴体と滑走路の間に小石が転がってる状態で高速でこすられると
どうなるか想像できますネ。

停止中は”シッピングゾーン(安全領域)”にヘッドは格納され移動や
運搬振動に耐えうる状態になります。

起動するとギ~~~ンと円盤が廻って風圧が起こり、ヘッドが浮いて
カラカラ~~カラ~~っと準備体操ををして動作状態となります。
アセセス中いきなり電源を切ると風圧が無くなって失速し磁気面(滑走路)をこすります。
磁性体面を傷つけデータが壊れるのがこの事でわかります。
電源を切るときは所定のメニュー(タスクバー左下)から行い決していきなり
電源は絶対に切らないことをお奨めいたします。

次回予定 フリー(無料)のデータバックアップソフト

最後までお読み頂きありがとうございました

電化製品と夏 でした

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