Low frequency magnetic radiation successfully applied to defective floppies
Niederfrequente 'Bestrahlung' erfolgreich auf defekte Disketten angewendet:

Low Level Format for Floppy Disks?


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by Rolf Badenhausen, Technical Engineer.

  In the era of low-cost CD-R/RW many PC users are still saving temporary data and some other small files on floppy disks. So they might know that the best high quality floppy products may be afflicted with read- write- errors even after a short time of usage. Some diagnostic programs, e.g. Microsoft's Scandisk, will be able to find and deactivate bad sectors on floppy disks. However, any attempt to restore those sectors will usually fail, and the floppy's file allocation table (FAT) may be re- written only in terms of by-passing the defective disk sectors by formatting or repairing programs. 

     Unfortunately, as sufficiently known, all data written into a sector which finally became bad, will be lost for ever. 
  Im Zeitalter der Niedrigpreis CD-R/RW speichern viele PC-Anwender auch weiterhin persönliche sowie andere kleinere Dateien vorübergehend auf Disketten. Von daher ist ihnen bekannt, dass auch Disketten- Spitzenprodukte nach nur kurzer Nutzungsdauer mit Schreib-/ Lesefehlern behaftet sein können. Einige Diagnoseprogramme -  z.B. Microsoft's Scandisk - sind zwar in der Lage, fehlerhafte Sektoren auf Disketten aufzuspüren und zu deaktivieren, jedoch dürfte jeglicher Versuch zur Wiederherstellung solcher Sektoren erfahrungsgemäß scheitern und die Dateizuordnungstabelle (FAT) unter Umgehung fehlerhafter Sektoren mit Formatierungs- bzw. Reparatur- Programmen lediglich neu geschrieben werden.
    Wie hinlänglich bekannt ist, sind leider alle in einen letztendlich fehlerhaften Sektor geschriebene Daten für immer verloren.
   The author has been confronted with that problem long before Windows 3.0 was brought on market. An other well known problem, obviously quite related with that phenomena, are micro- defects appearing on hard disks under definite circumstances. These defects are classified as soft or hard type. In practice, soft type defects may be often caused by an incorrect working hard disk controller, for instance by a loose contact in its power or data bus connection. Soft type defects are of magnetic kind only. On the other hand, a hard type micro- defect generally means the existence of a non- homogeneous molecular zone on the magnetic media, which may be a damaged track on the media's surface carved by a head crash – usually in consequence of the controller's malfunction, too. Some hard disk manufacturers offer high efficiency repair programs for soft- type defects, known as "Low Level Format" utility programs. However, there is no remedy for hard type defects apart from re- writing a new FAT on the disk by excluding its bad sectors in formatting process. Using low level format utilities, the author has been able to repair about half a dozen micro- defected hard disks with within the last three years. Since all bad sectors were successfully re-converted on them, no hard type defects occurred for certain.

  Regarding micro- defects occurring on floppy disks, however, the author would not believe in the appearance of hard type only. Consequently, he tried to find out a method to verify the defect class and – if soft type – to restore the data media. However, a common floppy drive cannot be readily controlled for low level format mode. For that reason a special degaussing coil was disigned. It will be capable to erase a floppy disk with a low frequency magnetic field when passing it completely through the coil. Strictly speaking, the floppy must be dipped twice into the coil because the disk media will theoretically need a 90 degrees turn for its total demagnetization by that system. According to this physical process, which actually may not be compared with Low Level formatting of hard disks, it will be absolutely necessary to format again the floppy disk before checking it with a scanning program or writing again data on it

 
    Der Autor wurde mit dieser Problematik bereits lange vor Einführung von Windows 3.0 konfrontiert. Ein anderes recht bekanntes Problem, das offensichtlich mit diesem Phänomen durchaus in Beziehung steht, sind sogenannte "Microdefects", die unter bestimmten Umständen auf Festplatten auftreten. Derartige Defekte werden als "soft- type" bzw. "hard- type" klassifiziert. "Soft- type"- Defekte werden in der Praxis häufig durch einen fehlerhaft steuernden Festplatten- Controller, zum Beispiel durch Kontaktfehler in der Spannungsversorgung oder im Datenbus verursacht. "Soft-type"- Defekte sind ausschließlich magnetisierungsbedingte Fehler. Andererseits deutet ein "hard- type"- Mikrodefekt üblicherweise auf das Vorhandensein eines inhomogenen molekularen Bereichs auf dem magnetischen Medium hin. Dieser kann eine beschädigte Spur von einem Magnetkopfschaden ("Head Crash") sein, für gewöhnlich ebenfalls als Folge eines Controller-Ausfalls. Einige Festplattenhersteller bieten hocheffiziente Reparaturprogramme für "soft- type"- Defekte an, bekannt als "Low Level"- Formatierungsprogramme. Allerdings gibt es, abgesehen von einer Neuerstellung der Festplatten- FAT unter Ausschluss der fehlerhaften Sektoren bei der Formatierung, kein Wiederherstellungsmittel für "hard- type"- Defekte. Unter Anwendung von "Low Level"- Formatierungsprogrammen konnten vom Verfasser etwa ein halbes Dutzend Festplatten, alle mit Mikrodefekten, innerhalb der letzten drei Jahre repariert werden. Da auf diesen alle fehlerhafte Sektoren erfolgreich rekonvertiert werden konnten, traten demnach definitiv keine "hard- type"- Defekte auf.
   Hinsichtlich der auf Disketten entstehenden Mikrodefekte wollte der Verfasser jedoch nicht an ausschließlich auftretende "hard- type"- Defekte glauben. Daher wurde von ihm eine Methode zur Verifizierung der Defektklasse gesucht und, im Fall von "soft- type"- Defekten, den Datenträger wieder zu reparieren. Ein herkömmliches Diskettenlaufwerk kann jedoch nicht ohne weiteres zu einer "Low Level"- Formatierung gesteuert werden. Daher wurde eine Entmagnetisierungsspule entwickelt, welche eine vollständig hindurch geführte Diskette mit einem niederfrequenten Magnetfeld zu löschen vermag. Streng genommen muss die Diskette zweimal in die Spule eingeführt werden, weil das Datenträger- Medium mit diesem System eine 90 Grad- Drehung für seine theoretisch vollständige Entmagnetisierung benötigt. Entsprechend diesem physikalischen Prozess, der eigentlich nicht mit einer "Low Level"- Festplatten- Formatierung verglichen werden kann, ist es unbedingt erforderlich, die Diskette wieder zu formatieren bevor sie mit einem Scanner- Programm geprüft oder wieder mit Daten beschrieben wird
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Circuit Diagram

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Technical Data of the Degaussing Coil

Enamelled copper wire: Diameter (Cu) :  0. 000 650 m.
Kupferlackdraht, Durchmesser  (Cu)

Average wire lengths per winding:  0. 235 m.
Durchschnittliche Drahtlänge pro Windung

Number of windings: 150.
Windungszahl

Switch timing, serving for thermic protection of the coil: 
Schaltzeiten für Überhitzungsschutz der Spule
ton :  toff =  1 : 15
ton+  toff < 1 s.

Frequency:  50 Hertz

            RESULTS

   Applying this low frequency degaussing, the author has been able to restore completely about 50% of all defective floppies which Scandisk or other format programs could not repair. There were also spot checks of those floppies remaining still defective by an optical examination of the media's surface. The majority of such disks were undoubtedly infested by micro- scratches. In contrast to a hard disk, however, the magnetic media of a floppy disk might be rather unsealed and may so allow invasion of carving micro- particles.

   Since the demagnetization of a floppy requires a magnetic flux of more than 100.000 Maxwell by such application method, there will be an appropriate consumption of comparatively much electric power: The AC source must be able to deliver approximately 1,000 Watts pulse power at a rate of circa 70 Watts RMS. 

   Considering the low prices of high quality floppy disks, presently less than 25 Euro-Cents per disk, that demagnetization system might be certainly of minor commercial rating, however.

Coil form              Spulenkörper

              ERGEBNISSE

    Unter Anwendung dieser Niederfrequenz- Entmagnetisierung konnten vom Verfasser etwa 50% aller defekter Disketten vollständig wiederhergestellt werden, die von Scandisk oder Formatierungsprogrammen nicht repariert werden konnten. Von den als defekt verbliebenen Disketten wurden ferner optische Überprüfungen ihrer Medium- Oberflächen stichprobenartig durchgeführt. Die Mehrzahl solcher Disketten wies eindeutig 'Mikro- Kratzer' auf. Im Gegensatz zu einer Festplatte ist das magnetische Medium einer Diskette vielmehr unversiegelt und kann somit einen unerwünschten Befall von Kratzschäden verursachenden Mikropartikeln begünstigen.

    Da die Entmagnetisierung einer Diskette mit einer solchen Anwendungsmethode einen Magnetfluss von mehr als 100 000 Maxwell erfordert, fällt dementsprechend ein relativ hoher Energieverbrauch an: Das AC- Speisesystem muss etwa 1 kW Impulsleistung bei einer effektiven Konstantleistung von circa 70 Watt liefern können.

   Unter Berücksichtigung von Niedrigpreisen für Qualitätsdisketten, zurzeit weniger als 25 Euro-Cents pro Diskette, dürfte jedoch dieses Entmagnetisierungssystem sicherlich von geringer kommerzieller Bedeutung sein.

 

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