เบื้องหลังการทำงานของซีดี
จากบทความเรื่อง "ความลับแผ่นซีดี" ในตอนที่แล้ว ก็เหมือนเป็นโจทย์ที่ว่าอุปกรณ์เก็บข้อมูลอันละเอียดอ่อนนี้ จะต้องใช้เครื่องมือในการอ่านเขียนที่ละเอียดซับซ้อนเพียงใด ซึ่งผมจะได้นำมาเฉลยในตอนนี้ครับ
ความจริงแล้วในตอนต้นซีดีถูกออกแบบมาเพื่อการอ่านอย่างเดียว ถึงได้มีชื่อว่า CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory) เพราะว่าแต่ละแผ่นนั้นก็ปั๊มมาจากโรงงาน ผู้ใช้ตามบ้านอย่างเราก็มีสิทธิ์อ่านข้อมูลออกมาเท่านั้น แต่ต่อมาก็มีซีดีแบบเขียนได้ครั้งเดียว (R-wRitable) และเขียนได้หลายครั้ง (RW-Re-wRitable)ทำให้ไดรฟ์ซีดีมีความหลายหลายไปด้วยความเร็วและความสามารถแต่หลักการพื้นฐานคงอยู่ที่การอ่านและการเขียนเท่านั้น
องค์ประกอบของไดรฟ์
ก่อนที่จะไปถึงการอ่านการเขียน คงต้องมาดูองค์ประกอบของไดรฟ์ซีดีกันก่อนนะครับ ซึ่งผมได้แกะไดรฟ์ซีดีที่บ้านออกมาเป็นวิทยาทานประกอบกับรูปมาต รฐาน จากรูปที่ 1จะเห็นว่ามีส่งประกอบสำคัญสามส่วนคือ
มอเตอร์หมุนแผ่น ซึ่งจะหมุนที่ความเร็วประมาณ 200-500 รอบต่อนาที ขึ้นอยู่กับว่ากำลังอ่านส่วนใดของแผ่น
ระบบเลเซอร์และเลนซ์ซึ่งใช้ในการอ่านเขียนแผ่น ซึ่งจะอยู่รวมกันเป็นชุดหัวอ่าน
ระบบติดตามตำแหน่ง ซึ่งจะย้ายขุดหัวอ่านเลเซอร์ไปยังตำแหน่งที่เหมาะสมของแผ่นตลอด การอ่านเขียนข้อมูล
http://www.arip.co.th/images/2548/ctm/264/h1.jpg
รูปที่1
http://www.arip.co.th/images/2548/ctm/264/h2.jpg
รูปที่ 2
การอ่านซีดี
จากรูปที่ 2จะเห็นว่าขณะที่ไดรฟ์เลื่อนผ่านไปที่หลุมบ่อต่างๆบนแผ่นซีดีการสะท้อนแสงกลับมาสู่หัวอ่านก็ต่างกันไปสัญญาณที่ได้จะถูกแปลงเป็นสัญญาณเสียงออกสู่ลำโพงต่อไปแต่หากเป็นซีดีข้อมูลดิจิตอลก็จะนำไปสู่ระบบเพื่อการประมวลผลต่อไป
หลักการพื้นฐานนี้ดูเหมือนง่าย แต่ความยากนั้นอยู่ที่การติดตามตำแหน่งของหลุ่มบ่อที่วิ่งผ่านไ ปด้วยความเร็วสูง แต่ต้องคงที่ ยิ่งห่างจากศูนย์กลางแผ่นไปเท่าไหร่จำนวรอบการหมุนของแผ่นต่อนา ทีก็ต้องลดลงเพื่อชดเชยความความเร็วเชิงเส้นที่ข้อมูลผ่านหัวอ่ านเท่าเดิม นอกจากนี้ระบบติดตามตำแหน่งของข้อมูลก็ต้องเลื่อนหัวอ่านไปทีละ น้อยตามร่องข้อมูลต่างๆ จะมีการตกร่องหรือข้ามร่องไม่ได้โดยเด็ดขาด ดังรูปที่ 3ที่แสดงการทำงานของระบบติดตามแผ่นซึ่งทำงานสัมพันธ์กับความเร็วการหมุนของมอเตอร์
http://www.arip.co.th/images/2548/ctm/264/h3-2.jpg
รูปที่3
การเขียนซีดี
ด้วยหลักการเดียวกันกับการเขียน เพียงแต่ปรับให้แสงเลเซอร์มีความเข้มขึ้นและใช้แผ่นซีดีพิเศษ ก็ทำให้เราสามารถบันทึกข้อมูลลงไปในแผ่นซีดีได้ โดยแสงเลเซอร์ที่ยิงลงไปจะทำให้วัสดุสะท้อนแสงน้อยลง เพื่อบอกถึงข้อมูลที่เป็น 0 ส่วนที่ทิ้งไว้ให้สะท้อนแสงข้อมูลจะเป็น 1 ไปเองโดยอัตโนมัติ สำหรับแสงเลเซอร์ระดับปกติในการอ่านจะไม่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลง พื้นผิวนี้
จากหลักการนี้เราคงต้องการแผ่นซีดีประเภทใหม่ ซึ่งแทนที่จะเกิดจากการ "ปั๊ม" มาจากโรงงาน กลับจะต้องมีชั้นของสารพิเศษที่จะเปลี่ยนไปได้เมื่อถูกยิงด้วยเ ลเซอร์ จากรูปที่ 4 เป็นการเปรียบเทียบระหว่างแผ่นปั๊มกับแผ่น CD-R โดยจะมีชั้นที่เรียกว่า Dye เพิ่มขึ้นมา ซึ่งชั้นนี้เองที่จะตอบสนองต่อแสงเลเซอร์ที่ยิง แล้วเกิดเป็นรูปแบบการสะท้อนแสงซึ่งให้ผลเหมือนกับความเป็นหลุม บ่อในแผ่นปั๊ม
สำหรับที่มาของคำว่า "Burn" หรือ "เผา" ซีดี ก็คงมาจากการที่แสงเลเซอร์ให้ความร้อนกับ ชั้นของ dyeเฉพาะจุดจนทำให้เกิดรูปแบบข้อมูลขึ้นมาซึ่งการ"เผา"ในที่นี้เป็นการเผาในระดับจุลภาคและเป็นคำที่พอฟังขึ้นแม้ว่าจะฟังดูโหดร้ายไปหน่อย
http://www.arip.co.th/images/2548/ctm/264/h4.jpg
รูปที่4
นอกจากนี้ยังมีซีดีอีกประเภทหนึ่งที่เขียนใหม่ได้หลายๆ ครั้ง นับเป็นอีกก้าวหนึ่งที่เหนือกว่า CD-R นั่นก็คือ CD-RW ซึ่งโครงสร้างภายในแสดงไว้ในรูปที่ 5 เราจะเห็นว่าจะมีชั้นของวัสดุที่เปลี่ยนเฟสได้เพิ่มขึ้นมา ซึ่งชั้นนี้เองที่เป็นตัวทำให้ซีดีของเราเขียนใหม่ได้อยู่เรื่อ ยๆ (จนกว่าจะพัง)
วัสดุเปลี่ยนเฟสนี้ทำมาจาก เงิน พลวง เทลลูเรียม และอินเดียม ซึ่งจะกลายเป็นของเหลวที่อุณหภูมิประมาณ 600 องศาเซลเซียส และตกผลึกกลับเป็นของเข็งที่อุณหภูมิประมาณ 200 องศาเซลเซียส ความลับของมันอยู่ที่ว่าถ้าเราให้ความร้อนอย่างรวดเร็วมันจะกลั บเป็นของแข็งโดยไม่ตกผลึก (amorphous) ในขณะที่ถ้าให้ความร้อนไประยะหนึ่งมันจะสามารถกลับมาเป็นของแข็ งที่มีความเป็นผลึกได้ (crystalline) ซึ่งจะให้สมบัติทางแสงที่ต่างกัน สำหรับการเขียน CD-RW นั้นก็ใช้หลักการเหมือนกับการเขียนซีดีทั่วไป โดยแสงเลเซอร์ที่ยิงเข้าไปจะทำให้เกิดพื้นที่ทึบแสง แต่การลบ CD-RW นั้นจะใช้แสงเลเซอร์ที่กำลังที่ต่ำกว่าการเขียน แต่สูงกว่าการอ่าน เพื่อทำให้สารกลับมาอยู่ในสภาพที่สะท้อนแสดงเช่นเดิม
อย่างไรก็ตาม CD-RWนี้ไม่สะท้อนแสงมากเหมือซีดีรูปแบบก่อนหน้าจึงทำให้ไม่สามารถอ่านได้ในเครื่องอ่านรุ่นเก่าแต่สำหรับเครื่องอ่านรุ่นใหม่จะมีระบบปรับความเข้มของแสงเลเซอร์ให้อ่านซีดีแต่ละประเภทได้อย่างถูกต้อง
http://www.arip.co.th/images/2548/ctm/264/h5.jpg
รูปที่ 5
นอกจากนี้ CD-R และ CD-RW ยังมีส่วนที่ต่างจากซีดีเพลงทั่วไปคือ ก่อนที่จะถึงตำแหน่ง 00:00 จะมี power memory area (PMA) ซึ่งจะเป็นสารบัญเก็บข้อมูลของแผ่นที่ถูกบันทึกไปเพียงบางส่วน เพื่อไว้ใช้สร้างสารบัญของแผ่นตอนสุดท้าย นอกจากนี้ยังมี power calibration area (PCA)ซึ่งเป็นบริเวณที่เครื่องเขียนซีดีทดลองปรับความเข้มของแสงเลเซอร์ที่จะเขียนให้เหมาะสม
รู้ไว้ใช่ว่า ใส่บ่าแบกหาม
คุณผู้อ่านคงทราบแล้วว่าไดรฟ์ซีดีนั้นมีหลักการทำงานอย่างไร ถ้ายามมันทำงานปกติก็คงไม่มีปัญหาอะไร แต่ถ้ามันมีข้อผิดพลาดล่ะ เราจะแก้ไขปัญหาได้อย่างไร
ปัญหาแรกสำหรับเครื่องตามบ้านก็คงจะเป็นการเอาแผ่นเข้าออก ยิ่งเครื่องเก่าไปเราก็รู้สึกว่ากว่าจะเอาแผ่นเข้าออกได้ช้าลงไ ปทุกที ไม่รู้ว่ามันช้าจริงๆ หรือว่าช้าโดยเปรียบเทียบกับเครื่องใหม่ก็ไม่รู้ แต่แล้ววันหนึ่งก็เกิดไม่สามารถเอาซีดีออกมาได้ซะเฉยๆ วิธีแก้ไขก็คือเราต้องหารูสำหรับเอาแผ่นออกฉุกเฉินดังรูปที่ 6 แล้วก็เอาเหล็กแหลมหรือปลายไขควงเล็กๆ แยงเข้าไป ถาดใส่แผ่นซีดีจะค่อยๆ เลื่อนออกมาทีละนิด จนเราดึงออกมาได้เอง ทั้งนี้เราไม่ควรเริ่มต้นดึงออกโดยตรงเพราะมันจะมีกลไกล็อกซีดี อยู่ ต้องใช้ไขขวงแยงเข้าไปเพื่อเลื่อนไกปลอดล็อกก่อนจึงจะถึงถาดซีด ีออกมาได้ เมื่อเอาออกมาได้แล้ว เราควรจะแก้ปัญหาเรื่องเอาแผ่นเข้าออกโดยถาวรไปเลยดีกว่าครับ ด้วยการเปลี่ยนสายพานสำหรับมอเตอร์ที่ขับถาดแผ่นซีดี เท่านี้ก็เรียบร้อย
ส่วนข้อผิดพลาดที่เกิดจากหัวอ่านซีดี ผมไม่ขอแนะนำให้แก้ไขเองนะครับ แต่มันก็จะมีชุดทำความสะอาดหัวอ่านซีดี ซึ่งก็สามารถเลือกใช้ได้ตามสะดวก แต่โดยปกติแล้วถ้าเราไม่เอาแผ่นที่มีสกปรกมากจริงๆ เข้าไปในไดรฟ์ซีดี หัวอ่านก็แทบจะไม่มีปัญหาเลย
สำหรับเกร็ดเล็กเกร็ดน้อยเกี่ยวกับซีดีและไดรฟ์ของมันก็คงต้องปิดฉากลงแต่เพียงเท่านี้ก่อนครับคิดว่าคุณผู้อ่านคงเอาเคล็ดลับการบำรุงรักษาและการแก้ไขปัญหาซีดีไปใช้บ้างนะครับอุปกรณ์คอมพิวเตอร์นั้นหากเราดูแลรักษามันดีๆก็จะสามารถอยู่กับเราได้จนครบอายุการใช้งานครับ
ที่มา arip.co.th
