Устройство компьютерной мыши. Какой должна быть компьютерная мышка? Ремонт компьютерных мышек

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.

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).

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)

Компьютерная мышь – это манипулятор для управления компьютером. Такое название манипулятор получил за свое внешнее сходство с природным грызуном. На сегодня она является неотъемлемым атрибутом ПК и позволяет наиболее эффективно взаимодействовать с ним.

До появления операционных систем с графическим интерфейсом, мышь была не так широко распространена. Управление компьютером осуществлялось с помощью ввода команд через клавиатуру, а работа на компьютере требовала высокой квалификации. В принципе и с графическим интерфейсом можно обойтись одной клавиатурой, но это потребует заучивание необходимых комбинаций клавиш для управления, что неприемлемо для рядового пользователя, а мышь очень простое устройство, и научиться работать с ней несложно. Самая простая мышь имеет пару кнопок и колесико между ними, с помощью которых осуществляется какое-либо действие при работе с компьютером. Мышь подключается к компьютера с помощью провода – проводные мыши, или по беспроводному каналу – так называемые беспроводные мыши.

Принцип работы мыши.

Основной принцип работы компьютерной мыши – это преобразование движения в управляющий сигнал. При перемещении мыши по поверхности (чаще всего стола) она генерирует электронный сигнал, указывающий компьютеру направление движения, расстояние и скорость. А на экране монитора пользователь видит перемещение специального указателя (курсора) в соответствие с движением мыши.

Виды компьютерных мышей.

Долгое время для управления компьютером использовались механические мыши, в которых в качестве датчика движения использовался металлический обрезиненный шар.

Механическая мышь

Но прогресс не стоит на месте и на сегодня, самые распространенные компьютерные мыши – это оптические и лазерные , которые имеют более высокую точность позиционирования.

В оптических мышах для преобразования движения в электрический сигнал используется источник света (светодиод), расположенный на нижней поверхности манипулятора, и сенсор. Оптическая мышь сканирует поверхность, по которой передвигается, преобразует результаты сканирования и передает их в компьютер.

Оптическая мышь

В лазерной мыши , в качестве оптического источника используется лазер, что позволяет увеличить точность позиционирования. Кроме того, лазерная мышь неприхотлива к качеству поверхности, по которой перемещается.

Лазерная мышь

Существуют также более сложные и дорогие манипуляторы – сенсорные, индукционные, гироскопические мыши, которые имеют иной принцип преобразования движения в управляющий сигнал.

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!