Устройство и принцип работы оптической мыши. Получаем изображение с оптического сенсора комьютерной мыши с помощью Arduino Принцип действия лазерные мышки п

В это уроке я расскажу про виды компьютерных мышей. Мы рассмотрим шариковые, оптические и лазерные мышки.

Виды компьтерных мышей

Компьютерная мышь - это устройство, с помощью которого можно выбирать какие-либо объекты на экране компьютера и управлять ими.

По способу подключения бывают проводными и беспроводными. Друг от друга отличаются прежде всего по принципу работы. Наиболее часто встречаются следующие виды:

• Шариковые;
• Оптические;
• Лазерные.

Остановимся на каждом виде подробнее.

Шариковая

Устаревший и наиболее дешевый вариант - достаточно большого размера, с прорезиненым шариком, чуть выступающим из основания.

Своим вращением он задает определенное направление двум роликам внутри, а те передают их на специальные датчики, которые и «превращают» движение мышки в перемещение курсора на мониторе.

Но есть один минус: если шарик загрязняется, мышка начинает заедать. Периодическая чистка просто необходима для нормальной работы. Кроме того, такая мышь требует определенной поверхности, ведь точность работы зависит от сцепления устройства с ней.

Оптическая

Оптическая компьютерная мышь не имеет вращающихся элементов - принцип ее работы качественно отличается от предыдущего варианта.

Ее конструкция представляет собой маленькую камеру, которая делает до тысячи снимков в секунду. При перемещении камера фотографирует рабочую поверхность, освещая ее. Процессор обрабатывает эти «снимки» и отправляет сигнал в компьютер - курсор перемещается.

Такое устройство может работать практически на любой поверхности, кроме зеркальной, и в чистке не нуждается. Кроме того, такая мышка миниатюрнее и легче шариковой.

Недостатком оптических мышек является их свечение при выключенном компьютере . Но это проблема решаемая: компьютер нужно просто отключать от линии напряжения.

Кстати, во многих современных моделях этот вопрос и вовсе легко решается: на самой мышке есть специальная кнопка, отключающая устройство.

Лазерная

Лазерная мышь - это усовершенствованный вариант оптической. Принцип работы такой же, только для подсветки используется не светодиод, а лазер.

Такая доработка сделала устройство практически идеальным: мышь работает на любой поверхности (в том числе на стеклянной и зеркальной), она более надежна, экономична и точна - движения курсора максимально соответствуют реальному перемещению.

Кроме того, даже при включенном компьютере она вряд ли будет мешать спать по ночам - лазерная подсветка очень слабенькая.

Проводные и беспроводные

Проводные мышки подключаются к компьютеру при помощи специального кабеля (провода).

Беспроводные же не имеют «хвоста» - они передают сигнал на компьютер через радиоволны или через Bluetooth. Подключаются при помощи специального маленького приемника (по виду очень похожего на флешку), который вставляется в USB разъем.

Из недостатков следует отметить, что все беспроводные из-за отсутствия кабеля лишены стационарного питания. Поэтому их нужно подзаряжать отдельно - от батарей и аккумуляторов.

Кроме того, «бесхвостые» могут иметь сбои в работе из-за не всегда устойчивого соединения. Ну, и нельзя не отметить, что по цене они могут значительно превосходить «хвостатых».

Кнопки компьютерной мыши

Кнопки - главные элементы управления. Именно с их помощью пользователь совершает основные действия: открывает объекты, выделяет, перемещает и так далее. Их количество в современных моделях может колебаться, но для работы достаточно всего двух кнопок и колеса прокрутки.

Именно такой вариант компьютерной мыши - две кнопки и колесико - сегодня наиболее распространен.

На заметку . Часто встречаются мышки, где есть маленькая кнопочка возле колесика. Ее функция – это двойное нажатие левой кнопкой.

Некоторые современные мыши имеют дополнительную кнопку сбоку, под большим пальцем. Ее можно запрограммировать для выполнения каких-либо действий: скажем, на открытие определенной программы .

Поклонники компьютерных игр относятся к ней с уважением: она позволяет запрограммировать выбор оружия, что обеспечивает существенную экономию времени в игре.

Производители постоянно выдумывают что-то новое, добавляя разные кнопки, но ощутимой пользы это не приносит - большинство пользователей их все равно игнорируют.

Правда, есть отдельные «нестандартные» модели, которые с удовольствием используются узкими специалистами и геймерами. Например, мышь-трекбол (с двухмерным колесом прокрутки) или мини-джойстик (аналог игрового джойстика).

Современные мышки

Обычная двухкнопочная мышь обладает всеми необходимыми качествами: позволяет совершать множество манипуляций (щелчки, перетаскивания и прочие жесты), легко попадает в нужный пиксель монитора, пригодна для длительной работы и стоит сравнительно недорого.

Производители постоянно обновляют дизайн, стремясь сделать его более эргономичным, то есть максимально удобным для хвата. Так что подобрать оптимальную модель - и по техническим характеристикам, и по степени комфорта - сегодня может пользователь с любым уровнем запросов.

Несколько лет назад Apple представила сенсорную мышь . В ней нет кнопок - управление осуществляется при помощи жестов.

Еще одна новейшая разработка - так называемая гироскопическая мышь . Она распознает движение не только на поверхности, но и в воздухе - управлять ею можно размахивая кистью.

Правда, такая инновация далека от совершенства: рука при управлении ею быстро устает.

Здравствуйте, уважаемые читатели блога сайт. Компьютерных мышей или мышек, по разному их называют, существует огромное количество. По функциональному назначению их можно разделить на классы: одни - предназначены для игр, другие - для обычной работы, третьи - для рисования в графических редакторах. В этой статье я постараюсь рассказать о видах и устройстве компьютерных мышей.

Но для начала, предлагаю перенестись на несколько десятилетий назад, как раз в то время, когда и придумали это сложное устройство. Первая компьютерная мышь появилась еще в 1968 году, и придумал ее американский ученый по имени Дуглас Энгельбарт. Мышку разрабатывало американское агентство космических исследований (NASA), которое и дало патент на изобретение Дугласу, но в один момент потеряло к разработке всяких интерес. Почему - читайте далее.

Первая в мире мышка представляла собой тяжелую деревянную коробочку с проводом, которая помимо своего веса была еще и крайне неудобной в использовании. По понятным причинам ее решили назвать "mouse", а чуть позже искусственно придумали расшифровку этой как бы аббревиатуры. Ага, теперь mouse, это не что иное, как "Manually Operated User Signal Encoder", то есть устройство, с помощью которого пользователь может вручную кодировать сигнал.

Все без исключения компьютерные мыши имеют в своем составе ряд компонентов: корпус, печатная плата с контактами, микрики (кнопки), колесо(-а) прокрутки - все они в том или ином виде присутствуют в любой современной мышке. Но вас наверняка мучает вопрос - что же тогда отличает их друг от друга (помимо того, что есть игровые, не игровые, офисные и т.д.), для чего придумали столько разных видов, вот посмотрите сами:

1. Механические
2. Оптические
3. Лазерные
4. Трекбол-мыши
5. Индукционные
6. Гироскопические

Дело в том, что каждый из вышеперечисленных видов компьютерных мышей появился в разное время и использует разные законы физики. Соответственно, у каждого из них есть свои недостатки и достоинства, о которых непременно будет сказано далее по тексту. Надо отметить, что наиболее подробно будут рассмотрены только первые три вида, остальные - не так подробно, в виду того, что они менее популярны.

Механические мыши - традиционные шариковые модели, относительно большого размера, требующие постоянной чистки шарика для эффективной работы. Грязь и мелкие частицы могут оказаться между вращающимся шариком и корпусом, и необходимо будет проводить чистку. Без коврика она никак не будет работать. Лет 15 назад была единственной в мире. Буду писать про нее в прошедшем времени, ибо уже раритет.

Снизу у механической мышки находилось отверстие, которое прикрывало поворотное пластиковое кольцо. Под ним находился тяжелый шарик. Этот шарик изготавливали из металла и покрывали резиной. Под шариком находились два пластмассовых валика и ролик, который и прижимал шарик к валикам. При передвижении мышки шарик вращал валик. Вверх или вниз - вращался один валик, вправо или влево - другой. Поскольку в таких моделях сила тяжести играла решающее значение, в невесомости такое устройство не работало, поэтому NASA отказалось от нее.

Если движение было сложное, вращались оба валика. На конце каждого пластмассового валика устанавливалась крыльчатка, как на мельнице, только во много раз меньше. С одной стороны крыльчатки находился источник света (светодиод), с другой - фотоэлемент. При движении мышью крыльчатка крутилась, фотоэлемент считывал количество импульсов света, которые попали на него, а затем передавал эту информацию в компьютер.

Поскольку лопастей у крыльчатки было много, движение указателя на экране воспринималось как плавное. Оптико-механические мыши (они же - просто "механические") страдали большим неудобством, дело в том, что периодически их нужно было разбирать и чистить. Шарик в процессе работы натаскивал внутрь корпуса всякий мусор, нередко резиновая поверхность шарика настолько загрязнялась, что валики перемещения просто проскальзывали и мышь глючила.

По этой же причине такой мышке просто необходим был коврик для корректной работы, иначе бы шарик проскальзывал и быстрее загрязнялся.

Оптические и лазерные мыши

В оптических мышках разбирать и чистить ничего не нужно , так как в них нет вращающегося шарика, они работают по иному принципу. В оптической мышке используется светодиод-сенсор. Такая мышь работает как маленькая фотокамера, которая сканирует поверхность стола и "фотографирует" ее, таких фотографий камера успевает сделать около тысячи за секунду, а некоторые модели и больше.

Данные этих снимков обрабатывает специальный микропроцессор на самой мышке и отправляет сигнал на компьютер. Преимущества на лицо - такой мыши не нужен коврик, она легкая по весу и может сканировать почти любую поверхность. Почти? Да, все кроме стекла и зеркальной поверхности, а так же бархата (бархат очень сильно поглощает свет).

Лазерная мышь очень похожа на оптическую, но принцип работы ее отличается тем, что вместо светодиода используется лазер . Это более усовершенствованная модель оптической мыши, ей требуется гораздо меньше энергии для работы, точность считывания данных с рабочей поверхности у нее гораздо выше, чем у оптической мыши. Вот она то может работать даже на стеклянной и зеркальной поверхностях.

Фактически, лазерная мышь представляет собой разновидность оптической, поскольку в обоих случаях используется светодиод, просто во втором случае он излучает невидимый глазу спектр .

Итак, принцип работы оптической мыши отличается от работы шариковой. .

Процесс начинается с лазерного или оптического (в случае с оптической мышью) диода. Диод излучает невидимый свет, линза фокусирует его в точку, равную по толщине человеческому волосу, луч отражается от поверхности, затем сенсор ловит этот свет. Сенсор настолько точен, что может улавливать даже мелкие неровности поверхности.

Секрет в том, что именно неровности позволяют мышке замечать даже малейшие движения. Снимки, полученные камерой сравниваются, микропроцессор сравнивает каждый последующий снимок с предыдущим. Если мышка сдвинулась, между снимками будет отмечена разница.

Анализируя эти отличия мышь определяет направление и скорость любого передвижения. Если разница между снимками значительна, курсор перемещается быстро. Но даже в неподвижном состоянии мышь продолжает делать снимки.

Трекбол-мыши

Трекбол мышь - устройство, в котором используется выпуклый шарик - "Trackball". Устройство трекбола очень схоже с устройством механической мыши, только шар в ней находится сверху или сбоку. Шар можно вращать, а само устройство остается на месте. Шар заставляет вращаться пару валиков. В новых трекболах используются оптические датчики перемещения.

Устройство под названием "Трекбол" может понадобиться далеко не всем, в добавок его стоимость нельзя назвать низкой, кажется, минимум начинается от 1400 руб.

Индукционные мыши

В индукционных моделях используется специальный коврик, работающий по принципу графического планшета. Индукционные мыши имеют хорошую точность и их не нужно правильно ориентировать. Индукционная мышь может быть беспроводной или иметь индуктивное питание, в последнем случае ей не потребуется аккумулятор, как обычной беспроводной мышке.

Понятия не имею, кому могут понадобиться такие устройства, которые дорого стоят и которые сложно найти в свободной продаже. Да и зачем, может кто знает? Может быть есть какие-то преимущества по сравнению с обычными "грызунами"?

Мышь является одним из инструментов, которые могут быть подсоединены к компьютеру для работы с курсором. Курсор, мерцающий прямоугольник света на экране, показывает, где будет расположено следующее действие оператора. Когда буква напеча­тана, она появляется на экране в месте, отмеченном курсором. Клавиши курсор-контроля позволяют оператору передвигать курсор вдоль экрана, вверх и вниз.

Но вращающаяся мышь на столе оператора (вни­зу) может передвигать курсор по экрану в любом на­правлении со скоростью движения руки. Кнопки на мыши позволяют оператору выбирать параметры из экранного меню или чертить на экране линии.

Существует два вида мышей - механическая и оптическая; любая легко помещается в человеческой ладони. Когда механическая мышь (справа) движется по поверхности, ее внутренний механизм измеряет расстояние, направление движения и приказывает компьютеру повторить это движение на мониторе. Оптическая мышь (нижняя им. слева) выполняет эту задачу при помощи световых лучей, определяя на­правление мыши на сетке. Джойстик (правая им. снизу) служит механизмом управления во многих ви­деоиграх.

Движение мыши и курсор

Связанная с клавиатурой электрическими прово­дами, мышь заставляет курсор имитировать на экране свои движения на любом расстоянии и направлении. Поэтому двигая мышь, оператор должен смотреть на экран. Поскольку мышь может двигаться в любом направлении, образуя изогнутые и диагональные линии, она является прекрасным чертежным инструментом.

Как «видит» оптическая мышь

Оптическая мышь устроена на специальной сетке. По мере передвижения мыши по сетке, свет из СИДа - светоизлучающего диода, поступает на сетку. Линзы и зеркало посылают лучи в датчик, или фотодетектор, который отмечает координаты пройденных линий.

Как работает механическая мышь

На внутренней стороне механической мыши имеется тормозящий шарик, связанный с щелевыми дисками (коричневый цвет), который вращается по мере движения мыши. СИД на каждом диске испускает свет, а фотодиод напротив считает импульсы света, проходящие через щели во вращающемся диске. Эти импульсы преобразуются в движение курсора на экране.

Внутри джойстика

Как и мышь, джойстик определяет движения в двух направлениях и координирует сигналы. Рукоятка проходит через подвижную ось (в центре) и входит в правый угол рычага (внизу). Два электронных устройства, называемые переменными резисторами, посылают сигналы, которые меняют позиции оси и рычага и заставляют курсор двигаться.

Устройство компьютерной мыши. Многие уже и представить не могут, как можно работать на компьютере без мышки. А ведь ещё недавно о компьютерной мыши и мечтать не могли. Зато те, кто работал на компьютере хорошо знали клавиатуру. А с приходом мышек многие даже не знают, как выйти из положения, если . А сейчас этих устройств такое разнообразие, что иногда не сразу и поймешь, что это компьютерная мышка. Но, несмотря на это, внутреннее устройство таких мышей мало чем отличается. Я не думаю, что кто-то задумывается о внутреннем устройстве компьютерной мышки, но для общего развития это все-таки надо знать.

Каково же устройство компьютерной мыши?

Компьютерная мышь представляет собой небольшую коробочку для ввода информации в компьютер, и легко умещающуюся в руке. Для манипуляции имеется как минимум две кнопки и колёсико прокрутки. Кто первый назвал её мышкой, сейчас уже не так важно.

Важно то, что это название хорошо подходит к этому устройству и хорошо за ним закрепилось. Даже у маленьких детей первая ассоциация на слово «мышь» связана в первую очередь с компьютером.

Читая сказку про мышку-норушку ребенок скорее всего представит себе компьютерную «зверушку», а не обыкновенную домашнюю мышь, которую он и в глаза то не видел.

А теперь поговорим про устройство компьютерной мыши. Как внешне выглядит это устройство, думаю, вам рассказывать не надо.

При перемещении мышки по столу курсор на экране монитора также перемещается. Для работы необходимо навести курсор на необходимый объект, и щелкнуть по нему одной из кнопок мыши, в зависимости от выбора действия.

Кнопки мыши предназначены для того, чтобы дать команду на ввод информации. Каждая кнопка выполняет свою определённую функцию. Их можно программно перенастроить как для правшей, так и для левшей.

Колёсико располагается посередине между кнопками и служит в основном для прокрутки страниц в текстовых редакторах и окнах браузеров интернета. Им также можно выполнять функцию третье кнопки, т.к. оно не только вращается, но и нажимается.

Раньше вместе с мышкой был обязательный атрибут – «коврик », т.к. на нижней части мышки находился шарик, который проскальзывал по поверхности стола. С приходом оптической мыши коврик уже не нужен. Мышки стали более компактными и «шустрыми». Тот, кто впервые берёт её в руки, первое время никак не может навести курсор на нужный объект.

В оптических моделях находится специальный миниатюрный оптический датчик с микропроцессором, и мышь представляет собой уже видеокамеру. Микропроцессор обрабатывает сигнал, поступающий с оптического датчика, и указатель на мониторе перемещается вслед за перемещением мыши.

Достоинства компьютерной мыши

• Так, как рука находится не навесу в отличие от сенсорного интерфейса ввода, мышь пригодна для длительной работы;
• Высокая точность позиционирования курсора;
• Позволяет множество разных манипуляций, поэтому в одной руке концентрируется большое количество органов управления;
• Самое главное достоинство мыши – очень низкая цена.

Сейчас на наших рынках простая сенсорная модель стоит не больше 150 рублей.

Достоинства и недостатки самых распространенных моделей компьютерных мышей мы рассмотрим в следующих статьях.

Как видите, устройство компьютерной мыши, не такое уж и простое.

Добрый день, друзья!

Сегодня мы поговорим об одном очень удобном устройстве, к которому мы так привыкли и без которого уже не представляем работы на компьютере.

Что такое «мышь»?

«Мышь» — это кнопочный манипулятор, предназначенный вместе с клавиатурой для ввода информации в .

Действительно, он похож на мышь с хвостиком. Современный компьютер уже немыслим без этой штуковины.

«Мышью» пользоваться гораздо удобнее, чем, например, встроенным манипулятором ноутбука.

Поэтому частенько пользователи отключают это ноутбучный «коврик» и подключают «мышь».

Как же устроена эта удобная штука?

Первые конструкции манипуляторов

Первые манипуляторы включали в себя шарик, который касался двух валиков с дисками.

Внешний обод каждого диска имел перфорацию . Валы были расположены перпендикулярно друг к другу.

Один вал отвечал за координату Х (горизонтальное перемещение), другой – за координату Y (вертикальное перемещение).

При перемещении манипулятора по столу шарик вращался, передавая крутящий момент на валы.

Если перемещение манипулятора выполнялось в направлении «вправо-влево», то вращался преимущественно вал, отвечающий за координату Х. Курсор на экране монитора перемещался также вправо-влево. Если мышь перемещалась в направлении «к себе-от себя», вращался преимущественно вал, отвечающий за координату Y. Курсор на экране монитора перемещался вверх-вниз.

Если манипулятор перемешался в произвольном направлении, вращались оба вала, соответственно перемещался и курсор.

Оптические датчики в старых «мышах»

Такие устройства содержали в себе два оптических датчика – оптопары . Оптопара включает в себя излучатель (светодиод, излучающий в ИК диапазоне) и приемник – (фотодиод или фототранзистор). Излучатель и приемник расположены на близком расстоянии друг от друга.

При движении манипулятора вращаются валы с жестко закрепленными на них дисками. Перфорированный край диска периодически пересекает поток излучения от излучателя к приемнику. В итоге на выходе приемника получается серия импульсов, которая поступает на микросхему-контроллер. Чем быстрее будет перемещаться мышь, тем быстрее будут вращаться валы. Будет большей частота импульсов, и быстрее будет перемещаться курсор по экрану монитора.

Кнопки и колесо прокрутки

Любой манипулятор имеет, как минимум, две кнопки.

Двойной «клик» (нажатие) на одну из них (обычно левую) запускает исполнение программы или файла, нажатие на другую – запускает контекстное меню для соответствующей ситуации.

Устройства, предназначенные для компьютерных игр, могут иметь 5-8 кнопок.

Нажав на одну из них, можно пальнуть в монстра из гранатомета, на другую – пустить ракету, на третью – разрядить в него добрый старый винчестер.

Современные мыши имеют в себе и scroll – колесико прокрутки, что очень удобно при просмотре объемного документа. Просматривать такой документ можно, только вращая колесико и не используя кнопки. Некоторые модели имеют два колеса прокрутки, при этом можно просматривать текст или графическое изображение перемещаясь как вверх-вниз, так и влево-вправо.

Под колесиком прокрутки обычно имеется еще одна кнопка. Если, просматривать документ, вращая колесико и одновременно нажать на него, драйвер манипулятора подключает такой режим, что документ сам начинает перемещаться вверх по экрану. Скорость перемещения зависит от того, с какой скорость пользователь вращал колесико до нажатия на него.

В таком режиме курсор изменяет свое начертание. Это еще более повышает удобство… Короче говоря, добыли, приготовили, разжевали, осталось только проглотить. Повторное нажатие на колесико осуществляет переход от «автопросмотра» в обычный режим.

Оптические «мыши»

В дальнейшем манипулятор был усовершенствован.

Появились так называемые оптические «мыши».

Такие устройства содержат излучающий светодиод (обычно красного цвета), прозрачную отражающую призму из пластика, светочувствительный сенсор и управляющий контроллер.

Светодиод испускает лучи, которые, отражаясь от поверхности, улавливаются сенсором.

При движении манипулятора поток принятого излучения меняется, что улавливается сенсором и передается контроллеру, который вырабатывает стандартные сигналы для конкретного интерфейса. Оптическая мышь более чувствительна к перемещению и не требует для себя коврика, как старый манипулятор с шариком.

В оптической «мыши» нет трущихся частей (за исключением потенциометра, вращение на который передается с колеса прокрутки), которые изнашиваются или загрязняются. Это также является преимуществом.

Возможные проблемы с манипуляторами

Манипулятор «мышь», как и любая техника, имеет ограниченный срок службы. Ни для кого не секрет, что основная часть компьютерной техники делается в Китае. Цель любого бизнеса – это прибыль, поэтому китайские товарищи экономят даже на кабелях для «мышей», максимально утончая их.

Поэтому первое слабое место у манипуляторов – именно кабель.

Чаще всего внутренний обрыв одной или нескольких жил бывает в месте входа кабеля в мышь.

В кабеле имеется 4 провода, два из них – питание, третий – тактовая частота, четвертый – информационный.

Если мышь не видится компьютером, первым делом надо «позвонить» кабель .

Если обнаружен обрыв, следует отрезать часть кабеля с разъемом (за местом входа кабеля в корпус «мыши» ближе к разъему) и оставшийся кусок к печатной плате манипулятора, соблюдая, естественно, расцветку.

Мыши с разъемом PS/2 нельзя переключать «на ходу» .

В противном случае ее контроллер (крохотный ее «мозг») может выйти из строя. И хорошо еще, если дело ограничится только этим. Может выйти из строя и контроллер интерфейса PS/2 на материнской плате, что гораздо хуже.

Если кабель цел, а мышь не опознается контроллером, то, скорее всего, вышел из строя ее контроллер, и она подлежит замене. Обрыв кабеля у оптических мышей можно заподозрить и по отсутствию свечения светодиода (который расположен вблизи поверхности, которая ездит по столу). В других случаях свечения может не быть из-за неисправности светодиода или контроллера, но такое бывает редко.

Манипуляторы с интерфейсом COM или USB можно переключать «на ходу». Впрочем, в настоящее время устройства с интерфейсом COM практически не встречаются.

«Кликать» мышкой приходится многие тысячи раз, и кнопки после длительной работы могут отказывать. Чтобы заменить кнопку, надо разобрать манипулятор и припаять другую. Не обязательно использовать такую же, какая была. Главное здесь – соблюсти высоту, чтобы сохранить длину хода клавиши. Впрочем, манипуляторы давно уже весьма доступны, и большинство пользователей не заморачиваются с их ремонтом.

Скажем «спасибо» добрым старым «мышкам» с шариком в брюхе – они хорошо нам послужили…

Заканчивая статью, отметим, что существуют разновидности манипуляторов с лазерным излучателем вместо светодиода, которые обеспечивают более точное и быстрое позиционирование курсора. Эти скорость и точность особенно востребованы в играх.

Существуют и wireless (радио) «мыши», в которых обмен информацией с компьютером осуществляется не по проводу, а по радиоканалу. Поэтому они содержат собственный источник питания – пару пальчиковых гальванических элементов типоразмера АА или ААА. Напомним еще раз, что разъем манипулятора вставляется в один из портов .

На сегодня все.

С вами был Виктор Геронда.

До встречи на блоге!