Оптическая или лазерная: какую компьютерную мышь выбрать? Конструкции на основе компьютерной мышки. Схема, описание

Манипулятор мышь в жизни современного человека занимает значимую роль и выход его из строя в неподходящий момент может доставить хлопот если рядом нет магазина, либо запасного хвостатого. В этой статье мы рассмотрим основные поломки мышек и способы их устранения. Все имеющиеся на данный момент мышки можно разделить на проводные и беспроводные. Делить на оптические и шариковые не будем, отметим лишь что в ряду оптических выделяют в разряд более точных лазерные мышки. Так же оптические манипуляторы бывают видимого спектра (излучают красный свет) и инфракрасного спектра, работоспособность излучателя последних можно определить например при помощи камеры мобильного телефона.

Для ремонта компьютерной мыши нам понадобятся:

отвертка
кусачки (бокорезы)
мультиметр
паяльник и припой
термоусадочная трубка или другие расходные материалы в зависимости от вида выявленной поломки

Характерные поломки мышек и их устранение

Мышь-это одно из устройств надежность которого выведена на высокий уровень (речь об устройствах производства известных брэндов, мне например нравится качество продукции A4-tech и Logitech, и абсолютно не нравится качество шнуров и кнопок Gembird). Тем не менее встречаются и слабые места у этого чуда техники. К характерным поломкам мышек можно отнести следующие:

надлом (обрыв) провода
выход из строя кнопки
поломка колесика прокрутки.

Обрыв провода и его ремонт

В 90% случаев поломка проводной мыши связана с перегибом провода у основания манипулятора. Это связано с тем, что именно в этом месте постоянно происходит изгиб провода при перемещении мыши по рабочей поверхности. Признаками этой поломки является прерывистая работа, либо работоспособность только при определенном «заломе» провода. Для компактных «ноутбучных» манипуляторов имеющих подпружиненную катушку посредине провода, так же характерны обрывы провода возле usb разъема. Ремонт обрыва провода прост: убедившись, что вы локализовали место обрыва, откусываем кусачками провод на пару сантиметров выше и ниже от поврежденного места. Далее, припаиваем оба хвоста, соблюдая цветовую гамму, провода. Не забываем при этом изолировать их при помощи термоусадочной трубки либо изоленты (на крайний случай обернув каждый провод в несколько слоев скотча).

Напоследок вам предстоит зафиксировать провод в основании мыши для этого можно аккуратно разрезать оригинальный резиновый «ввод кабеля», вынуть из него старый, вставить новый кабель и залить немного клея, так же не помешает приклеить кабель к плате либо корпусу. В целях дальнейшей ремонтопригодности я применяю термоклей. Как это выглядит после ремонта смотрите на фото.

Неполадки в работе кнопок и их устранение

Неправильная отработка нажатий на кнопки мыши может иметь несколько разных причин, выяснить причину можно практически «на слух и на ощупь». Самыми распространенными причинами проблем в работе кнопок являются:

Поломка колесика прокрутки

В случае с неполадками колесика прокрутки можно выделить 2 основных причины их возникновения:

Проблемы вызванные работой валкодера. Внешне проявляются в неравномерной прокрутке которая сопровождается рывками страницы вверх вниз. Решается эта проблема аккуратным вскрытием валкодера и удалением пыли с контактов. Еще одним из вариантов является ослабление крепления корзины валкодера к его основанию. Как подтянуть крепление вы можете посмотреть в этом видео ролике
Проблемы вызванные механическим повреждением оси колеса. Если вы переусердствовали и сломали ось не отчаивайтесь есть несколько вариантов устранения этой поломки: можно найти саморез подходящего диаметра обточить его шляпку создав подобие 6-гранника (примеряя его к валкодеру что бы не было проворотов) и разогрев на огне ввинтить его вместо недостающей части оси. Второй вариант найти ключ 6-гранник точно подходящий в отверстие валкодера отпилить его по длине оси, аккуратно высверлить отверстие в колесике скрола и вставить вашу новую ось.

Напоследок пару слов о ремонте беспроводных мышек.

Много их еще ремонтировать мне не доводилось, но пару направлений поиска поломок можно озвучить:

Питание. Если мышь беспроводная значит у нее имеется свой автономный источник питания- батарея или резонансный индукционный источник питания (относится к беспроводным мышкам работающим только на поверхности usb-коврика идущего с ними в комплекте). В любом случае смотрим что указано на нижней наклейке мыши и сопоставляем с измеренными результатами. Обратите внимание на тот факт, что напряжение на батарее без нагрузки может быть в норме а при подключении нагрузки может просаживаться. Это может свидетельствовать о том что батарея разряжена и требуется ее замена, либо о том что устройство потребляет большой ток (короткое замыкание в схеме, либо выход из строя некоторых элементов). В случае применения солевых и некачественных элементов питания возможен вариант разгерметизации элемента питания и попадание солевого раствора на плату. В таком случае необходимо вымыть плату при помощи щётки и этилового спирта. Так же не помешает измерить потребляемый ток и сопоставить полученное значение с данными на наклейке.
Работа излучателя. Самым наглядным является работа излучателя, но не всегда можно ее увидеть невооруженным взглядом. В случае если у вас стоит инфракрасная оптическая система увидеть ее работоспособность вы сможете при помощи цифрового фотоаппарата, вебкамеры либо камеры на телефоне.
Наличие радиопомех. В современном офисе на каждом квадратном метре стоят wi-fi точки доступа, радио мышки, клавиатуры, беспроводные датчики разбития окон, беспроводные противопожарные датчики и даже датчики движения из магазина напротив могут создавать препятствия нормальной работе радиомышке. Если рядом с вами работают радио мышки такой же фирмы изготовителя вы можете попробовать установить ПО с сайта производителя манипулятора и принудительно заставить работать их на разных каналах (по аналогии с wi-fi точками доступа, если такая возможность будет доступна в программном обеспечении вашего манипулятора)

Виды компьютерных мышей. Каких только компьютерных мышек нет. От такого разнообразия даже голова кружиться. А ведь еще совсем недавно выбора практически никакого не было. Казалось бы, что ещё можно придумать? Но оказывается можно. Каждая компания, выпускающая этих маленьких и таких необходимых «зверьков», находит всё новые и новые дизайны и функции и для них.

Какие виды компьютерных мышей существуют ?

Видов как раз не так уж много. Вот они:

Механические или шариковые (уже практически не используются);
Оптические;
Лазерные;
Трекбол-мыши.
Индукционные;
Гироскопические.

Механические или шариковые мышки

Механические или шариковые мышки можно встретить разве что у коллекционеров. Хотя еще каких-нибудь семь лет назад она была единственным видом. Работать с ней было не очень комфортно, но не имея других видов мы считали что это супер-мышь.

На вес она была тяжеловата и без коврика никак не хотела работать. И позиционирование у неё желало лучшего. Особенно это было заметно в графических программах и играх. И чистить её приходилось очень часто. Что только не наворачивалось под этот шарик? А уж если дома ещё живут животные, то этот процесс повторялся как минимум раз в неделю.

У меня постоянно лежал пинцет возле компьютера, т.к. мои мохнатые друзья всё время норовили спать возле компьютера, и пух их цеплялся за коврик, делая его мохнатым. Теперь у меня уже нет такой проблемы. На смену шариковому «грызуну» пришла более современная мышь – оптическая.

Оптическая светодиодная мышь

Оптическая светодиодная мышь – работает уже по-другому принципу. В ней используется светодиод и сенсор. Она работает уже как маленькая фотокамера, которая сканирует поверхность стола своим светодиодом и фотографирует её. Таких фотографий оптическая мышка успевает сделать около тысячи за секунду, а некоторые виды и больше.

Данные этих снимков обрабатывает специальный микропроцессор и отправляет сигнал на компьютер. Преимущества такой мыши налицо. Ей не нужен коврик, она очень легкая по весу и может легко сканировать почти любую поверхность.

Оптическая лазерная мышь

Оптическая лазерная мышь – очень похожа на оптическую, но принцип работы у неё отличается тем, что вместо фотокамеры со светодиодом уже используется лазер. Потому и называется она – лазерной.

Это более усовершенствованная модель оптической мыши. Ей требуется гораздо меньше энергии. Точность считывания данных с рабочей поверхности у неё гораздо выше, чем у оптической мыши. Она может работать даже на стеклянной и зеркальной поверхности.

Трекбол-мышь

Трекбол-мышь – устройство, в котором используется выпуклый шарик (трекбол). Трекбол представляет собой перевернутую шариковую мышь. Шар находится сверху или сбоку. Его можно вращать ладонью или пальцами, а само устройство стоит на месте. Шар приводит во вращение пару валиков. В новых трекболах используются оптические датчики перемещения.

Вы когда-нибудь задумывались, как устроены вещи, какой путь они проходят от идеи до реализации, насколько просты простые вещи? Насколько просто сделать расческу? А компьютерную мышь? А деревянную компьютерную мышь из цельного бруска красного дерева с ЖК-экранчиком, с собственной электронной начинкой и изготовленным и оплетенным специально для нее кабелем? Думаю, вам будет интересен мой путь, который я прошел за 2,5 года создания моей мышки.

Дизайн, конструирование, моделирование

Поскольку в конструировании я был полный ноль, то и к делу я подошел как полный профан. Купил пластилин и начал лепить мышь своей мечты.

Сначала я слепил мышь, которая идеально мне подходит для работы на десктопе. Она на фотографии большая темно-серая. Затем я слепил мышь, которая подошла бы мне на роль мобильной (темно-серая маленькая). А затем я отнес сворованный у детей кусок пластилина на работу, и коллеги вылепили мышь, претендующую на звание «народной». Она идеально ложилась в руку большинству мужского населения нашего коллектива (на фото разноцветная). И что же? Получились банальные и унылые формы, которые мы денно и нощно дергаем руками на все лады. Видимо, среди трех стандартных мышей любой пользователь найдет для себя удобную. Торжество идеала?

В результате за компьютером была смоделирована мышь, которая, с моей точки зрения, претендовала на роль изящной и красивой.

На тот момент она мне безумно нравилась. И, недолго думая, я разделил компьютерную модель на детали. Были продуманы элементы крепления и сопряжения с электронной начинкой. Звучит просто, а на деле были потрачены сотни часов кропотливой работы.

После этого полученные детали были выращены на 3D-станке для проверки собираемости.

Материал - полиамид. В руке сидит хорошо, как влитая. Все детали подходят друг к другу, технологическая сборка также прошла без проблем

Следующий этап - фрезерование в дереве. Приобрел, наверное, с десяток различных пород красных деревьев, но начал с дерева сапеле, остальные породы ждут своего часа.

Вживую дизайн не понравился. Вертикальные щели между кнопками и корпусом выглядели плохо и неопрятно. Видны технологические «болячки» при работе с деревом - сколы и увод дерева. Ну и главное - клавиши не гнулись, клика не было.

Долго думал над дизайном. Что-то смущало, и не было чувства удовлетворения. Потом понял - мыши не хватает солидности. Решил вернуться к первоначальному варианту мыши, который я лепил в самом начале, только на профессиональном уровне и с использованием скульптурного пластилина. В одной мыши сделано два варианта дизайна. Удобно для сравнения и принятия решения.

После получения финального варианта было сделано 3D-сканирование и перенос поверхностей в SolidWorks.

Вторая модель получилась не намного удачнее первой. Кнопки не нажимались, и исправить это в текущей модели было невозможно. Брак модели был заложен на уровне ДНК. Нужен более комплексный подход с одновременным контролем и дизайна, и технологии. Иначе ничего не получится. Будет или технологическое совершенство, или хороший дизайн, но не все сразу. Эти характеристики сидят на разных сторонах качелей. Поэтому выкидываю все в помойку и начинаю с начала. Эскиз-дизайн-лепка-тестирование-выращивание и так далее, но с технологическим контролем критических параметров с одной стороны, и дизайна с другой. Ищем золотую середину.

Третью модель делал уже в рамках классического цикла проектирования продукта. Начал с эскиза.

Нарисовались контуры.

И, наконец, утвержденный дизайн.

Пластилиновый макет.

3D-сканер, получение поверхности.

Компьютерная модель.

Затем начался процесс доводки корпуса. На станке ЧПУ выпиливался корпус, тестировался, дорабатывался, затем снова выпиливался. В итоге работоспособным получилась только десятая версия корпуса. Самой большой проблемой было сделать комфортным нажатие клавиш. В итоге в некоторых местах толщина дерева уменьшалась до 0,7 мм! На процесс доработки корпуса у меня ушел год.

Деревянными были сделаны также колесико и разъем.

На колесико я нанес лазерную гравировку с брендом Clickwood.

На подходе одиннадцатая версия корпуса, куда я внесу незначительные изменения. Также я начал разработку беспроводной версии мыши. Беспроводный модуль базируется на технологии Bluetooth, оптосенсор - лазерный. Аккумуляторы типоразмера ААА, 2 штуки, с возможностью замены. При подзарядке мышь будет продолжать работать. Все элементы расположены очень плотно, при компоновке пришлось изрядно поломать голову. В качестве контейнера для батареек служит полость, специально вырезанная в деревянном корпусе мыши.

Деревянные детали

Работа с деревом начинается с отбора древесины. Доски должны быть правильной геометрии, иметь минимум сучков и пороков, и иметь необходимую влажность.

Поначалу доски сушатся дома. Минимум полгода.

После этого доска распиливается на бруски небольшого размера, которые досушиваются несколько недель на месте их дальнейшей обработки. На всех этапах влажность контролируется специальным прибором. Если пренебречь процессом сушки, дерево теряет геометрическую стабильность, и изготовление и эксплуатация мыши становятся невозможными.

Подготовленные бруски обрабатываются на станке ЧПУ с помощью специально созданной программы.

С самого начала создания детали и до окончательной сборки мыши детали жестко фиксируются на металлической оснастке, чтобы ни на одном из этапов деталь не изменила своей формы и геометрических размеров.

Обработку верхней детали мыши приходится делать с ювелирной точностью, поскольку профиль ее разработан для мягкого клика и в некоторых местах очень тонок. Усилие нажатия я контролирую граммометром. В обычных мышах оно колеблется от 50 до 75 ГС. Я стараюсь добиться 50 ГС.

С деревом в моем проекте связаны самые большие трудности. Мало того, что это самая существенная часть себестоимости, так и доля брака тут весьма высока. Дерево - анизотропный материал. Его может и повести, могут попасться пороки, возникнуть сколы, да и просто ошибка в технологии финишного покрытия может привести к тому, что корпус мышки отправляется в помойку. Признаюсь, что технологию обработки я до сих пор совершенствую, и до конца не уверен, что нашел правильную. Для статистики: в первой партии из десяти корпусов до готового продукта дошло только три. Поэтому часть технологической цепочки, связанной с деревом, критически важна для себестоимости и качества готового продукта. Над ней идет постоянная работа.

В дальнейшем планирую поработать с костью. В частности, уже занимаюсь созданием колесика из кости.

Электронная часть

Первую схему мыши я разработал самостоятельно. В качестве сенсора взял топовый оптический датчик ADNS-3090 фирмы Avago, мозгами стал контроллер фирмы Atmel, остальные комплектующие брендовых компаний типа Murata, Yageo, Geyer, Omron и Molex.

Особое внимание уделил качественному питанию мыши, тут, по-моему, своим перфекционизмом достиг абсолюта

Первая работающая макетка.

В черном исполнении, финальная.

Также были эксперименты с различными кнопками. Я всегда пытался среди прочих подобрать себе тихую мышь. Ну а раз я ее делаю сам, то решил провести эксперимент и сделать такую мышь и опробовать ее в работе. Для этого щелкавшие левый и правый «микрики» заменил на мягкие и тихие, использовавшиеся для центральной кнопки (замечали, что центральная кнопка всегда щелкает тише?). Была создана специальная версия платы, куда и были смонтированы все три одинаковых «микрика».

Подобрал и купил для мыши партию позолоченных разъемов. Как обычно, в Китае. Не знаю как насчет «лучшего контакта», но с деревом гармонируют отлично.

Экранчик, прошивка

Увлекшись идеей разместить в мышке дисплей, начал его поиски среди сотен поставщиков. Требования были простые: жесткие габаритные ограничения и возможность хотя бы символьного отображения минимум восьми знакомест. Пока подбирал, узнал о дисплеях практически все. Они различаются по типам: символьные и графические, по технологии: TAB, COG, TFT, OLED, LCD, E-Paper и другие. Каждый тип или технология имеет еще массу разновидностей, размеров, цветов, подсветки, и пр. В общем, было в чем покопаться.

Перерыв половину интернета, выяснил, что нужный мне размер изготавливает всего одна фирма на всем белом свете. Все остальные варианты однозначно больше по габаритам. И даже найденный мной дисплей еле-еле помещался внутрь мыши. Как вариант рассматривался кастомный дисплей, который мне могли изготовить по моим требованиям, но это очень дорогой вариант для меня (около ста тысяч рублей). Для первой модели вполне подойдет графический дисплей с разрешением 128 на 64 пикселей, который я и выбрал.

Для того, чтобы разобраться в том, как реально выглядит и сочетается с моей мышью дисплей, мне пришлось заказать у производителей все разновидности этого дисплея. Что означают эти разновидности? Имя модели состоит из цифро-буквенных непроизносимых сочетаний типа FP12P629AU12. Все они компонуются из различных блоков и четко расшифровываются в спецификации. Например, приведенный пример может быть собран из блоков FP.12.P.629A.U12, где зашифрован тип, размер, вольтаж, контроллер, диапазон рабочих температур и прочая информация о модели. А последний блок самый хитрый. Он может иметь несколько десятков значений, каждое из которых означает ту или иную комбинацию из таких характеристик, как наличие и цвет подсветки, цвет фона, цвет символов, диапазон градусов, с которого четко читается информация. Вот как раз эти параметры мне были интересны.

В результате «для пробы» я заказал 18 различных модификаций. Производитель согласился, но сообщил, что минимальный заказ - 5 дисплеев для каждой модификации. Деваться было некуда, и мне пришлось согласиться, зная, что 90% уйдет в помойное ведро. И вот в один из пасмурных дней служба экспресс-доставки привезла мне домой огромную коробку, в которой можно жить бомжу средней комплекции. В коробе было 18 коробок поменьше, в каждой из которой вольготно размещались 5 дисплейчиков, надежно зафиксированных для дальней поездки в холодную Россию. Сопутствующей упаковки было столько, что теще хватило укрыть несколько грядок на зиму.

В итоге, после тщательных тестов на специально собранном стенде, годными для серии оказались два дисплея. Отличаются они только фоном: серый и желто-зеленый. Именно их я и буду предлагать для комплектации мыши. По умолчанию планирую ставить желто-зеленый, но будут доступны еще два варианта: дисплей с серым фоном и мышь совсем без дисплея.

Но главная интрига заключалась в том, какую информацию можно показывать на экранчике? Мне предлагали разные идеи: температуру окружающего воздуха, индикацию прихода писем, что-то еще не очень оригинальное.

Мой ход мыслей шел по другому пути. Начнем с того, что есть два существенных ограничения на показ оперативной информации: наличие перед пользователем огромного и качественного источника любой информации (монитор) и необходимость переворачивать мышь для получения информации. Кроме того, экранчик маленький, разрешение небольшое, светодиод мешает нормальному чтению. Поэтому вывод у меня получился один: информация должна носить только развлекательный характер, прикладная ценность которой стремится к нулю, но при этом WOW!-эффект должен быть убойным.

Какая же информация может обладать такими свойствами у заурядного по сложности устройства? Ее немного: пробег, время пользования, скорость перемещения, количество кликов и прокрутки колесика. От последнего параметра я решил отказаться, так как мне он показался неинтересным. Остальные все параметры имеют привязку к сессии (последнее время использования мыши от момента подачи на нее питания, т.е. подключения к компьютеру или включения самого компьютера) и ко всему времени существования мыши. Например, пользователь может в любой момент мыши узнать сколько раз он нажал левую кнопку мыши или сколько его мышка пробежала в метрах за сегодня или со времени ее покупки. Информация абсолютно бесполезная, зато особо любопытным поможет понять, как сильно он терзает мышь. Если появятся другие интересные идеи, то их можно будет реализовать новой прошивкой.

Также добавил общую информацию по мыши (модель, номер мыши и прошивки, месяц изготовления) и экранчик настроек. Можно будет выбрать язык и систему мер (английская или метрическая). Для хранения всех этой информации пришлось добавлять в схему flash-память постоянного хранения.

Чтобы поместить такой объем информации, мне пришлось все разбить на экраны. На каждом экране отображается один тип информации, и показываются значения параметров за сессию и за все время. Всего получилось шесть экранов, которые меняются колесиком мыши.

Первый вариант был реализован в чисто текстовом ключе, для чего даже были разработаны несколько вариантов шрифтов.

Сделал прошивку, чтобы оценить как выглядит текст с использованием созданного шрифта на экранчике мышки. Ужасно выглядит, что сказать.

Теперь стало очевидным, что на экранчике нужна графика, а не набор символьной информации. Поэтому я привлек к работе дизайнера, и мы вместе подготовили три варианта графического исполнения, в итоге самым удачным был признан второй вариант.

Конечно, такой дизайн требовал большего разрешения, поэтому его пришлось адаптировать.

Но это еще не конец истории. После того, как подобрал экранчик для мыши, я сделал заказ пробной партии для макеток. В итоге пришли экранчики, но почему-то количеством выводов отличающиеся от того, что указано в спецификации (datasheet). На запрос производителю пришел ответ, что, мол, все нормально, это небольшая модификация, и она никак не повлияет на работоспособность. Между тем, недостающие два проводника отвечали за яркость отображаемой графики.

Все это было очень подозрительно. И точно, как в воду глядел. Переделали плату под модифицированный экранчик, спаяли, и тут выяснилось, что экранчик совсем тусклый. Как будто у устройства сели батарейки. И выяснилось это после долгой и кропотливой работы по поиску и отбору экранчиков, закупке пробной партии всех модификаций и их испытаний. Время, деньги, и так далее.

Но история оказалась с хорошим концом. После переписки с китайцами выяснилось, что экранчик теперь может регулировать свою контрастность прямо из прошивки. Подлечили прошивку, и все стало показывать просто замечательно!

Все показывается, как и планировалось: пробег, скорость, количество кликов и прочее.

В дальнейшем прошивка также неоднократно менялась: появилась настройка для смены языка. Два языка на одном экране это плохо - ухудшается читаемость, англоязычного пользователя кириллическая абракадабра будет только раздражать, да и в будущем может понадобится поддержка других языков. Трудности начались, когда я пытался отъюстировать пробег мыши. Кажется, что там сложного: оптический сенсор передает приращение по двум координатам, которые нужно привести к системе мер и прибавлять по модулю к текущему значению. Вот и весь пробег.

Но, как оказалось, не все так просто. Двое людей с мышами, где установлен один и тот же сенсор могут получать кардинально различающиеся результаты! Все дело в том, что разрешающая способность сенсора (чувствительность) весьма сильно зависит от поверхности, по которой катается мышь. Лучший результат получается, когда мышь катается по белой бумаге. Чуть хуже по дереву и ткани. По ламинату и пленке совсем плохо. Заявленная паспортная чувствительность достигается только на идеальных, с точки зрения сенсора, поверхностях.

Для конечного пользователя это не имеет никакого значения. Он подключает мышь и методом проб и ошибок выставляет в операционной системе комфортную скорость движения курсора. Система запоминает этот коэффициент и использует его для увеличения или уменьшения значений приращения координат передвижения.

Но совсем другое дело, если вы задумали считывать эти параметры непосредственно с мыши. Мышь на одной поверхности покажет результат пробега один метр, на другой - полтора. Скорость также будет «врать». И с этим надо что-то делать.

Для решений этой задачи пришлось вводить параметр «Дискретность (Sensitivity)», который позволяет индивидуально подобрать коэффициент для каждой поверхности. По-умолчанию он равен единице, что соответствует поверхности белой бумаги. Его можно в настройках как увеличивать, так и уменьшать. Его можно вообще не трогать, все будет прекрасно работать и так. Но для истинных перфекционистов в прилагаемой к мышке листовке будет дана таблица, из которой можно подобрать коэффициент к имеющейся поверхности и инструкция, как можно самостоятельно настроить мышь для показа точного пробега.

При разработке прошивки обнаружился еще один побочный эффект работы сенсора. Если взять мышку и просто помахать ею в воздухе, то показания пробега также будут изменяться. Это связано с тем, что сенсор определяет окружающее пространство как некую поверхность и также пытается получать значения смещения мыши. Поэтому можно наблюдать такой эффект: вы переворачиваете мышь, смотрите на параметры пробега и удивляетесь тому, что они прямо у вас на глазах меняются в большую сторону. Конечно, можно установить в мыши датчик угла наклона, отключающего сенсор на время ее переворота, но делать это только для описанной ситуации неразумно. Возможно, в следующей версии он и появится, но не сейчас. Ведь мышь поднимают только чтобы посмотреть на показатели, а 99,9% процентов времени она находится на поверхности и получает правильную информацию.

Кабель

Кабель решил делать максимально гибким, чтобы он не мешал движению мышки и был «невидимым» для кинематики. Ну не нравится лично мне «пружинный» кабель.

Порой кажется, что при создании изделия кабель - самая несущественная часть изделия. Чего проще - купить в магазине нужное количество кабеля и распаять его. Плевое дело. Но, увы, не у нас в России. Порой кажется, что у нас промышленность уже не приспособлена делать ничего сложнее чугунных утюгов. Попытки найти кабель вылились в трехнедельные поиски и перетряхивание ассортимента абсолютно всех производителей российской кабельной продукции. Выяснилось: наши стандарты не описывают кабель, подходящий к современным электронным устройствам. Например, микрофонный четырехжильный кабель с оплеткой КММ 4х0.12 мм2 имеет наружный диаметр 5 мм. Это очень много. Старые мыши и клавиатуры имеют кажущимся толстый кабель, внешний диаметр которого составляет всего 3,5 мм. Ближайший аналог в продаже был кабель немецкой фирмы Lapp Kabel, но и у него внешний диаметр как раз и составлял 3,5 мм. А теперь представьте еще и оплетку на таком кабеле. Представили? Я вам скажу, что подобный кабель я видел на сетевых шнурах для утюгов

Итак, выяснилось: в России такой кабель не купить. Точка. Ну что же, мы не привыкли отступать. Иду в производство и пробую заказать, благо в России еще кабель делают. А для этого определимся с моими требованиями. Итак, что мне нужно:
Жилы - медные, из плетеных проволок (для гибкости).
Количество жил - 4.
Экран - да.
Гибкость - максимальная.
Внешний диаметр кабеля - строго не более 3 мм.
Цвет - Pantone 4625 C.
Итог: пытался списаться, наверное, с десятком возможных производителей кабельной продукции, никому не интересно возиться с моим заказом. Даже не спрашивали, какой километраж мне нужен. Итог: в России такой кабель не купить и не произвести. Грустно. Но мы не привыкли отступать.

Иду на Alibaba.com. Нахожу первого попавшегося китайского производителя, пишу письмо и буквально через несколько часов получаю ответ: сделаем для вас любой кабель! Я в шоке. Кидаю ему спецификацию, денег на доставку, и через неделю получаю образец. Вот это да! А я почти три месяца потерял, пытаюсь патриотично разместить заказ в России. Оказалось, что китайцы совершенно спокойно могут сделать мне кабель с внешним диаметром 2,5 мм.

В итоге: я заказал в Китае 4 различных сэмпла. Сначала не устроила царапаемость и матовость внешней оболочки, затем не устроила гибкость кабеля, затем опять не устроила гибкость, и в конце концов остановился на последнем присланном семпле, который готов был заказать. Гибче они не могут. Кабель имеет память. В итоге случайно получил кабель с памятью, хотя хотел максимально гибкий как веревка

Заказал километр, через две недели кабель был у меня. Общее потраченное время: шесть месяцев.

Оплел свой километр кабеля. Получилось два варианта.

Примерно 10% кабеля ушло на отбраковку. Это начало бухт, где оплетка расплетается и станок еще не вошел в рабочий режим. И некоторые места, где по какой-то причине образовались петли и узлы нитей оплетки.

Если конец кабеля не заделать термоусадкой, то он в момент распушится, нити-то синтетические! Поэтому монтаж кабельной сборки затрудняется превентивной насадкой термоусадки.

Внешний диаметр кабеля с оплеткой получился 3,2 мм, т.е. оплетка прибавила к диаметру кабеля 0,7 мм. Кажется немного, но у обычной мыши кабель идет в основном с диаметром 3,5 мм, и он в эпоху беспроводных мышей кажется толстым и тяжелым. В последнее время не бюджетные мыши начали комплектоваться кабелями диаметром 3 мм, и они уже не так мешают при работе, их практически незаметно. А вот кабель клавиатуры может быть с внешним диаметром 4 мм. И даже больше. Но для клавиатуры это не важно.

Пластиковые детали

Как бы я ни хотел сделать корпусные части мыши полностью из дерева, но без пластмассы здесь не обойтись. Нужны ножки, ось для колесика, саппорт для оси и стеклышко для дисплея.

Поэтому пришлось заказывать у китайцев пресс-форму.

После каждой тестовой отливки китайцы присылали мне десяток сэмплов, которые я тестировал на моей мышке.

В итоге я трижды дорабатывал пресс-форму, до тех пор, пока качество не стало меня удовлетворять. Проблемы были разные. Например, после сборки я получил проблему пыли, которая образуется между дисплеем и защитным стеклом. Выглядит это неопрятно. Тем более мышь будет скрести по поверхности, и пыль там будет постепенно скапливаться. Пришлось преобразовывать стеклышко в контейнер с бортиками, куда будет вкладываться дисплей, после чего контур будет герметизироваться.

Получилась вот такая деталька.

Доработка пресс-формы - совсем непростая задача, и изменения могут делаться только в сторону увеличения детали. Поэтому любая неточность или ошибка могут испортить всю работу. Для справки: каждая доработка - это полтора месяца ожидания новых семплов. А само изменение могло быть микроскопическим, но необходимым.

Не буду останавливаться на пластиковых деталях, эта технология сейчас лидирует, и ничего нового и интересного я здесь рассказать вам не смогу. Скажу лишь о ножках, для которых я долго подбирал материал с пониженным трением, после чего проводил испытания и «забеги» мышей с целью определения победителя с минимальным трением.

Обработка и покрытие

Вначале идет тщательная работа с удалением ворса, ошкуриванием и полировкой поверхности.

Передо мной стояла сложная задача. Нужно было стабилизировать дерево, чтобы геометрия мышки не менялась в зависимости от влажности, и защитить дерево от работы в агрессивной среде (пот и жир от руки).

С самого начала отказался от лака. Лак - это поверхностная пленка, которая со временем трескается, разрушается, и дерево оказывается оголенным. Пот и жир проникают в поры, дерево темнеет, и начинается необратимый процесс его деградации. Поэтому было решено использовать масло в качестве пропитки и защиты, а воск для придания коммерческого вида.

Чтобы было понятно: дерево насквозь пропитано порами, в которых содержится либо воздух, либо масло самого дерева (если дерево каучуконос). Наша задача - насколько возможно заполнить поры своим маслом, которое потом должно полимеризоваться и защитить дерево.

Чтобы не растягивать повествование, скажу что испробовал множество масел: льняное, тиковое, тунговое, вазелиновое, датское. Каждое масло имеет свой характер. Например, на тиковое масло очень плохо наносится воск, а льняное масло очень долго полимеризуется. Поэтому приходится в него вводить катализатор - сиккатив.

В итоге я разработал две технологии. Первая - технология вакуумной пропитки дерева. Работает она так: создаю в среде с маслом и деревом вакуум. Из пор начинает выходить воздух. После снятия вакуума поры заполняются маслом. Как плюс - дерево хорошо стабилизируется. Как минус - оно сильно темнеет. Смотрится хорошо, но на любителя.

Вторая технология - это поверхностное покрытие маслом. Масло наносится 1-2 или больше раз нетканой салфеткой.

Наносим карнаубский воск.

И растираем муслиновым кругом.

Затем с помощью монтажного фена «растворяю» сухие остатки воска в узких и сложных местах. В случае «нерастворимого» мусора беру в руки зубную щетку с жесткой щетиной, удаляю мусор и потом опять локально повторяю процедуру нанесения воска.

Если оценивать трудозатраты обработки, то ручного труда на одну мышь получается около четырех часов.

Сборка

Дальше идет операция монтажа, но перед ней нужно еще удалить следы обработки из технологических отверстий. Затем с помощью специальной ленты 3М юстирую и наклеиваю ножки (корпус может повести на доли миллиметра, и это сразу будет заметно: он будет шататься как хромоногая табуретка). Затем прокладываю кабель, монтирую плату, саппорт, устанавливаю колесико и также, при необходимости, юстирую кнопки (не должно быть дребезга) и силу нажатия. Эта операция также может занимать до четырех часов.

Устройство и принцип работы оптической мыши

Сегодня оптической мышью уже никого не удивишь. Но лет десять назад, когда только появилось первое поколение оптических "грызунов", не многие могли похвастать таким диковинным манипулятором. А между тем, возможность перемещать курсор с помощью "грызуна" с красным светодиодом в "брюшке" была еще одним шагом вперед в компьютерных технологиях.

Вообще-то в первых оптических мышах было два светодиода, и один из них излучал свет в красном диапазоне, а другой - в инфракрасном. Соответственно было и два фотодиода, которые работали "в паре" с вышеозначенными светодиодами. Для такой мыши был необходим специальный коврик с поверхностью из специального светоотражающего материала, на который наносилась мелкая сетка из синих и перпендикулярных им черных линий. Синие линии поглощали свет красного светодиода, а черные - инфракрасного.

Таким образом, один фотодиод "замечал" проход над синими линиями коврика, а другой - над черными. В момент прохода над линией фотодиод генерировал соответствующий электрический импульс. Контроллер мыши, подсчитывая импульсы, определял направление и величину перемещения.

Можно сказать, что коврик выполнял функцию, аналогичную той, которую выполняет вся механическая часть в оптико-механической мышке (обычная мышь с шариком, которую многие, наверное, не раз разбирали).

К достоинствам таких мышей можно отнести отсутствие движущихся и инерционных частей, надежность в работе, точность позиционирования. А к недостаткам - коврик, который требовал постоянного ухода и чистки, ну и, как всегда (куда ж без денег), - высокую стоимость. К тому же, при утрате или повреждении коврика мышь утрачивала свою работоспособность. Но в 1999 году фирмой Agilent Technologies была разработана своя технология оптической навигации, для которой коврик и вовсе не требовался. И так как на сегодняшний момент фирмой Agilent выпущено более 75 миллионов сенсоров различных модификаций для оптических мышей, то можно предположить, что данная технология пришлась ко двору как производителям, так и пользователям. К тому же, вышеозначенная фирма выпускает не только оптические сенсоры, но еще и практически все необходимые компоненты для сбора оптической мыши (этакий наборчик "сделай сам" (см. рис.1)), что делает доступным производство оптических мышей даже для небольших (так и хочется добавить "китайских") компаний. На рис.1 показаны два варианта линзы и зажима. Но какой бы из них ни предпочел производитель, принципиально на работу оптической системы это не влияет.

Суть данной технологии заключается в следующем: оптический сенсор последовательно считывает изображения поверхности (кадры), а затем математически определяет направление и величину перемещения.

красный

светодиод

зажим для светодиода

Полная оптическая система состоит из четырех компонентов: оптического сенсора, линзы, красного светодиода и зажима для светодиода. Как она выглядит в собранном виде, можно посмотреть на рис.2.

Оптический

Оптический сенсор включает в себя три функциональных блока: систему считывания изображения (IAS); цифровой сигнальный процессор(DPS); последовательный интерфейс передачи данных.

Конструктивно же оптический сенсор представляет собой микросхему с шестнадцатью ножками (хотя есть вариант и с восемью), на нижней части которой (со стороны ножек) расположен объектив.

За объективом расположена монохромная КМОП (CMOS) камера, которая и фотографирует небольшой участок поверхности площадью около квадратного миллиметра. Кадр поверхности разбивается на маленькие участки (квадраты). Для каждого такого участка вычисляется усредненное значение яркости. Диапазон присваиваемых значений - от 0 до 63, где 0 присваивается черному участку, а 63

Белому. Таким образом, получается мозаичное изображение, состоящее из квадратов различной яркости. Вот один такой квадрат, т.е. элемент изображения, и является точкой привязки, а точнее сказать, одним отсчетом (см. рис.3). И разрешающая способность оптической мыши определяется в отсчетах на дюйм (counts per inch), т.е. cpi, а не dpi, как у обычных мышей. Фирма Agilent выпускает сенсоры с разрешением как 400, так и 800 cpi, причем модели с разрешением 800 cpi могут быть запрограммированы на работу с разрешением 400 cpi. К слову сказать, некоторые фирмы в технических характеристиках своих оптических мышей заявляют разрешение в 420 или 500 cpi. Но просматривая техническую документацию на различные сенсоры, таких характеристик я не встречал. А в то, что какая-нибудь небольшая китайская компания выпускает сенсоры собственной разработки, когда такой признанный авторитет в этой области "мышестроения", как Logitech, покупает их у Agilent, очень слабо верится. И если уж я упомянул Logitech, то хочу добавить, что большинство своих моделей, за исключением самых дешевых, она снабжает сенсорами с разрешением в 800 cpi.

Но вернемся назад к технологии. Помня о том, что сенсор фотографирует очень небольшой участок поверхности, а курсор по экрану должен двигаться плавно и без запаздывания, а для этого последовательно считываемые кадры поверхности должны накладываться друг на друга с небольшим смещением, поверхность фотографируется с очень большой скоростью - 1500 снимков в секунду. Это позволяет перемещать мышь со скоростью до 12 дюймов (30 сантиметров) в секунду. Также существуют варианты сенсоров, которые фотографируют поверхность со скоростью в 2000 или 2300 снимков в секунду и позволяют перемещать мышь со скоростью в 14 дюймов (35 см) в секунду. Причем фирма Microsoft заявляет, что в ее последних разработках находятся сенсоры со скоростью съемки в 6000 кадров в секунду. Опять же, технического описания на

такой сенсор я не видел, но думаю, что в данном случае такое вполне возможно. Все вышерассмотренное относится к системе считывания изображения. Далее отснятые кадры обрабатываются цифровым сигнальным процессором по специальному, естественно, запатентованному алгоритму. Сравнивая полученные кадры, процессор определяет величину и направление перемещения мыши (см. рис.3), после чего преобразует эти данные в координаты.

Так как кварцуются сенсоры в большинстве своем генератором с частотой 18 МГц (есть варианты на 24 МГц), то можно предположить, что мощность цифрового процессора составляет 18 миллионов операций в секунду. Затем вычисленные координаты при помощи последовательного интерфейса передаются в компьютер. Первые модели сенсоров умели "общаться" с компьютером по интерфейсу PS/2, а для работы по интерфейсу USB требовался дополнительный контроллер. Кстати, частота посылки координат по умолчанию при использовании интерфейса USB - 125 раз в секунду, PS/2 - 100 раз. Но через последовательный порт могут устанавливаться некоторые параметры самого сенсора - в частности, разрешающая способность и частота посылки координат.

Теперь рассмотрим назначение других компонентов оптической системы. Так как под мышкой темно даже днем, то поверхность, которую фотографирует сенсор, необходимо подсвечивать. Камера сенсора настроена на восприятие света в красном спектре излучения (l= 639 nm). Поэтому и используется красный светодиод, главная задача которого - даже минимальным количеством излучаемого света обеспечивать работу сенсора на всей рабочей поверхности. Чем выше яркость освещения, тем на большем количестве поверхностей будет работать сенсор.

Чтобы обеспечить равномерное освещение поверхности, свет от светодиода проходит по световоду и рассеивается линзой. Через другую линзу сенсор считывает изображение поверхности. Конструктивно две линзы и световод выполнены как одна деталь и называются один словом "линза".

Кроме функции рассеивания и фокусирования света, линза выполняет еще одну важную функцию - защиту сенсора от разряда электростатического напряжения. Понятно, что линза должна располагаться на строго определенном расстоянии от рабочей поверхности и от сенсора. Поэтому печатная плата (PCB) и опорная поверхность (base plate), на которые устанавливаются элементы оптической системы, должны иметь строго определенные параметры, в том числе и по толщине. Ну и последний элемент оптической системы - это защелка. Служит она для фиксации элементов оптической системы относительно друг друга.

На этом можно оставить оптическую систему в покое и поговорить о поверхности, на которой должна работать данная система. Так как сенсор использует микроскопические особенности поверхности, то чем больше таких особенностей, тем лучше. К таковым можно отнести поверхности с хорошей текстурой (чем обладает любая ткань) и узорчатыми особенностями. Да и на обычной белой бумаге оптические мыши работают совсем неплохо. А вот с любой отражающей поверхностью сенсор работает плохо, будь то зеркало, стекло либо просто пластиковая поверхность коврика. Также к числу "плохих" поверхностей относятся полутоновые поверхности и коврики с трехмерным изображением.

Но как бы то ни было, такие положительные моменты, как отсутствие движущихся частей, точное позиционирование, плавные и легкие движения делают оптическую мышь довольно привлекательным объектом для покупки.

И если взять мыши в ценовой категории до 20 у.е., то, скорее всего, они будут иметь один и тот же тип сенсора и, соответственно, идентичные характеристики. В этом случае стоит обратить внимание на эргономику изделия, наличие

дополнительных кнопок, качество материалов и имя производителя. К тому же, важным моментом для оптических мышей является качество сборки. И если название фирмы вы слышите в первый раз, то стоит задуматься, брать такую мышь или нет. Во всяком случае, перед покупкой совсем не помешает почитать обзоры, посвященные конкретным моделям.

Вот, пожалуй, и все. Всего хорошего.

Игорь Масловский, [email protected]

Световод приподнят над микросхемой

Линза и рассеиватель

Вид на объективную часть оптической мыши

Вид снизу на объективную часть в собранном состоянии

Со времен изобретения компьютерный манипулятор типа «лазерная мышь» прошел огромный эволюционный путь от деревянной коробки на двух колесах к устройству с электромагнитным шариком и роликами внутри. Затем механизм был заменен на оптический сенсор и светодиод. И в завершении, последний был замещен более точным и менее энергоемким лазером.

В довершении ко всему, у нее отняли хвост, заменив его bluetooth-соединением. Так появилась беспроводная лазерная мышь. Теперь она представляет собой миниатюрную эргономичную конструкцию, с привлекательными формами и раскрасками, легким весом, необычайной чувствительностью и незаменимостью в работе с компьютером или ноутбуком.

Устройство лазерной мыши

Лазерная мышка своим устройством напоминает оптическую конструкцию. Основной рабочий элемент состоит из трех частей:

миниатюрный ;
оптический сенсор в форме плоской матрицы;
сигнальный микропроцессор, способный распознавать изменения образов.

Лазерная мышь отличается от оптической по следующим характеристикам:

Точность. Лазерное устройство способно выдавать до 20 раз больше данных на участке сканирования поверхности.
Имеет низкое энергопотребление и позволяет беречь батарейки при беспроводных соединениях.
Не светится в темноте. Может быть, это не столь важно, но иногда дополнительная подсветка позволяет судить о рабочем состоянии устройства.
Благодаря свойствам лазера позволяет работать даже на зеркальной поверхности.

Основной и главный недостаток лазерных мышей - это их дороговизна. Альтернативное решение при подсчете выгоды от приобретения беспроводного варианта устройства может быть принято с расчетом экономии на батарейках.

Особенности при выборе мыши

Придя в компьютерный магазин, многие покупатели сталкиваются с среди широко представленного разнообразия производителей и моделей электронных устройств. Определиться с покупкой будет гораздо легче, если заранее определиться, какими характеристиками должна обладать лазерная мышь. В первую очередь это технические характеристики:

Материалы корпуса. Здесь могут быть использованы пластик, металл, резина, или варианты комбинирования данных материалов.
Тип мыши. Проводная или беспроводная - решение заключается в удобстве облуживания дополнительного питания устройства.
Разрешение сенсора. В среднем разрешение сенсора в 2000 dpi должно обеспечить комфортное пользование мышью. Для игровых компьютеров можно приобрести устройство с более высокими характеристиками данного параметра.
Количество кнопок. Тут выбор зависит от пользователя. Если он намеревается вместе с мышью использовать клавиатуру, то можно выбирать поменьше кнопок. А если предполагается, что лазерная мышь может полностью заменить другие то существуют 7-8 кнопочные варианты.
Возможность выбора режима работы сенсора. Позволяет работать на своих скоростных режимах в различных приложениях или быстро перенастроиться в случае смены пользователя компьютера.
Наличие дополнительного программного обеспечения. Современные устройства-манипуляторы в основном не нуждаются в установке драйверов. Однако некоторые производители вместе со своим продуктом предлагают набор программ и утилит для облегчения настроек работы мыши или дополнительные бонусы.
Интерфейс подключения к компьютеру и наличие переходников. В настоящее время оборудование ориентировано в основном на подключение через USB 2.0. Но могут попадаться более дешевые, устаревшие модели с другими вариантами штекерного соединения.

Кроме технических характеристик, лазерная мышь может отличаться размером, дизайном, эргономикой. Здесь лучшим вариантом будет опробовать ее на месте, почувствовать, как она располагается в ладони, свободно ли двигается, все ли кнопки легкодоступны, как проходят двойные щелчки или как вращается колесико. В качестве примера высококачественных моделей лазерных мышей можно отметить A4Tech X-750F, OClick 765L, Logitech MX400, Genius Ergo555, Genius Ergo525 и Lexma AM530(MPE).