Bilgisayar faresi türleri ve en iyi olanı nasıl seçilir? Bilgisayar farelerinin türleri ve cihazları

Tünaydın arkadaşlar!

Bugün çok alıştığımız ve onsuz artık bilgisayarda çalışmayı hayal edemeyeceğimiz çok kullanışlı bir cihazdan bahsedeceğiz.

"Fare" nedir?

"Fare", bilgileri girmek için klavyeyle birlikte tasarlanmış bir düğme manipülatörüdür.

Gerçekten de kuyruğu olan bir fareye benziyor. Modern bir bilgisayar bu mekanizma olmadan zaten düşünülemez.

"Farenin" kullanımı, örneğin yerleşik dizüstü bilgisayar manipülatöründen çok daha uygundur.

Bu nedenle, kullanıcılar genellikle bu dizüstü bilgisayar "matını" kapatır ve bir "fare" bağlar.

Bu kullanışlı şey nasıl çalışıyor?

Manipülatörlerin ilk tasarımları

İlk manipülatörler iki disk silindirine dokunan bir top içeriyordu.

Her diskin dış kenarı delme. Şaftlar birbirine dik olarak yerleştirildi.

Şaftlardan biri X koordinatından (yatay hareket), diğeri ise Y koordinatından (dikey hareket) sorumluydu.

Manipülatörü masa üzerinde hareket ettirirken, top döndürülerek torku millere aktarıyordu.

Manipülatör "sağ-sol" yönünde hareket ettirilirse, X koordinatından sorumlu şaft esas olarak döndürülürdü.Monitör ekranındaki imleç de sağa-sola hareket ederdi. Fare “kendisinden uzağa doğru” yönde hareket ederse, esas olarak Y koordinatından sorumlu şaft dönüyordu, monitör ekranındaki imleç yukarı ve aşağı hareket ediyordu.

Manipülatör keyfi bir yönde hareket ettirilirse her iki şaft da dönüyordu ve imleç buna göre hareket ediyordu.

Eski farelerdeki optik sensörler

Manipülatör hareket ettiğinde, diskleri sıkı bir şekilde sabitlenmiş olan miller döner. Diskin delikli kenarı periyodik olarak radyasyon akısını yayıcıdan alıcıya doğru geçer. Sonuç olarak, kontrol çipine beslenen alıcının çıkışında bir dizi darbe elde edilir. Fare ne kadar hızlı hareket ederse miller de o kadar hızlı döner. Daha yüksek bir darbe frekansı olacak ve imleç monitör ekranında daha hızlı hareket edecektir.

Düğmeler ve kaydırma tekerleği

Herhangi bir manipülatörün en az iki düğmesi vardır.

Bunlardan birine (genellikle soldaki) çift "tıklamak" (basmak), bir programın veya dosyanın yürütülmesini başlatır, diğerine tıklamak, ilgili durum için bir içerik menüsü başlatır.

Bilgisayar oyunları için tasarlanan cihazlarda 5-8 tuş bulunabilir.

Bunlardan birine tıklayarak, bir el bombası fırlatıcısından canavara ateş edebilir, diğerinde bir roket fırlatabilir, üçüncüsünde ise eski güzel bir sabit sürücüyü içine boşaltabilirsiniz.

Modern farelerde ayrıca büyük bir belgeyi görüntülerken çok kullanışlı olan bir kaydırma tekerleği vardır. Böyle bir belgeyi düğmeleri kullanmadan yalnızca tekerleği çevirerek görüntüleyebilirsiniz. Bazı modellerde var iki tekerlekli hem yukarı hem aşağı hem de sola ve sağa hareket ettirerek metni veya grafik görüntüsünü görüntüleyebilirsiniz.

Kaydırma tekerleğinin altında genellikle başka bir düğme bulunur. Belgeyi tekerleği döndürerek görüntülerseniz ve aynı anda ona basarsanız, manipülatör sürücüsü öyle bir modu etkinleştirir ki belgenin kendisi ekranda yukarı doğru hareket etmeye başlar. Hareketin hızı, kullanıcının tekerleği basmadan önce döndürme hızına bağlıdır.

Bu modda imleç stilini değiştirir. Bu da rahatlığı daha da artırıyor... Kısacası aldılar, pişirdiler, çiğnediler, geriye sadece yutmak kalıyor. Tekerleğe tekrar basıldığında "otomatik görünüm"den normal moda geçilir.

Optik fareler

Gelecekte manipülatör geliştirildi.

Sözde optik "fareler" ortaya çıktı.

Bu tür cihazlar yayan içerir Işık yayan diyot(genellikle kırmızı), şeffaf yansıtıcı plastik prizma, ışık sensörü ve kontrol kontrolörü.

LED, yüzeyden yansıyan ve sensör tarafından yakalanan ışınlar yayar.

Manipülatör hareket ettiğinde, sensör tarafından yakalanan ve belirli bir arayüz için standart sinyaller üreten kontrolöre iletilen alınan radyasyon akısı değişir. Optik fare harekete daha duyarlı ve eski top manipülatörü gibi kendisi için bir mat gerektirmez.

Optik farede, aşınan veya kirlenen sürtünme parçaları (dönüşü kaydırma tekerleğinden iletilen potansiyometre hariç) yoktur. Bu aynı zamanda bir avantajdır.

Manipülatörlerle ilgili olası sorunlar

Her teknik gibi farenin de sınırlı bir ömrü vardır. Bilgisayar teknolojisinin büyük kısmının Çin'de üretildiği bir sır değil. Herhangi bir işin amacı kârdır, bu nedenle Çinli yoldaşlar fare kablolarından bile tasarruf ederek onları mümkün olduğunca ince hale getiriyorlar.

Bu nedenle manipülatörlerin ilk zayıf noktası kablodur.

Daha sık iç uçurum kablonun fareye girdiği noktada bir veya daha fazla çekirdek meydana gelir.

Kablonun 4 teli vardır, bunlardan ikisi güç, üçüncüsü saat frekansı, dördüncüsü bilgidir.

Fare bilgisayar tarafından görülmezse ilk adım kabloyu "çağırmaktır".

Bir kopma tespit edilirse, kablonun bir kısmını bir konektörle (kablo giriş noktasının arkasında, konektöre daha yakın olan "fare" kasasına) ve kalan parçayı manipülatörün baskılı devre kartına keserek elbette gözlemlemelisiniz. , renkler.

PS/2 fareler hareket halindeyken geçiş yapamıyorum .

Aksi takdirde kontrolörü (küçük "beyni") başarısız olabilir. Ve sadece bununla sınırlı olması iyidir. Anakarttaki PS / 2 arayüz denetleyicisi de arızalanabilir ve bu çok daha kötüdür.

Kablo sağlamsa ve fare denetleyici tarafından tanınmıyorsa, büyük olasılıkla denetleyici arızalanmıştır ve değiştirilmesi gerekir. Optik farelerdeki kablo kopmasından, LED'in (masa üzerinde hareket eden yüzeye yakın bir yerde bulunan) parlamasının olmaması nedeniyle de şüphelenilebilir. Diğer durumlarda, parlama LED'in veya denetleyicinin arızasından kaynaklanmayabilir, ancak bu nadirdir.

COM veya USB arayüzlü manipülatörler Olabilmek hareket halindeyken geçiş yapın. Ancak şu anda COM arayüzüne sahip cihazlar pratikte bulunmuyor.

Fareye binlerce kez "tıklamanız" gerekir ve düğmeler uzun bir süre sonra arızalanabilir. Düğmeyi değiştirmek için manipülatörü sökmeniz ve başka bir tane lehimlemeniz gerekir. Eskisi gibi aynısını kullanmak gerekli değildir. Burada asıl önemli olan, anahtar hareketinin uzunluğunu korumak için yüksekliğe saygı göstermektir. Bununla birlikte, manipülatörler uzun zamandır çok uygun fiyatlıdır ve çoğu kullanıcı onarımlarıyla uğraşmaz.

Karnında top olan eski güzel "farelere" "teşekkür ederim" diyelim - bize çok iyi hizmet ettiler ...

Makaleyi bitirirken, manipülatör çeşitlerinin bulunduğunu not ediyoruz. lazer yayıcı Daha doğru ve daha hızlı imleç konumlandırma sağlayan bir LED yerine. Bu hız ve doğruluk özellikle oyunlarda talep edilmektedir.

Bilgisayarla bilgi alışverişinin kabloyla değil radyo kanalıyla gerçekleştirildiği kablosuz (radyo) "fareler" de vardır. Bu nedenle, kendi güç kaynaklarını içerirler - AA veya AAA boyutunda bir çift parmak tipi galvanik hücre. Manipülatör konektörünün bağlantı noktalarından birine takıldığını bir kez daha hatırlayın.

Hepsi bugün için.

Victor Geronda seninleydi.

Blogda görüşürüz!

Merhaba, blog sitesinin sevgili okuyucuları. Bilgisayar fareleri veya fareleri farklı denir, çok sayıda vardır. İşlevsel amaçlarına göre sınıflara ayrılabilirler: bazıları oyunlar için, diğerleri sıradan işler için, diğerleri ise grafik editörlerinde çizim yapmak içindir. Bu yazımda bilgisayar fare çeşitleri ve tasarımından bahsetmeye çalışacağım.

Ancak yeni başlayanlar için birkaç on yıl geriye gitmeyi, tam da bu karmaşık cihazı buldukları zamana gitmeyi öneriyorum. İlk bilgisayar faresi 1968'de ortaya çıktı ve Douglas Engelbart adlı Amerikalı bir bilim adamı tarafından icat edildi. Fare, buluşun patentini Douglas'a veren, ancak bir noktada onu geliştirmeye olan ilgisini kaybeden Amerikan Uzay Araştırma Ajansı (NASA) tarafından geliştirildi. Neden - okumaya devam edin.

Dünyanın ilk faresi, ağırlığının yanı sıra kullanımı da son derece elverişsiz olan, teli olan ağır bir ahşap kutuydu. Belli nedenlerden dolayı, ona "fare" demeye karar verdiler ve bir süre sonra yapay olarak bu tür bir kısaltmanın kodunu çözebildiler. Evet, artık fare, "Manuel Olarak Çalıştırılan Kullanıcı Sinyal Kodlayıcısı"ndan, yani kullanıcının manuel olarak bir sinyali kodlayabildiği bir cihazdan başka bir şey değildir.

İstisnasız tüm bilgisayar farelerinin bileşiminde bir takım bileşenler bulunur: bir kasa, kontakları olan bir baskılı devre kartı, mikrofonlar (düğmeler), bir kaydırma tekerleği (ler) - bunların hepsi herhangi bir modern farede şu veya bu biçimde mevcuttur. fare. Ama muhtemelen şu soru yüzünden eziyet çekiyorsunuz - o zaman onları birbirinden ayıran şey nedir (oyun, oyun dışı, ofis vb. Varlığının yanı sıra), neden bu kadar çok farklı tür ortaya çıkardılar, kendiniz görün:

1. Mekanik
2. Optik
3. Lazer
4. İztopu fareleri
5. tümevarım
6. Jiroskopik

Gerçek şu ki, yukarıdaki bilgisayar faresi türlerinin her biri farklı zamanlarda ortaya çıktı ve farklı fizik yasalarını kullanıyor. Buna göre her birinin, metinde daha sonra kesinlikle tartışılacak olan kendi dezavantajları ve avantajları vardır. Sadece ilk üç türün en ayrıntılı şekilde ele alınacağı, geri kalanların daha az popüler oldukları göz önüne alındığında o kadar ayrıntılı olmayacağı belirtilmelidir.

Mekanik fareler, nispeten büyük boyutlu, etkili çalışma için topun sürekli temizlenmesini gerektiren geleneksel top modelleridir. Dönen bilya ile gövde arasına kir ve küçük parçacıklar girebilir ve bunların temizlenmesi gerekir. Mat olmadan işe yaramaz. Yaklaşık 15 yıl önce dünyada tekti. Bunu geçmiş zamanda yazacağım çünkü zaten nadir görülen bir durum.

Mekanik farenin alt kısmında, dönebilen plastik bir halkayı kapatan bir delik vardı. Altında ağır bir top vardı. Bu top metalden yapılmış ve kauçukla kaplanmıştı. Topun altında iki plastik silindir ve topu silindirlere doğru bastıran bir silindir vardı. Fareyi hareket ettirirken top silindiri döndürdü. Yukarı veya aşağı - bir silindir sağa veya sola döndürülmüş - diğeri. Bu tür modellerde yerçekimi belirleyici bir rol oynadığından, böyle bir cihaz sıfır yerçekiminde çalışmadığından NASA bundan vazgeçti.

Hareket zorsa her iki silindir de dönüyordu. Her plastik silindirin ucuna, bir değirmende olduğu gibi yalnızca birçok kez daha küçük bir pervane yerleştirildi. Pervanenin bir tarafında bir ışık kaynağı (LED), diğer tarafında ise bir fotosel vardı. Fareyi hareket ettirirken pervane dönüyordu, fotosel kendisine çarpan ışık atımlarının sayısını okuyor ve ardından bu bilgiyi bilgisayara aktarıyordu.

Pervanenin çok sayıda kanadı olduğu için imlecin ekrandaki hareketi düzgün algılanıyordu. Optik-mekanik fareler (bunlar sadece "mekaniktir") büyük rahatsızlıktan muzdaripti, gerçek şu ki, periyodik olarak sökülüp temizlenmeleri gerekiyordu. Çalışma sürecindeki top, herhangi bir döküntüyü vücuda sürükledi, çoğu zaman topun kauçuk yüzeyi o kadar kirlendi ki, hareket silindirleri basitçe kaydı ve fare arabaya bindi.

Aynı nedenden ötürü, böyle bir farenin doğru çalışması için sadece bir yastığa ihtiyacı vardı, aksi takdirde top kayar ve daha hızlı kirlenirdi.

Optik ve lazer fareler

Optik farelerde hiçbir şeyi söküp temizlemenize gerek yoktur. Dönen topları olmadığından farklı prensiple çalışırlar. Optik fare bir LED sensörü kullanır. Böyle bir fare, masanın yüzeyini tarayan ve "fotoğrafını çeken" küçük bir kamera gibi çalışır, kamera saniyede yaklaşık bin fotoğraf çekmeyi başarır ve bazı modeller daha da fazlasını yapar.

Bu görüntülere ait veriler farenin üzerinde bulunan özel bir mikroişlemci tarafından işlenerek bilgisayara bir sinyal gönderilir. Avantajları açıktır - böyle bir farenin bir pede ihtiyacı yoktur, hafiftir ve hemen hemen her yüzeyi tarayabilir. Neredeyse? Evet, cam ve ayna yüzeyinin yanı sıra kadife (kadife ışığı çok güçlü bir şekilde emer) dışındaki her şey.

Lazer fare, optik fareye çok benzer, ancak çalışma prensibi şu şekilde farklılık gösterir: LED yerine lazer. Bu, optik farenin daha gelişmiş bir modelidir, çalışması çok daha az güç gerektirir, çalışma yüzeyinden veri okumanın doğruluğu optik fareninkinden çok daha yüksektir. Burada cam ve ayna yüzeylerinde bile çalışabilir.

Aslında, lazer fare bir tür optik faredir, çünkü her iki durumda da bir LED kullanılır, sadece ikinci durumda yayar gözle görülmeyen spektrum.

Yani optik farenin çalışma prensibi top farenin çalışma prensibinden farklıdır. .

İşlem bir lazer veya optik (optik fare durumunda) diyotla başlar. Diyot görünmez bir ışık yayar, mercek onu insan saçı kalınlığına eşit bir noktaya odaklar, ışın yüzeyden yansıtılır, ardından sensör bu ışığı yakalar. Sensör o kadar hassastır ki en küçük yüzey düzensizliklerini bile tespit edebilir.

İşin sırrı şu ki tam olarak usulsüzlükler Farenin en ufak hareketi bile fark etmesine izin verin. Kameranın çektiği resimler karşılaştırılır, mikroişlemci sonraki her resmi bir öncekiyle karşılaştırır. Fare hareket ettirildiğinde resimler arasındaki fark işaretlenecektir.

Bu farklılıkları analiz eden fare, herhangi bir hareketin yönünü ve hızını belirler. Çekimler arasındaki fark önemliyse imleç hızla hareket eder. Ancak fare hareketsizken bile fotoğraf çekmeye devam ediyor.

İztopu fareleri

Trackball fare - dışbükey bir top kullanan bir cihaz - "Trackball". İztopu cihazı, mekanik fare cihazına çok benzer, yalnızca içindeki top üstte veya yandadır. Top döndürülebilir ve cihazın kendisi yerinde kalır. Top bir çift silindirin dönmesine neden olur. Yeni hareket topları optik hareket sensörlerini kullanıyor.

Herkesin "Trackball" adlı bir cihaza ihtiyacı olmayabilir, ayrıca maliyeti düşük denemez, minimum 1400 ruble'den başlıyor gibi görünüyor.

indüksiyon fareleri

İndüksiyon modellerinde grafik tablet prensibine göre çalışan özel bir mat kullanılır. İndüksiyon fareleri iyi bir doğruluğa sahiptir ve uygun şekilde yönlendirilmelerine gerek yoktur. Bir indüksiyon faresi, kablosuz veya endüktif olarak çalıştırılabilir; bu durumda, geleneksel bir kablosuz fare gibi bir pile ihtiyaç duymaz.

Açık piyasada bulunması zor ve pahalı olan bu tür cihazlara kimin ihtiyaç duyacağı hakkında hiçbir fikrim yok. Peki neden, kim bilir? Belki geleneksel "kemirgenlere" göre bazı avantajlar vardır?

Jiroskop fareleri

Finale sessizce yaklaştık bilgisayar faresi türü- jiroskop fareleri. Jiroskop yardımıyla jiroskopik fareler yalnızca yüzeydeki değil uzaydaki hareketi de tanır. Masadan alınıp el hareketleriyle kontrol edilebilir. Jiroskopik fare, geniş ekranda bir işaretçi olarak kullanılabilir. Ancak masanın üzerine koyarsanız normal bir optik gibi çalışacaktır.

Ancak bu tür fareler bazı durumlarda gerçekten kullanışlı ve popüler olabilir. Örneğin bazı sunumlarda çok faydalı olacaktır.

Ve sonunda: Farenin normal çalışması için üzerinde hareket ettiği yüzeyin düz olması çok önemlidir. Genellikle bunun için özel paspaslar kullanılır. Optik fare yüzeyde daha zorludur, ped olmadan kullanabilirsiniz, ancak çukurlu yüzeylerde veya camda başarısız olur. Lazer fare diz üzerinde, hatta ayna üzerinde bile çalışabilir.

Bu makalenin, bir bilgisayar faresinin tasarımını daha iyi anlamanıza ve ne tür bilgisayar farelerinin bulunduğunu öğrenmenize yardımcı olduğunu düşünüyorum.

Günümüzde fare, tüm modern bilgisayarlar için önemli bir giriş cihazıdır. Ancak son zamanlarda işler farklıydı. Bilgisayarlarda grafik komutlar yoktu ve veriler yalnızca klavye kullanılarak girilebiliyordu. Ve ilki ortaya çıktığında, herkesin aşina olduğu bu nesnenin nasıl bir evrim geçirdiğini görünce şaşıracaksınız.

İlk bilgisayar faresini kim icat etti?

Bu cihazın babası olarak kabul edilir. Bilimi sıradan insanlara bile ulaştırmaya çalışan ve ilerlemeyi herkes için erişilebilir hale getirmeye çalışan bilim adamlarından biriydi. İlk bilgisayar farelerini 1960'ların başında Stanford Araştırma Enstitüsü'ndeki (şu anda SRI International) laboratuvarında icat etti. İlk prototip 1964 yılında oluşturuldu, bu buluşun 1967 yılında yapılan patent başvurusunda "Görüntüleme Sistemi için XY Konum Göstergesi" adı verildi. Ancak 3541541 numaralı resmi belge ancak 1970 yılında alınabildi.

Ama her şey bu kadar basit mi?

Görünüşe göre herkes ilk bilgisayar faresini kimin yarattığını biliyor. Ancak trackball (top sürüşü) teknolojisi ilk olarak çok daha önce Kanada Donanması tarafından kullanıldı. O zamanlar, yani 1952'de fare, topun hareketini algılayabilen ve ekranda hareketini taklit edebilen karmaşık bir donanım sistemine bağlı bir bowling topuydu. Ancak dünya bunu ancak yıllar sonra öğrendi; sonuçta bu, hiçbir zaman patenti alınmamış veya seri üretilmemiş gizli bir askeri buluştu. 11 yıl sonra zaten biliniyordu, ancak D. Engelbart bunun etkisiz olduğunu fark etti. O anda fareye ve bu cihaza ilişkin görüşünü nasıl bağlayacağını henüz bilmiyordu.

Fikir nasıl ortaya çıktı?

Buluşla ilgili ana fikirler ilk olarak 1961'de bilgisayar grafikleri üzerine bir konferanstayken D. Engelbart'a geldi ve etkileşimli hesaplamanın verimliliğini artırma sorununu düşündü. Masanın üstünde hareket eden iki küçük tekerleği kullanarak (bir tekerlek yatay, diğeri dikey olarak döner), bilgisayarın bunların dönüş kombinasyonlarını izleyebileceğini ve imleci ekran üzerinde buna göre hareket ettirebileceğini fark etti. Çalışma prensibi bir dereceye kadar planimetreye benzer - mühendisler ve coğrafyacılar tarafından bir harita veya çizim vb. üzerindeki mesafeleri ölçmek için kullanılan bir araç. Daha sonra bilim adamı bu fikri gelecekte başvurmak üzere not defterine yazdı.

Geleceğe Adım Atın

Bir yıldan biraz daha uzun bir süre sonra D. Engelbart, "İnsan Zihninin Geliştirilmesi" adlı araştırma girişimini başlatmak için enstitüden bir hibe aldı. Bunun altında, etkileşimli ekranlara sahip yüksek performanslı bilgisayar istasyonlarında çalışan, zihinsel emek harcayan insanların geniş bir çevrimiçi bilgi alanına erişebileceği bir sistem hayal etti. Onun yardımıyla işbirliği yaparak özellikle önemli sorunları çözebilirler. Ancak bu sistem modern bir giriş cihazından fena halde yoksundu. Sonuçta ekrandaki nesnelerle rahatça etkileşim kurabilmek için onları hızlı bir şekilde seçebilmeniz gerekiyor. NASA projeyle ilgilenmeye başladı ve bir bilgisayar faresi yapılması için hibe sağladı. Bu cihazın ilk versiyonu, boyut dışında modern olana benzer. Buna paralel olarak, bir araştırma ekibi, ayağınızı pedala basarak veya masanın altındaki özel bir klipsin dizini hareket ettirerek imleci kontrol etmenize olanak tanıyan başka cihazlar geliştirdi. Bu icatlar hiçbir zaman ilgi görmedi ancak aynı zamanda icat edilen joystick daha sonra geliştirildi ve günümüzde hala kullanılıyor.

1965 yılında D. Engelbart'ın ekibi, araştırmaları ve ekrandaki nesneleri seçmeye yönelik çeşitli yöntemler hakkında nihai raporu yayınladı. Teste katılan gönüllüler bile vardı. Şöyle bir şey oldu: Program, ekranın farklı yerlerinde nesneler gösteriyordu ve gönüllüler, farklı cihazlarla mümkün olduğunca hızlı bir şekilde bu nesnelere tıklamaya çalışıyordu. Test sonuçlarına göre, ilk bilgisayar fareleri diğer tüm cihazlardan açıkça daha iyi performans gösterdi ve daha sonraki araştırmalar için standart ekipman olarak dahil edildi.

İlk bilgisayar faresi neye benziyordu?

Ahşaptan yapılmıştı ve kullanıcının eline sığan ilk giriş cihazıydı. Eylem ilkesini bildiğiniz için, ilk bilgisayar faresinin nasıl göründüğüne artık şaşırmamalısınız. Kasanın altında iki metal disk tekerleği ve bir diyagram vardı. Yalnızca tek bir düğme vardı ve tel, cihazı tutan kişinin bileğinin altına giriyordu. Prototip, D. Engelbart'ın ekibinin üyelerinden biri olan asistanı William (Bill) English tarafından bir araya getirildi. Başlangıçta başka bir laboratuvarda çalıştı, ancak kısa süre sonra giriş cihazları oluşturmak için projeye katıldı, yeni bir cihazın tasarımını geliştirdi ve hayata geçirdi.

Fareyi eğerek ve sallayarak mükemmel düzgün dikey ve yatay çizgiler çizebilirsiniz.

1967'de kasa plastik hale geldi.

Adı nereden geldi?

Hiç kimse bu cihaza ilk kez kimin fare adını verdiğini hatırlamıyor. 5-6 kişi tarafından test edildi, içlerinden birinin benzerliği dile getirmesi muhtemel. Üstelik dünyanın ilk bilgisayar faresi arkası tel kuyrukluydu.

Daha fazla iyileştirme

Elbette prototipler ideal olmaktan uzaktı.

1968'de San Francisco'daki bir bilgisayar konferansında D. Engelbart geliştirilmiş ilk bilgisayar farelerini sundu. Üç düğmeleri vardı, bunlara ek olarak klavyede sol el için bir cihaz yetersizdi.

Fikir şuydu: Sağ el fareyle çalışıyor, nesneleri seçip etkinleştiriyor. Soldaki ise piyano gibi beş uzun tuşa sahip küçük bir klavyeyi kullanarak gerekli komutları rahatlıkla çağırıyor. Aynı zamanda operatörün elindeki telin cihazı kullanırken karıştığı ve karşı tarafa getirilmesi gerektiği de anlaşıldı. Elbette sol el öneki kök salmadı ama Douglas Engelbart bunu son günlere kadar bilgisayarlarında kullandı.

Devam eden iyileştirme çalışmaları

Fare gelişiminin sonraki aşamalarında başka bilim adamları da sahneye çıktı. En ilginç olanı ise D. Engelbart'ın buluşundan hiçbir zaman telif ücreti almamasıdır. Stanford Enstitüsü'nün bir uzmanı olarak patentini aldığından, cihazın haklarını Enstitü elinde tutuyordu.

Böylece, 1972'de Bill English, tekerlekleri bir hareket topuyla değiştirdi ve bu, farenin herhangi bir yöndeki hareketini tanımayı mümkün kıldı. O zamanlar Xerox PARC'ta çalıştığı için bu yenilik, o zamanın gelişmiş Xerox Alto sisteminin bir parçası haline geldi. Grafik arayüzü olan bir mini bilgisayardı. Bu nedenle birçok kişi yanlışlıkla Xerox'un ilk olduğuna inanıyor.

Bir sonraki geliştirme turu, Apple'ın oyuna girdiği 1983 yılında fareyle gerçekleşti. Girişimci, cihazın seri üretim maliyetini yaklaşık 300 $ olarak hesapladı. Ortalama bir tüketici için çok pahalıydı, bu nedenle farenin tasarımını basitleştirmeye ve üç düğmeyi bir düğmeyle değiştirmeye karar verildi. Fiyatı 15 dolara düştü. Her ne kadar bu karar hala tartışmalı olarak görülse de Apple'ın ikonik tasarımını değiştirmek konusunda acelesi yok.

İlk bilgisayar fareleri dikdörtgen veya kare şeklindeydi, anatomik yuvarlak tasarım yalnızca 1991'de ortaya çıktı. Logitech tarafından tanıtıldı. İlginç bir forma ek olarak, yenilik kablosuzdu: bilgisayarla iletişim radyo dalgaları kullanılarak sağlanıyordu.

İlk optik fare 1982'de ortaya çıktı. Çalışması için baskılı ızgaraya sahip özel bir altlığa ihtiyacı vardı. Her ne kadar topun içindeki top hızla kirlense ve düzenli olarak temizlenmesi gerekmesi bir rahatsızlık oluştursa da, optik fare 1998 yılına kadar ticari olarak kârsızdı.

Sıradaki ne?

Bildiğiniz gibi "kuyruklu" hareket topları artık pratikte kullanılmıyor. Bilgisayar farelerinin teknolojisi ve ergonomisi sürekli gelişiyor. Dokunmatik ekranlı cihazların giderek daha popüler hale geldiği bugün bile satışları düşmüyor.

"Fare" adında bir manipülatör zaten hayatımıza o kadar sıkı bir şekilde girdi ki, bu cihazı ne sıklıkla kullandığımızı bile fark etmiyoruz. Fare, bilgisayarınızı maksimum rahatlıkla kontrol etmenizi sağlar. Kaldırdığınızda, bir PC ile çalışma hızı birkaç kez azalacaktır. Ancak asıl önemli olan, onun yardımıyla çözülmesi gereken görev türlerine göre doğru fareyi seçmektir. Bazı durumlarda özel fare türleri gerekebilir.

Bilgisayar faresi türleri

Tasarım özelliklerine göre, çeşitli bilgisayar fareleri ayırt edilir: mekanik, optik, lazer, iztopu, indüksiyon, jiroskopik ve duyusal. Her türün, fareyi belirli bir durumda başarılı bir şekilde kullanmanıza olanak tanıyan kendine özgü özellikleri vardır. Bu yüzden pc için en iyi fareler nelerdir? Her türü ayrı ayrı detaylı olarak inceleyerek bu konuyu anlamaya çalışalım.

Mekanik fareler

Bu, bilgisayar farelerinin tarihinin başladığı aynı türdür. Böyle bir farenin tasarımı, yüzey üzerinde kayan lastik kaplı bir topun varlığını varsayar. O da topun hareketinin sonucunu özel sensörlere ileten özel silindirleri hareket ettirir. Sensörler, işlenmiş sinyali bilgisayarın kendisine gönderir ve bunun sonucunda imleç ekranda hareket eder. Mekanik fare bu şekilde çalışır. Bu eski cihazın iki veya üç düğmesi vardı ve hiçbir özelliği farklı değildi. Bilgisayara bağlantı, bir COM bağlantı noktası (önceki sürümlerde) ve bir PS / 2 konektörü (sonraki modellerde) kullanılarak gerçekleştirildi.

Mekanik bir farenin en zayıf noktası, yüzey boyunca "sürünen" topun aynısıydı. Çok çabuk kirlendi ve bunun sonucunda hareketin doğruluğu düştü. Sık sık alkolle temizlemek zorunda kaldım. Ek olarak, mekanik top fareler çıplak bir masa üzerinde normal şekilde kaymayı kategorik olarak reddetti. Her zaman özel bir mata ihtiyaçları vardı. Şu anda bu tür fareler modası geçmiş ve hiçbir yerde kullanılmıyor. O zamanın en popüler mekanik fare üreticileri Genius ve Microsoft'tu.

Optik fareler

Bilgisayar farelerinin evrimindeki bir sonraki aşama optik modellerin ortaya çıkmasıydı. Çalışma prensibi, toplarla donatılmış farelerden temel olarak farklıdır. Optik farenin temeli, yüksek hızda (saniyede yaklaşık 1000 çekim) fotoğraf çekerek farenin hareketini kaydeden bir sensördür. Daha sonra sensör, sensörlere bilgi gönderir ve uygun işlemden sonra bilgi bilgisayara girerek imlecin hareket etmesine neden olur. Optik fareler herhangi bir sayıda düğme içerebilir. Sıradan ofis modellerinde ikiden, ciddi oyun çözümlerinde 14'e kadar. Optik fareler sahip oldukları teknoloji sayesinde yüksek hassasiyette imleç hareketi sağlayabilmektedir. Ayrıca herhangi bir düz yüzeyde (ayna hariç) mükemmel şekilde kayabilirler.

Artık optik fareler çoğu kullanıcı arasında en popüler olanlardır. Yüksek DPI ile yeterli fiyatı birleştiriyorlar. Gösterişsiz optik modeller en çok ucuz bilgisayar fareleri. Form olarak çok farklı olabilirler. Düğme sayısına göre de. Kablolu ve kablosuz seçenekleri de bulunmaktadır. Yüksek doğruluk ve güvenilirliğe ihtiyacınız varsa seçiminiz kablolu optik faredir. Gerçek şu ki, kablosuz teknolojiler kullanıcıyı pillere ve kablosuz iletişime bağımlı hale getiriyor ve bu da her zaman eşit olmuyor.

Lazer fareler

Bu fareler optik farelerin evrimsel devamıdır. Aradaki fark LED yerine lazer kullanılmasıdır. Şu andaki geliştirme aşamasında, lazer fareler en doğru olanıdır ve en yüksek DPI değerini sağlar. Bu yüzden birçok oyuncu tarafından bu kadar seviliyorlar. Lazer farelerin hangi yüzeyde "süründükleri" umurlarında değil. Pürüzlü yüzeylerde bile iyi çalışırlar.

Tüm fareler arasında en yüksek DPI değerine sahip olan lazer modeller, oyuncular tarafından yaygın olarak kullanılıyor. Bu nedenle lazer manipülatörlerin oyun tutkunlarına yönelik geniş bir model yelpazesi bulunmaktadır. Bu farenin ayırt edici bir özelliği, çok sayıda ek programlanabilir düğmenin varlığıdır. İyi bir oyun faresinin ön koşulu yalnızca USB üzerinden kablolu bağlantıdır. Kablosuz teknoloji işin doğru doğruluğunu sağlayamadığı için. Oyun lazer fareleri genellikle ucuz değildir. En pahalı bilgisayar fareleri Logitech ve A4Tech tarafından lazer elemanına dayalı olarak üretilmektedir.

topunu

Bu cihaz hiç de standart bir bilgisayar faresine benzemiyor. Hareket topu özünde ters yönde mekanik bir faredir. İmleç, cihazın üst tarafındaki bir top tarafından kontrol edilir. Ancak cihazın sensörleri hala optiktir. Hareket topu, şekli itibariyle klasik bir fareye hiç benzemiyor. İmlecin hareketini sağlamak için herhangi bir yere taşınmasına gerek yoktur. İztopu bilgisayara USB üzerinden bağlanır.

İztopunun avantajları ve dezavantajları uzun süredir tartışılıyor. Bir yandan eldeki yükü azaltır ve imleç hareketinin doğruluğunu sağlar. Öte yandan trackball tuşlarını kullanmak da biraz zahmetli. Bu tür cihazlar hala nadirdir ve tamamlanmamıştır.

indüksiyon fareleri

İndüksiyon fareleri kablosuz cihazların mantıksal bir devamıdır. Ancak "kuyruksuz" modellerin karakteristik bazı özelliklerinden yoksundurlar. Örneğin indüksiyon fareleri yalnızca bilgisayara bağlı özel bir mat üzerinde çalışabilir. Fareyi halıdan uzaklaştırmak işe yaramayacaktır. Ancak artıları da var. Bu tür farelerde hiç pil bulunmadığından yüksek doğruluk ve pilleri değiştirmeye gerek yoktur. İndüksiyon fareleri enerjilerini mattan alırlar.

Bu tür fareler, yüksek fiyatlara sahip oldukları ve özellikle hareketli olmadıkları için çok yaygın değildir. Öte yandan bunlar en çok orijinal bilgisayar fareleri. Orijinallikleri pillerin yokluğunda yatmaktadır.

Jiroskop fareleri

Bu farelerin yüzeyde kaymasına hiç gerek yok. Böyle bir farenin temelini oluşturan jiroskopik sensör, cihazın uzaydaki konumundaki değişikliklere yanıt verir. Tabii ki uygun. Ancak bu yönetim yöntemi oldukça fazla beceri gerektirir. Doğal olarak, bu tür fareler tellerin yokluğuyla ayırt edilir, çünkü onların varlığıyla fareyi kontrol etmek sakıncalı olacaktır.

İndüksiyon modelleri gibi jiroskopik cihazlar da yüksek maliyetlerinden dolayı yaygın olarak kullanılmamaktadır.

Fareye dokunun

Farelere dokunun - Apple'ın piskoposluğu. Magic Mouse'larını her türlü düğme ve tekerlekten mahrum bırakanlar onlardı. Böyle bir farenin temeli dokunmatik kaplamadır. Fare hareketlerle kontrol edilir. Fare konumunun okuma elemanı optik bir sensördür.

Dokunmatik fareler çoğunlukla Apple ürünlerinde (iMac) bulunur. Ayrıca Magic Mouse'u ayrı olarak satın alabilir ve normal bir bilgisayara bağlamayı deneyebilirsiniz. Ancak MacOS için "keskinleştirilmiş" olduğu göz önüne alındığında, böyle bir fareyi Windows altında kullanmanın ne kadar kullanışlı olacağı belli değil.

Çözüm

Sadece sizin için doğru olan seçeneği seçmek kalır.

Temas halinde

Bu yazıda optik fare sensörlerinin çalışma prensiplerine bakacağız, teknolojik gelişimlerinin tarihine ışık tutacağız ve ayrıca optik "kemirgenler" ile ilgili bazı mitleri çürüteceğiz.

Seni kim yaptı...

Bugün bize tanıdık gelen optik fareler, Microsoft'tan bu tür manipülatörlerin ilk kopyalarının toplu satışa çıktığı ve bir süre sonra diğer üreticilerden çıktığı 1999'dan beri soyağacını izliyor. Bu farelerin ortaya çıkmasından önce ve bundan uzun bir süre sonra, seri üretilen bilgisayar "kemirgenlerinin" çoğu optomekanikti (manipülatörün hareketleri, mekanik parçayla ilişkili bir optik sistem tarafından takip ediliyordu - hareketi izlemekten sorumlu iki silindir) farenin x ve y eksenleri boyunca hareket ettirilmesi; bu silindirler, kullanıcı fareyi hareket ettirdiğinde topun yuvarlanmasıyla sırayla dönüyordu. Her ne kadar çalışmaları için özel bir halıya ihtiyaç duyan tamamen optik fare modelleri de vardı. Ancak bu tür cihazlarla pek sık karşılaşılmadı ve bu tür manipülatörlerin geliştirilmesi fikri yavaş yavaş boşa çıktı.

Bugün bize tanıdık gelen, genel çalışma prensiplerine dayanan kitlesel optik farelerin "görünümü", dünyaca ünlü Hewlett-Packard şirketinin araştırma laboratuvarlarında "yetiştirildi". Daha doğrusu, HP Corporation bünyesinde nispeten yakın zamanda tamamen ayrı bir şirkete ayrılan Agilent Technologies bölümünde. Bugüne kadar Agilent Technologies, Inc. - Farelere yönelik optik sensörler pazarında tekelci olan bu şirket, özel IntelliEye veya MX Optical Engine teknolojileri hakkında size ne söylerse söylesin, başka hiçbir şirket bu tür sensörleri geliştirmiyor. Bununla birlikte, girişimci Çinliler Agilent Technologies sensörlerini nasıl "klonlayacaklarını" zaten öğrendiler, bu nedenle ucuz bir optik fare satın alırken "sol" bir sensörün sahibi olabilirsiniz.

Manipülatörlerin çalışmasındaki gözle görülür farklılıkların nereden geldiğini biraz sonra öğreneceğiz, ancak şimdilik optik farelerin çalışmasının temel prensiplerini veya daha doğrusu hareket izleme sistemlerini düşünmeye başlayalım.

Bilgisayar fareleri nasıl "görür"?

Bu bölümde modern fare tipi manipülatörlerde kullanılan optik hareket izleme sistemlerinin temel çalışma prensiplerini inceleyeceğiz.

Yani optik bilgisayar faresinin "görüsü" aşağıdaki süreçten kaynaklanmaktadır. Bir LED ve ışığını odaklayan bir mercek sistemi yardımıyla farenin altındaki bir yüzey alanı vurgulanır. Bu yüzeyden yansıyan ışık da başka bir mercek tarafından toplanır ve mikro devrenin alıcı sensörüne - görüntü işlemcisine düşer. Bu çip ise farenin altındaki yüzeyin yüksek frekansta (kHz) fotoğraflarını çekiyor. Dahası, mikro devre (buna optik sensör diyelim) yalnızca fotoğraf çekmekle kalmaz, aynı zamanda iki önemli parça içerdiğinden bunları kendisi de işler: Görüntü Toplama Sistemi (IAS) görüntü edinme sistemi ve entegre bir DSP görüntü işleme işlemcisi.

Bir dizi ardışık görüntünün (farklı parlaklıktaki piksellerden oluşan kare bir matris olan) analizine dayanarak, entegre DSP işlemcisi, x ve y eksenleri boyunca fare hareketinin yönünü gösteren sonuç göstergelerini hesaplar ve sonuçları iletir. seri port üzerinden dışarıda çalışın.

Optik sensörlerden birinin blok şemasına bakarsak, mikro devrenin birkaç bloktan oluştuğunu göreceğiz:

• ana blok elbette Resimİşlemci- dahili ışık sinyali alıcısına (IAS) sahip görüntü işlemcisi (DSP);
• Voltaj Regülatörü ve Güç Kontrolü- bir voltaj ayarı ve güç tüketimi kontrol ünitesi (bu üniteye güç sağlanır ve ona ek bir harici voltaj filtresi bağlanır);
• Osilatör- çipin bu bloğuna bir ana kristal osilatörden harici bir sinyal verilir, gelen sinyalin frekansı yaklaşık birkaç on MHz'dir;
• Led Kontrolü- bu, farenin altındaki yüzeyin vurgulandığı bir LED kontrol ünitesidir;
• Seri port- Çipin dışındaki fare hareketinin yönü hakkındaki verileri ileten bir blok.

Optik sensör çipinin çalışmasının bazı ayrıntılarını biraz sonra, modern sensörlerin en gelişmişine geldiğimizde ele alacağız, ancak şimdilik manipülatörlerin hareketini izlemek için optik sistemlerin temel çalışma prensiplerine dönelim.

Optik sensör çipinin, fare hareketi hakkındaki bilgileri Seri Bağlantı Noktası aracılığıyla doğrudan bilgisayara aktarmadığını açıklığa kavuşturmak gerekir. Veriler, fareye takılı başka bir denetleyici yongasına gönderilir. Cihazdaki bu ikinci "ana" çip, fare tıklamalarına, kaydırma tekerleğinin döndürülmesine vb. yanıt vermekten sorumludur. Bu çip, diğer şeylerin yanı sıra, fare hareketinin yönü hakkındaki bilgileri doğrudan PC'ye aktarıyor ve optik sensörden gelen verileri PS / 2 veya USB arayüzleri aracılığıyla iletilen sinyallere dönüştürüyor. Ve zaten bilgisayar, fare sürücüsünü kullanarak, bu arayüzler aracılığıyla alınan bilgilere dayanarak imleç işaretçisini monitör ekranı boyunca hareket ettirir.

Tam da bu "ikinci" kontrol mikro devresinin varlığından dolayı, daha doğrusu, bu tür mikro devrelerin farklı türlerinden dolayı, optik farelerin ilk modelleri kendi aralarında oldukça belirgin bir şekilde farklılık gösteriyordu. Microsoft ve Logitech'in pahalı cihazları hakkında çok kötü konuşamazsam (her ne kadar "günahsız" olmasalar da), onlardan sonra ortaya çıkan ucuz manipülatörlerin kitlesi yeterince davranmadı. Bu fareleri sıradan kilimler üzerinde hareket ettirirken, ekrandaki imleçler tuhaf taklalar attı, neredeyse masaüstünün zeminine atladı ve bazen ... bazen kullanıcı fareye dokunmadığında ekran boyunca bağımsız bir yolculuğa bile çıktılar hiç de. Hatta hiç kimse manipülatöre dokunmadığında, farenin bilgisayarı kolayca bekleme modundan çıkarabileceği ve hareketi yanlışlıkla kaydedebileceği noktaya geldi.

Bu arada, hala benzer bir sorunla mücadele ediyorsanız, sorun şu şekilde tek seferde çözülür: Bilgisayarım\u003e Özellikler\u003e Donanım\u003e Aygıt Yöneticisi\u003e yüklü fareyi seçin\u003e ona gidin " Özellikler"\u003e beliren pencerede "Yönetim güç kaynağı" sekmesine gidin ve "Cihazın bilgisayarı bekleme modundan çıkarmasına izin ver" kutusunun işaretini kaldırın (Şek. 4). Bundan sonra fare, ayaklarınızla tekme atsanız bile artık hiçbir bahane altında bilgisayarı bekleme modundan uyandıramayacaktır :)

Dolayısıyla, optik farelerin davranışındaki bu kadar çarpıcı bir farklılığın nedeni, çoğu kişinin hala düşündüğü gibi, hiç de "kötü" veya "iyi" kurulu sensörlerde değildi. İnan bana, bu bir efsaneden başka bir şey değil. Veya isterseniz hayal edin :) Tamamen farklı şekillerde davranan farelere genellikle tam olarak aynı optik sensör çipleri takılıydı (neyse ki, aşağıda göreceğimiz gibi bu çiplerin çok fazla modeli yoktu). Ancak optik farelere takılan kusurlu kontrol çipleri sayesinde, ilk nesil optik kemirgenleri şiddetle azarlama fırsatı bulduk.

Ancak konudan biraz uzaklaştık. Geri döndük. Genel olarak, fare optik izleme sistemi, sensör çipine ek olarak birkaç temel öğe daha içerir. Tasarım, içine bir LED'in takıldığı bir tutucuyu (Klip) ve sensör çipinin kendisini (Sensör) içerir. Bu eleman sistemi, farenin alt yüzeyi (Taban Plakası) ile arasına iki mercek içeren (amacı yukarıda açıklanan) plastik bir elemanın (Lens) sabitlendiği bir baskılı devre kartı (PCB) üzerine monte edilir.

Monte edildiğinde optik izleme elemanı yukarıda gösterildiği gibi görünür. Bu sistemin optiklerinin çalışma şeması aşağıda sunulmuştur.

Mercek öğesinden farenin altındaki yansıtıcı yüzeye kadar olan optimum mesafe 2,3 ila 2,5 mm arasında olmalıdır. Bunlar sensör üreticisinin tavsiyeleridir. Optik farelerin masanın üzerindeki pleksiglas, her türlü "yarı saydam" halı vb. üzerinde "sürünmesinin" kötü hissetmesinin ilk nedeni budur. Ve eskileri düştüğünde veya silindiğinde "kalın" bacakları optik farelere yapıştırmamalısınız. . Fare, yüzeyin aşırı "yüksekliği" nedeniyle, fare hareketsiz kaldıktan sonra imleci "hareket ettirmek" oldukça sorunlu hale geldiğinde sersemlik durumuna düşebilir. Bunlar teorik uydurma değil, kişisel deneyim :)

Bu arada, optik farelerin dayanıklılık sorunu hakkında. Bazı üreticilerin "sonsuza kadar dayanacaklarını" iddia ettiklerini hatırlıyorum. Evet, optik takip sisteminin güvenilirliği yüksektir, optomekanik olanla karşılaştırılamaz. Aynı zamanda, optik farelerde, eski güzel "optomekaniklerin" egemenliği altında olduğu gibi aşınmaya maruz kalan, tamamen mekanik birçok öğe vardır. Örneğin, eski optik faremin bacakları aşındı ve düştü, kaydırma tekerleği kırıldı (iki kez, son kez geri dönülemez şekilde :(), bağlantı kablosundaki tel yıprandı, kasanın kapağı manipülatörden soyuldu. .. ancak optik sensör hiçbir şeymiş gibi normal çalışıyor Buna dayanarak, optik farelerin etkileyici dayanıklılığı iddiasıyla ilgili söylentilerin pratikte doğrulanmadığını rahatlıkla söyleyebiliriz.Ve lütfen söyleyin, optik fareler de neden "yaşıyor" uzun mu? Sonuçta, yeni, daha "Yeni bir element temelinde oluşturulan mükemmel modeller. Açıkçası daha mükemmel ve kullanımı daha uygun. İlerleme, biliyorsunuz, sürekli bir şeydir. Bakalım evrim alanında nasıldı?" bizi ilgilendiren optik sensörler. Şimdi görelim."

Fare görüşünün tarihçesinden

Agilent Technologies, Inc.'daki geliştirme mühendisleri ekmeğini boşuna yemiyorlar. Son beş yılda şirketin optik sensörleri önemli teknolojik gelişmelere uğradı ve son modelleri oldukça etkileyici özelliklere sahip.

Ama her şeyi sırayla konuşalım. Çipler seri üretilen ilk optik sensörlerdi. HDNS-2000(Şekil 8). Bu sensörler 400 cpi (inç başına sayım), yani inç başına nokta (piksel) çözünürlüğe sahipti ve optik sensör çerçevesiyle maksimum 12 inç/s (yaklaşık 30 cm/s) fare hareket hızı için tasarlanmıştı. saniyede 1500 kare hızında. HDNS-2000 yongası için fareyi "sarsarak" hareket ettirirken izin verilen (sensörün kararlı çalışmasını korurken) hızlanma 0,15 g'den (yaklaşık 1,5 m/s2) fazla değildir.

Daha sonra optik sensör çipleri piyasaya çıktı. ADNS-2610 Ve ADNS-2620. Optik sensör ADNS-2620, farenin altındaki yüzeyin 1500 veya 2300 çekim / s frekansıyla programlanabilir bir "çekim" frekansını zaten destekliyordu. Her fotoğraf 18x18 piksel çözünürlükte çekildi. Sensör için, hareketin maksimum çalışma hızı hala saniyede 12 inç ile sınırlıydı, ancak izin verilen hızlanma sınırı, 1500 kare / s yüzey "fotoğraflama" frekansıyla 0,25 g'ye yükseldi. Bu çipin (ADNS-2620) ayrıca yalnızca 8 bacağı vardı ve bu, HDNS-2000'e benzeyen ADNS-2610 çipine (16 pin) kıyasla boyutunu önemli ölçüde azaltmayı mümkün kıldı. Agilent Technologies Inc.'da çalışıyor Çiplerini "en aza indirgemek" için yola çıktılar, ikincisini daha kompakt, güç tüketimi açısından daha ekonomik ve dolayısıyla "mobil" ve kablosuz manipülatörlere kurulum için daha uygun hale getirmek istiyorlardı.

ADNS-2610 yongası, 2620'nin "büyük" bir analogu olmasına rağmen, 2300 çekim / s'lik "gelişmiş" mod desteğinden yoksun bırakıldı. Ayrıca bu seçenek 5V güç gerektirirken ADNS-2620 yongasının maliyeti yalnızca 3,3V idi.

Çip yakında geliyor ADNS-2051 HDNS-2000 veya ADNS-2610 yongalarından çok daha güçlü bir çözümdü, ancak dış görünüşü (paketleme) de onlara benziyordu. Bu sensör, optik sensörün "çözünürlüğünü" programlı olarak kontrol etmeyi ve onu 400'den 800 cpi'ye değiştirmeyi zaten mümkün kıldı. Mikro devrenin varyantı aynı zamanda yüzey atışlarının sıklığının ayarlanmasına da izin verdi ve çok geniş bir aralıkta değiştirilmesine izin verdi: 500, 1000,1500, 2000 veya 2300 atış/s. Ancak bu resimlerin boyutu yalnızca 16x16 pikseldi. 1500 atış/sn'de, "sarsıntı" sırasında farenin izin verilen maksimum ivmesi hala 0,15 g idi, mümkün olan maksimum hareket hızı 14 inç/sn'ydi (yani 35,5 cm/s). Bu çip 5 V'luk bir besleme voltajı için tasarlanmıştır.

Sensör ADNS-2030 kablosuz cihazlar için tasarlanmıştır ve bu nedenle yalnızca 3,3 V güç gerektiren düşük güç tüketimine sahiptir. Çip ayrıca, fare hareketsizken güç tüketimini azaltma işlevi (hareket olmadığı zamanlarda güç tasarrufu modu), farenin USB arayüzü aracılığıyla bağlandığı durumlar da dahil olmak üzere uyku moduna geçme işlevi gibi enerji tasarrufu işlevlerini de destekledi. Ancak fare, güç tasarrufu olmayan bir modda da çalışabilir: çip kayıtlarından birinin Uyku bitindeki "1" değeri, sensörü "her zaman uyanık" hale getiriyordu ve varsayılan değer olan "0" mikro devrenin çalışma moduna karşılık geldi, bir saniye sonra fare hareket etmediyse (daha doğrusu, 1500 tamamen aynı yüzey çekimi aldıktan sonra), sensör, fare ile birlikte güç tasarrufu moduna geçti. Sensörün diğer temel özelliklerine gelince, bunlar ADNS-2051'inkinden farklı değildi: aynı 16 pinli paket, maksimum 0,15 g ivmeyle 14 inç / s'ye kadar hareket hızı, 400 programlanabilir çözünürlük ve Sırasıyla 800 cpi, anlık görüntü hızları, mikro devrenin yukarıda ele alınan versiyonuyla tamamen aynı olabilir.

Bunlar ilk optik sensörlerdi. Maalesef eksikliklerle karakterize edildiler. Optik fareyi yüzeyler üzerinde, özellikle de yinelenen küçük bir desenle hareket ettirirken ortaya çıkan büyük bir sorun, görüntü işlemcisinin bazen sensör tarafından alınan tek renkli bir görüntünün farklı benzer alanlarını karıştırması ve fare hareketinin yönünü yanlış belirlemesiydi.

Sonuç olarak ekrandaki imleç gerektiği gibi hareket etmedi. Hatta ekrandaki işaretçi, doğaçlama :) - keyfi bir yönde öngörülemeyen hareketler yapma yeteneğine bile sahip oldu. Ayrıca fare çok hızlı hareket ettirilirse sensörün birbirini takip eden birkaç yüzey çekimi arasındaki herhangi bir "bağlantıyı" kaybedebileceğini tahmin etmek kolaydır. Bu da başka bir soruna yol açtı: Fareyi çok keskin bir şekilde hareket ettirirken imleç ya tek bir yerde seğirdi ya da genel olarak "doğaüstü" olaylar meydana geldi :) fenomen, örneğin dünyanın oyuncaklarda hızla dönmesiyle. Fareyi hareket ettirmenin maksimum hızı açısından 12-14 inç/s sınırlamalarının insan eli için açıkça yeterli olmadığı oldukça açıktı. Ayrıca, fareyi 0'dan 35,5 cm / s'ye (14 inç / s - maksimum hız) hızlandırmak için ayrılan 0,24 saniyenin (neredeyse saniyenin dörtte biri) çok uzun bir süre olduğuna şüphe yoktu, bir kişi fırçayı çok daha hızlı hareket ettirebilir. Ve bu nedenle optik manipülatörlü dinamik oyun uygulamalarında keskin fare hareketleriyle zor olabilir ...

Agilent Technologies de bunu anladı. Geliştiriciler, sensörlerin özelliklerinin radikal bir şekilde iyileştirilmesi gerektiğini fark etti. Araştırmalarında basit ama doğru bir aksiyoma bağlı kaldılar: Sensör saniyede ne kadar çok resim çekerse, bilgisayar kullanıcısı ani hareketler yaptığında fare hareketinin "izini" kaybetme olasılığı o kadar az olur :)

Her ne kadar yukarıda da görebileceğimiz gibi optik sensörler gelişmiş olsa da, sürekli yeni çözümler piyasaya sürülüyor, ancak bu alandaki gelişmeye rahatlıkla "çok aşamalı" denilebilir. Genel olarak sensörlerin özelliklerinde önemli bir değişiklik olmadı. Ancak herhangi bir alandaki teknolojik ilerleme bazen keskin sıçramalarla karakterize edilir. Fareler için optik sensörler oluşturma alanında böyle bir "atılım" yaşandı. ADNS-3060 optik sensörün ortaya çıkışı gerçekten devrim niteliğinde sayılabilir!

En iyisi

Optik sensör ADNS-3060"ataları" ile karşılaştırıldığında gerçekten etkileyici özelliklere sahiptir. 20 pinli bir pakette paketlenmiş bu çipin kullanımı, optik farelere daha önce hiç görülmemiş olanaklar sağlıyor. Manipülatörün izin verilen maksimum hareket hızı 40 inç / s'ye (yani neredeyse 3 kat!) Arttı, yani. 1 m/s'lik "işaret" hızına ulaştı. Bu zaten çok iyi - en az bir kullanıcının fareyi bu sınırı aşan bir hızda hareket ettirmesi ve oyun uygulamaları da dahil olmak üzere optik manipülatörü kullanmaktan sürekli rahatsızlık duyması pek olası değildir. Ancak izin verilen ivme korkutucu derecede yüz kat (!) arttı ve 15 g (neredeyse 150 m/s 2) değerine ulaştı. Artık kullanıcıya fareyi 0'dan maksimum 1 m / s'ye hızlandırması için saniyenin yüzde 7'si veriliyor - artık çok az kişinin bu sınırlamayı aşabileceğini düşünüyorum ve o zaman bile muhtemelen rüyalarda :) Programlanabilir hız Yeni çip modelinde optik sensörle yüzey görüntüleri alma hızı 6400 fps'yi aşıyor; önceki "rekoru" neredeyse üç kez "geçiyor". Üstelik ADNS-3060 çipi, farenin üzerinde hareket ettiği yüzeye bağlı olarak en uygun çalışma parametrelerini elde etmek için görüntü tekrarlama oranını kendisi ayarlayabilir. Optik sensörün "çözünürlüğü" yine de 400 veya 800 cpi olabilir. Optik sensör çiplerinin genel çalışma prensiplerini dikkate almak için ADNS-3060 mikro devre örneğini kullanalım.

Fare hareketlerini analiz etmeye yönelik genel şema, önceki modellere kıyasla değişmedi - IAS sensör ünitesi tarafından elde edilen farenin altındaki yüzeyin mikro görüntüleri daha sonra aynı çipe entegre edilen DSP (işlemci) tarafından işlenir ve bu, farenin yönünü ve mesafesini belirler. manipülatörün hareketi. DSP, farenin ana konumuna göre göreceli x ve y ofset değerlerini hesaplar. Daha sonra harici fare denetleyici yongası (buna ne için ihtiyacımız olduğunu daha önce söylemiştik) optik sensör yongasının seri bağlantı noktasından manipülatörün hareketi hakkındaki bilgileri okur. Daha sonra bu harici denetleyici, fare hareketinin yönü ve hızı hakkında alınan verileri standart PS / 2 veya USB arayüzleri aracılığıyla iletilen ve halihazırda kendisinden bilgisayara gelen sinyallere dönüştürür.

Ancak sensörün özelliklerini biraz daha derinlemesine inceleyelim. ADNS-3060 yongasının blok şeması yukarıda sunulmuştur. Gördüğünüz gibi yapısı uzak "atalarına" kıyasla temelde değişmedi. 3.3 Sensöre, Voltaj Regülatörü ve Güç Kontrol bloğu aracılığıyla güç sağlanır, aynı bloğa, harici bir kapasitöre bağlantının kullanıldığı voltaj filtreleme işlevi atanır. Harici kuvars rezonatörden Osilatör ünitesine gelen sinyal (nominal frekansı 24 MHz olan, önceki mikro devre modelleri için daha düşük frekanslı ana osilatörler kullanılmış), optik sensör mikro devresi içinde meydana gelen tüm hesaplama işlemlerini senkronize etmeye hizmet eder. Örneğin, bir optik sensörün anlık görüntülerinin frekansı, bu harici jeneratörün frekansına bağlıdır (bu arada, ikincisi, +/- 1 MHz'e kadar nominal frekanstan izin verilen sapmalar konusunda çok katı kısıtlamalara tabi değildir) . Çip belleğinin belirli bir adresine (kayıtına) girilen değere bağlı olarak, ADNS-3060 sensörü tarafından fotoğraf çekmek için aşağıdaki çalışma frekansları mümkündür.

Tahmin edebileceğiniz gibi, tablodaki verilere dayanarak sensörün anlık görüntü frekansı basit bir formülle belirlenir: Kare hızı = (Jeneratör ana frekansı (24 MHz) / Kare hızı kayıt değeri).

ADNS-3060 sensörü tarafından alınan yüzey görüntüleri (kareler) 30x30 çözünürlüğe sahiptir ve her birinin rengi 8 bit olarak kodlanan aynı piksel matrisini temsil eder; bir bayt (her piksel için 256 gri tonuna karşılık gelir). Böylece DSP işlemcisine giren her çerçeve (çerçeve) 900 baytlık veri dizisidir. Ancak "kurnaz" işlemci, bir çerçevenin bu 900 baytını varışta hemen işlemez, karşılık gelen arabellekte (bellek) 1536 bayt piksel bilgisinin (yani bir sonraki çerçevenin diğer 2/3'ü hakkındaki bilgiler) birikmesini bekler. eklendi). Ve ancak bundan sonra çip, ardışık yüzey görüntülerindeki değişiklikleri karşılaştırarak manipülatörün hareketi hakkındaki bilgileri analiz etmeye başlar.

İnç başına 400 veya 800 piksel çözünürlükle, mikro denetleyici bellek kayıtlarının RES bitinde gösterilirler. Bu bitin sıfır değeri 400 cpi'ye karşılık gelir ve RES'deki mantıksal değer, sensörü 800 cpi moduna geçirir.

Entegre DSP işlemcisi görüntü verilerini işledikten sonra manipülatörün X ve Y eksenleri boyunca göreceli ofset değerlerini hesaplar ve bununla ilgili belirli verileri ADNS-3060 yongasının belleğine girer. Buna karşılık, harici denetleyicinin (farenin) Seri Bağlantı Noktası aracılığıyla mikro devresi, bu bilgiyi optik sensörün belleğinden milisaniyede yaklaşık bir frekansla "toplayabilir". Bu tür verilerin aktarımını yalnızca harici bir mikro denetleyicinin başlatabileceğini, optik sensörün kendisinin böyle bir aktarımı asla başlatmayacağını unutmayın. Bu nedenle, farenin hareketini izlemenin verimliliği (frekansı) sorunu büyük ölçüde harici denetleyici çipinin "omuzlarında" yatmaktadır. Optik sensörden gelen veriler 56 bitlik paketler halinde iletilir.

Sensörün donatıldığı Led Kontrol bloğu, arka ışık diyotunun kontrolünden sorumludur - 0x0a adresindeki bit 6'nın (LED_MODE) değerini değiştirerek, optosensör mikroişlemcisi LED'i iki çalışma moduna geçirebilir: mantıksal "0" "diyot her zaman açık" durumuna karşılık gelir, mantıksal "1", diyotu "yalnızca ihtiyaç duyulduğunda açık" moduna geçirir. Bu, örneğin kablosuz farelerle çalışırken önemlidir, çünkü otonom güç kaynaklarının şarjından tasarruf etmenize olanak tanır. Ek olarak diyotun kendisi de birkaç parlaklık moduna sahip olabilir.

Aslında bunların hepsi optik sensörün temel prensipleriyle ilgilidir. Başka ne eklenebilir? ADNS-3060 yongasının ve bu türdeki diğer tüm yongaların önerilen çalışma sıcaklığı 0 0С ile +40 0С arasındadır. Agilent Technologies, -40 ila +85 °С sıcaklık aralığında çiplerinin çalışma özelliklerinin korunmasını garanti etse de.

Lazerin geleceği?

Son zamanlarda internet, farenin altındaki yüzeyi aydınlatmak için kızılötesi lazer kullanan Logitech MX1000 Lazer Kablosuz Fare hakkında övgü dolu makalelerle doldu. Optik fareler alanında neredeyse bir devrim vaat ediyordu. Ne yazık ki, bu fareyi şahsen kullandıktan sonra devrimin gerçekleşmediğine ikna oldum. Ama konu bununla ilgili değil.

Logitech MX1000 fareyi sökemedim (fırsatım olmadı), ancak "devrim niteliğindeki yeni lazer teknolojisinin" arkasında eski dostumuz ADNS-3060 sensörünün olduğuna eminim. Çünkü elimdeki bilgilere göre bu farenin sensör özellikleri diyelim ki Logitech MX510 modelininkinden farklı değil. Tüm "aldatmaca", Logitech web sitesinde, lazer optik izleme sistemi kullanıldığında LED teknolojisinin kullanılmasından yirmi kat (!) Daha fazla ayrıntının ortaya çıktığı şeklindeki açıklama etrafında ortaya çıktı. Buna dayanarak bazı saygın siteler bile sıradan LED ve lazer farelerini gördükleri gibi belirli yüzeylerin fotoğraflarını yayınlamışlar :)

Elbette bu fotoğraflar (ve bunun için teşekkür ederiz), Logitech web sitesinde bizi optik izleme sisteminin lazer aydınlatmasının üstünlüğü konusunda ikna etmeye çalıştıkları çok renkli parlak çiçekler değildi. Hayır, elbette, optik fareler, değişen ayrıntı derecelerine sahip verilen renkli fotoğraflara benzer hiçbir şeyi "görmeye" başlamadı - sensörler hala yalnızca farklı parlaklıkta farklılık gösteren gri piksellerden oluşan kare bir matristen fazlasını "fotoğraflıyor" (işleme) Genişletilmiş renk (piksel paleti) hakkında bilgi DSP için çok büyük bir yük olacaktır).

Tahmin edelim ki, 20 kat daha ayrıntılı bir resim elde etmek için, totoloji için özür dilerim, yirmi kat daha fazla ayrıntıya ihtiyacınız var, bunlar yalnızca ek görüntü pikselleri tarafından aktarılabilir, başka hiçbir şeye ihtiyacınız yok. Logitech MX 1000 Lazer Kablosuz Mouse'un 30x30 piksel fotoğraf çektiği ve maksimum 800 cpi çözünürlüğe sahip olduğu biliniyor. Sonuç olarak görsellerin detaylandırılmasında yirmi kat artış söz konusu olamaz. Köpek nerede başarısız oldu :) ve bu tür ifadeler genellikle temelsiz mi? Bu tür bilgilerin ortaya çıkmasına neyin sebep olduğunu bulmaya çalışalım.

Bildiğiniz gibi, bir lazer dar yönlendirilmiş (küçük bir sapma ile) bir ışık ışını yayar. Bu nedenle farenin altındaki yüzeyin lazerle aydınlatılması LED'e göre çok daha iyidir. Kızılötesi aralıkta çalışan lazer, muhtemelen farenin altından gelen ışığın görünür spektrumda yansıması nedeniyle gözlerin kamaşmaması için seçildi. Optik sensörün kızılötesi aralıkta normal şekilde çalışması gerçeği şaşırtıcı olmamalıdır - çoğu LED optik farenin çalıştığı spektrumun kırmızı aralığından "bir taş atımı mesafede" kızılötesine kadar. yeni bir optik aralığa geçiş sensör için zordu. Örneğin Logitech MediaPlay manipülatörü bir LED kullanır ancak aynı zamanda kızılötesi aydınlatma da sağlar. Mevcut sensörler mavi ışıkta bile sorunsuz çalışır (bu tür aydınlatmaya sahip manipülatörler vardır), dolayısıyla aydınlatma alanının spektrumu sensörler için sorun değildir. Dolayısıyla, farenin altındaki yüzeyin daha güçlü aydınlatılması nedeniyle, radyasyonu emen (karanlık) ve ışınları yansıtan (ışık) yerler arasındaki farkın, geleneksel bir LED kullanıldığında olduğundan daha önemli olacağını varsayabiliriz - yani. görüntü daha kontrastlı olacaktır.

Gerçekten de, geleneksel bir LED optik sistemi ve lazer kullanan bir sistem tarafından alınan yüzeyin gerçek görüntülerine bakarsak, "lazer" versiyonunun çok daha fazla kontrasta sahip olduğunu göreceğiz - görüntünün karanlık ve parlak alanları arasındaki farklar daha anlamlıdır. Elbette bu, optik sensörün çalışmasını önemli ölçüde kolaylaştırabilir ve belki de gelecek, lazer aydınlatma sistemine sahip farelere aittir. Ancak bu tür "lazer" görüntüleri yirmi kat daha ayrıntılı olarak adlandırmak pek mümkün değildir. Yani bu başka bir "yenidoğan" efsanesidir.

Yakın geleceğin optik sensörleri neler olacak? Söylemesi zor. Muhtemelen lazer aydınlatmaya geçecekler ve halihazırda Web'de 1600 cpi "çözünürlük" ile bir sensörün geliştirildiğine dair söylentiler var. Sadece bekleyebiliriz.