โดยทั่วไปฝุ่นละอองนั้นมีอยู่ในธรรมชาติ เช่น เกสรดอกไม้ ละอองดินทราย และฝุ่นที่เกิดขึ้นจากกิจกรรมของมนุษย์ เช่น อุตสาหกรรม การคมนาคม การเผาในที่โล่ง และโรงไฟฟ้าพลังงานฟอลซิล ฝุ่นละอองขนาดใหญ่จะถูกกรองโดยขนจมูก แต่ฝุ่นพิษขนาดเล็ก PM2.5 นั้น สามารถเล็ดลอดผ่านขนจมูก เข้าสู่กระแสเลือดและอวัยวะส่วนต่าง ๆ ของร่างกายได้อย่างง่ายดาย

PM2.5 คืออะไร และทำไมจึงสามารถก่อมะเร็ง

ฝุ่นละอองขนาดเล็กไม่เกิน 2.5 ไมครอน คือ มลพิษฝุ่นที่มีขนาดเล็กกว่า 1 ใน 25 ส่วนของเส้นผ่าศูนย์กลางของเส้นผมมนุษย์ กล่าวคือ เล็กจนสามารถเล็ดลอดขนจมูกเข้าสู่ร่างกายได้ และมีขนาดเพียงครึ่งหนึ่งของขนาดเม็ดเลือด (5 ไมครอน) ดังนั้นฝุ่นพิษจึงสามารถเข้าสู่เส้นเลือดฝอยและกระจายไปตามอวัยวะได้ ฝุ่นมีลักษณะที่ขรุขระคล้ายสำลี ฝุ่นเป็นพาหะนำสารอื่นเข้ามาด้วย เช่น แคดเมียม ปรอท โลหะหนัก ไฮโดรคาร์บอน และสารก่อมะเร็งจำนวนมาก

ฝุ่นขนาดใหญ่จะตกลงสู่พื้นตามแรงดึงดูดของโลก แต่ฝุ่นละอองขนาดเล็กไม่เกิน10ไมครอน (PM10) และฝุ่นละอองขนาดเล็กไม่เกิน2.5ไมครอน (PM2.5) จะสามารถลอยอยู่ในชั้นบรรยากาศได้นานและปะปนกับมลพิษอื่นในอากาศ หากปะทะเข้าจมูกหรือปาก ฝุ่นละอองขนาดใหญ่กว่านี้บางส่วนถูกขับออกมาเป็นเสมหะและสามารถแพร่กระจายเข้าสู่ระบบทางเดินหายใจ ถุงลมในปอด และผ่านเข้าสู่กระแสเลือดไปยังอวัยวะต่าง ๆ เพิ่มความเสี่ยงต่อการเป็นโรคเรื้อรังและมะเร็งหากสะสมอยู่ในอวัยวะใดนาน ๆ จากการศึกษาโดย Institute for Health and Evaluation มหาวิทยาลัยวอชิงตัน พบว่ามลพิษทางอากาศเป็นปัจจัยร่วมที่เป็นสาเหตุของโรคต่างๆ เนื่องจากมีส่วนประกอบของสารเคมีหลายชนิด ทั้งที่เป็นสารระคายเคืองไปจนถึงสารก่อมะเร็ง จึงเป็นสาเหตุก่อให้เกิดโรค ได้แก่ โรคปอดอุดกั้นเรื้อรัง โรคหลอดเลือดในสมอง โรคหัวใจขาดเลือด โรคมะเร็งปอด และโรคติดเชื้อเฉียบพลันระบบหายใจส่วนล่าง ก่อให้เกิดการตายก่อนวัยอันควรในประเทศไทย ประมาณ 50,000 รายต่อปี

ฮาร์ดดิสก์ (Harddisk)เป็นอุปกรณ์ที่สำคัญของเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีหน้าที่ในการเก็บข้อมูล หลังจาก การทำงาน ไฟล์ต่างๆก็จะถูกบันทึกไว้ในฮาร์ดดิสก์ ถ้าหากฮาร์ดดิสก์มีความจุมากก็ยิ่งสามารถ บันทึก ข้อมูลลงได้มากๆอีกทั้งยังเป็นพื้นที่สำหรับติดตั้งระบบปฏิบัติการเพื่อให้สามารถเรียกให้ โปรแกรมต่างๆ บนเครื่องคอมพิวเตอร์ได้ โดยหน้าที่ของฮาร์ดดิสก์เป็นแหล่งเก็บข้อมูลสำรองของคอมพิวเตอร์ ทำหน้าที่เก็บบันทึกข้อมูลไว้ได้อย่างถาวร แม้ในสภาวะที่ไม่มีการจ่ายกระแสไฟฟ้า ข้อมูลสำคัญจะไม่ สูญหายไป แม้เวลาปิดเครื่องไปแล้วก็ตาม เมื่อเปิดเครื่องขึ้นมาใหม่ก็สามารถดึงข้อมูลที่อยู่ใน ฮาร์ดดิสก์มาใช้ได้ต่อไป ฮาร์ดดิสก์เปรียบเสมือนตู้เก็บไฟล์เอกสารของเครื่องคอมพิวเตอร์นั่นเอง

เนื่องจากฮาร์ดดิสก์ที่เราทั้งหลายรู้จักกันดีนั้นภายในบรรจุไว้ด้วยกลไกที่ซับซ้อนมาก ถ้าในโลก อิเล็กทรอนิกส์ จะมี CPU เป็นส่วนที่ซับซ้อนที่สุดในคอมพิวเตอร์ แต่ในส่วน MECHANIC ที่ซับซ้อน ที่สุดในคอมพิวเตอร์ ก็น่าจะเป็นเจ้าตัว ฮาร์ดดิสก์ นี่แหละ โดยเฉพาะจะเห็นว่ายิ่งวัน ฮาร์ดดิสก์ ยิ่งมีความจุเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ลองนึกดูเมื่อ 40 กว่าปีก่อน ฮาร์ดดิสก์ แต่ละแผ่น จะมีเส้นผ่าศูนย์กลางถึง 10 กว่านิ้ว ดังนั้นในแต่ละตู้จะมีขนาดใหญ่พอ ๆ กับตู้เย็นขนาดย่อม ทั้งนี้ความจุของทั้งตู้ที่บรรจุ แผ่น อยู่หลายแผ่น ก็ไม่กี่ MEGABYTE (MEG) เท่านั้นเอง

ตั้งแต่วันนี้ ฮาร์ดดิสก์ได้ถูกพัฒนามาเรื่อย ๆจนมีขนาดเล็กลงจนถึง ฮาร์ดดิสก์ที่ใช้กับ PC ในรุ่นแรก ๆ เมื่อ 20 ปีที่แล้ว ฮาร์ดดิสก์ 1 ตัวมีความจุเพียง 20 MEG เท่านั้นเอง เมื่อขนาดจำกัดอยู่ที่ความโต ของแผ่น เป็นขนาด 3 นิ้ว แต่ความจุจำเป็นต้องเพิ่มขึ้น จึงมีการพัฒนากลไกและแผ่นภายใน ฮาร์ดดิสก์ เองอย่างมากมายจึงเพิ่มขนาดเป็น 80 MEG, 200 MEG, 800 MEG และ 1 GB ต่อมา จนถึงปัจจุบัน เป็น 40 GB, 80 GB และมากกว่า 100 GB ซึ่งราคาก็มิได้แพงขึ้นเป็นสัดส่วนของ ความจุตรงข้ามจะมีราคาลดลงด้วย สาเหตุคงเนื่องมาจากมีจำนวนผู้ใช้เพิ่มขึ้นนั้นเอง และเนื่องจากการ เพิ่มขนาดของ ฮาร์ดดิสก์ ในราคาที่ถูกลง ประกอบกับระบบปฏิบัติการใหญ่ขึ้น หรือโปรแกรมใหม่ ๆ ต้องการพื้นที่ ฮาร์ดดิสก์ ที่ใหญ่กว่าเดิมมาก ผู้ใช้ส่วนมากจึงต้องการจะเพิ่มขนาดของ ฮาร์ดดิสก์ ในเครื่องคอมพิวเตอร์ของตัวเองขึ้น จึงทำให้เกิดการถอด ฮาร์ดดิสก์ เก่าทิ้งวันละหลายพันตัว โดยไม่สามารถจะนำ ฮาร์ดดิสก์ ที่ถอดออกมานั้นไปทำอะไรได้ ทั้งที่ขณะซื้อมาจะมีราคาเฉลี่ยตัวละ 2 – 3 พัน บาท แต่ขณะถอดออก ซึ่งส่วนมากยังมีคุณภาพเหมือนขณะที่ซื้อมาใหม่ ๆ แต่ราคาคงเหลือ เพียงการนำไปขายเป็นเศษเหล็กตัวละไม่เกิน 30 บาท จะเห็นว่ามีราคาต่างกันมาก ด้วยเหตุที่กล่าวมานี้ จึงน่าจะพิจารณานำเอา ฮาร์ดดิสก์ ตัวเก่าที่ถอดออกจากคอมพิวเตอร์ ซึ่งจะย้ำอีกทีว่ายังมีคุณสมบัติ ใกล้เคียงกับตอนที่ซื้อมาแต่มีความจุน้อยกว่าความต้องการปัจจุบัน และไม่ถูกใจเจ้าของอีกต่อไปแล้ว นำมาคิดดัดแปลงเป็นของเล่นของใช้ตามแต่จินตนาการของผู้สร้างและความสามารถของชิ้นส่วน อุปกรณ์ภายใน ฮาร์ดดิสก์ ตัวนั้น ๆ

เนื่องจากถ้าพิจารณาชิ้นส่วนหลักใน ฮาร์ดดิสก์ แต่ละตัวจะประกอบด้วย 4-5 ส่วนใหญ่ ๆ ส่วนแรกคือ แผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ส่วนที่สองคือ แผ่น ฮาร์ดดิสก์ ซึ่งอาจมีแผ่นเดียวหรือมากกว่าส่วนต่อไปคือ มอเตอร์สำหรับหมุนแผ่น ฮาร์ดดิสก์ ส่วนที่สี่คือ หัวอ่านหรือแขนอ่าน และส่วนสุดท้ายคือ แม่เหล็กถาวร ความแรงสูง จากทั้ง 5 ส่วนที่กล่าวมา 2 ส่วนสุดท้าย ซึ่งประกอบด้วย แขนอ่านและแม่เหล็กนั้น ดูจะ สามารถนำไปทำอะไรต่อมิอะไรได้หลายอย่าง เนื่องจากถ้าพิจารณาในเรื่องไฟฟ้าแล้วจะพบว่า สามารถเป็นได้ทั้ง SOLENOID หรือ ACTUATOR คือเมื่อใส่ไฟเข้าไปยังขดลวดของหัวอ่านจะเกิด สนามแม่เหล็ก ส่งแรงไปดูดหรือผลักกับสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวรทำให้แขนดังกล่าวเคลื่อนที่ ไปมาได้ตามความแรงของกระแสไฟฟ้าที่ป้อนเข้าไปยังขดลวดจึงสามารถนำไปเป็นกลไกที่บังคับด้วย ไฟฟ้ากับงานต่าง ๆ ได้หลายชนิด อีกลักษณะหนึ่งคือ การทำงานเป็น SENSOR หรือ PICK UP COIL เนื่องจากหลักการที่ว่าเมื่อขดลวดเคลื่อนที่อยู่ภายในสนามแม่เหล็ก จะเกิดกระแสไฟฟ้าขึ้นใน  ขดลวดดังกล่าวตามหลักการกำเนิดไฟฟ้าซึ่งไมเคิลฟาราเดย์ได้ค้นพบเป็นคนแรกเมื่อ 175 ปีมาแล้ว จึงสามารถดัดแปลงไปเป็นอุปกรณ์ตรวจจับ การเคลื่อนที่ได้ เช่น เครื่องกำเนิดไฟฟ้า เครื่องมือวัดความ สั่นสะเทือน หัวอ่านจานเสียงและงานอื่น ๆ ที่มีลักษณะคล้ายคลึงกัน โดยเฉพาะแม่เหล็กถาวรที่ติดมากับแขนฮาด์ดิสก์ นั้น มีขนาดที่เหมาะสมและติดตั้งอยู่ใกล้ขดลวดมาก ประกอบกับแม่เหล็กเป็นแม่เหล็กที่มีความแรงของสนามแม่เหล็กสูงเนื่องจากทำจากโลหะชนิดพิเศษ คือ NEODEMIUM จึงทำให้ประสิทธิภาพของการทำงานดีกว่าอุปกรณ์ทั่ว ๆ ไป

ฮาร์ดดิสก์เหล่านี้ถูกถอดออกจากคอมพิวเตอร์เฉพาะในประเทศไทยวันละหลายพันตัว จึงเป็นการไม่ ยากที่ตามโรงเรียนจะขอบริจาคจากนักเรียน หรือผู้ปกครอง เนื่องจากมิได้มีราคาค่างวดมากมายนัก เมื่อถอดออกจากเครื่องคอมพิวเตอร์แล้ว

เครื่องตี การทำงาน เริ่มจากคุณสมบัติของแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากการจ่ายกระแสไฟฟ้าเข้าไป ยังขดลวด จะเกิดสนามแม่เหล็กรอบขดลวด สนามแม่เหล็กดังกล่าวจะเกิด แรงต้านกับสนามแม่เหล็ก ถาวร ทำให้แขนอ่าน เคลื่อนที่ในลักษณะก้มลง ดังนั้นเมื่อต่อกับก้านเคาะ เพื่อให้เคาะลงบนเครื่อง ดนตรีประเภทเครื่องตี เช่น ระนาด ตะเลง Xylophone กลอง ฉิ่ง ฆ้องวง โปงลาง และอื่นๆ

เครื่องดีด ใช้วิธีคล้ายกับเครื่องดนตรีชนิดอื่นๆ ต่างกันเพียงใช้แรงจากการเคลื่อนที่ของแขนอ่าน มาดีดสาย ของเครื่องสายชนิดนั้นๆแทน ซึ่งสามารถใช้ได้กับ กีตาร์ พิณ ซึงรวมทั้งเครื่องสายชนิด อื่นๆ ที่เกิดเสียงจากการดีด

เครื่องเป่า เช่น แคน ออแกน หรือ Harmonium สามารถเล่นได้ โดยใช้หลักการคลายกับเครื่อง ดนตรีชนิดที่ใช้ตี กล่าวคือใช้แรงแม่เหล็กไฟฟ้าเคลื่อนที่แขนอ่าน ให้หมุน แต่แทนที่จะใช้แรงไปเคาะ เปลี่ยนเป็นใช้แรงดังกล่าว ไปปิด หรือเปิดช่องลมของเครื่องดนตรีแต่ละชนิด หรือใช้ แขนอ่าน แทนนิ้วมือนั่นเอง

ดนตรีประเภทเครื่องสี เช่น ซอ ชนิดต่างๆ หรือแม้แต่ไวโอลิน สามารถใช้ แขนฮาร์ดดิสก์ แทน นิ้วมือ เพื่อกำหนดให้เป็นเสียงต่างๆ ซึ่งสามารถเลือกได้ทั้ง เสียงแท้ โด เร มี หรือเสียงกลาง เช่น แฟลต หรือ ชาร์ฟ ขึ้นอยู่กับการเลือกตำแหน่งวางแขนฮาร์ดดิสก์ บนสายซอดังกล่าว ส่วนการชัก คันซอ จำเป็นต้องใช้วิธีการอื่นเช่น มอเตอร์ หมุนเพลาลูกเบี้ยว หรือมอเตอร์ ให้หมุนกลับทางไปมา หรืออาจใช้กระบอกสูบ นิวเมติกส์ขนาดเล็ก เคลื่อนที่ไปมา สำหรับซอ ด้วงหรือซออู้ การสลับสายนอก และสายในสามารถใช้แขนฮาร์ดดิสก์ อีกชิ้นหนึ่งที่มีแรงมากกว่า เป็นตัวโยกคันซอ ให้เป็นสายที่หนึ่ง หรือสายที่สอง จะเห็นว่าการสร้างดนตรีประเภทสี มีความสลับซับซ้อนกว่า การควบคุมก็เช่นเดียวกัน จะต้องควบคุมให้ จังหวะการสีของคันชัก สัมพันธ์กับการกอสายในตำแหน่งต่างๆ เพื่อเกิดเป็นเสียง และในจังหวะเดียวกันต้องคอยสลับสายนอกหรือสายในไปพร้อมๆกัน

ส่วนสัญญานไฟฟ้าสำหรับควบคุมจังหวะ อาจต่อจากสวิชไฟฟ้าโดย ใช้ไฟ จากถ่านไฟฉาย ขนาด 6 – 9 โวล์ท หรือ สัญญานจากคอมพิวเตอร์ ซึ่งอาจต้องใช้ความรู้ทางด้าน ฮาร์ดแวร์ และดนตรีเพิ่มขึ้น เช่นตามตัวอย่างที่สร้างขึ้นนี้ ใช้ File ชนิด Midi ที่ อยู่ในแผ่น Karaoke โดยใช้วงจรแยกสัญญาน ตัวโน๊ตของแต่ละเครื่องดนตรีส่งไปยังแขนอ่านแต่ละแขน ของเครื่องดนตรีแต่ละชนิด

การทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดมือหมุน นำแขนอ่านที่ถอดจาก ฮาร์ดดิสก์ นำมาจัดเรียงตาม แนววงกลม บนแผ่นใส ต่อปลายทั้งสอง ของขดลวด กับ LED ติดแม่เหล็กถาวร ในแนวที่วงกลมหมุน ผ่านให้ใกล้กับขดลวด ที่สุด เมื่อขดลวด กับแผ่นใส เคลื่อนที่ผ่านแม่เหล็ก LED จะติดขึ้น ต่อสายพาน ระหว่างมือหมุน กับแผ่นวงกลม ติดตั้งแขนฮาร์ดดิสก์ซึ่งประกอบด้วยขดลวดติดตั้งอยู่ภายในจำนวน ๘ ตัวบน ฐานด้านล่างต่อปลายของขดลวดสองปลายเข้ากับหลอด LED ทั้งสองขา ครบทั้ง ๘ ตัว แผ่นใส ด้านบนติดตั้งแม่เหล็กถาวร 2 ชุด โดยหันด้านแม่เหล็กลงด้านเดียวกับขดลวด และให้มีระยะ ห่างระหว่างแม่เหล็กกับขดลวดน้อยที่สุด ขณะที่แผ่นใส ซึ่งติดตั้งแม่เหล็กถาวรหมุนแม่เหล็กจะเคลื่อนที่ ผ่านขดลวด เกิดกระแสไฟฟ้าขึ้นในขดลวดมีแรงเครื่องประมาณ ๒ โวลต์ ซึ่งสามารถจุดให้ LED ติดได้ ขดลวดดังกล่าวต่ออยู่กับ LED ขดละดวง LED จะสว่างขึ้นตามความเร็วของการหมุน ยิ่งหมุน เร็วขึ้นหลอด LED จะสว่างมากขึ้น ซึ่งเป็นการแสดงการกำเนิดไฟฟ้าอย่างง่าย ๆ นั้นเอง

เราทราบอยู่แล้วว่าเมื่อมีกระแสไหลเข้าไปยังขดลวดที่ติดอยู่ตรงโคนของแขนอ่านจะเกิดสนามแม่เหล็ก ขึ้นรอบขดลวดและเนื่องจากขดลวดติดอยู่ตรงกลางระหว่างแม่เหล็กสองชิ้น จึงทำให้สนามแม่เหล็กที่ เกิดจากขดลวดผลักหรือดูดกับสนามแม่เหล็กถาวร ส่งผลให้แขนอ่านขยับขึ้นลงได้ตามทิศทางของ กระแสไฟฟ้าที่จ่ายให้กับขดลวด

จากการทำงานของแขนฮาร์ดดิสก์ที่สามารถขยับขึ้นลงได้จากการป้อนกระแสไฟฟ้าเข้าไปนี้เราจึง สามารถใช้แรงที่เกิดขึ้นนี้ กำหนดให้ท่ออ่อนขนาดเล็กพับเพื่อกั้นแรงดันน้ำไม่ให้ไหลผ่านโดยทำงาน ร่วมกับสปริงขนาดเล็ก และหากต้องการให้น้ำไหลผ่านได้จะทำโดยป้อนกระแสไฟฟ้าเข้าไปยังขดลวด เพื่อทำให้ท่อที่พับอยู่คลายตัว น้ำก็จะไหลผ่านได้ ท่อที่สามารถใช้ได้กับโครงงานนี้จะเป็นท่อชนิด Silicone สีน้ำตาลมีความอ่อนสามารถพับงอได้โดยใช้แรงเพียงเล็กน้อย มีขนาดประมาณ ¼ นิ้ว ซึ่งอาจจะเป็นเพียงท่อขนาดเล็กเนื่องจากแรงที่ได้จากแขนอ่านฮาร์ดดิสก์มีแรงเพียงเล็กน้อย แต่ก็ สามารถจะใช้งานแทน Solenoid ขนาดเล็กได้เป็นอย่างดีรวมทั้งการตอบสนองได้น้อยกว่าครึ่งวินาที ดังนั้นจึงสามารถใช้วาล์วขนาดเล็กนี้เพื่อเป็นประตูเปิดปิดน้ำสำหรับน้ำพุ ซึ่งควบคุมด้วยสัญญาณ Digital ได้อย่างเหมาะสม แม้ว่าน้ำพุที่สร้างขึ้นอาจมีขนาดไม่ใหญ่นักแต่สามารถทำความสูงได้ ประมาณ 60 เซนติเมตร

น้ำพุที่สร้างขึ้นมีขนาด 32 ช่อง โดยใช้ชุดเปิดปิดน้ำ 32 ชุด ต่อท่อน้ำเข้ารวมกันจากปั้มน้ำขนาดเล็ก (ประมาณ 100 วัตต์) ส่วนทางออกต่อกับท่ออ่อน ไปยังหัวน้ำพุขนาด 1.5 ม.ม. ซึ่งเรียงกันอยู่เป็น วงกลม แต่ละหัวห่างกันประมาณ 8 ซ.ม. ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางวงกลม 75 ซ.ม.

เมื่อปั้มน้ำทำงาน จะส่งแรงดันน้ำเข้าไปยังท่อร่วมแต่จะไม่มีน้ำออกทางหัวน้ำพุ เนืองจากได้รับแรง จากสปริงขนาดเล็ก ดึงอยู่ทุกชุด จนกว่าจะมีสัญญาณไฟฟ้าขนาด 5 โวลท์จ่ายให้กับ Solenoid ชุดใดน้ำก็จะไหลผ่านหัวน้ำพุชุดนั้น ต่อจากนี้จะเป็นส่วนของสัญญาณที่จะนำมาป้อนให้กับ Solenoid แต่ละชุดทำงาน เช่น จากสัญญาณเสียง หรือสัญญาณจากคอมพิวเตอร์

สำหรับโครงงานนี้ ใช้สัญญาณจากดนตรีที่เป็น MIDI File ต่อจากคอมพิวเตอร์มายัง วงจรถอดรหัส ในส่วนนี้จะใช้ Microcontroller เพื่ออ่าน สัญญาณ MIDI ที่ส่งออกมาจากคอมพิวเตอร์ ชุดละ 3 Byte ซึ่งประกอบด้วย 4 บิทหลังของไบท์ สถานะ บอกช่องของอุปกรณ์ (จำนวน 16 ช่อง)ไบท์ที่ 1 ใช้ 7 บิทท้ายกำหนดตัวโน๊ตจำนวน 128 ตัว ส่วนไบท์ที่สองหรือไบท์สุดท้ายไม่ใช้งาน (สำหรับผู้ที่ไม่มีความคุ้นเคยกับสัญญาณ MIDI มาก่อน อาจต้องเริ่มทำความเข้าใจในส่วนนี้มาก่อน)

เมื่อแปรตัวโน๊ตของเสียงดนตรีของตัวโน๊ตแต่ละตัวได้แล้ว ก็สามารถขยายสัญญาณเพื่อมาควบคุม Solenoid ให้เปิดน้ำในช่องนั้นๆได้ตรงกับเสียงตัวโน๊ตแต่ละตัว สำหรับ Program สำหรับใช้ Play สัญญาณ MIDI สามารถใช้ Program จำพวก Composer เช่น Cakewalk ได้เพราะสามารถ ตรวจสอบการทำงานของน้ำพุกับสัญญาณที่ปรากฎหน้าจอ