نحوه ی عملکرد ماوس های نوری و مکانیکی

ماوس ها از زمانی که کامپیوترهای رومیزی اختراع شدند، وجود داشتند و با گذر زمان ساختار پیشرفته تری گرفتند که اگر در این بین یک ماوس قدیمی را در کنار ماوسی جدید و پیشرفته قرار دهید قطعا متوجه متفاوت بودن آنها از یکدیگر خواهید بود.

در این مطلب قصد داریم به نحوه عملکرد ماوس های نوری و مکانیکی بپردازیم که دو نوع متفاوت در عملکرد هستند.

تاریخچه ماوس کامپیوتر

در مراحل اولیه توسعه فناوری کامپیوترها در سال 1960 داگلاس انگلبارت به دنبال روشی نوین برای تعامل کاربران با کامپیوترها بود. این مخترع سرانجام در سال 1964 دستگاهی آزمایشی را اختراع نمود که با استفاده از آن کاربر می توانست نشانگری را بر روی صفحه نمایش کامپیوتر به حرکت درآورد. نشانگر موقعیت X-Y برای یک سیستم مجهز به نمایشگر یا X-Y Position Indicator for a Display System نخستین نامی بود که برای این دستگاه انتخاب شد. این دستگاه شباهت زیادی به ماوس هایی که امروزه مورد استفاده قرار می گیرند نداشت.

در واقع ماوس قدیمی جعبه ای چوبی با ابعاد بزرگ و توخالی بود. دو چرخ در داخل جعبه تعبیه شده بود که یکی از آن بر روی محور X و دیگری بر روی محور Y حرکت می کرد. در نتیجه اطلاعات مربوط به محور X توسط یکی از چرخ ها و اطلاعات مربوط به محور Y توسط دیگری ثبت میشد. X-Y Position Indicator for a Display System یک کانکتور یا اتصال دهنده ی 13 پینی و یک سیم بلند نیز داشت. چهار سال بعد یعنی در سال 1968 انگلبارت موفق شد اختراع خود را به ثبت برساند و در سال 1970 برای این اختراع خود جایزه هم گرفت.

انگلبارت وقتی در سال 1968 از اختراع خود رونمایی می کرد آن را موش نامید و پس از آن نام ماوس برای این دستگاه مورد استفاده قرار گرفت. پس از آن با گذر زمان صنعت کامپیوتر نیز رشد و پیشرفت هایی داشت. ماوس نیز به عنوان جزئی از کامپیوتر از این پیشرفت ها عقب نماند و تبدیل به دستگاهی شد که امروزه میبینید. امروزه ماوس ها انواع مختلفی دارند که هریک مزایا و معایب خاص خود را داشته و کاربرد متفاوتی دارند بنابراین کاربران می توانند متناسب با نیاز خود دست به انتخاب بزنند.

ماوس مکانیکی

همانطور که از نامش مشخص است، ماوس مکانیکی مجهز به اجزای متحرک می باشد. توپی در بخش زیرین این نوع ماوس قرار دارد که حرکت بر روی سطوح مختلف توسط آن صورت می پذیرد. ماوس های مکانیکی تا سال 1999 رایج ترین ماوس ها بودند اما پس از آن ماوس های نوری پا به عرصه نهادند. نخستین ماوس مکانیکی توسط کمپانی Telefunken آلمانی در سال 1968 اختراع شد. این دستگاه با شکل نیم کره و یک توپ ردیابی در بخش زیرین خود اولین ماوس مکانیکی بود. پس از آن در سال 1973 اولین ماوسی که شبیه به ماوس های امروزی بود توسط بیل انگلیش اختراع شد. این ماوس همراه با کامپیوترهای Xerox Alto I فروخته میشد.

نحوه ی عملکرد ماوس مکانیکی

ماوس مکانیکی متشکل از چند قطعه ی اصلی به شرح ذیل است:

• توپ: کره ی سنگین فلزی که به منظور کشش بیشتر با لایه ای از پلاستیک پوشانده شده است.
• غلتک: قطعات استوانه ای شکلی هستند که در تماس مستقیم با توپ بوده و همزمان با چرخش توپ می چرخند.
• هد غلتک: دیسک هایی مسطح که دارای شکاف هایی باریک بر روی خود هستند هد غلتک نام دارند. دیسک ها متصل به غلتک ها هستند و با چرخش غلتک ها می چرخند.
• ال ای دی: شکاف هایی در هد غلتک وجود دارد. چراغ های کوچک ال ای دی نور را از داخل این شکاف ها عبور می دهند.
• حسگر نوری: حسگرهای نوری، نور را از لامپ های ال ای دی دریافت نموده و آن را به سیگنال الکتریکی تبدیل می نمایند.
• میکرو کنترلر: ریزتراشه ای که وظیفه ی پردازش داده های دریافت شده از غلتک ها را دارد.

توپ در بخش وسطی ماوس قرار دارد. دو غلتک موجود در ماوس با توپ ارتباط مستقیم دارند که همراه با آن حرکت می کنند. یکی از غلتک ها به صورت عرضی و دیگری به صورت طولی همزمان با توپ می چرخند. هنگامی که توپ در امتداد محور Y می چرخد غلک عرضی چرخیده و با حرکت آن در امتداد محور X غلتک طولی خواهد چرخید.

هدها نیز بر روی بخش بالایی دیگر غلتک ها قرار داشته و هردو آن ها در بین یک چراغ ال ای دی و یک عدد حسگر نوری واقع شده اند. نوری که توسط ال ای دی به سمت حسگر نوری تابانده می شود بی وقفه و مداوم است. در برخی موارد ممکن است جریان نور به وسیله ی هد غلتک مسدود شود. اما چون حفره هایی در هد غلتک ها وجود دارد نور از آن ها عبور نموده و می تواند خود را به حسگر نوری برساند.

با چرخش هد غلتک نور به صورت فلاش به حسگر نوری برخورد خواهد نمود. جهت حرکت ماوس بدین ترتیب مشخص خواهد شد. پس از تشخیص فلاش نور توسط حسگر نوری، این حسگر سیگنالی به میکروکنترلر ارسال خواهد نمود. پس از آن میکروکنترلر این داده ها را پردازش نموده و در آخر داده ها به کامپیوتر ارسال خواهند شد.

ماوس نوری

یک دهه از حضور ماوس های مکانیکی گذشته بود که ماوس های نوری پا به عرصه نهادند. این ماوس ها به جای استفاده از غلتک های چرخان و توپ از نور به منظور جابجا نمودن نشانگر استفاده می کنند. شرکت Mouse Systems Corporation برای نخستین بار در سال 1982 از ماوس نوری ساخت خود رونمایی کرد. با اینکه ماوس های نوری نخستین بار در سال 1982 رونمایی شدند اما تا سال 2000 نتوانستند به صورت جدی وارد بازار شده و تبدیل به پدیده ای غالب شوند.

نحوه ی عملکرد ماوس های نوری

ماوس های نوری برخلاف ماوس های مکانیکی فاقد قطعات متحرک هستند. اجزای تشکیل دهنده ی این ماوس ها عبارتند از:

• ال ای دی: لامپ ال ای دی وظیفه ی عبور دادن نور از داخل منشور را به عهده دارد.
• منشور: منشور دقیقاً در کنار ال ای قرار داشته و نور از داخل آن عبور می کند.
• حسگر نوری: نور منعکس شده از سطح توسط حسگر نوری جذب می شود.
• پردازنده سیگنال دیجیتال: وظیفه ی پردازش سیگنال های الکتریکی منتشر شده از حسگر نوری را برعهده دارد. به پردازنده سیگنال دیجیتال به اختصار DSP می گویند.

نور روشنی که به طور معمول قرمز رنگ است توسط ال ای دی مستقیماً به منشور تابانده می شود. لبه ی منشور نور را منعکس نموده و به طور مستقیم آن را روی سطح دیگری می تاباند. نور از سطح مورد نظر منعکس شده و توسط حسگر نوری جذب می شود. حسگر نور مورد استفاده در این نوع ماوس از فناوری مشابه با دوربین های دیجیتال استفاده می کند. حسگر نوری دوربین های دیجیتال و ماوس های نوری از نوع CMOS بوده و متشکل از بخش های کوچکی تحت عنوان فوتوسایت است.

اصابت فوتون های نور به فوتوسایت ها باعث ایجاد جریان های الکتریکی کوچکی خواهد شد. در ادامه این جریان ها به سمت پردازنده ی سیگنال دیجیتال حرکت خواهند نمود. این پردازنده جریان های ورودی را پردازش نموده و تصویر کوچکی از سطح ایجاد می نماید. در هنگام حرکت ماوس تصویر دیگری ایجاد شده و ماوس دو تصویر را با یکدیگر مقایسه می کند. در طول یک ثانیه این فرایند چندین میلیون بار تکرار خواهد شد. تکرار این فرایند باعث می شود نشانگر ماوس حرکتی نرم و روان داشته باشد.

ماوس های مکانیکی بهتر هستند یا ماوس های نوری!

در بالا نحوه ی عملکرد هر دو این ماوس ها را به اختصار توضیح دادیم. هر دو نوع ماوس کارکرد تقریباً مشابهی داشته و تفاوت هایی نیز دارند. در ادامه به مقایسه آن ها می پردازیم.

ماوس های مکانیکی چه مزایا و معایبی دارند؟

یکی از مزایای ماوس های مکانیکی این است که قابلیت حرکت بر روی انواع سطوح رنگی را دارند و بر روی تمامی سطوح کار خود را به درستی و بدون نقص انجام می دهد. البته این ماوس ها برای عملکرد بهتر باید بر روی سطحی که چسبندگی کافی دارد قرار داده شوند بنابراین سطوح لغزنده برای استفاده از این نوع ماوس اصلاً مناسب نیستند. به دلیل وجود قطعات متحرک در ماوس های مکانیکی، این ماوس ها به هیچ وجه با مشکل پرش نشانگر روبرو نخواهند شد. همانطور که بیان شد به دلیل وجود قطعات متحرک توپ ماوس تکان چندانی نمی خورد و امکان ندارد نشانگر آن به مکان متفاوتی پرش کند. توپ چرخان موجود در بخش زیرین ماوس های مکانیکی به مرور زمان گرد و غبار را جذب می کند. این موضوع تأثیر منفی بر دقت دستگاه خواهد داشت بنابراین لازم است هرچند وقت یکبار دستگاه را تمیز کنید.

ماوس های نوری چه مزایا و معایبی دارند؟

ماوس های نوری فاقد قطعات متحرک بوده و بر روی سطوحی با بافت های مختلف، نرم یا زمخت، عملکرد مناسبی دارند. به دلیل اینکه این ماوس ها از نور استفاده می کنند فرقی ندارد که سطح مورد استفاده چه بافتی داشته باشد اما استفاده از آن ها بر روی سطوح رنگی کمی محدودیت دارد. برخی رنگ ها باعث ایجاد اختلال در عملکرد حسگر نوری موجود در ماوس های نوری شده و باعث پرش نشانگر می شوند. در زمان بروز مشکل در ماوس های الکتریکی نشانگر از مکانی به مکان دیگر پرش می کند. این را می توان مهمترین ایراد این نوع ماوس دانست.

کلام آخر

در این مطلب توضیحاتی در رابطه با انواع ماوس و نحوه ی عملکرد آن ها بیان نمودیم. این دستگاه چندین دهه است که نقش اساسی در ارتباط انسان با کامپیوتر ایفا می کند. هرچند برای این دستگاه جایگزین هایی تولید شده اما هیچ یک از آن ها نتوانسته اند عملکردی مشابه ماوس را به کاربر ارائه دهند. این دستگاه استفاده ی راحتی داشته و هنوز هم نقش بسیار پررنگی در انواع کامپیوترها دارد.

منبع