Устройство и ремонт персонального компьютера (стр. 62 )

Ключевым элементом мыши являются датчики. Они должны быть достаточно чувствительными для того, чтобы реагировать на малейшее движение мыши и вырабатывать соответствующие импульсы. Кроме того, они должны быть износостойкими, прочными и надежными. Существует два типа датчиков механические и оптико механические.

Механические датчики. Главной проблемой в конструкции мыши (и главной причиной неисправности) является надежность преобразования движения мыши в последовательность электрических импульсов. Ранние модели мыши использовали чисто механические датчики для кодирования движений шарика мыши. При вращении шарика относительно валика медные контакты валика скользят по контактам печатной платы мыши наподобие колец и щеток в двигателе постоянного тока. Каждый раз, когда контакт валика касается соответствующего контакта электронной платы мыши, вырабатывается электрический импульс. Поскольку мышь должна вырабатывать несколько сотен импульсов при ее движении на каждый сантиметр, для каждой оси движения предусмотрено несколько наборов контактов.

Важно отметить, что вырабатываемые мышью импульсы могут быть как положительными, так и отрицательными, в зависимости от относительного движения вдоль каждой оси. Например, при движении мыши вправо могут вырабатываться положительные импульсы, а при движении влево — отрицательные. Аналогично, при движении вниз по оси Y могут вырабатываться положительные импульсы, а при движении вверх — отрицательные. Все эти импульсы интерпретируются и отслеживаются компьютером, к которому подключена мышь.

Хотя механические датчики имеют несложную конструкцию и просты в изготовлении, они имеют ряд недостатков, которые являются причиной выхода мыши из строя. Механическая мышь не является надежным устройством. Используемый для выработки импульсов набор контактов металл металл подвержен износу и поломкам. Пыль, грязь, волосы и другие посторонние частицы, часто попадающие внутрь мыши с поверхности вращающегося шарика, также выводят контакты из строя. Каждое нарушение электрического контакта препятствует правильной выработке импульсов. Все это вызывает досадные проскоки или остановки курсора во время перемещения мыши. К счастью, мышь обычно можно легко разобрать и почистить ее контакты.

Оптико-механические датчики. В следующем поколении конструкции мыши механический датчик был заменен оп-тронной парой. Сделанный из твердой резины шарик мыши по-прежнему находится на пересечении двух металлических или пластиковых валиков (исполнительного механизма), но вместо набора контактов каждый валик вращает диск с прорезями, вставленный в оптронную пару. Светодиод из оптронной пары излучает свет, который проходит сквозь щели диска, и этот свет принимает фотодиод или фототранзистор. При вращении валика (и соединенного с ним диска с прорезями или перфорацией) поток света, идущий от источника к приемнику, прерывается. Это приводит к пульсации выходного сигнала детектора — так вырабатываются электрические импульсы. Частота импульсов зависит от скорости движения мыши. Также как и в случае механической мыши, оптико-механическая мышь вырабатывает как положительные, так и отрицательные наборы импульсов, в зависимости от направления движения мыши.

Оптико-механическая мышь является более совершенной, чем простая механическая мышь. За счет исключения из конструкции механических контактов значительно уменьшен износ мыши, что привело к увеличению надежности устройства и сроку его службы. Однако мышь все еще подвержена воздействию пыли и других посторонних частиц, которые проникают внутрь ее корпуса. Регулярная чистка устройства позволит исключить проскоки и остановки курсора при движении мыши. Большая часть выпускаемых в настоящее время мышей имеют оптико механические датчики. В последнее время стали выпускаться полностью оптические мыши, в которых нет движущихся элементов. Информацию о перемещении такие устройства получают за счет изменения потока света, отраженного от той поверхности, по которой движется мышь.

12.2. Трекбол

По сути своей конструкции трекбол является перевернутой мышью. Вместо того чтобы двигать корпус мыши для перемещения шарика, в случае трекбола вращают шарик, находящийся в верхней части корпуса устройства. Преимуществом трекбола является то, что он является неподвижным устройством, что позволяет использовать его в переносных компьютерах или на рабочем месте с ограниченным пространством. Это преимущество сделало трекбол популярным в переносных и портативных компьютерах. В настоящее время в портативных компьютерах (ноутбуках) манипулятор вмонтирован в сам компьютер.

Несмотря на свои преимущества, трекбол гораздо труднее в использовании, чем мышь. Успешное управление мышью основано на координации зрения и руки легким движением кисти и одним или двумя щелчками кнопки вы можете управлять программой с впечатляющей скоростью. Поскольку перемещать мышь и управлять ее кнопками можно одновременно, перетаскивание графического объекта по экрану является простой задачей. Трекболом обычно управляют с помощью большого пальца. В этом положении руке доступна только одна кнопка трекбола. Если вам нужно управлять только одной кнопкой, то такое положение дел весьма удовлетворительно, но иногда приходится убирать руку с трекбола полностью для того, чтобы нажать вторую кнопку (по крайней мере, вам придется убрать палец с шарика). В этом случае и операция перетаскивания графического объекта является непростой задачей. Но даже не совсем удобный трекбол все же лучше, чем ничего. Поэтому с трекболом надо быть настолько же хорошо знакомым, как и с мышью.

12.2.1. Конструкция трекбола

Практически во всех трекболах используется та же оптомеханическая технология датчиков, что и в мышах. Но если у мыши печатная электронная плата расположена над шариком, то у трекбола она расположена под ним. Твердый резиновый шарик находится на пересечении набора пластиковых направляющих (или треков) — отсюда название “трекбол” (буквальный перевод — трековый шарик). Треки позиционируют (удерживают) шарик между перпендикулярно ориентированными металлическими или пластиковыми валиками. Каждый валик управляет перфорированным диском, который в свою очередь крутится между излучающим светодиодом и приемником излучения оптрона. Как только шарик и валик начинают двигаться, система перфорированный диск — оптрон начинает генерировать импульсные сигналы. Частота этих сигналов определяется скоростью вращения каждого валика. Затем импульсы считываются и интерпретируются так же, как и в случае мыши.

Во время загрузки компьютера в его память необходимо загрузить драйвер устройства, который должен читать информацию из соответствующего порта, интерпретировать вырабатываемые трекболом сигналы и выдавать информацию о положении валиков и кнопок трекбола любой программе, делающей запрос на нее. Большинство программ, использующих мышь, может работать и с трекболом. Практически все драйверы трекбола идентичны драйверу мыши. Драйверы трекболов обычно являются адаптированными драйверами мыши, в которые встроена компенсация инверсии перевернутого положения шарика. Поскольку конструкция мыши и трекбола практически идентичны, в оставшейся части данной главы эти устройства будут рассматриваться как взаимозаменяемые.

12.3. Диагностика неисправностей манипуляторов

Самым слабым звеном в координатноуказательной системе, является сам манипулятор. Больше всего, среди периферийных устройств неблагоприятному внешнему воздействию подвержены мыши и трекболы. Их роняют, толкают, дергают и постоянно перемещают с места на место. Неосторожное обращение ведет к повреждению печатной электронной платы, соединительного кабеля и разъема. Пыль и посторонние предметы, попадающие внутрь корпуса устройства, создают препятствия в работе резинового шарика направляющих или валиков. Нередко причиной отказа работы манипуляторов служат аппаратные конфликты и неправильная настройка драйвера. В оставшейся части главы рассматриваются вопросы диагностики неисправностей трекбола и мыши.

12.3.1. Интерфейсы мыши и трекбола

Время от времени возникает необходимость проверить физический интерфейс мыши или трекбола. С электронной точки зрения мышь является последовательным устройством То есть обмен данными с компьютером происходит в последовательном режиме (побитно) по специальному протоколу под управлением драйвера мыши. Существует четыре типа интерфейса мыши, используемые в настоящее время: последовательная мышь, шинная мышь, мышь PS/2 и USB мышь. Ниже приводится информация о разводке кабеля для каждого типа мыши.

Последовательная мышь. Последовательная мышь подключается к компьютеру через последовательный порт RS-232 (COM1 или COM2) с помощью стандартных разъемов DB-9F (9-контактное гнездо) или DB-25F (25-контактное гнездо).

Шинная мышь. Иногда случается так, что к компьютеру нельзя подключить последовательную мышь через СОМ порт, а компьютер не оборудован портом PS/2. В этом случае приходится использовать шинную мышь. Для управления такой мышью требуется автономный контроллер, расположенный на отдельной плате (контроллер шинной мыши), а сама мышь снабжается шинным разъемом. Обычно это гнездовой разъем D-типа или миниатюрный круглый розеточный разъем стандарта D1N. Будьте внимательны и не перепутайте 9 контактный DIN разъем шинной мыши с 6 контактным круглым разъемом мыши PS/2.

Мышь PS/2. Большинство современных компьютеров снабжено одним или двумя портами PS/2. (Их иногда называют PlX - портами, поскольку эти йорты могут управляться Р1Х – кон - троллерами, установленными на системной плате). Порты PS/2 являются типичными последовательными интерфейсами, которые идеально подходят для подключения к компьютеру клавиатуры и мыши. Мышь типа PS/2 использует 6 контактный круглый DIN разъем. Двухсторонняя передача данных управляется линиями CLK и DATA. Обе линии выполнены по схеме с открытым коллектором, что позволяет управлять этими линиями либо компьютеру, либо мыши. При отсутствии передачи данных линия CILK устанавливается в логическую единицу, а линия DATA — в логический ноль или единицу. Компьютер может запретить передачу данных от мыши, установив линию CLK в логический ноль.