في هذه المقالة، سنلقي نظرة على مبادئ تشغيل أجهزة استشعار الفأرة الضوئية، ونلقي الضوء على تاريخ تطورها التكنولوجي، وكذلك فضح بعض الأساطير المرتبطة بـ "القوارض" البصرية.

من اخترعك...

تعود أصول الفئران الضوئية المألوفة لنا اليوم إلى عام 1999، عندما ظهرت النسخ الأولى من هذه المتلاعبين من Microsoft، وبعد مرور بعض الوقت من الشركات المصنعة الأخرى، للبيع بكميات كبيرة. قبل ظهور هذه الفئران، ولفترة طويلة بعد ذلك، كانت معظم "قوارض" الكمبيوتر المنتجة بكميات كبيرة ميكانيكية بصرية (تم تتبع حركات المناور بواسطة نظام بصري متصل بالجزء الميكانيكي - بكرتان مسؤولتان عن التتبع حركة الفأرة على طول المحورين × و ص؛ وهذه الأسطوانات بدورها تدور من دحرجة الكرة عندما يحرك المستخدم الفأرة). على الرغم من وجود نماذج ماوس بصرية بحتة تتطلب لوحة ماوس خاصة لتشغيلها. ومع ذلك، لم يتم العثور على مثل هذه الأجهزة في كثير من الأحيان، وتلاشت فكرة تطوير مثل هذه المتلاعبين تدريجيًا.

"نوع" الفئران الضوئية المنتجة بكميات كبيرة والمألوفة لدينا اليوم، بناءً على مبادئ التشغيل العامة، تم "تطويرها" في مختبرات الأبحاث التابعة لشركة Hewlett-Packard المشهورة عالميًا. بتعبير أدق، في قسمها Agilent Technologies، والذي تم فصله بالكامل مؤخرًا نسبيًا إلى شركة منفصلة داخل هيكل شركة HP Corporation. اليوم، شركة اجيلنت تكنولوجيز. - محتكر سوق أجهزة الاستشعار البصرية للفئران، ولا تقوم أي شركة أخرى بتطوير مثل هذه المستشعرات، بغض النظر عمن يخبرك بالتقنيات الحصرية IntelliEye أو MX Optical Engine. ومع ذلك، فقد تعلم الصينيون المغامرون بالفعل "استنساخ" أجهزة استشعار Agilent Technologies، لذا من خلال شراء ماوس ضوئي غير مكلف، قد تصبح مالكًا لمستشعر "أعسر".

سنكتشف بعد قليل من أين تأتي الاختلافات الواضحة في تشغيل المتلاعبين، ولكن الآن دعونا نبدأ في النظر في المبادئ الأساسية لتشغيل الفئران الضوئية، أو بشكل أكثر دقة، أنظمة تتبع حركتها.

كيف "ترى" فئران الكمبيوتر

سندرس في هذا القسم المبادئ الأساسية لتشغيل أنظمة تتبع الحركة البصرية المستخدمة في المناورات الحديثة من نوع الماوس.

لذلك، يكتسب فأرة الكمبيوتر الضوئية "الرؤية" من خلال العملية التالية. باستخدام مؤشر LED ونظام العدسات التي تركز ضوءها، يتم إضاءة منطقة من السطح أسفل الماوس. يتم تجميع الضوء المنعكس من هذا السطح بدوره بواسطة عدسة أخرى ويضرب مستشعر استقبال الدائرة الدقيقة - معالج الصور. تقوم هذه الشريحة بدورها بالتقاط صور للسطح الموجود أسفل الماوس بتردد عالٍ (كيلو هرتز). علاوة على ذلك، فإن الدائرة الدقيقة (دعنا نسميها مستشعرًا بصريًا) لا تلتقط الصور فحسب، بل تعالجها أيضًا بنفسها، لأنها تحتوي على جزأين رئيسيين: نظام الحصول على الصور (IAS) ومعالج معالجة الصور DSP المدمج.

بناءً على تحليل سلسلة من الصور المتتالية (تمثل مصفوفة مربعة من البكسلات ذات السطوع المختلف)، يقوم معالج DSP المدمج بحساب المؤشرات الناتجة التي تشير إلى اتجاه حركة الماوس على طول المحورين × وY، وينقل نتائج عمله خارجيا عبر المنفذ التسلسلي.

إذا نظرنا إلى المخطط التفصيلي لأحد المستشعرات الضوئية، فسنرى أن الشريحة تتكون من عدة كتل وهي:

• الكتلة الرئيسية هي، بطبيعة الحال، صورةالمعالج- معالج معالجة الصور (DSP) مع جهاز استقبال إشارة الضوء المدمج (IAS)؛
• منظم الجهد والتحكم في الطاقة- وحدة تنظيم الجهد والتحكم في استهلاك الطاقة (يتم توفير الطاقة لهذه الوحدة ويتم توصيل مرشح جهد خارجي إضافي بها) ؛
• مذبذب- يتم توفير إشارة خارجية إلى كتلة الشريحة هذه من مذبذب الكوارتز الرئيسي، ويبلغ تردد الإشارة الواردة حوالي بضع عشرات من ميغاهرتز؛
• التحكم بقيادة- هذه وحدة تحكم LED تضيء السطح الموجود أسفل الماوس؛
• منفذ تسلسلي- كتلة تنقل بيانات حول اتجاه حركة الماوس خارج الشريحة.

سننظر في بعض تفاصيل تشغيل شريحة الاستشعار الضوئية إلى أبعد من ذلك بقليل، عندما نصل إلى أجهزة الاستشعار الحديثة الأكثر تقدمًا، ولكن في الوقت الحالي سنعود إلى المبادئ الأساسية لتشغيل الأنظمة البصرية لتتبع حركة المتلاعبين .

يجب التوضيح أن شريحة المستشعر البصري لا تنقل معلومات حول حركة الماوس عبر المنفذ التسلسلي مباشرة إلى الكمبيوتر. تنتقل البيانات إلى شريحة تحكم أخرى مثبتة في الماوس. هذه الشريحة الثانية "الرئيسية" في الجهاز هي المسؤولة عن الاستجابة لضغطات زر الماوس، ودوران عجلة التمرير، وما إلى ذلك. تقوم هذه الشريحة، من بين أمور أخرى، بنقل المعلومات مباشرة حول اتجاه حركة الماوس إلى جهاز الكمبيوتر، وتحويل البيانات الواردة من المستشعر البصري إلى إشارات يتم نقلها عبر واجهات PS/2 أو USB. ويقوم الكمبيوتر، باستخدام برنامج تشغيل الماوس، بناءً على المعلومات الواردة من خلال هذه الواجهات، بتحريك المؤشر عبر شاشة المراقبة.

كان ذلك على وجه التحديد بسبب وجود دائرة التحكم الدقيقة "الثانية" هذه، أو بشكل أكثر دقة بسبب الأنواع المختلفة من هذه الدوائر الدقيقة، حيث اختلفت النماذج الأولى من الفئران الضوئية بشكل ملحوظ عن بعضها البعض. إذا لم أستطع التحدث بشكل سيء للغاية عن الأجهزة باهظة الثمن من Microsoft و Logitech (على الرغم من أنها لم تكن "بلا خطيئة" على الإطلاق)، فإن كتلة المتلاعبين غير المكلفين الذين ظهروا بعدهم لم يتصرفوا بشكل مناسب تمامًا. عندما تتحرك هذه الفئران على منصات الماوس العادية، تقوم المؤشرات الموجودة على الشاشة بشقلبات غريبة، وتقفز تقريبًا إلى أرضية سطح المكتب، وأحيانًا... أحيانًا تذهب في رحلة مستقلة عبر الشاشة عندما لا يلمس المستخدم الماوس الماوس على الإطلاق. حتى أنه وصل إلى حد أن الفأرة يمكنها بسهولة إيقاظ الكمبيوتر من وضع الاستعداد، وتسجيل الحركة بشكل خاطئ عندما لم يلمس أحد جهاز التأشير فعليًا.

بالمناسبة، إذا كنت لا تزال تواجه مشكلة مماثلة، فيمكن حلها بضربة واحدة مثل هذا: حدد جهاز الكمبيوتر > الخصائص > الأجهزة > إدارة الأجهزة > حدد الماوس المثبت > انتقل إلى "خصائصه" > في في النافذة التي تظهر، انتقل إلى علامة التبويب "الإدارة" مزود الطاقة" وقم بإلغاء تحديد المربع "السماح للجهاز بتنبيه الكمبيوتر من وضع الاستعداد" (الشكل 4). بعد ذلك، لن يتمكن الماوس من إيقاظ الكمبيوتر من وضع الاستعداد تحت أي ذريعة، حتى لو قمت بركله :)

لذا، فإن السبب وراء هذا الاختلاف المذهل في سلوك الفئران الضوئية لم يكن على الإطلاق أجهزة الاستشعار المثبتة "السيئة" أو "الجيدة"، كما يعتقد الكثيرون حتى الآن. لا تصدق ذلك، هذه ليست أكثر من أسطورة. أو الخيال، إذا كنت تفضل ذلك :) الفئران التي تتصرف بشكل مختلف تماما، غالبا ما تكون مثبتة بالضبط نفس شرائح الاستشعار البصرية (لحسن الحظ، لم يكن هناك الكثير من نماذج هذه الرقائق، كما سنرى لاحقا). ومع ذلك، بفضل رقائق التحكم غير الكاملة المثبتة في الفئران الضوئية، أتيحت لنا الفرصة لانتقاد الأجيال الأولى من القوارض الضوئية بشدة.

ومع ذلك، فإننا نصرف انتباهنا إلى حد ما عن الموضوع. دعونا نعود. بشكل عام، يتضمن نظام التتبع البصري للماوس، بالإضافة إلى شريحة الاستشعار، عدة عناصر أساسية أخرى. يشتمل التصميم على حامل (مشبك) يتم فيه تثبيت مؤشر LED وشريحة الاستشعار نفسها. يتم توصيل نظام العناصر هذا بلوحة دوائر مطبوعة (PCB)، حيث يتم تثبيت عنصر بلاستيكي (العدسة) بينها وبين السطح السفلي للماوس (لوحة القاعدة)، يحتوي على عدستين (تم كتابة الغرض منهما أعلاه).

عند تجميعه، يبدو عنصر التتبع البصري مشابهًا للعنصر الموضح أعلاه. ويرد أدناه مخطط التشغيل للبصريات لهذا النظام.

يجب أن تتراوح المسافة المثلى من عنصر العدسة إلى السطح العاكس الموجود أسفل الماوس من 2.3 إلى 2.5 ملم. هذه هي توصيات الشركة المصنعة لجهاز الاستشعار. هذا هو السبب الأول الذي يجعل الفئران الضوئية لا تشعر بالارتياح عند "الزحف" على زجاج شبكي على الطاولة، وجميع أنواع السجاد "الشفاف"، وما إلى ذلك. ويجب ألا تلصق الأرجل "السميكة" بالفئران الضوئية عندما تكون الأرجل القديمة تسقط أو تزول. بسبب "الارتفاع" المفرط فوق السطح، يمكن أن يقع الماوس في حالة من الذهول، عندما يصبح "تحريك" المؤشر بعد أن يكون الماوس في وضع الراحة مشكلة كبيرة. هذه ليست تكهنات نظرية، هذه تجربة شخصية :)

بالمناسبة، حول مشكلة متانة الفئران الضوئية. وأذكر أن بعض مصنعيها زعموا أنهم، كما يقولون، "سوف يستمرون إلى الأبد". نعم، موثوقية نظام التتبع البصري عالية، ولا يمكن مقارنتها بالنظام البصري الميكانيكي. في الوقت نفسه، يوجد في الفئران الضوئية العديد من العناصر الميكانيكية البحتة التي تخضع للتآكل تمامًا كما هو الحال في ظل هيمنة "الميكانيكا الضوئية" القديمة الجيدة. على سبيل المثال، تهالكت أرجل الفأرة الضوئية القديمة وسقطت، وانكسرت عجلة التمرير (مرتين، المرة الأخيرة بشكل لا رجعة فيه :())، واهتراء السلك الموجود في كابل التوصيل، وتقشر غطاء السكن عن المعالج.. " "أعيش" لفترة طويلة جدًا؟ بعد كل شيء، تظهر نماذج جديدة أطول باستمرار في السوق، وهي نماذج مثالية تم إنشاؤها على قاعدة عناصر جديدة. ومن الواضح أنها أكثر كمالا وأكثر ملاءمة للاستخدام. كما تعلمون، التقدم هو شيء مستمر. ما هو كان الأمر كما هو الحال في مجال تطور أجهزة الاستشعار البصرية التي تهمنا، دعونا نرى الآن.

من تاريخ رؤية الفأر

مهندسو التطوير في Agilent Technologies, Inc. لا عجب أنهم يأكلون خبزهم. على مدى السنوات الخمس الماضية، خضعت أجهزة الاستشعار البصرية لهذه الشركة لتحسينات تكنولوجية كبيرة وأحدث موديلاتها تتمتع بخصائص مثيرة للإعجاب للغاية.

ولكن دعونا نتحدث عن كل شيء بالترتيب. أصبحت الدوائر الدقيقة أول أجهزة استشعار بصرية يتم إنتاجها بكميات كبيرة HDNS-2000(الشكل 8). تبلغ دقة هذه المستشعرات 400 نقطة في البوصة (عدد لكل بوصة)، أي نقاط (بكسل) في البوصة، وقد تم تصميمها لأقصى سرعة لحركة الماوس تبلغ 12 بوصة/ثانية (حوالي 30 سم/ثانية) مع صورة مستشعر بصري بمعدل 1500 إطار في الثانية. لا يزيد التسارع المقبول (مع الحفاظ على التشغيل المستقر للمستشعر) عند تحريك الماوس "برعشة" لشريحة HDNS-2000 عن 0.15 جم (حوالي 1.5 م/ث2).

ثم ظهرت رقائق الاستشعار الضوئية في السوق أدنز-2610و أدنز-2620. يدعم المستشعر البصري ADNS-2620 بالفعل ترددًا قابلاً للبرمجة "لالتقاط" السطح الموجود أسفل الماوس، بتردد 1500 أو 2300 صورة/ثانية. تم التقاط كل صورة بدقة 18 × 18 بكسل. بالنسبة للمستشعر، كانت سرعة التشغيل القصوى للحركة لا تزال محدودة بـ 12 بوصة في الثانية، لكن حد التسارع المسموح به ارتفع إلى 0.25 جم، مع تردد "تصوير" السطح يبلغ 1500 إطار/ ثانية. تحتوي هذه الشريحة (ADNS-2620) أيضًا على 8 أرجل فقط، مما جعل من الممكن تقليل حجمها بشكل كبير مقارنةً بشريحة ADNS-2610 (16 دبوسًا)، والتي كانت مشابهة في المظهر لـ HDNS-2000. في شركة اجيلنت تكنولوجيز شرعوا في "تقليل" دوائرهم الدقيقة، والرغبة في جعلها أكثر إحكاما وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة، وبالتالي أكثر ملاءمة للتثبيت في المناورات "المتنقلة" واللاسلكية.

شريحة ADNS-2610، على الرغم من أنها كانت نظيرًا "كبيرًا" لشريحة 2620، فقد حُرمت من دعم الوضع "المتقدم" الذي يبلغ 2300 صورة / ثانية. بالإضافة إلى ذلك، يتطلب هذا الخيار طاقة 5 فولت، بينما تتطلب شريحة ADNS-2620 طاقة 3.3 فولت فقط.

قريبا رقاقة ADNS-2051كان حلاً أقوى بكثير من شرائح HDNS-2000 أو ADNS-2610، على الرغم من أنها كانت متشابهة أيضًا في المظهر (التعبئة). لقد أتاح هذا المستشعر بالفعل إمكانية التحكم برمجيًا في "دقة" المستشعر البصري، وتغييره من 400 إلى 800 نقطة في البوصة. كما سمحت نسخة الشريحة أيضًا بضبط تردد الصور السطحية، وسمحت بتغييرها في نطاق واسع جدًا: 500، 1000، 1500، 2000 أو 2300 صورة/ثانية. لكن حجم هذه الصور نفسها كان 16 × 16 بكسل فقط. عند 1500 طلقة/ثانية، كان الحد الأقصى المسموح به لتسارع الفأرة أثناء "الرعشة" لا يزال 0.15 جم، وكان الحد الأقصى لسرعة الحركة الممكنة 14 بوصة/ثانية (أي 35.5 سم/ثانية). تم تصميم هذه الشريحة لجهد إمداد يبلغ 5 فولت.

المستشعر أدس-2030تم تطويره للأجهزة اللاسلكية، وبالتالي كان استهلاكه منخفضًا للطاقة، حيث يتطلب طاقة 3.3 فولت فقط. تدعم الشريحة أيضًا وظائف توفير الطاقة، على سبيل المثال، وظيفة تقليل استهلاك الطاقة عندما يكون الماوس في وضع الراحة (وضع الحفاظ على الطاقة أثناء أوقات عدم الحركة)، والتحول إلى وضع السكون، بما في ذلك عندما يكون الماوس متصلاً عبر واجهة USB ، إلخ. ومع ذلك، لم يتمكن الماوس من العمل في وضع توفير الطاقة: القيمة "1" في بت السكون لأحد سجلات الرقائق جعلت المستشعر "مستيقظًا دائمًا"، والقيمة الافتراضية "0" تتوافق مع وضع تشغيل الشريحة، عندما لا يتحرك الماوس بعد ثانية واحدة (بتعبير أدق، بعد تلقي 1500 صورة متطابقة تمامًا للسطح)، ينتقل المستشعر مع الماوس إلى وضع توفير الطاقة. أما بالنسبة للخصائص الرئيسية الأخرى للمستشعر، فهي لا تختلف عن تلك الموجودة في ADNS-2051: نفس الجسم المكون من 16 سنًا، وسرعة الحركة تصل إلى 14 بوصة/ثانية مع أقصى تسارع يبلغ 0.15 جم، ودقة قابلة للبرمجة 400 و800 CPI، على التوالي، يمكن أن تكون ترددات الصورة هي نفسها تمامًا مثل نسخة الدائرة الدقيقة المذكورة أعلاه.

وكانت هذه أول أجهزة الاستشعار البصرية. ولسوء الحظ، فقد اتسمت بأوجه القصور. كانت المشكلة الكبيرة التي نشأت عند تحريك الفأرة الضوئية على الأسطح، خاصة تلك التي تحتوي على نمط صغير متكرر، هي أن معالج الصور قد يخلط أحيانًا بين مناطق منفصلة متشابهة من الصورة أحادية اللون التي يتلقاها المستشعر ويحدد بشكل غير صحيح اتجاه حركة الماوس.

ونتيجة لذلك، لم يتحرك المؤشر على الشاشة كما هو مطلوب. حتى أن المؤشر الموجود على الشاشة أصبح قادرًا على القيام بحركات مرتجلة :) - حركات غير متوقعة في أي اتجاه. بالإضافة إلى ذلك، من السهل تخمين أنه إذا قمت بتحريك الماوس بسرعة كبيرة، فقد يفقد المستشعر تمامًا أي "اتصال" بين عدة صور لاحقة للسطح. الأمر الذي أدى إلى ظهور مشكلة أخرى: عندما تحرك الماوس بشكل حاد للغاية، كان المؤشر إما يرتعش في مكان واحد، أو حتى حدثت ظواهر "خارقة للطبيعة"، على سبيل المثال، مع الدوران السريع للعالم المحيط في الألعاب. كان من الواضح تمامًا أنه بالنسبة لليد البشرية، فإن القيود المفروضة على السرعة القصوى لحركة الماوس البالغة 12-14 بوصة/ثانية لم تكن كافية بشكل واضح. ولم يكن هناك شك أيضًا في أن الـ 0.24 ثانية (ربع ثانية تقريبًا) المخصصة لتسريع الفأرة من 0 إلى 35.5 سم/ثانية (14 بوصة/ثانية - السرعة القصوى) هي فترة زمنية طويلة جدًا؛ يستطيع الإنسان لتحريك اليد بشكل أسرع. وبالتالي، مع الحركات المفاجئة للماوس في تطبيقات الألعاب الديناميكية باستخدام معالج بصري، قد يكون من الصعب...

لقد فهمت شركة Agilent Technologies هذا أيضًا. أدرك المطورون أن خصائص أجهزة الاستشعار تحتاج إلى تحسين جذري. في بحثهم، التزموا ببديهية بسيطة ولكنها صحيحة: كلما زاد عدد الصور التي يلتقطها المستشعر في الثانية، قل احتمال فقدان "أثر" حركة الماوس أثناء قيام مستخدم الكمبيوتر بحركات الجسم المفاجئة :)

على الرغم من أنه كما نرى مما سبق، فقد تم تطوير أجهزة الاستشعار الضوئية، إلا أنه يتم إصدار حلول جديدة باستمرار، ولكن يمكن وصف التطوير في هذا المجال بأمان بأنه "تدريجي للغاية". بشكل عام، لم تكن هناك تغييرات جوهرية في خصائص أجهزة الاستشعار. لكن التقدم التكنولوجي في أي مجال يتميز في بعض الأحيان بقفزات حادة. كان هناك مثل هذا "الاختراق" في مجال إنشاء أجهزة استشعار بصرية للفئران. يمكن اعتبار ظهور المستشعر البصري ADNS-3060 ثوريًا حقًا!

أفضل من

أجهزة الاستشعار البصرية أدنز-3060، بالمقارنة مع "أسلافها"، لديها مجموعة رائعة حقا من الخصائص. إن استخدام هذه الشريحة، المعبأة في حزمة مكونة من 20 سنًا، يوفر للفئران الضوئية إمكانات غير مسبوقة. زادت السرعة القصوى المسموح بها لحركة المناور إلى 40 بوصة/ثانية (أي 3 مرات تقريبًا!) وصلت إلى سرعة "التوقيع" البالغة 1 م / ث. هذا جيد جدًا بالفعل - من غير المرجح أن يقوم مستخدم واحد على الأقل بتحريك الماوس بسرعة تتجاوز هذا الحد في كثير من الأحيان لدرجة أنه يشعر دائمًا بعدم الراحة من استخدام المعالج البصري، بما في ذلك تطبيقات الألعاب. لقد زاد التسارع المسموح به، بشكل مخيف، مائة مرة (!) ووصل إلى قيمة 15 جم (حوالي 150 م/ث2). الآن يُمنح المستخدم 7 أجزاء من مائة من الثانية لتسريع الماوس من 0 إلى الحد الأقصى 1 م/ث - أعتقد أن عددًا قليلًا جدًا من الأشخاص سيتمكنون الآن من تجاوز هذا القيد، وحتى ذلك الحين، ربما في أحلامهم :) تتجاوز سرعة التقاط صور السطح القابلة للبرمجة باستخدام المستشعر البصري لنموذج الشريحة الجديد 6400 إطارًا في الثانية، أي. "يتفوق" على "السجل" السابق ثلاث مرات تقريبًا. علاوة على ذلك، يمكن لشريحة ADNS-3060 نفسها ضبط تردد اللقطات لتحقيق أفضل معلمات التشغيل، اعتمادًا على السطح الذي يتحرك عليه الماوس. لا يزال من الممكن أن تكون "دقة" المستشعر البصري 400 أو 800 نقطة في البوصة. دعونا نستخدم شريحة ADNS-3060 كمثال لإلقاء نظرة على المبادئ العامة لتشغيل شرائح الاستشعار الضوئية.

لم يتغير المخطط العام لتحليل حركات الماوس مقارنة بالنماذج السابقة - تتم معالجة الصور المجهرية للسطح الموجود أسفل الماوس التي تم الحصول عليها بواسطة كتلة مستشعر IAS بواسطة DSP (معالج) مدمج في نفس الشريحة، والذي يحدد اتجاه ومسافة حركة المناور. يحسب DSP المقادير النسبية لإحداثيات × وY بالنسبة إلى موضع الماوس الرئيسي. بعد ذلك تقوم شريحة التحكم الخارجية بالماوس (ما هو مطلوب من أجله، كما قلنا سابقًا) بقراءة المعلومات حول حركة المعالج من المنفذ التسلسلي لشريحة المستشعر البصري. ثم تقوم وحدة التحكم الخارجية هذه بترجمة البيانات المستلمة حول اتجاه وسرعة حركة الماوس إلى إشارات يتم إرسالها عبر واجهات PS/2 أو USB القياسية، والتي يتم إرسالها بعد ذلك إلى الكمبيوتر.

ولكن دعونا نتعمق قليلاً في ميزات المستشعر. يظهر الرسم التخطيطي لشريحة ADNS-3060 أعلاه. وكما نرى، فإن بنيتها لم تتغير بشكل جذري، مقارنة بـ"أسلافها" البعيدين. 3.3 يتم تزويد الطاقة إلى المستشعر من خلال كتلة منظم الجهد والتحكم في الطاقة؛ ويتم شحن نفس الكتلة بوظائف تصفية الجهد، والتي يتم من خلالها استخدام اتصال بمكثف خارجي. تعمل الإشارة القادمة من مرنان كوارتز خارجي إلى كتلة المذبذب (تردده الاسمي 24 ميجاهرتز ؛ تم استخدام مذبذبات رئيسية ذات تردد منخفض في النماذج السابقة من الدوائر الدقيقة) على مزامنة جميع العمليات الحسابية التي تحدث داخل شريحة الاستشعار البصري. على سبيل المثال، يرتبط تردد صور المستشعر البصري بتردد هذا المولد الخارجي (بالمناسبة، هذا الأخير لا يخضع لقيود صارمة للغاية بشأن الانحرافات المسموح بها عن التردد الاسمي - حتى +/- 1 ميجاهرتز) . اعتمادًا على القيمة التي تم إدخالها في عنوان (تسجيل) محدد لذاكرة الشريحة، من الممكن استخدام ترددات التشغيل التالية لالتقاط الصور باستخدام مستشعر ADNS-3060.

قيمة التسجيل، الست عشري	القيمة العشرية	معدل لقطة الاستشعار، الإطارات / ثانية
OE7E	3710	6469
12C0	4800	5000
1F40	8000	3000
2EE0	12000	2000
3E80	16000	1500
BB80	48000	500

كما قد تتخيل، استنادًا إلى البيانات الواردة في الجدول، يتم تحديد تكرار لقطات المستشعر باستخدام صيغة بسيطة: معدل الإطارات = (إعداد تردد المولد (24 ميجاهرتز)/قيمة السجل المسؤول عن معدل الإطارات).

تبلغ دقة الصور (الإطارات) السطحية التي يتم التقاطها بواسطة مستشعر ADNS-3060 30 × 30 وتمثل نفس مصفوفة البكسلات، ويتم تشفير لون كل منها بـ 8 بتات، أي. بايت واحد (أي ما يعادل 256 ظلًا من اللون الرمادي لكل بكسل). وبالتالي، فإن كل إطار (إطار) يصل إلى معالج DSP عبارة عن سلسلة من 900 بايت من البيانات. لكن المعالج "الماكر" لا يعالج هذه الـ 900 بايت من الإطار فور وصوله، بل ينتظر حتى يتم تجميع 1536 بايت من المعلومات حول البكسل في المخزن المؤقت (الذاكرة) المقابل (أي معلومات حول 2/3 أخرى من وحدات البكسل اللاحقة) تمت إضافة الإطار). وفقط بعد ذلك تبدأ الشريحة في تحليل المعلومات حول حركة المعالج، من خلال مقارنة التغيرات في الصور المتتالية للسطح.

بدقة 400 أو 800 بكسل لكل بوصة، تتم الإشارة إلى تنفيذها في بت RES الخاص بسجلات ذاكرة المتحكم الدقيق. تتوافق القيمة الصفرية لهذا البت مع 400 نقطة في البوصة، والقيمة المنطقية في RES تضبط المستشعر على وضع 800 نقطة في البوصة.

بعد أن يقوم معالج DSP المدمج بمعالجة بيانات الصورة، يقوم بحساب قيم الإزاحة النسبية للمعالج على طول المحورين × وY، وتخزين بيانات محددة حول هذا الأمر في ذاكرة شريحة ADNS-3060. وفي المقابل، يمكن لشريحة التحكم الخارجية (الماوس)، عبر المنفذ التسلسلي، "سحب" هذه المعلومات من ذاكرة المستشعر البصري مرة واحدة تقريبًا كل مللي ثانية. لاحظ أن وحدة التحكم الدقيقة الخارجية فقط هي التي يمكنها بدء نقل مثل هذه البيانات، ولا يبدأ المستشعر البصري نفسه أبدًا في مثل هذا النقل. لذلك، فإن مسألة كفاءة (تردد) تتبع حركة الماوس تكمن إلى حد كبير في "أكتاف" شريحة التحكم الخارجية. يتم إرسال البيانات من المستشعر البصري في حزم 56 بت.

حسنًا، وحدة التحكم Led التي تم تجهيز المستشعر بها هي المسؤولة عن التحكم في الصمام الثنائي للإضاءة الخلفية - عن طريق تغيير قيمة البت 6 (LED_MODE) عند العنوان 0x0a، يمكن للمعالج الدقيق لمستشعر البصريات تحويل LED إلى وضعي تشغيل: منطقي "0" يتوافق مع حالة "الصمام الثنائي قيد التشغيل دائمًا"، والمنطق "1" يضع الصمام الثنائي في وضع "التشغيل فقط عند الضرورة". يعد هذا أمرًا مهمًا، على سبيل المثال، عند تشغيل أجهزة الماوس اللاسلكية، لأنه يسمح لك بتوفير طاقة مصادر الطاقة المستقلة الخاصة بها. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يحتوي الصمام الثنائي نفسه على عدة أوضاع للسطوع.

يتعلق هذا في الواقع بالمبادئ الأساسية لتشغيل المستشعر البصري. ماذا يمكنك أن تضيف؟ تتراوح درجة حرارة التشغيل الموصى بها لشريحة ADNS-3060، وكذلك جميع الرقائق الأخرى من هذا النوع، من 0 درجة مئوية إلى +40 درجة مئوية. على الرغم من أن Agilent Technologies تضمن الحفاظ على خصائص التشغيل لرقائقها في نطاق درجات الحرارة من -40 إلى +85 درجة مئوية.

مستقبل الليزر؟

في الآونة الأخيرة، امتلأت شبكة الإنترنت بمقالات مدح حول ماوس Logitech MX1000 Laser Cordless Mouse، الذي يستخدم ليزر الأشعة تحت الحمراء لإضاءة السطح الموجود أسفل الماوس. كان هناك وعد تقريبًا بثورة في مجال الفئران الضوئية. للأسف، بعد أن استخدمت هذا الفأر شخصيًا، كنت مقتنعًا بأن الثورة لم تحدث. ولكن هذا ليس ما يدور حوله هذا الأمر.

لم أقم بتفكيك ماوس Logitech MX1000 (لم تتح لي الفرصة)، لكنني متأكد من أن صديقنا القديم وراء "تقنية الليزر الثورية الجديدة" - مستشعر ADNS-3060. لأنه وفقًا للمعلومات المتوفرة لدي، فإن خصائص المستشعر لهذا الماوس لا تختلف عن تلك الموجودة في طراز Logitech MX510 على سبيل المثال. نشأ كل "الضجيج" حول الادعاء الموجود على موقع Logitech الإلكتروني بأنه باستخدام نظام التتبع البصري بالليزر، يتم اكتشاف تفاصيل أكثر بعشرين مرة (!) من استخدام تقنية LED. وعلى هذا الأساس، حتى أن بعض المواقع المحترمة نشرت صوراً لأسطح معينة، كما يقولون، كيف تراها فئران LED والليزر العادية :)

وبالطبع لم تكن هذه الصور (وأشكركم على ذلك) هي الزهور الزاهية متعددة الألوان التي حاول موقع Logitech من خلالها إقناعنا بتفوق الإضاءة الليزرية لنظام التتبع البصري. لا، بالطبع، لم تبدأ الفئران الضوئية في "رؤية" أي شيء مشابه للصور الملونة المحددة بدرجات متفاوتة من التفاصيل - لا تزال المستشعرات "تصور" أكثر من مجرد مصفوفة مربعة من وحدات البكسل الرمادية، تختلف عن بعضها البعض فقط في نقاط مختلفة السطوع (معالجة المعلومات حول لوحة الألوان الموسعة للبكسلات ستشكل عبئًا هائلاً على معالج الإشارة الرقمي).

دعنا نقدر أنه للحصول على صورة أكثر تفصيلاً بمقدار 20 مرة، فأنت بحاجة، معذرةً للحشو، إلى تفاصيل أكثر بعشرين مرة، والتي لا يمكن نقلها إلا من خلال وحدات بكسل إضافية للصورة، ولا شيء غير ذلك. من المعروف أن ماوس Logitech MX 1000 Laser Cordless يلتقط صورًا بحجم 30 × 30 بكسل وبدقة قصوى تبلغ 800 نقطة في البوصة. وبالتالي، لا يمكن الحديث عن أي زيادة في تفاصيل الصور بمقدار عشرين ضعفًا. أين ذهب الكلب للبحث :)، أليست مثل هذه التصريحات لا أساس لها من الصحة على الإطلاق؟ دعونا نحاول معرفة سبب ظهور هذا النوع من المعلومات.

كما هو معروف، يصدر الليزر شعاعًا ضوئيًا موجهًا بشكل ضيق (مع اختلاف بسيط). وبالتالي، فإن إضاءة السطح تحت الماوس عند استخدام الليزر أفضل بكثير من استخدام LED. ربما تم اختيار ليزر يعمل في نطاق الأشعة تحت الحمراء حتى لا يبهر العينين بسبب الانعكاس المحتمل للضوء من تحت الماوس في الطيف المرئي. حقيقة أن المستشعر البصري يعمل بشكل طبيعي في نطاق الأشعة تحت الحمراء لا ينبغي أن يكون مفاجئًا - من النطاق الأحمر للطيف، حيث تعمل معظم الفئران الضوئية LED، إلى الأشعة تحت الحمراء - "في متناول يدك"، ومن غير المرجح أن يكون الانتقال إلى نطاق بصري جديد كان من الصعب على المستشعر. على سبيل المثال، تستخدم وحدة التحكم Logitech MediaPlay مصباح LED، ولكنها توفر أيضًا إضاءة بالأشعة تحت الحمراء. تعمل أجهزة الاستشعار الحالية دون مشاكل حتى مع الضوء الأزرق (هناك مناورات بمثل هذه الإضاءة)، وبالتالي فإن طيف منطقة الإضاءة لا يمثل مشكلة لأجهزة الاستشعار. لذا، نظرًا لإضاءة السطح الأقوى أسفل الماوس، يحق لنا أن نفترض أن الفرق بين الأماكن التي تمتص الإشعاع (الظلام) وتعكس الأشعة (الضوء) سيكون أكثر أهمية من استخدام مصابيح LED التقليدية - أي. ستكون الصورة أكثر تباينًا.

وبالفعل، إذا نظرنا إلى صور حقيقية لسطح ملتقط بواسطة نظام بصري LED تقليدي ونظام يستخدم الليزر، فسنرى أن نسخة "الليزر" أكثر تباينًا - الاختلافات بين المناطق المظلمة والمشرقة في الصورة. الصورة أكثر أهمية. بالطبع، هذا يمكن أن يسهل بشكل كبير عمل المستشعر البصري، وربما المستقبل يكمن في الفئران مع نظام الإضاءة الخلفية بالليزر. ولكن من الصعب وصف مثل هذه الصور "الليزرية" بأنها أكثر تفصيلاً بعشرين مرة. إذن هذه أسطورة "حديثة الولادة" أخرى.

كيف ستكون أجهزة الاستشعار البصرية في المستقبل القريب؟ من الصعب القول. من المحتمل أن يتحولوا إلى إضاءة الليزر، وهناك بالفعل شائعات على الإنترنت حول تطوير مستشعر بـ "دقة" تبلغ 1600 نقطة في البوصة. لا يسعنا إلا أن ننتظر.

يُنظر أحيانًا إلى سلك إشارة الماوس على أنه عامل إزعاج ومقيد. تفتقر الفئران اللاسلكية إلى هذا العامل. ومع ذلك، فإن الفئران اللاسلكية لديها مشكلة خطيرة - إلى جانب كابل الإشارة، فإنها تفقد الطاقة الثابتة وتضطر إلى أن تكون مستقلة عن البطاريات أو البطاريات التي تتطلب إعادة الشحن أو الاستبدال، وكذلك زيادة وزن الجهاز.

يمكن إعادة شحن بطاريات الماوس اللاسلكية خارج الماوس وداخله (تمامًا مثل البطاريات الموجودة في الهواتف المحمولة). في الحالة الأخيرة، يجب توصيل الماوس بشكل دوري بالطاقة الثابتة عبر كابل أو محطة إرساء أو لوحة طاقة حثية.

الخامس اتصال بصري.

كانت المحاولات الأولى هي إدخال اتصال بالأشعة تحت الحمراء بين الفأرة وجهاز استقبال خاص، والذي بدوره كان متصلاً بمنفذ الكمبيوتر.

أظهر الاتصال البصري عيبًا كبيرًا في الممارسة العملية: أي عائق بين الماوس والمستشعر يتداخل مع العمل.

الخامس الاتصالات اللاسلكية.

ماوس أبل اللاسلكي

أدى الاتصال اللاسلكي بين الماوس وجهاز الاستقبال المتصل بالكمبيوتر إلى القضاء على عيوب الاتصال بالأشعة تحت الحمراء واستبدالها.

هناك ثلاثة أجيال من الفئران اللاسلكية. استخدم الجيل الأول نطاقات التردد المخصصة للألعاب التي يتم التحكم فيها عن طريق الراديو (27 ميجا هرتز). كان لديهم تردد أخذ عينات منخفض (عادة 20-50 هرتز)، واتصالات غير مستقرة، وتأثير متبادل عند تواجدهم بالقرب من بعضهم البعض. واجهت هذه الفئران مشكلة غريبة: نظرًا لأن نطاق عمل هذه الفئران كان عدة أمتار، وكانت المنظمات، كقاعدة عامة، تشتري نفس النوع من المعدات على دفعات، كانت هناك حالات تم فيها التحكم في المؤشر الموجود على شاشة الكمبيوتر بواسطة الماوس تقع حتى في الطابق التالي. عادةً ما تحتوي هذه الفئران على مفتاح يسمح لك باختيار إحدى قناتي التردد اللاسلكي، وفي معظم الحالات، يؤدي التبديل إلى قناة أخرى إلى حل المشكلة. في الوقت الحالي، لم يعد يتم إنتاج فئران الجيل الأول.

ماوس لاسلكي مع دونجل

ماوس جيجابايت فورس M9 ICE أسود لاسلكي مزود بمستشعر ليزر

استخدم الجيل الثاني من فئران الراديو نطاق التردد الحر البالغ 2.45 جيجا هرتز وتم بناؤه على أساس قنوات راديو عالية السرعة ومتكاملة للغاية. في مثل هذه الحلول، كان من الممكن التخلص تماما من "أمراض الطفولة" للجيل الأول. العيب الرئيسي هو الحاجة إلى دونجل USB خاص، والذي يحتوي على جهاز استقبال الماوس. يشغل هذا الدونجل فتحة USB على جهاز الكمبيوتر الخاص بك. يؤدي فقدان الدونجل إلى جعل الماوس قطعة ميتة من الأجهزة بسبب عدم توافق طرق الاتصال اللاسلكي من مختلف الشركات المصنعة. الفئران من الجيل الثاني هي الأكثر شعبية حاليًا.

يستخدم الجيل الثالث من فئران الراديو واجهات الراديو القياسية. عادة هذا هو بلوتوثأو (بشكل أقل تكرارًا) واجهات راديو شبكة المنطقة الشخصية القياسية الأخرى. لا تحتاج الفئران المزودة بتقنية Bluetooth إلى دونجل خاص، نظرًا لأن أجهزة الكمبيوتر الحديثة مجهزة بهذه الواجهة. ميزة أخرى لفئران البلوتوث هي عدم الحاجة إلى برامج تشغيل خاصة. عيب البلوتوث هو سعره المرتفع واستهلاكه العالي للطاقة.

الفئران التعريفي.

غالبًا ما تتمتع الفئران الحثية بقدرة تحريضية من منصة عمل خاصة ("حصيرة") أو كمبيوتر لوحي للرسومات. لكن هذه الفئران تكون لاسلكية جزئيًا فقط، حيث يظل الجهاز اللوحي أو اللوحة متصلة بكابل. وبالتالي، فإن الكبل لا يتداخل مع تحريك الماوس، ولكنه لا يسمح لك أيضًا بالعمل على مسافة من الكمبيوتر، كما هو الحال مع الماوس اللاسلكي العادي.

منذ نهاية القرن العشرين، أصبح إنتاج الملحقات المخصصة لمحبي ألعاب الكمبيوتر يكتسب زخمًا متزايدًا. هذا الاتجاه لم يسلم من فئران الكمبيوتر أيضًا. يختلف هذا النوع الفرعي عن نظرائه المكتبيين العاديين في حساسيته الأكبر (ما يصل إلى 8200 نقطة في البوصة لـ Razer Taipan)، ووجود أزرار إضافية قابلة للتخصيص بشكل فردي، وسطح خارجي غير قابل للانزلاق، وتصميم. في أجهزة ماوس الألعاب المتطورة، يتم ضبط توزيع الوزن - وهذا ضروري لضمان تحميل جميع أرجل الماوس بالتساوي (بحيث ينزلق الماوس بسلاسة أكبر).

مثل أي عنصر كمبيوتر، أصبح الماوس كائنًا للتعديل.

تضيف بعض الشركات المصنعة للماوس وظائف لتنبيه الماوس بشأن أي أحداث تحدث على الكمبيوتر. على وجه الخصوص، تنتج Genius وLogitech نماذج تُعلمك بوجود رسائل بريد إلكتروني غير مقروءة في صندوق البريد الخاص بك عن طريق إضاءة مؤشر LED أو تشغيل الموسيقى من خلال مكبر الصوت المدمج في الماوس.

هناك حالات معروفة لوضع مروحة داخل علبة الفأرة لتبريد يد المستخدم أثناء عمل يد المستخدم مع تدفق الهواء من خلال فتحات خاصة. تحتوي بعض نماذج الماوس المصممة للاعبي الكمبيوتر على وحدات غريبة الأطوار صغيرة مدمجة في جسم الماوس، مما يوفر إحساسًا بالاهتزاز عند التصوير في ألعاب الكمبيوتر. ومن أمثلة هذه النماذج خط الفئران Logitech iFeel Mouse.

بالإضافة إلى ذلك، هناك ماوسات صغيرة مصممة لأصحاب أجهزة الكمبيوتر المحمول، وهي صغيرة الحجم والوزن.

تتمتع بعض أجهزة الماوس اللاسلكية بالقدرة على العمل كجهاز تحكم عن بعد (على سبيل المثال، Logitech MediaPlay). لديهم شكل معدل قليلاً للعمل ليس فقط على الطاولة، ولكن أيضًا عند الإمساك باليد.

الخامس المميزات والعيوب

أصبح الماوس جهاز الإدخال الرئيسي بالنقطة والنقطة بسبب الميزات التالية:

· سعر منخفض جدًا (مقارنة بالأجهزة الأخرى مثل شاشات اللمس)؛

· الفأرة مناسبة للاستخدام طويل الأمد. في الأيام الأولى للوسائط المتعددة، أحب صانعو الأفلام إظهار أجهزة كمبيوتر "المستقبل" بواجهة تعمل باللمس، ولكن في الواقع طريقة الإدخال هذه مملة للغاية، حيث يتعين عليك رفع يديك في الهواء؛

· دقة عالية لتحديد موضع المؤشر. باستخدام الماوس (باستثناء بعض النماذج "غير الناجحة")، من السهل الضغط على البكسل المطلوب على الشاشة؛

يسمح الماوس بالعديد من عمليات التلاعب المختلفة - النقرات المزدوجة والثلاثية، والسحب، والإيماءات، والضغط على زر واحد أثناء سحب زر آخر، وما إلى ذلك. لذلك، يمكنك تركيز عدد كبير من عناصر التحكم في يد واحدة - تتيح لك الفئران متعددة الأزرار التحكم، على سبيل المثال , متصفح بدون استخدام لوحة المفاتيح على الإطلاق .

عيوب الماوس هي:

· خطر متلازمة النفق الرسغي (لم تؤكده الدراسات السريرية)؛ [المصدر غير محدد 365 يومًا]

· للعمل، مطلوب سطح مستوٍ وناعم ذو حجم كافٍ (مع استثناء محتمل للفئران الجيروسكوبية)؛

· عدم الاستقرار للاهتزازات. لهذا السبب، لا يستخدم الماوس عمليا في الأجهزة العسكرية. تتطلب كرة التتبع مساحة أقل للعمل ولا تتطلب تحريك يدك، ولا يمكن أن تضيع، ولديها مقاومة أكبر للتأثيرات الخارجية، وأكثر موثوقية.

في المقالات السابقة بدأنا نخبرك عن ملحقات الكمبيوتر. لقد بدأنا بلوحة المفاتيح. التالي في الخط هو الماوس. سنخبرك في هذه المقالة عن ما هو فأرة الكمبيوتر وما هي أنواعه وخصائصه الرئيسية.

فأرة الحاسوب - جزء لا يتجزأ من جهاز الكمبيوتر. فهو يسمح للمستخدم بالتحكم في المؤشر، الذي يتم عرضه على الشاشة، عن طريق تحريك الماوس نفسه عبر سطح الطاولة.

لتبسيط الأمر، فأرة الكمبيوتر هي أداة يمكننا من خلالها تحديد الكائنات الموجودة على شاشة الكمبيوتر ومعالجتها. تتضمن هذه الإجراءات: النسخ وفتح المستندات واختيار النص وغير ذلك الكثير. عند استخدام جهاز الكمبيوتر، فإن الشخص عمليا لا يترك الجهاز، مما يثبت أهمية هذا الجهاز.

مما تتكون فأرة الكمبيوتر؟

تتكون فئران الكمبيوتر، إذا لم تنتبه إلى ميزات بعض الأنواع، من عجلة تمرير يمكنك من خلالها تحريك (معلومات التمرير) على شاشة الكمبيوتر، ومفاتيح تستخدم لإجراءات مثل، على سبيل المثال: التنشيط قائمة السياق، أو تنشيط الكائن أو فتحه، أو الإمساك به وتحريكه، وما إلى ذلك.

يوجد على الجانب السفلي من الفأرة جهاز استشعار لتتبع حركة المناور على السطح. اعتمادا على النوع (سيتم مناقشته أدناه)، يمكن أن تكون كرة (غير مستخدمة تقريبا في عصرنا) أو ماسح ضوئي ليزر.

يحتوي الماوس أيضًا على سلك (مع واجهة USB أو PS/2) يتصل به بالكمبيوتر، أو، في حالة الفئران اللاسلكية، حجرة لتثبيت البطاريات.

أنواع فئران الكمبيوتر

لقد قطعت فأرة الكمبيوتر شوطا طويلا في التطور واليوم نعرف الأنواع التالية:

• ميكانيكي - نوع من الفأرة لا يستخدم عمليا اليوم. يتم استخدام جهاز مصنوع من كرة فولاذية مطاطية وبكرات وأجهزة استشعار زاوية الدوران كجهاز استشعار لتتبع الحركة. أثناء تحرك الفأرة، تدور الكرة الفولاذية، ويتم الضغط على البكرات التي تسجل ذلك وتنقل المعلومات إلى أجهزة استشعار زاوية الدوران. وتقوم المستشعرات بدورها بتحويل البيانات المستلمة إلى إشارات كهربائية. ومن عيوب هذه الفئران حجمها الكبير نسبيًا وحاجتها للتنظيف الدوري حتى تعمل بشكل جيد. كما أنها تحتاج بالتأكيد إلى حصيرة، فبدونها سيكون من المستحيل تشغيل المناول؛
• بصري - تختلف عن تلك الميكانيكية في أنه بدلاً من الكرة، يتم استخدام "كاميرا" لتتبع الحركة، والتي تصور السطح الذي يتحرك عليه الماوس بتردد عدة مئات من الإطارات في الثانية. عند تحليل الصور الملتقطة، يتحرك المؤشر على الشاشة. من أجل تسليط الضوء بشكل أفضل على جميع المخالفات السطحية، وبالتالي تحسين جودة تحديد موضع الماوس، يتم استخدام مصباح LED ساطع يتم تثبيته في الجهاز بزاوية طفيفة؛
• الليزر - بديل ممتاز للنوع السابق من الفأرة. يمكن تسمية مبدأ التشغيل مطابقًا للمبدأ البصري، فقط في هذا النوع، بدلاً من LED، يتم استخدام صمام ثنائي ليزر يعمل بالأشعة تحت الحمراء للإضاءة. بفضل هذا الحل، تزداد دقة تحديد المواقع للجهاز. ميزة أخرى هي أن نوع السطح غير مهم عمليًا للتشغيل الصحيح لفأرة الليزر؛
• حسي - هنا الاسم يتحدث عن نفسه. لا يحتوي هذا الماوس على أزرار أو عجلة تمرير، ويمكن ضبط جميع الأوامر باستخدام الإيماءات. تعتبر فئران اللمس من أحدث الأنواع التي تتميز بسهولة الاستخدام ومظهرها الرائع؛
• تعريفي - الفئران التي تعمل باستخدام الطاقة الاستقرائية. مطلوب حصيرة تعمل بمثابة ما يسمى بلوحة الرسومات؛
• فئران كرة التتبع - الأجهزة التي لا تحتوي على أزرار، والتي يتم التحكم فيها بواسطة كرة مقلوبة تسمى كرة التتبع؛
• الجيروسكوب - يتم تحديد موضع المؤشر باستخدام هذا الماوس بفضل الجيروسكوب. لكي تعمل هذه الفئران بشكل صحيح، ليس السطح مهمًا، فهي تقرأ معلومات حول الحركة ليس فقط منه، بل من الفضاء.

هناك طريقة أخرى لتصنيف فئران الكمبيوتر وهي تقسيمها حسب طريقة الاتصال. هكذا هي الفئران:

• سلكي — الاتصال بالكمبيوتر باستخدام كابل عبر USB أو PS/2؛
• لاسلكي — يتم الاتصال باستخدام بروتوكول Bluetooth.

خصائص فئران الكمبيوتر

الخصائص الرئيسية لفئران الكمبيوتر:

1. النوع (النوع) . كما ذكر أعلاه، يؤثر هذا على تشغيل الماوس نفسه والراحة والتطبيق العملي. يختار كل مستخدم عنصر الاستخدام بشكل فردي، لأنه يعتمد على غرضه: هناك أولئك الذين يلعبون ألعاب الكمبيوتر بنشاط - يعتبر ماوس الألعاب مثاليا لهم، لأنه مزود بمفاتيح إضافية لسهولة التنقل. بالنسبة للآخرين، سيكون الليزر العادي كافيا، حيث سيقومون بإجراء جميع العمليات اللازمة للمستخدم العادي.
2. الحجم والشكل . تؤثر هذه الخصائص في المقام الأول على التطبيق العملي للاستخدام: يتم تحديد الاختيار، في معظم الحالات، حسب حجم اليد - فالفتيات يحبون الفئران الصغيرة والجميلة، وقد اعتاد الرجال على الشعور بأيديهم بماوس ثقيل وكبير إلى حد ما، والذي سيكون مريحة للتحكم.
3. حساسية . يؤثر هذا المعيار على دقة حركة المؤشر على الشاشة. يولي المستخدمون الأكثر خبرة اهتمامًا كبيرًا بالحساسية، حيث تتطلب بعض أنواع أنشطتهم، بالإضافة إلى الإعدادات القياسية، أقصى قدر من الدقة وتوازن الحركات، مما قد يؤثر على نتيجة العمل.

الاستنتاجات

اليوم، يسمح العدد الكبير من أنواع فئران الكمبيوتر المقدمة لكل شخص باتخاذ قرار مستنير بناءً على المتطلبات الفردية. آمل أن يكون المقال قد ساعدك في تعلم الكثير عن هذا العنصر الذي لا غنى عنه لمستخدم الكمبيوتر مثل الماوس.

في هذا الوقت، تكون الفئران العادية التي تحتوي على مستشعر حركة الكرة على وشك الانقراض، ويتم استبدالها بنشاط الفئران الضوئية.

في عام 1980، قام اثنان من المخترعين المستقلين، ستيف كيرش وريتشارد فرانسيس ليون، بعرض عينات عمل من الفئران الضوئية. استخدم ماوس ستيفن كيرش ضوء LED بالأشعة تحت الحمراء، بينما استخدم ماوس ريتشارد فرانسيس ليون ضوء LED مرئيًا.

تم تطوير الفئران الضوئية الأولى التي ظهرت في السوق بواسطة شركة Hewlett-Packard في عام 1999 وتم بيعها تحت العلامة التجارية Microsoft. يمكن لمثل هذا الفأر أن يعمل على أي سطح تقريبًا ولا يتطلب تنظيفًا دوريًا للأوساخ مثل الفئران الميكانيكية التقليدية.

بعد فترة وجيزة، بدأ المصنعون الآخرون في إنتاج نماذجهم الخاصة من الفئران الضوئية باستخدام مكونات من شركة Agilent Technologies، والتي تم فصلها عن شركة Hewlett-Packard.

تستخدم الفئران الضوئية الحديثة ما يسمى بتقنية الارتباط البصري، حيث تقوم كاميرا فيديو صغيرة بتردد يزيد عادة عن 1 كيلو هرتز بالتقاط صور لسطح مضاء بمصابيح LED، ومن خلال مقارنة الصور إطارًا بإطار، تحدد الاتجاه من حركة الماوس. عادةً ما يكون السطح الذي يتحرك عليه الماوس (القماش أو الخشب أو البلاستيك أو حصيرة خاصة) به مخالفات دقيقة. تتم إضاءة هذه المخالفات الدقيقة بواسطة مصباح LED ساطع مثبت بزاوية طفيفة على السطح، مما يؤدي إلى إلقاء المخالفات الدقيقة ظلالًا مميزة، والتي يتم تسجيلها بشكل موثوق بواسطة كاميرا الماوس ومعالجتها بواسطة شريحة متخصصة.

عادةً ما تستخدم الفئران الضوئية مصابيح LED حمراء، نظرًا لأنها أرخص، كما أن أجهزة الكشف الضوئي المصنوعة من السيليكون أكثر حساسية للضوء الأحمر، في حين أن مصابيح LED ذات الألوان الأخرى أقل شيوعًا.

عيب الفئران الضوئية هو زيادة استهلاكها للطاقة مقارنة بالفئران الميكانيكية والليزر.

في فئران الليزرلإضاءة السطح، لا يتم استخدام مصباح LED، بل يتم استخدام صمام ثنائي ليزر يعمل بالأشعة تحت الحمراء يضيء السطح. نظرًا لتماسك إشعاع الليزر، يكون التركيز على سطح العمل أكثر دقة ويتطلب هذا الماوس مخالفات سطحية أصغر بكثير مما هو ضروري للفأرة الضوئية.

تم طرح فأرة الليزر في الأسواق لأول مرة في عام 1998، وتم تصنيعها بواسطة شركة Sun Microsystems، ولكنها لم تكن مستخدمة على نطاق واسع. على عكس الفأرة الضوئية، فإن فأرة الليزر قادرة على العمل على الأسطح الشفافة مثل الزجاج والأسطح العاكسة. بالإضافة إلى ذلك، من الناحية النظرية، يجب أن يوفر ماوس الليزر دقة أفضل لتحديد المواقع مقارنة بالماوس الضوئي، على الرغم من أن دقتها هي نفسها تقريبًا في الممارسة العملية، ولكن بالنسبة للألعاب، يوصى غالبًا باستخدام ماوس ليزر، على الرغم من أن هذه توصية مشكوك فيها إلى حد ما، نظرًا لأن جميع فئران الليزر تحتوي على واجهة USB، وهذا يحد من سرعة نقل البيانات، وبالإضافة إلى ذلك، فإن السؤال الذي يطرح نفسه هو مدى توافق فئران الليزر USB مع أنظمة التشغيل المختلفة.

أهلاً بكم! حصل دوغلاس إنجلبارت على براءة اختراع فأرة الكمبيوتر منذ نصف قرن. إن المعادلات الأولى القابلة للتطبيق، عند تعديلها وفقاً للتضخم، تكلف ما يقرب من 1000 دولار لكل منها.

من هذه المقالة سوف تتعلم:

من نواحٍ عديدة، ساهمت شركة Apple في تعميم هذا المناور، التي استخدمت (ولا تزال تستخدم) الفئران ذات الزر الواحد في أجهزة Macintoshes الخاصة بها.

في مقال اليوم، سنلقي نظرة على كيفية عمل فأرة الكمبيوتر، وما بداخلها، وما إذا كانت مبادئ تشغيل الفئران اللاسلكية والسلكية مختلفة تمامًا.

مبدأ تشغيل المعالج

يدرك الماوس الحركة على سطح العمل (الطاولة أو السجادة)، وينقل هذه البيانات إلى الكمبيوتر. يقوم نظام التشغيل بترجمة هذه الحركات إلى حركة المؤشر، والتي يمكن استخدامها لمعالجة الملفات أو نوافذ البرامج.

يتم إرسال الأوامر باستخدام الأزرار - المفتاح الرئيسي عند الضغط على الزر الأيسر، والزر الإضافي عند الضغط على الزر الأيمن.

تحتوي معظم الفئران القياسية الحديثة في AT على عجلة يتم إخفاء زر آخر تحتها. تُستخدم العجلة عادةً للتمرير عموديًا على مستند كبير أو صفحة متصفح.
تم تصميم جميع الألعاب الخاصة بمنصة الكمبيوتر الشخصي تقريبًا للاستخدام مع الماوس. من خلال تحريكها، يمكنك التحكم في الكاميرا في ألعاب إطلاق النار أو ألعاب تقمص الأدوار، أو تحديد بعض الوحدات في الاستراتيجيات، أو إعطاء أوامر لشخصية في لعبة MOBA، أو تحريك الكائنات في الألعاب المنطقية.

غالبًا ما تحتوي فئران الألعاب على أزرار إضافية يمكنك ربط الأوامر المستخدمة بشكل متكرر بها - وهذا أكثر ملاءمة من البحث عنها على لوحة المفاتيح. تُستخدم العجلة عادةً لتغيير المهارة النشطة أو السلاح المستخدم. تعرف على المزيد حول الغرض من فأرة الكمبيوتر.

جهاز الفأرة بالداخل

بغض النظر عن عدد الأزرار، فإن تنفيذ مثل هذا المخطط ليس بالأمر الصعب - بالفعل في وقت اختراع الماوس، كانت هناك مفاتيح يمكن استخدامها بهذه الصفة. المشكلة الرئيسية هي جعل المناور يتفاعل بشكل صحيح مع الحركات.

استخدمت النماذج الأولية محركًا مباشرًا - زوج من العجلات المتعامدة التي تتفاعل مع التمرير بسبب الحركة على سطح الطاولة. في وقت لاحق، تخلى المصممون عن هذا الحل، وذلك باستخدام محرك كروي.

داخل مثل هذا الفأر كانت هناك كرة صغيرة، يتم تمريرها أثناء تحرك الماوس عبر لوحة الماوس، وتقوم بدورها بتدوير بكرات محرك الأقراص.

وفي وقت لاحق، كان لا بد من التخلي عن هذا الهيكل من المناور - ظهرت تقنيات أكثر تقدما. من غير المرجح أن تجد اليوم ماوسًا كرويًا جديدًا للبيع.

الفئران الضوئية

حاليًا، هذا هو النوع الأكثر شيوعًا من معالجات الكمبيوتر. يعتمد عملهم على مبدأ الارتباط البصري. مما يتكون المستشعر البصري وكيف يعمل: يضيء مؤشر LED مساحة من سطح العمل ويتم تجميعه بواسطة عدسة أخرى.

يدخل الضوء المجمع إلى مستشعر الاستقبال الخاص بوحدة التحكم، وتتم معالجة الإشارة ونقلها إلى المعالج المركزي للكمبيوتر.

يلتقط المستشعر صورًا للسطح بتردد عالٍ. بالنسبة لفأرة المكتب العادية، يكفي 1 كيلو هرتز (1000 نقطة لكل بوصة)، ولكن بالنسبة لجهاز الألعاب، يعد تحديد الموقع أمرًا مهمًا، لذا فإن الحد الأدنى الموصى به هو بضعة آلاف نقطة لكل بوصة.

يعمل هذا المخطط البسيط نظرًا لأن سطح سطح المكتب أو السجادة غير موحد. تدل الممارسة على أن هذه الفئران تكون أقل حساسية على سطح أملس وملون بشكل متساوٍ.

فئران الليزر

تستخدم هذه الأجهزة صمام ثنائي ليزر يعمل بالأشعة تحت الحمراء للإضاءة. نظرًا لاتساق الإشعاع والتركيز، يكون تحديد موضع هذه الأجهزة أكثر دقة، ويلزم وجود مخالفات دقيقة أصغر بكثير لمعالجة الإشارات.

والفرق الرئيسي بين هذه الفئران والفئران الضوئية هو القدرة على العمل على الأسطح المرآة والزجاجية. ومع ذلك، نظرًا لتكلفتها العالية، فإن فئران الليزر أقل شيوعًا.

مما يتكون الفأرة اللاسلكية؟

حصل مناور الكمبيوتر على اسمه بسبب مظهره المميز - "جسم" صغير و"ذيل" طويل، أي السلك الذي يتصل به الجهاز بالكمبيوتر. اليوم، تتصل جميع أجهزة الماوس السلكية إما من خلال منفذ PS/2، المميز باللون الأخضر، أو من خلال ناقل USB العالمي.

ومع ذلك، هذا ليس ضروريا: لقد اكتسبت الفئران اللاسلكية شعبية منذ فترة طويلة. يختلف هيكلها عن الهيكل الكلاسيكي في حالة عدم وجود سلك - وبنفس النجاح، يتم نقل الإشارة عبر الهواء باستخدام تردد معين. الخيار الأكثر شيوعًا هو أجهزة الماوس التي تعمل عبر قناة راديو، ولكنها موجودة أيضًا عبر بروتوكول Bluetooth.
وتشمل مزايا هذه الأجهزة الاكتناز والتنقل. أثناء النقل لا داعي للبحث عن مكان إخفاء السلك، ويمكنك التحكم بالمؤشر على الشاشة من أي مكان في الغرفة. تشمل العيوب إمكانية اعتراض المهاجمين للإشارة.

يستخدم المستشعر الموجود في الفئران اللاسلكية أيضًا بصريًا، ومبدأ التشغيل هو نفس مبدأ الفئران السلكية. يتم توصيل المعالج اللاسلكي بالكمبيوتر باستخدام جهاز إرسال USB خاص يلتقط الإشارة التي يرسلها.

يمكنك العثور على هذا وأجهزة الإدخال الأخرى في المجلدات الشائعة متجر على الانترنت. سأكون ممتنًا لكل من شارك هذا المنشور على الشبكات الاجتماعية. حتى الغد!