Пристрій комп'ютерної миші: види і принцип роботи

Сучасному користувачеві персональний комп`ютер важко уявити собі взаємодію з ним без комп`ютерної миші. Пристрій, призначення якого-виконання елементарних завдань, володіє невеликим розміром, досить низькою ціною і уявною незначністю. Але при цьому саме з ним пов`язана велика частина вироблених користувачами дій.

Як пристрій введення інформації, комп`ютерна миша з`явилася на світ за сім років до появи першого ПК і за три роки до створення першого мікропроцесора. Виріб отримав назву MOUSE (нібито зібравши в абревіатуру позначення Manually Operated User Signal Encoder), а розробляло його американське космічне агентство для швидкої і точної передачі координат. Однак вийшло у інженерів пристрій, по формою і розміром нагадує зовсім не миша, а самий натуральний праска, вирішення необхідних завдань ніяк не відповідало. Тому проект був закритий, а в звичному користувачам вигляді миша вийшла на ринок вже в кінці сімдесятих років, причому в складі аж ніяк не ПК, а дітища компанії Apple, першого комп`ютера з повноцінним графічним інтерфейсом. Саме з цього моменту і починається еволюція відомих масам "гризун".

Призначення миші

Комп`ютерна миша-це пристрій введення інформації, принцип дії якого заснований на передачі координат комп`ютера, їх обробці процесором, подальшому виведенні на екран відповідного положення курсору, а також взаємодії з елементами інтерфейсу через керуючі кнопки. Відкриття файлів, прокрутка вікон і сторінок сайтів, виклик контекстного меню і Вибір команд з нього, переміщення і копіювання, - велика частина цих та інших операцій (не рахуючи набору тексту, зрозуміло) рядовим Користувачем комп`ютера виробляється саме за допомогою миші.

Різновид

Існує два основних види "електронних гризунів": механічні та оптичні. Серед і тих, і інших зустрічаються різновиди, обумовлені технологічними відмінностями.

Механічні пристрої

Комп`ютерні миші цієї групи через недосконалість технології вже не виробляються і практично ніде не використовуються, будучи повністю витісненими своїми більш сучасними і практичними аналогами.

Первісна конструкція миші передбачала знімання координат через обертання двох розташованих перпендикулярно коліс (так був сконструйований найперший маніпулятор), але широкій публіці запам`ятався кульовий привід, оскільки саме такі миші, в основному, використовувалися аж до кінця дев`яностих.

Основа внутрішнього устрою комп`ютерної миші механічного типу-обтягнутий гумою металева кулька, що виходить за нижні межі корпусу. Метал дає маніпулятору необхідну вагу, а гума-зчеплення з поверхнею. Усередині корпусу куля притиснута до двох роликів, рухи яких фіксуються датчиками, а потім перетворюються в електричні імпульси. У перших моделях механічних комп`ютерних мишей пристрій датчиків передбачало контактне з`єднання з роликами, в більш пізніх варіантах вони були замінені на світлочутливі оптичні, а ролики обзавелися пластинами зі спеціальною перфорацією, покликаної пропускати або затримувати світловий потік від джерела.

Головний недолік мишей з кульовим приводом-постійна потреба в чищенні і обслуговуванні. Пил, дрібне сміття, частинки волосся і шкіри - все це кулька затягував всередину корпусу миші із завидною постійністю. В результаті ролики покривалися шарами забруднень (до двох-трьох міліметрів завтовшки), а сам кулька рівномірно розподіляв ці відкладення по всій своїй поверхні, знижуючи тим самим чутливість і точність миші. Крім того, досить складно було користуватися мишею без спеціального килимка, який поліпшував зчеплення миші і зменшував (хоч і не сильно) ймовірність забруднення.

Оптичні пристрої

Комп`ютерна миша такого типу була розроблена ще в 1980 році, проте масовим цей продукт став в кінці дев`яностих років, коли на ринку з`явилися пристрої компанії "Хьюлит Паккард" під торговою маркою "Майкрософт".

Маніпулятори першого покоління досить серйозно відрізнялися від звичних сучасному користувачеві оптичних комп`ютерних мишей. Усередині пристрою були встановлені датчики у вигляді оптичної пари: випромінюють і поглинають відбите світло з поверхні, відповідно. І на цій самій поверхні повинні були бути присутніми спеціальні технічні малюнки, що робило використання миші без відповідного килимка безглуздим. А оскільки малюнок для кожного з сенсорів міг бути індивідуальним, то ні про яку Сумісність не могло бути й мови. Крім того, багатьох користувачів відлякувала досить висока ціна таких пристроїв.

Наступне покоління оптичних "гризун" вже було позбавлене недоліків попередніх моделей: тепер за переміщеннями миші по поверхні стежить спеціальна відеокамера, безперервно її фотографує і порівнює кожен знімок з попереднім. Яскраве світло (в простих моделях ) в нижній частині пристрою-збільшує ефективність роботи камери підсвічування. Найчастіше використовуються червоні світлодіоди, в більш дорогих моделях підсвічування може бути іншою. Прив`язка до спеціальних килимків відсутня: миша можна використовувати на більшій частині поверхонь (крім стекол, дзеркал і їм подібних поверхонь).

На представленому зображенні можна розібрати пристрій комп`ютерної миші Defender: як світлодіод формує промінь, як він відбивається від поверхні, а потім потрапляє на світловловлювач.

Лазерні пристрої

Один з підвидів оптичних маніпуляторів. При повністю ідентичних принципах дії, від класичної "оптика" лазерні мишки відрізняються лише встановленим лазерним інфрачервоним діодом. Світло, що випромінюється діодом, фокусується за допомогою лінзи в мікро-точку, потім відбивається і вловлюється надточним і надчутливим сенсором. За рахунок більш точного фокусування застосування такого типу підсвічування робить пристрій набагато менш залежним від типу використовуваної поверхні. Це виражається в можливості використання лазерних мишей на скляних і дзеркальних покриттях. Крім того, виробники таких пристроїв обіцяють збільшену точність сенсора, що здатне відчутно допомогти представникам ігрової індустрії (твердження досить спірне, і більше схоже на маркетинговий хід).

Яскраве підсвічування відсутнє, оскільки світло в інфрачервоному діапазоні людським поглядом не сприймається. Відповідно, проблема постійної роботи світлодіода підсвічування навіть при вимкненому комп`ютері (що відзначали багато користувачів оптичних мишей) для лазерний мишок нехарактерна.

Індукційні пристрої

Малопоширена різновид комп`ютерних мишей. Пристрій більшої частини таких маніпуляторів нічим не відрізняється від звичайних оптичних мишей. Різниця, найчастіше, полягає в отриманні харчування: зазвичай подібні миші входять в комплект графічних планшетів і отримують живлення від цих самих планшетів за принципом електромагнітної індукції - через взаємодію передавальної і приймальні індукційних котушок, розташованих в планшеті і в корпусі мишки, відповідно.

Практична користь такого пристрою для звичайного користувача буде прагнути до нуля, а ось графічним дизайнерам, яким часто доріг кожен сантиметр простору на столі, подібне рішення припаде до душі.

Гіроскопічні пристрої

Наявність гіроскопа в багатьох пристроях споживчої електроніки вже давно стало нормою. І IT-індустрія - не виняток, де гіроскопами оснащуються не тільки смартфони і Планшети, але і пристрої віртуальної реальності, а також комп`ютерні миші.

Особливість такого гризуна-можливість роботи не тільки в горизонтальній площині (в цьому випадку вона працює як звичайна оптична миша), але і в просторі. Показання датчиків точно так же фіксуються комп`ютером, що дозволяє переміщати курсор по екрану, не встановлюючи маніпулятор на тверду поверхню.

Трекболи

Стоїть осібно пристрій, обладнаний кулею, який виконує аналогічні класичної кулькової миші функції, але розташований не знизу, а зверху або збоку. Переміщення курсору по екрану здійснюється за рахунок руху пальців або долоні по кулі, знімання показників валиків проводиться високочутливими оптичним сенсорами, що, за запевненнями розробників, зводить до мінімуму негативні наслідки забруднень.

Особливої любові більшості користувачів такі контролери не завоювали (важливим фактором виявилася і ціна), звузивши основну сферу застосування до музичної, медичної та військової. Найбільш відома фірма-виробник таких пристроїв-Logitech. Комп`ютерні миші та інші маніпулятори цієї компанії користуються величезною популярністю, але і в сфері нестандартних контролерів вона далеко не на останньому місці.

Дротові та бездротові пристрої

Існує розмежування і за типом джерела живлення. Найперші масові пристрої отримували свої п`ять Вольт виключно від блоку живлення комп`ютера (незалежно від типу роз`єму-PS/2 або USB), і, відповідно, були дротовими. Бездротові ж маніпулятори працюють від власних джерел живлення (батарейки або акумулятори), і як раз вони в процесі впровадження бездротових технологій в IT-індустрію, зазнавали певних змін.

Інфрачервоний зв`язок

Найперша спроба організації бездротового з`єднання між комп`ютером і маніпулятором. До комп`ютера підключався спеціальний передавальний блок, сигнал від якого надходив до приймального пристрою на самій миші. У цьому місці і переховувався головний недолік оптичного зв`язку: з`єднання вимагало наявності прямої видимості між приймачем і передавачем, що досить часто ускладнювалося через появу тих чи інших перешкод, а також через банального зміщення миші на неприпустимий кут. До теперішнього часу випуск таких пристроїв припинено.

Радіо-канал і Bluetooth

По суті і те , і інше-позначення ідентичних способів передачі даних. Різниця полягає у використанні стандартів зв`язку: Bluetooth - протокол стандартизований, і будь-яка підтримуюча стандарт миша без проблем синхронізується з передавачем, в той час як звичайні бездротові миші зажадають наявності строго певного адаптера, підключеного до USB-порту. Якщо адаптер зламаний або загублений (а з огляду на його крихітний розмір, ймовірність цього не так вже й мала), то миша перетворюється в даремний шматок пластмаси, так як з іншим адаптером (в тому числі і Bluetooth) працювати не буде.