Пристрій комп'ютерної миші: види і принцип роботи

Сучасному користувачу персонального комп'ютера важко уявити собі взаємодію з ним без комп'ютерної миші. Пристрій, призначення якого - виконання найелементарніших завдань, володіє невеликим розміром, досить низькою ціною і уявній 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 отримало назву MOUSE (нібито зібравши в абревіатуру позначення Manually Operated User Signal Encoder), а розробляв його американське космічне агентство для швидкої і точної передачі координат. Однак вийшло у інженерів пристрій, за 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 у 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 "гризунів".

Призначення миші

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

Різновиди

Існує два основних види "електронних гризунів": механічні і оптичні. Серед тих, так і інших зустрічаються різновиди, зумовлені 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 перший маніпулятор), але широкій публіці запам'ятався кульової привід, оскільки саме такі миші, в основному, використовувалися аж до кінця дев'яностих. Основа внутрішнього пристрої комп'ютерної миші механічного типу - обтягнутий гумою металева кулька, що виходить за нижні межі корпусу. Метал дає маніпулятору необхідний вагу, а гума - зчеплення з поверхнею. Усередині корпусу куля притиснутий до двох роликах, 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, у більш пізніх варіантах вони були замінені на світлочутливі оптичні, а ролики обзавелися пластинами зі спеціальною перфорацією, покликаної пропускати чи 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 з завидною постійністю. В результаті ролики покривалися шарами забруднень (до двох-трьох міліметрів завтовшки), а сам кульку 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 покращував 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. Всередині пристрою були встановлені датчики у вигляді оптичної пари: випромінюють і поглинають відбите світло з поверхні, відповідно. І на цій самій поверхні повинні були бути 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 сумісності не могло бути й мови. Крім того, багатьох користувачів відлякувала досить висока ціна таких пристроїв.
Наступне покоління оптичних "гризунів" вже було позбавлене недоліків попередніх моделей: тепер за переміщенням миші по поверхні стежить спеціальна відеокамера, безперервно її фотографирующая і сравнивающая кожен знімок з попереднім. Яскраве світло (у 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 килимках відсутня: миша можна використовувати на більшій частині поверхонь (крім скла, дзеркал та їм подібних поверхонь). На представленому зображенні можна розібрати пристрій комп'ютерної миші Defender: як світлодіод формує промінь, як він відображається від поверхні, а потім потрапляє на светоуловитель.

Лазерні пристрої

Один з підвидів оптичних маніпуляторів. При повністю ідентичних принципах дії, від класичної "оптики" лазерні мишки відрізняються лише встановленим інфрачервоним лазерним діодом. Світло, що випромінюється діодом, фокусується за допомогою лінзи в мікро-точку, потім відбивається і вловлюється надточним і надчуттєвим сенсором. За рахунок більш точного фокусування застосування такого типу підсвічування робить пристрій набагато менш залежним від типу використовуваної поверхні. Це виражається у 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 відсутня, 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, частіше за все, полягає в отриманні живлення: зазвичай подібні миші входять в комплект графічних планшетів і отримують живлення від цих самих планшетів за принципом електромагнітної індукції - через взаємодію передавальної і приймальної індукційних котушок, розташованих в планшеті і у корпусі мишки, відповідно. Практична користь такого пристрою для звичайного користувача буде прагнути до нуля, а от графічним дизайнерам, яким часто дорогий кожен сантиметр простору на столі, подібне рішення доведеться по душі.

Гіроскопічні пристрої

Наявність гіроскопа в багатьох пристроях споживчої електроніки вже давно стало нормою. І IT-індустрія не виняток, де гироскопами оснащуються не тільки смартфони і планшети, але і пристрою 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 само фіксуються комп'ютером, що дозволяє переміщати курсор по екрану, не встановлюючи маніпулятор на тверду поверхню.

Трекболи

Стоїть особняком пристрій, обладнане кулею, який виконує аналогічні класичної кульковою 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 здійснюється високочутливими оптичними сенсорами, що, по завіреннях 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 і військової. Найбільш відома фірма-виробник таких пристроїв - Logitech. Комп'ютерні миші і інші маніпулятори цієї компанії користуються величезною популярністю, але і в сфері нестандартних контролерів вона далеко не на останньому місці.

Дротові і бездротові пристрої

Існує розмежування за типом джерела живлення. Перші масові пристрою отримували свої п'ять Вольт виключно від блоку живлення комп'ютера (незалежно від типу роз'єму - PS/2 або USB), і, відповідно, були провідними. Бездротові ж маніпулятори працюють від власних джерел живлення (батарейки або акумулятори), і саме вони в процесі впровадження бездротових технологій в IT-індустрію, зазнавали певні зміни.

Інфрачервона зв'язок

Перша спроба організації бездротового з'єднання між комп'ютером і маніпулятором. До комп'ютера підключений спеціальний передавальний блок, сигнал від якого поступав до приймального пристрою на самої миші. В 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 або інших перешкод, а також з-за банального зміщення миші на неправильний кут. До теперішнього часу випуск таких пристроїв припинений.

Радіо-канал і Bluetooth

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