Як працює лазерна мишка. З точки зору оптичних мишей ...

Привіт, шановні читачі блогу сайт. Комп'ютерних мишей або мишок, по різному їх називають, існує величезна кількість. За функціональним призначенням їх можна розділити на класи: одні - призначені для ігор, інші - для звичайної роботи, треті - для малювання в графічних редакторах. У цій статті я постараюся розповісти про види і пристрої комп'ютерних мишей.

Але для початку, пропоную перенестися на кілька десятиліть назад, якраз в той час, коли і придумали це складний пристрій. Перша комп'ютерна миша з'явилася ще в 1968 році, і придумав її американський учений на ім'я Дуглас Енгельбарт. Мишку розробляло американське агентство космічних досліджень (NASA), яке і дало патент на винахід Дугласу, але в один момент втратила до розробки будь-яких інтерес. Чому - читайте далі.

Перша в світі мишка представляла собою важку дерев'яну коробочку з проводом, яка крім своєї ваги була ще і вкрай незручною у використанні. Зі зрозумілих причин її вирішили назвати "mouse", а трохи пізніше штучно придумали розшифровку цієї як би абревіатури. Ага, тепер mouse, це не що інше, як "Manually Operated User Signal Encoder", тобто пристрій, за допомогою якого користувач може вручну кодувати сигнал.

Всі без винятку комп'ютерні миші мають в своєму складі ряд компонентів: корпус, друкована плата з контактами, микрики (кнопки), колесо (-а) прокрутки - всі вони в тому або іншому вигляді присутні в будь-якій сучасній мишці. Але вас напевно мучить питання - що ж тоді відрізняє їх один від одного (крім того, що є ігрові, що не ігрові, офісні і т.д.), для чого придумали стільки різних видів, ось подивіться самі:

1. механічні
2. Оптичні
3. лазерні
4. Трекбол-миші
5. індукційні
6. гіроскопічні

Справа в тому, що кожен з перерахованих вище видів комп'ютерних мишей з'явився в різний час і використовує різні закони фізики. Відповідно, у кожного з них є свої недоліки і переваги, про які неодмінно буде сказано далі по тексту. Треба відзначити, що найбільш детально будуть розглянуті тільки перші три види, інші - не так детально, з огляду на те, що вони менш популярні.

Механічні миші - традиційні кулькові моделі, щодо великого розміру, що вимагають постійної чистки кульки для ефективної роботи. Бруд і дрібні частинки можуть виявитися між обертовим кулькою і корпусом, і необхідно буде проводити чистку. Без килимка вона ніяк не працюватиме. Років 15 тому була єдиною в світі. Буду писати про неї в минулому часі, бо вже раритет.

Знизу у механічної мишки знаходилося отвір, яке прикривало поворотний пластикове кільце. Під ним знаходився важкий кульку. Цей кулька виготовляли з металу і покривали гумою. Під кулькою знаходилися два пластмасових валика і ролик, який і притискав кульку до валиків. При пересуванні мишки кулька обертав валик. Вгору або вниз - обертався один валик, вправо або вліво - інший. Оскільки в таких моделях сила тяжіння грала вирішальне значення, в невагомості такий пристрій не працював, тому NASA відмовилося від неї.

Якщо рух було складне, оберталися обидва валика. На кінці кожного пластмасового валика встановлювалася крильчатка, як на млині, тільки в багато разів менше. З одного боку крильчатки знаходилося джерело світла (світлодіод), з іншого - фотоелемент. При русі мишею крильчатка крутилася, фотоелемент зчитував кількість імпульсів світла, які потрапили на нього, а потім передавав цю інформацію в комп'ютер.

Оскільки лопатей на патрубку було багато, рух покажчика на екрані сприймалося як плавне. Оптико-механічні миші (вони ж - просто "механічні") страждали великим незручністю, справа в тому, що періодично їх потрібно було розбирати і чистити. Кулька в процесі роботи натаскував всередину корпусу всяке сміття, нерідко гумова поверхня кульки настільки загрязнялась, що валики переміщення просто прослизали і миша глючила.

З цієї ж причини такої мишці просто необхідний був килимок для коректної роботи, інакше б кулька прослизав і швидше забруднюється.

Оптичні та лазерні миші

В оптичних мишок розбирати і чистити нічого не потрібно, Так як в них немає обертового кульки, вони працюють за іншим принципом. У оптичної мишки використовується світлодіод-сенсор. Така миша працює як маленька фотокамера, яка сканує поверхню столу і "фотографує" її, таких фотографій камера встигає зробити близько тисячі за секунду, а деякі моделі і більше.

Дані цих знімків обробляє спеціальний мікропроцесор на самій мишці і відправляє сигнал на комп'ютер. Переваги на обличчя - такий миші не потрібен килимок, вона легка за вагою і може сканувати майже будь-яку поверхню. Майже? Так, все крім скла і дзеркальної поверхні, а так само оксамиту (оксамит дуже сильно поглинає світло).

Лазерна миша дуже схожа на оптичну, але принцип роботи її відрізняється тим, що замість світлодіода використовується лазер. Це більш вдосконалена модель оптичної миші, їй потрібно набагато менше енергії для роботи, точність зчитування даних з робочої поверхні у неї набагато вище, ніж у оптичної миші. Ось вона то може працювати навіть на скляній і дзеркальної поверхнях.

Фактично, лазерна миша являє собою різновид оптичної, оскільки в обох випадках використовується світлодіод, просто в другому випадку він випромінює невидимий оку спектр.

Отже, принцип роботи оптичної миші відрізняється від роботи кульковою. .

Процес починається з лазерного або оптичного (у випадку з оптичною мишею) діода. Діод випромінює невидиме світло, лінза фокусує його в точку, рівну по товщині людського волосся, промінь відбивається від поверхні, потім сенсор ловить цей світ. Сенсор настільки точний, що може вловлювати навіть дрібні нерівності поверхні.

Секрет в тому, що саме нерівностідозволяють мишці помічати навіть найменші рухи. Знімки, отримані камерою порівнюються, мікропроцесор порівнює кожний наступний знімок з попереднім. Якщо мишка зрушила, між знімками буде відзначена різниця.

Аналізуючи ці відмінності миша визначає напрямок і швидкість будь-якого пересування. Якщо різниця між знімками значна, курсор переміщується швидко. Але навіть в нерухомому стані миша продовжує робити знімки.

Трекбол-миші

Трекбол миша - пристрій, в якому використовується опуклий кулька - "Trackball". Пристрій трекболу дуже схоже з пристроєм механічної миші, тільки куля в ній знаходиться зверху або збоку. Куля можна обертати, а сам пристрій залишається на місці. Куля змушує обертатися пару валиків. У нових трекболи використовуються оптичні датчики переміщення.

Пристрій під назвою "Трекбол" може знадобитися далеко не всім, в добавок його вартість не можна назвати низькою, здається, мінімум починається від 1400 руб.

індукційні миші

В індукційних моделях використовується спеціальний килимок, який працює за принципом графічного планшета. Індукційні миші мають хорошу точність і їх не потрібно правильно орієнтувати. Індукційна миша може бути бездротової або мати індуктивний харчування, в останньому випадку їй не буде потрібно акумулятор, як звичайної бездротової мишки.

Поняття не маю, кому можуть знадобитися такі пристрої, які дорого коштують і які складно знайти у вільному продажу. Та й навіщо, може хто знає? Може бути є якісь переваги в порівнянні зі звичайними "гризунами"?

При покупці комп'ютера багато користувачів приділяють увагу лише вибору основних і найбільш дорогих комплектуючих - процесора, материнської плати, відеокарти і т.д.

Що стосується вибору периферійних пристроїв (, миша), то тут не врахували упускаються багато характеристик. Найчастіше користувач бере те, що знаходиться в комплекті з системним блоком, а потім дивується, чому мишка швидко виходить з ладу (або її просто незручно тримати в руці).

У цій статті ми розглянемо основні характеристики комп'ютерної миші, які слід враховувати при покупці.

1 Розмір і форма

Велика частина всіх комп'ютерних операцій виконується за допомогою миші. Отже, користувач завжди тримає миша в руці і рухає її по столу або по килимку. Це пояснює необхідність вибору саме того пристрою, який за своєю формою і розмірами ідеально підійде під форму і розмір долоні. В іншому випадку тримати мишку буде не дуже зручно, Ви будете швидше втомлюватися і отримувати менше задоволення від роботи.

Я навіть знаю людей, у яких настільки боліла рука при тривалій роботі з незручною мишкою, що вони на час мимоволі ставали лівшами. Коли руку починало, що називається, ломити, мишка переміщалася наліво, в ліву руку, кнопки мишки перебудовувалися для лівої руки, і таким чином вдавалося заспокоїти праву руку. Це дуже незручно, якщо не бути справжнім лівшею, і робота на комп'ютері істотно сповільнюється.

Тому перед покупкою обов'язково потримаєте мишку в руці і прикиньте, наскільки зручно з нею працювати, наскільки її зручно тримати в руці (в правій руці для правшів і в лівій руці для лівшів).

2 Тип (вид) комп'ютерної миші

За своїм типом мишки діляться на

• механічні,
• оптичні та
• дистанційні.

Залежно від типу давайте подивимося, як виглядає комп'ютерна миша.

У механічних маніпуляторів використовується спеціальний кулька, що обертається під час руху пристрою по плоскій поверхні.

Мал. 1 Механічна мишка

В оптичних маніпуляторів миша використовується оптичний покажчик, який зчитує зміни положення мишки щодо площини, по якій переміщається мишка.

Мал. 2 Оптична миша комп'ютерна usb-підключення

Дистанційні мишки працюють за тим же принципом, що і оптичні, але при цьому вони не мають провідного з'єднання з комп'ютером.

Мал. 3 Дистанційна мишка

У дистанційних мишок сигнал від маніпулятора передається без проводів дистанційно, а самі мишки при цьому працюють від батарейки або від акумулятора.

Механічні мишки на даний момент є морально застарілими. Їх практично ніхто не використовує через відносно низьку чутливість і частих поломок. У них швидко накопичується пил і бруд, які заважають нормальній роботі обертового кульки і зчитувальних датчиків. Купувати такі маніпулятори не має сенсу, навіть якщо вони будуть привабливими за ціною.

Оптичні миші є найпоширенішими (з огляду на зручності роботи, надійності і довговічності).

Дистанційні миші теж використовуються досить часто, але мають ряд недоліків. Наприклад,

• можливі проблеми з чутливістю (в тому числі через відсутність проводів),
• необхідність періодичної заміни батарейок,
• контроль заряду акумуляторів, якщо вони використовуються.

Проте, подібні дистанційні мишки можуть бути корисні тим, хто працює на видаленні від комп'ютера. Наприклад, в разі використання комп'ютера в якості телевізора перемикати телевізійні канали зручніше дистанційно, перебуваючи на відстані, сидячи, що називається, на дивані, для чого дистанційна мишка може бути ой як корисна!

Дистанційні мишки також зручні тим, хто робить презентації за допомогою комп'ютера, але при цьому не має можливості працювати з професійним обладнанням. Тоді комп'ютер (частіше навіть не комп'ютер, а ноутбук) використовується як екран для демонстрації, а дистанційна мишка дозволяє на відстані (наприклад, стоячи під час виступу) перемикати слайди презентації.

3 Роз'єм для підключення

Будь-які мишки, навіть дистанційні, повинні підключатися до комп'ютера через порти. Провідні мишки мають на кінці дроту відповідний роз'єм. Бездротові мишки мають спеціальний пристрій на зразок маленької флешки, яке теж підключається до порту ПК, і служить приймачем сигналів від дистанційного маніпулятора миша.

Мал. 4 Порти PC / 2

Підключатися до комп'ютера мишка може

• до порту PC / 2 (рис. 4 - круглий порт),
• а також до USB-порту (рис. 2).

При цьому USB-мишки стрімко витісняють з ринку мишки з PC / 2-кабелем. Причин для цього декілька:

• по-перше, більш якісне з'єднання;
• по-друге, поширеність USB-роз'ємів практично на всіх сучасних ПК.

Буває і таке, що на комп'ютері не так вже й багато USB-портів, і їх може не вистачати для підключення мишки. Рідко, але подібне може трапитися. Тоді на допомогу приходять - це пристрої, які дозволяють з одного порту USB робити 2, 4 і більше портів USB. Це здорожує покупку мишки, так як до неї на додачу доводиться купувати перехідник, але дозволяє вирішити проблему нестачі портів. На щастя, брак USB - це надзвичайно рідкісна ситуація, в звичайних ПК (якщо це не «екзотика») портів USB завжди вистачає для підключення маніпулятора миша.

Для тих, хто не хоче розлучатися зі звичною і стала «рідний» мишкою з роз'ємом PS-2 при переході на ПК, де вже немає портів PS-2, промисловість (на жаль, не зовсім рідна, а скоріше китайська!) Пропонує перехідники PS -2 - USB. Знову ж це рідкісне явище, простіше поміняти мишку на USB, ніж шукати, купувати, оплачувати перехідник. Однак для бажаючих можна запропонувати і такий дещо екзотичний варіант підключення мишки до комп'ютера.

4 Чутливість

Даний показник вимірюється в dpi (число точок на дюйм). Чим вище чутливість комп'ютерної мишки, тим з більшою точністю можна переміщати курсор мишки по робочому простору (по екрану) монітора.

Пояснимо. Йдеться про те, з якою точністю можна рукою встановити курсор мишки в тій чи іншій точці екрану. Чим вище чутливість, тобто, чим більше точок на один дюйм, тим точніше можна встановити курсор мишки в потрібній точці екрану.

Нагадаю, що дюйм - це 2,54 см. І ми користуємося цією системою вимірювання довжини тому, що не є прабатьками комп'ютерної техніки, а тому використовуємо чужу систему мір і ваг.

Висока чутливість, насправді, не їсти тільки благо. Висока чутливість, навпаки, може бути причиною проблем, труднощів роботи з мишкою. Висока чутливість важлива тим, хто працює з комп'ютерною графікою високого дозволу, для комп'ютерних дизайнерів, для конструкторів і тому подібних професій, що вимагають малювання або креслення із застосуванням ПК. Висока чутливість може бути корисна «ігроманам», любителям комп'ютерних ігор, де важлива точність попадання в певні поля на екрані монітора.

В іншому звичайні користувачі ПК можуть обходитися маніпуляторами миша з відносно невисокою точністю. Навіщо висока точність, якщо займатися, наприклад, тільки редагуванням текстів? Можна легко потрапити мишкою на потрібний рядок, на потрібний символ тексту, що називається, "не прицілюючись» і не промахнешся!

Чутливість багатьох механічних мишей коливається в діапазоні 400-500 dpi. Однак, як вже зазначалося раніше, цей тип маніпуляторів залишився вже в минулому. В оптичних моделях значення dpi може досягати 800-1000.

Вартість конкретної моделі мишки безпосередньо залежить від чутливості. Купуючи мишку з високою чутливістю, користувач ПК додатково оплачує цю можливість. Це ще один аргумент на користь вибору не дуже високочутливих мишок. Навіщо переплачувати, якщо висока чутливість не потрібна в звичайній роботі на ПК ?!

5 Число кнопок

Стандартна мишка має тільки трьома органами управління - правої і лівої кнопкою, а також коліщатком. Коліщатко мишки є не тільки став уже звичним засобом прокрутки, а й служить третьої кнопкою мишки. На коліщатко можна натискати як на кнопку, клацати ім. Це дозволяє, наприклад, відкривати вікна в браузері в новій вкладці (див.).

Робота з кнопками і з коліщатком мишки повинна бути приємною і зручною, інакше така мишка може викликати роздратування у користувача ПК. Наприклад, кнопки (як права, так і ліва) можуть бути занадто тугими, у скрутному становищі при досить великому зусиллі. Це не всім зручно, а при тривалій роботі можна просто втомитися натискати на кнопки, що іноді призводить до хворобливих і неприємних відчуттів.

Кнопки мишки можуть знаходитесь у скрутному становищі тихо, майже безшумно, а можуть голосно «клацати». Це теж, що називається, на любителя, кому-то подобається голосніше, з клацанням, а хтось віддає перевагу тиші.

Кнопки можуть знаходитесь у скрутному становищі без люфту, без вільного ходу, а в деяких випадках люфт може бути настільки великим, що з'являється відчуття, що кнопка як би сама трохи ворушиться, погойдується. Кнопки з люфтом можуть дратувати, з іншого боку, вони можуть комусь подобатися. Як то кажуть, на любителя. Це треба пробувати своєю рукою, і вибирати.

Також і коліщатко мишки. Воно може легко крутитися, а може «пригальмовувати» і вимагати додаткових зусиль. Тут теж - кому як подобається.

Натискання на коліщатко може бути легким, а може зажадати деяку тренування вказівного пальця. Особливо дратує, якщо натискання на коліщатко відбувається без клацання, коли не дуже вдається відчути, відбулося все-таки натискання чи ні. В цьому випадку натискання і прокручування коліщатка стає схоже на рулетці, то чи пан, чи то пропав! Не дуже-то зручно, така мишка - скоріше для любителів гострих відчуттів.

Звичайному недосвідченому користувачу ПК краще мати мишку, де все просто і зрозуміло:

• ось вони, кліки лівої і правої кнопкою мишки,
• ось воно, прокручування коліщатка вгору і вниз (увага, іноді коліщатко добре крутиться тільки в одну сторону вгору або вниз, а в іншу - заїдає, і це теж треба перевіряти при покупці!).
• І ось вони, чіткі і зрозумілі кліки коліщатком, тобто, кліки третьої кнопкою мишки.

Все просто, надійно, практично.

Для звичайних трьохкнопкова мишок, як правило, ніякі додаткові драйвери не потрібні, вони вже є в складі операційних систем ПК.

Мал. 5 Мишка, де багато кнопок

У більш дорогих і просунутих моделях може бути 4, 5, 6 і більше кнопок. При установці драйверів таких мишок можна «навісити» на кожну кнопку певну дію (або відразу послідовність дій). Це може бути дуже зручно при роботі в якихось спеціальних додатках або в комп'ютерних іграх. В іншому ці зайві кнопки не потрібні, краще за них не переплачувати виробникам, і обмежуватися стандартними маніпуляторами, Двокнопочне пахвами з коліщатком (воно ж - третя кнопка).

6 Інші характеристики

Це можуть бути, наприклад, матеріал корпусу, матеріал кнопок, фірма-виробник і т.д. Тут слід вибирати, орієнтуючись тільки на власні уподобання. Хтось непогано працює зі звичайними пластмасовими пахвами. Хтось вважає за краще мишки з металу. Комусь подобаються звичайні кнопки, а хтось хоче кнопки з виїмками по формі пальців для зручного розташування руки.

Комусь подобаються мишки будь-якого кольору, а хтось віддає перевагу тільки білий колір, тільки чорний колір, жовтий, рожевий, зелений, та хіба мало ще які бувають кольору!

Особисто мені, наприклад, подобаються мишки, які працюють на будь-яких поверхнях: на столі, на килимку для мишки, на скатертини, на клейонці, на тканини.

А є мишки, які, хоч убийся, не працюватимуть на світлому столі, наприклад, або на клейонці, або на склі, поки під них не покласти килимок для мишки або хоча б звичайний аркуш паперу. І це теж важлива характеристика мишки, яку ми віднесемо до розряду «інших характеристик».

Ще одна «інша характеристика» - це наскільки швидко мишка збирає на себе пил і бруд зі столу, і наскільки легко вона від цього пилу і бруду очищається. На жаль, ідеальних робочих місць не буває. Що не роби, а пил і бруд мають звичай з'являтися знову і знову, і вони осідають на нижній поверхні будь-, хоч найдешевшої, хоч найдорожчою мишки. І тут важливо, наскільки швидко мишка від цього стає непрацездатною, і як легко її від усього цього можна очистити. А забруднена миша може, наприклад, втратити свою чутливість, або почати працювати «ривками», що ускладнює потрапляння курсора мишки в певні точки екрана.

Мал. 6 Мишка Apple з сенсорним управлінням

Для деяких користувачів ПК важливою «іншою характеристикою» може бути найменування фірми виробника. Наприклад, маючи «просунутий» ноутбук від Apple, можна захотіти мишку цього ж виробника з сенсорним управлінням, коли просто водиш пальцем, механіки немає, нічого не крутиться, а рух пальця вловлюється. За володіння цим маніпулятором доведеться заплатити зайві гроші.

А можна просто сподіватися, що більш-менш відома інша фірма не буде продавати «погані» мишки, які можуть швидко виходити з ладу. І тоді може виникнути бажання купити мишку від таких виробників, як, наприклад, Logitech, Microsoft, A4 Tech.

Тут, чесно кажучи, як пощастить. Непоказна мишка а-ля «made in China», що називається, «noname» (тобто без імені, без явного виробника, без відомого виробника) може прослужити вірою і правдою стільки, що забудеш, коли, де і за якою ціною її купували . А може фірмова мишка відмовити досить швидко. Хоча все-таки, в середньому, мишки відомих виробників служать довше, і працюють якісніше своїх китайських (і не тільки) конкурентів.

Так що, як бачимо, мишки не такі вже прості пристрої. У них багато параметрів, за якими вони можуть відрізнятися один від одного. Вибір мишки - важливий момент при виборі ПК. Оскільки працювати доведеться саме мишкою, якщо вже ми стали користувачами (і в деякій мірі навіть заручниками) сучасної «віконної технології» подання інформації на екрані монітора і її обробки сучасними засобами, які нам надають персональні комп'ютери.

Опитування

По цій темі можна додати:

Один з незамінних компонентів будь-якої сучасної обчислювальної системи - це комп'ютерна миша. Даний «гризун» давно став частиною не тільки персоналок, але і ноутбуків, правда, в трохи зміненому вигляді.

Як виглядає комп'ютерна миша, знає кожен. В деякій мірі вона дійсно нагадує відомого сільськогосподарського шкідника, правда, з низкою застережень. Є думка, що майбутнім поколінням користувачів дана асоціація буде неочевидна. Хоча б тому, що сучасна комп'ютерна миша все частіше виконується бездротової, втративши «хвоста».

Принцип роботи даного дивного пристрою надзвичайно простий: при його переміщенні по поверхні відносні координати передаються в комп'ютер, де спеціальним програмним забезпеченням перетворюються в руху курсора-покажчика по екрану. Що цікаво, їм може бути не тільки звична стрілочка операційної системи, але і персонаж в комп'ютерній грі. За уявною простотою ховається працю інженерів, електронників і програмістів. Залежно від конструктивних особливостей, комп'ютерна миша може по-різному реєструвати переміщення. Давайте згадаємо, чим же відрізняються ці, здавалося б, однакові пристрої.

Перші моделі, що з'явилися років 50 тому, були механічними. Усередині пристрою знаходився масивний металевий кулю, покритий шаром гуми. Нижнім боком він стикався із зовнішньою поверхнею, а двома іншими - з роликами. Їх могло бути і чотири, але оброблялося лише два. При переміщенні руки, що тримає мишку, обертання кулі передавалося роликам, від них - перемикачів, а далі перетворювалося в послідовність електричних сигналів, що відправляються в комп'ютер. Двох роликів цілком достатньо для отримання координат точки на площині. До недоліків такого рішення можна віднести необхідність періодичної чистки кулі від налиплого бруду (накручувалися волосся, налипала пил) і заміну зношених компонентів.

Незабаром їм на зміну прийшли оптико-механічні рішення. Зовні все залишилося без змін, але перемикачі були скасовані, поступившись місцем більш надійному рішенню - оптопаре. За «страшним» назвою ховаються цілком нешкідливі світлодіод і разом звані оптронной парою. Кожен ролик був об'єднаний з перфорованим колесом, розміщеним між датчиком і діодом. При обертанні потік світла переривався, що реєструвалося датчиком і передавалося в комп'ютер. Знаючи частоту зміни «вікно / стінка», можна було визначити швидкість переміщення і напрям.

У 1999 році з'явилися оригінальні комп'ютерні миші, названі оптичними, в яких від механічного способу реєстрації переміщення вдалося повністю відмовитися. Світлодіод підсвічує поверхню під пахвою, а примітивна фотокамера з певною частотою робить знімки. обробляє їх і на підставі отриманих результатів робить висновок про швидкість і напрямок зсуву. Залишається лише передати ці дані програмі-драйверу.

Незабаром їм на зміну прийшли лазерні модифікації. Процесор став більш продуктивним, точність фокусування зросла, «проблемних» поверхонь, на яких датчик не працює, майже не залишилося. Основна відмінність від оптичних в іншому типі світлодіода, який випромінює не у видимому, а інфрачервоному діапазоні. До речі, найдорожча комп'ютерна миша - саме лазерна. Правда, її висока вартість (понад 24 тисяч доларів) пояснюється перш за все, інкрустацією дорогоцінних кам'яній, а не технічними особливостями.

Для вирішення однієї із завдань мені потрібно програмно отримувати і обробляти зображення невеликої ділянки поверхні паперу з дуже близької відстані. Не отримавши гідної якості при використанні звичайної USB камери і вже на півдорозі в магазин за електронним мікроскопом, я згадав одну з лекцій, на якій нам розповідали як влаштовані різні девайси, в тому числі і комп'ютерна мишка.

Підготовка і трохи теорії

У подробиці принципу роботи сучасної оптичної миші я вдаватися не буду, дуже докладно про це написано (рекомендую прочитати для загального розвитку).

Погуглити інформацію по цій темі і розібравши стару PS / 2 мишку Logitech, я побачив знайому за статтями з інтернету картину.

Не дуже складна схема «мишей першого покоління», оптичний сенсор по центру і чіп інтерфейсу PS / 2 трохи вище. Ліпший мені оптичний сенсор є аналогом «популярних» моделей ADNS2610 / ADNS2620 / PAN3101. Я думаю, вони і їх аналоги були масово вироблені на одному і тому ж китайському заводі, отримавши на виході різне маркування. Документація на нього знайшлася дуже легко, навіть разом з різними прикладами коду.

Документація говорить, що цей сенсор до 1500 разів на секунду отримує зображення поверхні розміром 18x18 точок (дозвіл 400cpi), запам'ятовує його і за допомогою алгоритмів порівняння зображень обчислює зміщення по координатах Х і Y, щодо попередньої позиції.

Реалізація

Для «спілкування з сенсором» я використовував популярну обчислювальну платформу Arduino, а припаятися вирішив прямо до ніжок чіпа.

Підключаємо 5V і GND до відповідних виходів Arduino, а ніжки сенсора SDIO і SCLK до цифрових пінам 8 і 9.

Для одержання зсуву за координатами потрібно прочитати значення регістра чіпа за адресою 0x02 (X) і 0x03 (Y), а для дампа картинки потрібно, спочатку записати значення 0x2A за адресою 0x08, а потім 18x18 раз його прочитати звідти ж. Це і буде останнім «запомненное» значення матриці яскравості зображення з оптичного сенсора.

Як я реалізував це на Arduino можна подивитися тут: http://pastebin.com/YpRGbzAS (всього ~ 100 рядків коду).

А для отримання і відображення картинки була написана програма на Processing.

результат

Після невеликого «допилювання» програми для свого проекту, я зміг отримувати картинку прямо з оптичного сенсора і виробляти з неї всі необхідні обчислення.

Можна помітити текстуру поверхні (папір) і навіть окремі літери на ній. Слід зазначити, що таке чітке якість картинки виходить з-за того, що розробники цієї моделі миші додали в конструкцію спеціальну скляну підставку з невеликою лінзою прямо під сенсором.

Якщо почати піднімати мишку над поверхнею навіть на пару міліметрів, чіткість відразу пропадає.

Якщо ви раптом захочете повторити це вдома, для знаходження мишки з аналогічним сенсором рекомендую шукати старі девайси з інтерфейсом PS / 2.

висновок

Хоча отримується зображення і не дуже велике, цього цілком вистачило для вирішення моєї завдання (сканер штрих коду). Вийшло дуже навіть економічно і швидко (мишка за ~ 100р + Arduino + пару днів на написання коду).

Залишу посилання на матеріали, які мені стали в нагоді для вирішення цього завдання. Це реально було не складно і робилося з великим задоволенням. Зараз я шукаю інформацію про чіпах більш дорогих моделей сучасних мишок для отримання якісних зображень з великою роздільною здатністю. Можливо, мені навіть вдасться зібрати щось на зразок мікроскопа (якість зображень з поточного сенсора для цього явно не підходить). Дякую за увагу!

З часів винаходу комп'ютерний маніпулятор типу «лазерна миша» пройшов величезний еволюційний шлях від дерев'яної коробки на двох колесах до пристрою з електромагнітним кулькою і роликами всередині. Потім механізм був замінений на оптичний сенсор і світлодіод. І на завершення, останній був заміщений більш точним і менш енергоємним лазером.

В довершення до всього, у неї відняли хвіст, замінивши його bluetooth-з'єднанням. Так з'явилася бездротова лазерна миша. Тепер вона являє собою мініатюрну ергономічну конструкцію, з привабливими формами і розмальовками, легким вагою, надзвичайною чутливістю і незамінністю в роботі з комп'ютером або ноутбуком.

Пристрій лазерної миші

Лазерна мишка своїм пристроєм нагадує оптичну конструкцію. Основний робочий елемент складається з трьох частин:

• мініатюрний;
• оптичний сенсор в формі плоскої матриці;
• сигнальний мікропроцесор, здатний розпізнавати зміни образів.

Лазерна миша відрізняється від оптичної за такими характеристиками:

• Точність. Лазерний пристрій здатне видавати до 20 разів більше даних на ділянці сканування поверхні.
• Має низьке енергоспоживання і дозволяє берегти батарейки при бездротових з'єднаннях.
• Чи не світиться в темряві. Може бути, це не настільки важливо, але іноді додаткове підсвічування дозволяє судити про робочому стані пристрою.
• Завдяки властивостям лазера дозволяє працювати навіть на дзеркальній поверхні.

Основний і головний недолік лазерних мишей - це їх дорожнеча. Альтернативне рішення при підрахунку вигоди від придбання бездротового варіанту пристрою може бути прийнято з розрахунком економії на батарейках.

Особливості при виборі миші

Прийшовши в комп'ютерний магазин, багато покупців стикаються з серед широко представленого розмаїття виробників і моделей електронних пристроїв. Визначитися з покупкою буде набагато легше, якщо заздалегідь визначитися, якими характеристиками повинна володіти лазерна миша. В першу чергу це технічні характеристики:

• Матеріали корпусу. Тут можуть бути використані пластик, метал, гума, або варіанти комбінування даних матеріалів.
• Тип миші. Провідна або безпровідна - рішення полягає в зручності облуговування додаткового живлення пристрою.
• Дозвіл сенсора. В середньому дозвіл сенсора у 2000 dpi має забезпечити комфортне користування мишею. Для ігрових комп'ютерів можна придбати пристрій з більш високими характеристиками даного параметра.
• Кількість кнопок. Тут вибір залежить від користувача. Якщо він має намір разом з мишею використовувати клавіатуру, то можна вибирати поменше кнопок. А якщо передбачається, що лазерна миша може повністю замінити інші то існують 7-8 кнопкові варіанти.
• Можливість вибору режиму роботи сенсора. Дозволяє працювати на своїх швидкісних режимах в різних додатках або швидко переналаштувати в разі зміни користувача комп'ютера.
• Наявність додаткового програмного забезпечення. Сучасні пристрої маніпулятори в основному не потребують встановлення драйверів. Однак деякі виробники разом зі своїм продуктом пропонують набір програм і утиліт для полегшення налаштувань роботи миші або додаткові бонуси.
• Інтерфейс підключення до комп'ютера і наявність перехідників. В даний час обладнання орієнтоване в основному на підключення через USB 2.0. Але можуть потрапляти дешевші, застарілі моделі з іншими варіантами штекерного з'єднання.

Крім технічних характеристик, лазерна миша може відрізнятися розміром, дизайном, ергономікою. Тут кращим варіантом буде випробувати її на місці, відчути, як вона розташовується в долоні, вільно чи рухається, чи всі кнопки легкодоступні, як проходять подвійні клацання або як обертається коліщатко. Як приклад високоякісних моделей лазерних мишей можна відзначити A4Tech X-750F, OClick 765L, Logitech MX400, Genius Ergo555, Genius Ergo525 і Lexma AM530 (MPE).