Принцип работы мышки. Устройство компьютерной мыши, принцип работы. Виды компьютерных мышей

VII городская научно – практическая конференция «Шаг в будущее»

История измерений и простые измерительные приборы своими руками

Выполнил : Антаков Евгений обучающийся МБОУ СОШ № 4,

Научный руководитель : Осиик Т.И. учитель начальных классов МБОУ СОШ № 4 г. Полярные Зори

Меня зовут Антаков Женя, мне 9 лет.

Я учусь в третьем классе, занимаюсь плаванием, дзюдо и английским языком.

Хочу стать изобретателем, когда вырасту.

Цель проекта : - изучить историю измерений времени, массы, температуры и влажности и смоделировать простейшие измерительные приборы из подручных материалов.

Гипотеза : я предположил, что простейшие измерительные приборы можно смоделировать самостоятельно из подручных материалов.

Задачи проекта :

- изучить историю измерений различных величин;

Ознакомится с устройством измерительных приборов;

Смоделировать некоторые измерительные приборы;

Определить возможность практического применения самодельных измерительных приборов.

Научная статья

1. Измерение длины и массы

С необходимостью определять расстояния, длины предметов, время, площади, объемы и другие величины люди сталкивались с древних времен.

Наши предки в качестве средств измерений длины использовали собственный рост, длину руки, ладони, стопы.

Для определения дальних расстояний использовались самые различные способы (дальность полета стрелы, «трубки», буки и т.п.)

Подобные способы не очень удобны: результаты таких измерений всегда различаются, поскольку зависят от размеров тела, от силы стрелка, зоркости и т.п.

Поэтому постепенно стали появляться строгие единицы измерения, эталоны массы, длины.

Один из древнейших измерительных приборов – весы. Историки считают, что первые весы появились более 6 тысяч лет назад.

Простейшая модель весов – в виде равноплечного коромысла с подвешенными чашками широко использовалась в Древнем Вавилоне и Египте.

Организация исследования

• Коромысловые весы из вешалки

В своей работе я решил попробовать собрать простую модель чашечных весов, с помощью которой можно проводить взвешивание небольших предметов, продуктов и т.п.

Я взял обычную вешалку, закрепил ее на подставке, к плечикам привязал пластиковые стаканчики. Вертикальной линией обозначил положение равновесия.

Чтобы определять массу, нужны гири. Я решил использовать вместо них обычные монеты. Такие «гирьки» всегда под рукой, и достаточно один раз определить их вес, чтобы использовать для взвешивания на моих весах.

5 руб

50 коп

10 руб

1 руб

Организация исследования

Опыты с коромысловыми весами

1 . Шкала весов

Используя разные монеты, нанес на лист бумаги отметки, соответствующие весу монеток

2. Взвешивание

Горсть конфет – уравновесил с помощью 11 разных монеток, общим весом 47 граммов

Контрольное взвешивание – 48 граммов

Печенье - уравновесил 10 монетами весом 30 граммов На контрольных весах – 31 грамм

Вывод: из простых предметов я собрал весы, с помощью которых можно проводить взвешивание с точностью до 1-2 граммов

Научная статья

2. Измерение времени

В глубокой древности люди ощущали ход времени по

смене дня и ночи и времен года и пытались его измерять.

Самыми первыми приборами для определения времени были солнечные часы.

В Древнем Китае для определения промежутков времени использовали «часы», состоявшие из пропитанного маслом шнура, на котором через равные промежутки завязывали узлы.

Когда пламя достигало очередного узла, это означало, что прошел определенный отрезок времени.

По такому же принципу действовали свечные часы и масляные лампы с отметками.

Позже люди придумали простейшие устройства – песочные и водяные часы. Вода, масло или песок равномерно перетекают из сосуда в сосуд, это свойство и позволяет отмерять определенные промежутки времени.

С развитием механики в XIV - XV веках появились часы с заводом и маятником.

Организация исследования

• Водяные часы из пластиковых бутылочек

Для этого опыта я использовал две пластиковые бутылки объемом 0.5 литра и трубочки для коктейля.

Крышки соединил между собой при помощи двустороннего скотча и сделал два отверстия, в которые вставил трубочки.

В одну из бутылок налил подкрашенную воду и закрутил крышки.

Если всю конструкцию перевернуть, то жидкость по одной из трубочек переливается вниз, а вторая трубочка необходима для того, чтобы воздух поднимался в верхнюю бутылку

Организация исследования

Опыты с водяными часами

Бутылочка заполнена подкрашенной водой

Бутылочка заполнена растительным маслом

Время перетекания жидкости – 30 секунд Вода перетекает быстро и равномерно

Время перетекания жидкости – 7 мин 17 сек

Количество масла подобрано так, чтобы время перетекания жидкости было не более 5 минут

На бутылочки нанесли шкалу – отметки через каждые 30 секунд

Чем масла меньше в верхней бутылке, тем медленнее оно стекает вниз, и расстояния между отметками становятся все меньше.

Вывод: у меня получились часы, с помощью которых можно определять промежутки времени от 30 секунд до 5 минут

Научная статья

3. Измерение температуры

Человек может различать тепло и холод, но точную температуру при этом не знает.

Первый термометр изобрел итальянец Галилео Галилей: стеклянная трубочка наполняется водой больше или меньше в зависимости от того, как сильно расширяется в ней горячий воздух или сжимается холодный.

Позднее на трубку были нанесены деления, то есть шкала.

Первый ртутный термометр предложил Фаренгейт в 1714 году, нижней точкой он считал температуру замерзания солевого раствора

Привычную нам шкалу предложил шведский ученый Андрес Цельсий.

За нижнюю точку (0 градусов) принята температура таяния льда, а за 100 градусов – температура кипения воды

Организация исследования

• Водяной термометр

Термометр можно собрать по простой схеме из нескольких элементов – колба(бутылочка) с подкрашенной жидкостью, трубочка, лист бумаги для шкалы

Я использовал небольшую пластиковую бутылочку, в которую налил воду, подкрашенную краской, вставил соломинку от сока, закрепил все при помощи клеевого пистолета.

Наливая раствор, я добился, чтобы небольшая его часть попала в трубочку. Наблюдая за высотой получившегося столбика жидкости можно судить об изменениях температуры.

Во втором случае я заменил пластиковую бутылочку на стеклянную ампулу и собрал термометр по той же схеме. Оба прибора я испытал в различных условиях.

Организация исследования

Опыты с водяными термометрами

Термометр 1 (с пластиковой бутылочкой)

Термометр поместили в горячую воду - столбик жидкости опустился вниз

Термометр поместили в ледяную воду - столбик жидкости поднялся вверх

Термометр 2 (со стеклянной колбой)

Термометр поместили в холодильник.

Столбик жидкости опустился вниз, на обычном термометре отметка 5 градусов

Термометр поместили на отопительную батарею

Столбик жидкости поднялся вверх, на обычном термометре отметка 40 градусов

Вывод: я получил термометр, по которому можно примерно оценить температуру окружающего воздуха. Его точность можно повысить, если использовать стеклянную трубку как можно меньшего диаметра; заполнить колбу жидкостью так, чтобы не оставалось пузырьков воздуха; использовать вместо воды спиртовой раствор.

Научная статья

4. Измерение влажности

Важным параметром окружающего нас мира является влажность, так как организм человека очень активно реагирует на ее изменения. Например, при очень сухом воздухе усиливается потоотделение и человек теряет много жидкости, что может привести к обезвоживанию.

Известно также, что того, чтобы избежать болезней органов дыхания, влажность воздуха в помещении должен быть не менее 50-60 процентов.

Величина влажности важна не только для человека и других живых организмов, но и для протекания технических процессов. Например, избыток влажности может влиять на корректную работу большинства электроприборов.

Для измерения влажности используются специальные приборы- психрометры, гигрометры, зонды и различные устройства.

Организация исследования

Психрометр

Один из способов определения влажности основан на разнице показаний «сухого» и «влажного» термометров. Первый показывает температуру окружающего воздуха, а второй – температуру влажной ткани, которой он обернут. Используя эти показания по специальным психрометрическим таблицам, можно определить значение влажности.

В пластиковой бутылке из-под шампуня я сделал небольшое отверстие, в которое вставил шнурок, на дно налил воды.

Один конец шнурка закрепил на колбе правого термометра, другой поместил в бутылку, чтобы он находился в воде.

Организация исследования

Опыты с психрометром

Свой психрометр я проверил, определяя влажность в различных условиях

Вблизи отопительной батареи

Вблизи работающего увлажнителя воздуха

Сухой термометр 23 º С

Влажный термометр 20 º С

Влажность 76 %

Сухой термометр 25 º С

Влажный термометр 19 º С

Влажность 50 %

Вывод: я выяснил, что психрометр, собранный в домашних условиях можно использовать для оценки влажности помещений

Заключение

Наука измерений очень интересна и разнообразна, история ее начинается в глубокой древности. Существует огромное количество различных методов и приборов измерений.

Моя гипотеза подтвердилась - в домашних условиях можно смоделировать простые приборы (коромысловые весы, водяные часы, термометр, психрометр), которые позволяют определять вес, температуру, влажность и заданные промежутки времени.

Самодельные приборы можно использовать в обычной жизни, если под рукой не оказалось стандартных измерительных приборов:

Засекать время, выполняя упражнения на пресс, отжимания или прыжки на скакалке

Следить за временем при чистке зубов

На уроках – проводить пятиминутные самостоятельные работы

Список литературы.

1. «Познакомься, это… изобретения»; Энциклопедия для детей; изд-во «Махаон», Москва, 2013

2. «Зачем и почему. Время»; Энциклопедия; изд-во «Мир книги», Москва 2010

3. «Зачем и почему. Изобретения»; Энциклопедия; изд-во «Мир книги», Москва 2010

4. «Зачем и почему. Механика; Энциклопедия; изд-во «Мир книги», Москва 2010

5. «Большая книга знаний» Энциклопедия для детей; изд-во «Махаон», Москва, 2013

6. Интернет –сайт «Занимательная-физика.рф» http://afizika.ru/

7. Интернет-сайт «Часы и часовое дело» http://inhoras.com/

При покупке компьютера многие пользователи уделяют внимание лишь выбору основных и наиболее дорогих комплектующих – процессора, материнской платы, видеокарты и т.д.

Что касается выбора периферийных устройств ( , мышь), то здесь из виду упускаются многие характеристики. Зачастую пользователь берет то, что находится в комплекте с системным блоком, а затем удивляется, почему мышка быстро выходит из строя (либо ее попросту неудобно держать в руке).

В этой статье мы рассмотрим основные характеристики компьютерной мыши, которые следует учитывать при покупке.

1 Размер и форма

Большая часть всех компьютерных операций выполняется при помощи мыши. Следовательно, пользователь практически постоянно держит мышь в руке и двигает ее по столу или по коврику. Это объясняет необходимость выбора именно того устройства, которое по своей форме и размерам идеально подойдет под форму и размер ладони. В противном случае держать мышку будет не очень удобно, Вы будете быстрее уставать и получать меньшее удовольствие от работы.

Я даже знаю людей, у которых настолько болела рука при длительной работе с неудобной мышкой, что они на время поневоле становились левшами. Когда руку начинало, что называется, ломить, мышка перемещалась налево, в левую руку, кнопки мышки перестраивались для левой руки, и таким образом удавалось успокоить правую руку. Это очень неудобно, если не быть настоящим левшой, и работа на компьютере сильно замедляется.

Поэтому перед покупкой обязательно подержите мышку в руке и прикиньте, насколько удобно с ней работать, насколько ее удобно держать в руке (в правой руке для правшей и в левой руке для левшей).

2 Тип (вид) компьютерной мыши

По своему типу мышки делятся на

• механические,
• оптические и
• дистанционные.

В зависимости от типа давайте посмотрим, как выглядит компьютерная мышь.

В механических манипуляторах используется специальный шарик, который вращается при движении устройства по плоской поверхности.

Рис. 1 Механическая мышка

В оптических манипуляторах мышь используется оптический указатель, считывающий изменения положения мышки относительно плоскости, по которой перемещается мышка.

Рис. 2 Оптическая мышь компьютерная usb-подключение

Дистанционные мышки работают по тому же принципу, что и оптические, но при этом они не имеют проводного соединения с компьютером.

Рис. 3 Дистанционная мышка

У дистанционных мышек сигнал от манипулятора передается без проводов дистанционно, а сами мышки при этом работают от батарейки или от аккумулятора.

Механические мышки на данный момент являются морально устаревшими. Их практически никто не использует из-за относительно низкой чувствительности и частых выходов из строя. В них быстро накапливается пыль и грязь, которые мешают нормальной работе вращающегося шарика и считывающих датчиков. Покупать такие манипуляторы не имеет смысла, даже если они будут привлекательными по цене.

Оптические мыши являются самыми распространенными (ввиду удобства работы, надежности и долговечности).

Дистанционные мыши тоже используются довольно часто, но обладают рядом недостатков. К примеру,

• возможные проблемы с чувствительностью (в том числе из-за отсутствия проводов),
• необходимость периодической замены батареек,
• контроль заряда аккумуляторов, если они используются.

Тем не менее, подобные дистанционные мышки могут быть полезны тем, кто работает на удалении от компьютера. Например, в случае использования компьютера в качестве телевизора переключать телевизионные каналы удобнее дистанционно, находясь на удалении, сидя, что называется, на диване, для чего дистанционная мышка может быть ой как полезна!

Дистанционные мышки также удобны тем, кто делает презентации с помощью компьютера, но при этом не имеет возможности работать с профессиональным оборудованием. Тогда компьютер (чаще даже не компьютер, а ноутбук) используется как экран для демонстрации, а дистанционная мышка позволяет на удалении (например, стоя во время выступления) переключать слайды презентации.

3 Разъем для подключения

Любые мышки, даже дистанционные, должны подключаться к компьютеру через порты. Проводные мышки имеют на конце провода соответствующий разъем. Беспроводные мышки имеют специальное устройство наподобие маленькой флешки, которое тоже подключается к порту ПК, и служит приемником сигналов от дистанционного манипулятора мышь.

Рис. 4 Порты PC/2

Подключаться к компьютеру мышка может

• к порту PC/2 (рис. 4 – круглый порт),
• а также к USB-порту (рис. 2).

При этом USB-мышки стремительно вытесняют с рынка мышки с PC/2-кабелем. Причин для этого несколько:

• во-первых, более качественное соединение;
• во-вторых, распространенность USB-разъемов практически на всех современных ПК.

Бывает и такое, что на компьютере не так уж много USB-портов, и их может не хватать для подключения мышки. Редко, но подобное может случиться. Тогда на помощь приходят – это устройства, которые позволяют из одного порта USB делать 2, 4 и более портов USB. Это удорожает покупку мышки, так как к ней в придачу приходится покупать разветвитель, но позволяет решить проблему нехватки портов. К счастью, нехватка USB – это чрезвычайно редкая ситуация, в обычных ПК (если это не «экзотика») портов USB всегда хватает для подключения манипулятора мышь.

Для тех, кто не хочет расставаться с привычной и ставшей «родной» мышкой с разъемом PS-2 при переходе на ПК, где уже нет портов PS-2, промышленность (к сожалению, не совсем родная, а скорее китайская!) предлагает переходники PS-2 – USB. Опять же это редкое явление, проще поменять мышку на USB, чем искать, покупать, оплачивать переходник. Однако для желающих можно предложить и такой несколько экзотический вариант подключения мышки к компьютеру.

4 Чувствительность

Данный показатель измеряется в dpi (число точек на дюйм). Чем выше чувствительность компьютерной мышки, тем с большей точностью можно перемещать курсор мышки по рабочему пространству (по экрану) монитора.

Поясним. Речь идет о том, с какой точностью можно рукой установить курсор мышки в той или иной точке экрана. Чем выше чувствительность, то есть, чем больше точек на один дюйм, тем точнее можно установить курсор мышки в нужной точке экрана.

Напомню, что дюйм – это 2,54 см. И мы пользуемся этой системой измерения длины потому, что не являемся прародителями компьютерной техники, а потому используем чужую систему мер и весов.

Высокая чувствительность, на самом деле, не есть только благо. Высокая чувствительность, наоборот, может быть причиной проблем, трудностей работы с мышкой. Высокая чувствительность важна тем, кто работает с компьютерной графикой высокого разрешения, для компьютерных дизайнеров, для конструкторов и тому подобных профессий, требующих рисования или черчения с применением ПК. Высокая чувствительность может быть полезна «игроманам», любителям компьютерных игр, где важна точность попадания в определенные поля на экране монитора.

В остальном обычные пользователи ПК могут обходиться манипуляторами мышь с относительно невысокой точностью. Зачем высокая точность, если заниматься, например, только редактированием текстов? Можно легко попасть мышкой на нужную строку, на нужный символ текста, что называется, «не прицеливаясь» и не промахнешься!

Чувствительность многих механических мышей колеблется в диапазоне 400-500 dpi. Однако, как уже отмечалось ранее, этот тип манипуляторов остался уже в прошлом. В оптических моделях значение dpi может достигать 800-1000.

Стоимость конкретной модели мышки напрямую зависит от чувствительности. Покупая мышку с высокой чувствительностью, пользователь ПК дополнительно оплачивает данную возможность. Это еще один аргумент в пользу выбора не слишком высокочувствительных мышек. Зачем переплачивать, если высокая чувствительность не нужна в обычной работе на ПК?!

5 Число кнопок

Стандартная мышка обладает только тремя органами управления – правой и левой кнопкой, а также колесиком. Колесико мышки является не только ставшим уже привычным средством прокрутки, но и служит третьей кнопкой мышки. На колесико можно нажимать как на кнопку, щелкать им. Это позволяет, например, открывать окна в браузере в новых вкладках (см. ).

Работа с кнопками и с колесиком мышки должна быть приятной и удобной, иначе такая мышка может вызывать раздражение у пользователя ПК. Например, кнопки (как правая, так и левая) могут быть слишком тугими, нажиматься при довольно большом усилии. Это не всем удобно, а при длительной работе можно попросту устать нажимать на кнопки, что иногда приводит к болезненным и неприятным ощущениям.

Кнопки мышки могут нажиматься тихо, почти бесшумно, а могут громко «щелкать». Это тоже, что называется, на любителя, кому-то нравится погромче, со щелканьем, а кто-то предпочитает тишину.

Кнопки могут нажиматься без люфта, без свободного хода, а в некоторых случаях люфт может быть настолько большим, что появляется ощущение, что кнопка как бы сама немного шевелится, покачивается. Кнопки с люфтом могут раздражать, с другой стороны, они могут кому-то нравиться. Как говорится, на любителя. Это надо пробовать своей рукой, и выбирать.

Также и колесико мышки. Оно может легко крутиться, а может «притормаживать» и требовать дополнительных усилий. Тут тоже – кому как нравится.

Нажатие на колесико может быть легким, а может потребовать некоторую тренировку указательного пальца. Особенно раздражает, если нажатие на колесико происходит без щелчка, когда не слишком удается почувствовать, произошло все-таки нажатие или нет. В этом случае нажатие и прокручивание колесика становится сродни рулетке, то ли пан, то ли пропал! Не очень-то удобно, такая мышка – скорее для любителей острых ощущений.

Обычному неискушенному пользователю ПК лучше иметь мышку, где все просто и понято:

• вот они, клики левой и правой кнопкой мышки,
• вот оно, прокручивание колесика вверх и вниз (внимание, иногда колесико хорошо крутится только в одну сторону вверх или вниз, а в другую – заедает, и это тоже надо проверять при покупке!).
• И вот они, четкие и понятные клики колесиком, то есть, клики третьей кнопкой мышки.

Все просто, надежно, практично.

Для обычных трехкнопочных мышек, как правило, никакие дополнительные драйверы не нужны, они уже есть в составе операционных систем ПК.

Рис. 5 Мышка, где много кнопок

В более дорогих и продвинутых моделях может быть 4, 5, 6 и более кнопок. При установке драйверов таких мышек можно «навесить» на каждую кнопку определенное действие (или сразу последовательность действий). Это может быть очень удобно при работе в каких-то специальных приложениях или в компьютерных играх. В остальном эти лишние кнопки не нужны, лучше за них не переплачивать производителям, и ограничиваться стандартными манипуляторами, двухкнопочными мышками с колесиком (оно же – третья кнопка).

6 Другие характеристики

Это могут быть, к примеру, материал корпуса, материал кнопок, фирма-изготовитель и т.д. Тут следует выбирать, ориентируясь только на собственные предпочтения. Кто-то неплохо работает с обычными пластмассовыми мышками. Кто-то предпочитает мышки из металла. Кому-то нравятся обычные кнопки, а кто-то хочет кнопки с выемками по форме пальцев для удобного расположения руки.

Кому-то нравятся мышки любого цвета, а кто-то предпочитает только белый цвет, только черный цвет, желтый, розовый, зеленый, да мало ли еще какие бывают цвета!

Лично мне, например, нравятся мышки, которые работают на любых поверхностях: на столе, на коврике для мышки, на скатерти, на клеенке, на ткани.

А есть мышки, которые, хоть убейся, не будут работать на светлом столе, например, или на клеенке, или на стекле, пока под них не положить коврик для мышки или хотя бы обычный лист бумаги. И это тоже важная характеристика мышки, которую мы отнесем к разряду «других характеристик».

Еще одна «другая характеристика» – это насколько быстро мышка собирает на себя пыль и грязь со стола, и насколько легко она от этой пыли и грязи очищается. К сожалению, идеальных рабочих мест не бывает. Что ни делай, а пыль и грязь имеют обыкновение появляться вновь и вновь, и они оседают на нижней поверхности любой, хоть самой дешевой, хоть самой дорогой мышки. И тут важно, насколько быстро мышка от этого становится неработоспособной, и как легко ее от всего этого можно очистить. А загрязненная мышь может, например, потерять свою чувствительность, или начать работать «рывками», что усложняет попадание курсора мышки в определенные точки экрана.

Рис. 6 Мышка Apple с сенсорным управлением

Для некоторых пользователей ПК важной «другой характеристикой» может быть наименование фирмы производителя. Например, имея «продвинутый» ноутбук от Apple, можно захотеть мышку этого же производителя с сенсорным управлением, когда просто водишь пальцем, механики нет, ничего не крутится, а движение пальца улавливается. За обладание этим манипулятором придется заплатить лишние деньги.

А можно просто надеяться, что более или менее известная другая фирма не будет продавать «плохие» мышки, которые могут быстро выходить из строя. И тогда может возникнуть желание купить мышку от таких производителей, как, например, Logitech, Microsoft, A4 Tech.

Здесь, честно говоря, как повезет. Неказистая мышка а-ля «made in China», что называется, «noname» (то есть без имени, без явного производителя, без известного производителя) может прослужить верой и правдой столько, что забудешь, когда, где и по какой цене ее покупали. А может фирменная мышка отказать довольно быстро. Хотя все-таки, в среднем, мышки известных производителей служат дольше, и работают качественнее своих китайских (и не только) конкурентов.

Так что, как видим, мышки не такие уж простые устройства. У них много параметров, по которым они могут отличаться друг от друга. Выбор мышки – важный момент при выборе ПК. Поскольку работать придется именно мышкой, раз уж мы стали пользователями (и в некоторой степени даже заложниками) современной «оконной технологии» представления информации на экране монитора и ее обработки современными средствами, которые нам предоставляют персональные компьютеры.

Получайте актуальные статьи по компьютерной грамотности прямо на ваш почтовый ящик .
Уже более 3.000 подписчиков .

Один из незаменимых компонентов любой современной вычислительной системы - это компьютерная мышь. Данный «грызун» давно стал частью не только персоналок, но и ноутбуков, правда, в немного измененном виде.

Как выглядит компьютерная мышь, знает каждый. В некоторой степени она действительно напоминает известного сельскохозяйственного вредителя, правда, с рядом оговорок. Есть мнение, что будущим поколениям пользователей данная ассоциация будет неочевидна. Хотя бы потому, что современная компьютерная мышь все чаще выполняется беспроводной, лишившись «хвоста».

Принцип работы данного удивительного устройства чрезвычайно прост: при его перемещении по поверхности относительные координаты передаются в компьютер, где специальным программным обеспечением преобразуются в движения курсора-указателя по экрану. Что интересно, им может быть не только привычная стрелочка операционной системы, но и персонаж в компьютерной игре. За кажущейся простотой скрывается труд инженеров, электронщиков и программистов. В зависимости от конструктивных особенностей, компьютерная мышь может по-разному регистрировать перемещения. Давайте вспомним, чем же отличаются эти, казалось бы, одинаковые устройства.

Первые модели, появившиеся лет 50 назад, были механическими. Внутри устройства находился массивный металлический шар, покрытый слоем резины. Нижней стороной он соприкасался с внешней поверхностью, а двумя другими - с роликами. Их могло быть и четыре, но обрабатывалось только два. При перемещении руки, держащей мышку, вращение шара передавалось роликам, от них - переключателям, а дальше преобразовывалось в последовательность электрических сигналов, отправляемых в компьютер. Двух роликов вполне достаточно для получения координат точки на плоскости. К недостаткам такого решения можно отнести необходимость периодической чистки шара от налипшей грязи (накручивались волосы, налипала пыль) и замену износившихся компонентов.

Вскоре им на смену пришли оптико-механические решения. Внешне все осталось без изменений, но переключатели были упразднены, уступив место более надежному решению - оптопаре. За «страшным» названием скрываются вполне безобидные светодиод и вместе называемые оптронной парой. Каждый ролик был объединен с перфорированным колесом, размещенным между датчиком и диодом. При вращении поток света прерывался, что регистрировалось датчиком и передавалось в компьютер. Зная частоту смены «окно/стенка», можно было определить скорость перемещения и направление.

В 1999 году появились оригинальные компьютерные мыши, названные оптическими, в которых от механического способа регистрации перемещения удалось полностью отказаться. Светодиод подсвечивает поверхность под мышкой, а примитивная фотокамера с определенной частотой делает снимки. обрабатывает их и на основании полученных результатов делает вывод о скорости и направлении смещения. Остается лишь передать эти данные программе-драйверу.

Вскоре им на смену пришли лазерные модификации. Процессор стал более производительным, точность фокусировки возросла, «проблемных» поверхностей, на которых датчик не работает, почти не осталось. Основное отличие от оптических в другом типе светодиода, который излучает не в видимом, а инфракрасном диапазоне. Кстати, самая дорогая компьютерная мышь - именно лазерная. Правда, ее высокая стоимость (более 24 тысяч долларов) объясняется прежде всего, инкрустацией драгоценных каменей, а не техническими особенностями.

Для решения одной из задач мне потребовалось программно получать и обрабатывать изображения небольшого участка поверхности бумаги с очень близкого расстояния. Не получив достойного качества при использовании обычной USB камеры и уже на пол пути в магазин за электронным микроскопом, я вспомнил одну из лекций, на которой нам рассказывали как устроены различные девайсы, в том числе и компьютерная мышка.

Подготовка и немного теории

В подробности принципа работы современной оптической мыши я вдаваться не буду, очень подробно об этом написано (рекомендую прочитать для общего развития).

Погуглив информацию по этой теме и разобрав старую PS/2 мышку Logitech, я увидел знакомую по статьям из интернета картину.

Не очень сложная схема «мышей первого поколения», оптический сенсор по центру и чип интерфейса PS/2 чуть выше. Попавшийся мне оптический сенсор является аналогом «популярных» моделей ADNS2610/ADNS2620/PAN3101. Я думаю, они и их аналоги были массово произведены на одном и том же китайском заводе, получив на выходе разную маркировку. Документация на него нашлась очень легко, даже вместе с различными примерами кода.

Документация гласит, что этот сенсор до 1500 раз в секунду получает изображение поверхности размером 18x18 точек (разрешение 400cpi), запоминает его и с помощью алгоритмов сравнения изображений вычисляет смещение по координатам Х и Y, относительно предыдущей позиции.

Реализация

Для «общения с сенсором» я использовал популярную вычислительную платформу Arduino, а припаяться решил прямо к ножкам чипа.

Подключаем 5V и GND к соответствующим выходам Arduino, а ножки сенсора SDIO и SCLK к цифровым пинам 8 и 9.

Для получения смещения по координатам нужно прочитать значение регистра чипа по адресу 0x02 (X) и 0x03 (Y), а для дампа картинки нужно, сначала записать значение 0x2A по адресу 0x08, а потом 18x18 раз его прочитать оттуда же. Это и будет последнее «запомненное» значение матрицы яркости изображения с оптического сенсора.

Как я реализовал это на Arduino можно посмотреть тут: http://pastebin.com/YpRGbzAS (всего ~100 строк кода).

А для получения и отображения картинки была написана программа на Processing.

Результат

После небольшого «допиливания» программы для своего проекта, я смог получать картинку прямо с оптического сенсора и производить над ней все необходимые вычисления.

Можно заметить текстуру поверхности (бумага) и даже отдельные буквы на ней. Следует отметить, что такое четкое качество картинки получается из-за того, что разработчики этой модели мыши добавили в конструкцию специальную стеклянную подставку с небольшой линзой прямо под сенсором.

Если начать приподнимать мышку над поверхностью даже на пару миллиметров, четкость сразу пропадает.

Если вы вдруг захотите повторить это дома, для нахождения мышки с аналогичным сенсором рекомендую искать старые девайсы с интерфейсом PS/2.

Заключение

Хотя получаемое изображение и не очень большое, этого вполне хватило для решения моей задачи (сканнер штрих кода). Получилось очень даже экономично и быстро (мышка за ~100р + Arduino + пару дней на написание кода).

Оставлю ссылки на материалы, которые мне очень пригодились для решения этой задачи. Это реально было не сложно и делалось с большим удовольствием. Сейчас я ищу информацию о чипах более дорогих моделей современных мышек для получения качественных изображений с большим разрешением. Возможно, мне даже удастся собрать что-то вроде микроскопа (качество изображений с текущего сенсора для этого явно не подходит). Спасибо за внимание!

Компьютерная мышь — наверное, все знают что это такое. Это — манипулятор или координатное устройство ввода для управления курсором и отдачи различных команд компьютеру. Со временем у этого устройства появляются различные неисправности: повреждение многожильного провода, часто барахлит сенсор, бывает прокручивается колёсико (скролл) мышки, не работают кнопки мыши и т.д.

Давайте рассмотрим ремонт своими руками наиболее популярного компьютерного манипулятора — мышки!

Мышь технически является довольно простым устройством, поэтому достаточно легко поддаётся ремонту своими руками. Если Вы умеете хоть немного обращаться с паяльником, то это позволит Вам починить практически любую поломку мыши. Однако, даже если с паяльником Вы не дружите, некоторые типичные повреждения мышки Вы сможете исправить при наличии минимального набора инструментов:

• крестовая отвёртка,
• плоскогубцы,
• ножницы,
• скотч.

Основные неисправности компьютерных мышек

Сейчас есть несколько видов компьютерных мышек, которые отличаются принципом работы (роликовые, оптические или лазерные), количеством кнопок (от 3 и выше), а также типом подключения (PS/2, USB или беспроводные (c USB-адаптером)). Однако самыми распространёнными являются именно оптические с подключением по USB или PS/2.

Такие мышки стоят сравнительно недорого (ненамного дороже роликовых, но значительно дешевле лазерных) и при этом имеют достаточно высокую точность, которой хватит для большинства пользователей.

Nп.п.	Описание проблемы	Возможная неисправность
1	Мышь вообще не реагирует на подключение	Обрыв или перетирание проводов; нарушение целостности печатной платы; выход из строя контроллера
2	Барахлит сенсор. Курсор прыгает или движется рывками	Засорение оптического сенсора; неисправность светодиода
3	Колёсико прокрутки не работает или при прокрутке область скролла двигается рывками	Расшатывание механизма прокрутки; высыхание смазки внутри механизма; дефекты энкодера (датчика прокрутки)
4	Конкретная кнопка западает или делает двойное нажатие	Расшатывание; выход из строя механизма кнопки; проблема с настройками или драйвером мыши
5	Не работает конкретная кнопка мыши	Выход из строя механизма кнопки

Разборка и устройство мышки

Разбираем мышь обычно, при помощи небольшой крестообразной отвёртки. Для этого переворачиваем мышку вверх днищем, находим и выкручиваем один или несколько винтов, которые скрепляют её. Если винтов не видно, то они, чаще всего, прячутся под наклейками или подставками-ножками:

Обычно винты держат мышку только в задней части. Передняя же часть (там, где кнопки), чаще всего, фиксируется за счёт специальных пазов. Чтобы извлечь верхнюю крышку из этих пазов, её нужно немного приподнять за освободившуюся заднюю часть и потихоньку тянуть на себя. Можно ещё немного надавить на неё спереди, но главное, чтобы не очень сильно, иначе сломаете! Пазы на верхней крышке мыши и штырьки, которые их удерживали:

Когда Вы снимите верхнюю крышку, под ней обнаружится небольшая печатная плата, которая, обычно, зафиксирована только на небольших пластмассовых штырьках (хотя, может быть и прикручена к корпусу). К этой плате будут припаяны провода (если мышь проводная), кнопки, механизм прокрутки, а также комплекс из светодиода подсветки и чувствительного оптического сенсора:

Чтобы полностью разобрать мышку нам нужно вытащить из неё печатную плату и отсоединить колёсико прокрутки (оно легко вытаскивается из пазов энкодера).

Проверка и ремонт провода

Наиболее часто при подключении к компьютеру мышь либо не работает совсем, либо дёргается или пропадает движение курсора, если у неё где-либо перетирается или обрывается один из проводков (если, конечно, мышь проводная).

В типичной оптической мышке обычно имеется от 4 до 6 проводков разного цвета. Цвета и количество проводков зависят от конкретного производителя, однако, существует и стандарт:

Цветовая схема распайки проводов мышки

Питание – красный (другие варианты: золотистый, оранжевый, синий, белый).

Приём данных – белый (другие варианты: синий, оранжевый, жёлтый, зелёный).

Передача данных – зелёный (другие варианты: золотисто-синий, жёлтый, красный, синий).

Земля – чёрный (другие варианты: золотисто-зелёный, зелёный, белый, синий).

Однозначно судить о правильной распайке Вы можете, взглянув на буквенную маркировку проводков в месте, где они припаяны к печатной плате (если, конечно, они не оторваны от платы). Обрыв и перетирание проводков чаще всего случается в местах перегиба провода на выходе из корпуса мышки. Косвенно проверить наличие обрыва можно, вытащив провод и попробовав его на изгиб в сомнительных местах (в месте обрыва гнуть будет легче). Однако, для того, чтобы судить наверняка, придётся снять изоляцию, аккуратно разрезав её лезвием.

Обнаружив место, где проводки перебиты, нужно восстановить их целостность путём пайки или скрутки. Я лично предпочитаю скрутку 🙂 Приведу фото готовой скрутки, как она должна выглядеть:

После сращивания проводов заизолируйте их друг от друга изолентой или скотчем. Можете попробовать. Чтоб не спалить порт, подключать или отключать мышку нужно при выключенном компьютере! Чтобы исключить все сомнения с обрывом, попробуйте прозвонить все контакты штекера USB (или PS/2) при помощи мультиметра. После ремонта мышь должна заработать.

Не работает оптический сенсор мыши

Часто случается также ситуация, когда мы не можем точно навести курсор на определённую точку. Он постоянно дрожит и перемещается сам собой. Такая ситуация явно указывает на засорение оптической группы мышки. Засорение чаще всего бывает внешним. В отсек, где свет диода отражается от стола, попадает пыль или волосы.

Чтобы избавиться от такого засорения не нужно даже разбирать мышку. Достаточно перевернуть её и продуть. В крайнем разе, воспользоваться небольшой кисточкой, чтобы удалить прилипший мусор.

Если же и после таких манипуляций курсор мышки дрожит, то, вероятнее всего, что либо сенсор засорился внутри, либо вовсе вышел из строя.

В любом случае можно попробовать разобрать мышку и почистить сенсор при помощи зубочистки с намотанной на неё ваткой пропитанной спиртом:

Оптический сенсор компьютерной мышки

Перед тем как чистить сенсор ваткой, можно также попробовать продуть его, чтобы выдуть мелкодисперсионную пыль, которая может прилипнуть после намокания. После этого аккуратно без нажима вводите зубочистку вращательными движениями в отверстие сенсора. Сделав пару проворотов и не прекращая вращать, вытаскиваем зубочистку, дожидаемся высыхания спирта и пробуем подключить мышь.

Если и после всех попыток очистки сенсор нормально не работает, то при наличии другой мышки, паяльника и прямых рук, можно выпаять нерабочую микросхему и заменить её датчиком от другой мышки.

Прокручивается колёсико мышки

Бывает так, что мышка работает нормально, но при попытке воспользоваться её колёсиком, страница, которую мы прокручиваем, начинает прыгать то вверх, то вниз, либо вообще не желает скроллиться. Увы, выход колеса мыши из строя – довольно частая поломка и именно она побудила меня к написанию данной статьи. Для начала нужно внимательно рассмотреть, насколько равномерно колесо крутится в пазе. Сам паз и ось колеса имеют шестиугольное сечение, но иногда одна или несколько сторон этого шестиугольника может деформироваться, в результате чего будет наблюдаться проскальзывание оси в проблемном месте.

Если у Вас именно такая проблема, то она решается за счёт уплотнения края оси колеса скотчем или изолентой в небольших количествах. Если же с движением колёсика всё нормально, то поломка произошла внутри энкодера (датчика прокрутки). От длительного использования он мог разболтаться и его следует немного уплотнить:

Поджимаем фиксаторы механизма прокрутки мышки

Для этого возьмите небольшие плоскогубцы и по очереди прижмите ими четыре металлические скобы, которыми энкодер крепится к пластмассовым деталям механизма прокрутки. Здесь главное не переусердствовать и не сломать хрупкий пластик, но в то же время поджать посильнее. Пробуйте подключать мышь и проверять, уменьшился ли негативный эффект при прокрутке после каждого поджатия. Увы, в моём случае полностью избавиться от рывков не удалось. Да, частота и разброс в скачках страницы уменьшились, но сами скачки полностью не исчезли. Тогда я решил подойти к вопросу уплотнения радикально и истинно по-русски 🙂 Вырезал из старой упаковки от батареек кусочек тонкого но плотного полиэтилена и воткнул внутрь механизма:

Вставленный внутрь механизма прокрутки мышки уплотнитель

Что самое интересное, данная манипуляция помогла! Мне осталось только обрезать лишнюю длину полоски и собрать мышь 🙂

Есть ещё несколько вариантов:

• разобрать и почистить механизм;
• заменить механизм с другой мышки (с другой неисправностью).

Не работают кнопки мыши

У любой кнопки есть свой ресурс нажатий. Обычно пропадает контакт у левой кнопки мышки. У мышки несколько кнопок: левая, правая и под колёсиком. Они все обычно одинаковы. Нерабочая кнопка практически никак не чинится, но её можно заменить из другой мышки.

Вид снизу на припаянный микропереключатель кнопки мыши

Микропереключатель имеет три «ножки», первая из которых – свободная, а две остальные – контакты, которые и требуется паять. Иногда кнопка ещё работает, но срабатывает не при каждом нажатии. Такой симптом может сигнализировать о том, что от частого использования стерся край толкателя кнопки, который нажимает микропереключатель или плохой контакт внутри переключателя контактных пластин.

Разбираем мышь и внимательно изучаем проблемную кнопку и её толкатель. Если видим небольшую вмятинку, то проблема может быть именно в ней. Достаточно залить промятое место капелькой эпоксидной смолы или расплавленной пластмассы. Заодно, пока разобрали переключатель можно почистить контактную группу.

Последняя проблема, с которой Вы можете столкнуться – кнопка мыши делает двойной клик при нажатии на неё — так называемый дребезг контактов. Решить это дело можно перепайкой микропереключателя или… программно!

В любом случае перед тем как браться за паяльник проверьте правильность настроек мышки в Панели управления Windows:

Стандартные свойства мыши, какими они должны быть

По стандарту полозок скорости двойного щелчка должен находиться по центру, а опция залипания кнопок мыши – отключена. Попробуйте выставить такие параметры и проверьте, решилась ли проблема. Если нет, ещё один радикальный программный способ «лечения» двойного клика – удаление драйвера мыши.

Мышки – одни из наиболее активно используемых устройств компьютера. Поэтому неудивительно, что они часто выходят из строя. Однако, благодаря простоте их устройства, починить мышку в большинстве случаев может каждый! Для этого необязательно уметь паять или разбираться в электронике.