Сенсор мыши лазерный или оптический. Кто тебя выдумал…

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.

Если вы предпочитаете средний палец на колесе и кольцо на правой кнопке, вам, вероятно, не повезет в этом отношении. Сменные ручки связаны с небольшим неприятным эффектом, а именно, что кнопки утоплены немного ниже задней части мыши и ухудшаются. Существует невезение левша, мышь, хотя на первый взгляд это выглядит довольно многообещающим для ряда фотографий, сформированных для правой руки. Несмотря на то, что левый теряет пару боковых кнопок, у него все еще есть большой удар по левой стороне мыши за кнопкой и, следовательно, неудобно наклонная задняя часть мыши.

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.


Трудно сказать, можно ли это сделать немного с помощью специального ручного захвата. Мы все увлечены гаджетами, и нам нравится верить, что с развитием технологий у нас будет столько откровений в области цифровых игрушек. Кто бы мог представить себе 10 лет назад, что мы будем контролировать большинство устройств с сенсорными экранами или сенсорными кнопками? И все же сегодня мы все больше боремся с такими технологиями, говорим ли мы о смартфонах, планшетах, мониторах, телевизорах или даже бытовой технике.

Другими словами, все, что появляется из сценария научной фантастики, имеет гораздо более открытый доступ, и, скорее всего, оно будет принято повсеместно, если оно будет поддерживаться технологическим развитием. Во время этого обзора остается открытым, насколько эта игрушка может заменить периферийные бананы из дома или является лишь менее полезной иллюстрацией технологической эволюции.

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.

Когда мы говорим о переносимости, физические измерения и вес любого устройства идут первым. Будучи портативной клавиатурой, есть также вопрос о размере и форме клавиш, так как мы рады видеть маленькую клавиатуру, если нам нужен увеличительное стекло, чтобы расшифровать символы и пинцет, чтобы выбрать их.

Что касается дизайна, то игрушка выглядит очень хорошо, с закругленными краями, а используемые материалы и качество сборки вдохновляют на идею премиального продукта, который «чувствует» цену, по которой он продается. Признанные типизированные символы основаны на их собственной технологии, возникающей в результате комбинации лазерной проекции, оптического датчика и инфракрасного покрытия. В принципе, когда мы вводим инфракрасный сигнал, препятствуем, и оптический датчик обнаруживает трехмерное положение пальцев в зависимости от отражения волны, и система назначает координату, специфичную для ключа. «Магия» производится с помощью невидимого луча лучей, лазерная проекция, имеющая простую роль, направляя нас во время использования и не более того.

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.


Несмотря на небольшой размер гаджета, ему удается создать клавиатуру, которая очень близка к размеру обычного. Мы все знаем, насколько неприятны маленькие ключи, особенно когда у нас много писем. С точки зрения спецификаций производитель гарантирует, что как только мы привыкнем к игрушке, мы сможем набрать около 400 символов в минуту, что очень близко к производительности, достигнутой с помощью классической клавиатуры. Вероятно, эти цифры улучшаются по мере того, как вы привыкаете к форме и положению клавиш.

Функции и методы использования

Благодаря методу работы, который точно определяет положение пальцев и их движение, виртуальную клавиатуру можно также использовать в качестве мыши. Хотя переход от одного режима к другому выполняется очень быстро и легко, возникают проблемы, если вам нужно работать над редактированием немного более длинного текста. В такой ситуации повторный переход от мыши к клавиатуре и наоборот может создать путаницу и неявно значительное замедление рабочего метода.

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.

Во время использования вы можете выбрать чувствительность движения, интенсивность проекции и уровень звукового оповещения, характерного для касания клавиши. Во-первых, отсутствие другой компоновки и отсутствие обратной связи заставляют вас постоянно искать ключи со взглядом, что приводит к снижению эффективности работы и усталым глазам из-за лазерного отражения. Благодаря чрезвычайно чувствительному оптическому сенсору практически невозможно покоиться пальцами над клавишами и, следовательно, усталость ваших рук и довольно неудобное положение.

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.

Это облегчит вам использование преимуществ виртуальных клавиатур, и вы почувствуете меньше недостатков этой новой технологии. Чтобы иметь возможность сделать некоторые правдоподобные выводы, мы должны сначала сделать абстракцию цены виртуальной клавиатуры, которую теперь можно купить здесь не менее 692 лей. У многих из нас будет соблазн сказать, что за эти деньги они могут купить смартфон или планшет с клавиатурой либо виртуальные, либо нет, но, как мы уже говорили выше, мы не будем учитывать стоимость гаджета.

С точки зрения использования вам потребуется некоторое время для размещения как макета, так и отсутствия обратной связи. Через два, три дня вы сможете использовать игрушку с приемлемой скоростью, и вам будет немного странно вернуться к старой механической клавиатуре.

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.

Лучшие игроки мира могут подтвердить, что оптические датчики обеспечивают более высокий уровень точности и плавности движения по сравнению с лазерными вариантами. Три программируемые независимые кнопки. Многие мышиные модели используют технологии коррекции направления, чтобы получить больше движущихся движений - но это может стать проблемой, когда требуется очень высокий уровень точности, чтобы получить идеальный снимок, который устраняет врага!

Специально разработан для правшей. Оптимизированная форма обеспечивает исключительный уровень комфорта и отличную подгонку, что означает, что вы будете двигаться быстро, точно и прямо к цели! Специальная конструкция позволяет иметь более длительное дистанционное расстояние, чем другие переключатели, для более поверхностного опыта и лучшего времени отклика.

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!

Нажмите кнопку, и действие будет немедленно записано - вы можете забыть усталость мышц или пальцев! Взаимосвязанный кабель с плетеным волокном. Нижняя часть мыши содержит устройство, которое обнаруживает движение мыши относительно ее поверхности. Имя мыши происходит от английского и означает «мышь». Это имя было приписано, потому что нить ранних моделей напоминала хвост мыши, а движение курсора на экране напоминало движение мыши. Через этот рисунок мы можем показать функционирование мыши. Мышь перемещает мяч.

На непрозрачных дисках есть прорези, сквозь которые проходит свет. Датчики фиксируют световые импульсы, чтобы преобразовать их в движение по двум осям. Устройство также было названо ошибкой, но имя исчезло в пользу мыши. Другие устройства были разработаны для использования для других движений тела; таких как головные устройства, прикрепленные к подбородку или носу; но в конечном итоге мышь выиграла благодаря своей простоте и удобству.

Компьютерные технологии стремительно развиваются. Инновационные процессы не прошли стороной и механические манипуляторы, привычно именуемые нами «мышь». Прошло то время, когда верхом дизайнерской мысли было присутствие третьей клавиши на шариковой мышке. Сейчас предлагается огромный выбор мышей различных размеров и окрасок, проводных и беспроводных, оптических и лазерных. Конечно, выбрать мышку, исходя из ее дизайна, не составит ни каких проблем, но вот объяснить разницу между оптической мышью и лазерной сможет далеко не каждый пользователь. Основным отличием для многих людей будет тот факт, что лазерные мыши более современные, а значит и лучшие. Это, конечно, неоспоримо, однако различия между ними гораздо существеннее.

В соответствии с растущим периодом развития технологий появились такие муссы. 1 механическая мышь; 2 оптических мыши; 3 лазерных лазера. Сторонники оптических мышей утверждают, что они работают лучше, чем механические мыши, не требуют обслуживания и дольше, потому что у них нет частей в движении. Хотя очистка механической мыши очень проста, оптическая мышь не нуждается в техническом обслуживании, за исключением удаления ворса, который может собираться под светоизлучателем. С другой стороны, сторонники механических мышей утверждают, что оптическая мышь не может нормально функционировать на прозрачных или отражающих поверхностях, хотя эту проблему можно решить, купив маусад, адаптированный к оптической мыши.

Оптическая мышь представляет собой манипулятор, оснащенный очень маленькой видеокамерой. Она делает приблизительно тысячу фотоснимков за секунду. Эти данные, полученные с камеры, обрабатываются процессором и поступают на компьютер. Оптическая мышь основана на световом диоде, излучаемом свет в видимом диапазоне.

Оптическая мышь

У мышей с более слабой вычислительной мощностью изображения также есть проблемы с быстрыми ходами, но мышь с высокой скоростью отслеживает со скоростью более 100 см в секунду. Возможно, самым сильным аргументом в пользу механических мышей является низкое энергопотребление в беспроводных конфигурациях. Старые оптические мыши могут использовать еще больший ток. Это может привести к значительному уменьшению автономности и частым изменениям батареи, что делает их непригодными для непрерывной работы.

В отличие от механизма обнаружения движения, кнопки мыши немного изменились, в основном варьируя по форме, количеству и размещению. У первой мыши Энгельбарта была одна кнопка, но вскоре количество кнопок было увеличено до трех. Наиболее распространенными являются две кнопки. Самой общей целью второй кнопки является вызов контекстного меню в пользовательском интерфейсе, который содержит параметры, специфичные для элемента интерфейса, по которому расположен указатель. Основная кнопка обычно располагается с левой стороны мыши.

Лазерная мышь устроена аналогичным образом, единственным отличием является использование полупроводникового лазера вместо камеры с диодом. При работе с лазерной мышью не наблюдается видимого свечения сенсора, что не отвлекает от работы.

Разрешение

Разрешение оптической мыши не превышает 1200 dpi. Лазерные мыши обладают разрешением около 2000 dpi. На самом деле, чтобы компьютерная мышь не вызывала задержек и трудностей в управлении, достаточно уже 800dpi (именно такой показатель был у шариковых мышек). Разрешение многих современных мышек можно изменить в настройках драйверов на их установку.

В трехкнопочных системах мыши клик по средней кнопке используется для общего действия или макроса. Предупреждение. Вышеприведенный текст является лишь предварительным просмотром отчета, чтобы узнать, может ли это содержание помочь. Для версии для печати, которая может содержать изображения или таблицы, нажмите кнопку загрузки.

Могут использоваться электронные устройства, такие как звуковые усилители, громкоговорители, акустические шкафы. Компьютерный динамик выдает сообщения и другую звуковую информацию; видеопроектор - который снимает изображения, которые отображаются на мониторе, и проецирует их на экран; микропленка и интерфейс позволяют переносить документы из внутренней памяти компьютера на конкретную поддержку, встроенную в электронный архив. В зависимости от характера содержащейся информации и способа ее создания файлы будут иметь определенные типы, которые будут отражаться от их имени.

Скорость

Скорость передвижения мышки для обычных пользователей вряд ли имеет принципиальное значение, а вот для любителей компьютерных игр или художников дизайнеров, работающих на компьютере, это значение очень важное.

Чтобы провести курсором через весь экран, оптическую мышь надо сдвинуть на 5 см, в то время как для лазерной, достаточно 2-3см.

Каждый тип файла будет обработан специальным программным обеспечением. аудио-аналоговые магнитные приводы и их интерфейс - это электронное, широко распространенное или профессиональное оборудование, предназначенное для записи, хранения и воспроизведения аналоговой аудиоинформации.

Интерфейса вывода документа типа документа для передачи. Они зависят от используемого компьютерного оборудования. Первоначально предопределенные и вписанные. воспроизводится на местных или дистанционных громкоговорителях. Это может стать необходимым. Помимо этого, есть и «звезда» клавиатуры. который позволяет программировать и даже перечислять их. Наиболее интересной частью клавиатуры является набор клавиш, расположенных на левой стороне. назад. макаронные изделия.

Поверхность передвижения

Огромное преимущество лазерной мыши перед оптической — возможность передвижения по любым поверхностям: стеклу, дереву, ткани и т.д. Оптическая мышь, конечно, тоже будет работать на этих поверхностях, но движения курсора будут нестабильными с характерными «прыжками».

Цена

Конечно, лазерная мышь стоит несколько дороже оптической, но потребляет меньше электроэнергии. Таким образом, в беспроводных лазерных мышках экономится заряд батареек, а значит, их придется реже менять, соответственно – меньше траты. Поэтому экономическая выгода оптической мыши вопрос спорный.

Выводы сайт

  1. Лазерные мыши могут работать на любой поверхности. Оптические не работают на зеркальных поверхностях.
  2. Лазерные мыши отличаются более высоким разрешением сенсора и точностью перемещения.
  3. Лазерные мыши дороже, чем оптические. В случае использования беспроводной мыши, лазерные экономичней по энергозатратам.