Gdje mogu koristiti mikrokontrolere od miševa. Kontroler za pomicanje miša

Optički senzor ADNS-3060, u poređenju sa svojim "precima", ima zaista impresivan skup karakteristika.
Pakovan u 20-pinski paket, ovaj čip pruža optičkim miševima dosad neviđene mogućnosti.
Dozvoljena maksimalna brzina kretanja manipulatora povećana je na 40 inča / s (odnosno gotovo 3 puta!), Tj. dostigla "orijentirnu" brzinu od 1 m / s.

To je već vrlo dobro - malo je vjerojatno da barem jedan korisnik pomiče miš brzinom koja prelazi ovu granicu tako često da stalno osjeća nelagodu zbog upotrebe optičkog pokazivačkog uređaja, uključujući igre.
Dopušteno ubrzanje poraslo je, zastrašujuće reći, sto puta (!), I dostiglo 15 g (gotovo 150 m / s²).

Sada se korisniku daje 7 stotinki sekunde za ubrzanje miša od 0 do maksimalnih 1 m / s - mislim da će sada vrlo malo njih moći prekoračiti ovu granicu, pa čak i tada, vjerojatno u snovima.
Programabilna brzina površinske slike pomoću optičkog senzora u novom modelu čipa premašuje 6400 sličica u sekundi, tj. "Pobjeđuje" prethodni "rekord" gotovo tri puta.

Štoviše, čip ADNS-3060 može sam prilagoditi brzinu ponavljanja slike kako bi postigao najoptimalnije radne parametre, ovisno o površini preko koje se miš pomiče.
"Rezolucija" optičkog senzora i dalje može biti 400 ili 800 cpi.
Uzmimo primjer mikroveznice ADNS-3060 i razmotrimo opće principe rada čipova optičkih senzora.

Općenita shema za analizu kretanja miša nije se promijenila u odnosu na ranije modele - mikrofotografije površine ispod miša dobivene IAS senzorskom jedinicom zatim se obrađuju pomoću DSP-a (procesora) integriranog u isti mikrovez, koji određuje smjer i udaljenost kretanja manipulatora.
DSP izračunava relativni pomak X i Y u odnosu na izvorni položaj miša.

Tada vanjski mikrovezni sklop kontrolera miša (za ono što je potrebno, rekli smo ranije) čita informacije o kretanju manipulatora sa serijskog priključka optičkog senzorskog mikrovezja.
Tada ovaj vanjski kontroler prevodi primljene podatke o smjeru i brzini kretanja miša u signale koji se prenose putem standardnih PS / 2 ili USB sučelja, a koji se s njega već šalju na računalo.

No, uđimo malo dublje u karakteristike senzora.
Blok dijagram čipa ADNS-3060 je prikazan gore.
Kao što vidite, njegova se struktura nije suštinski promijenila u poređenju sa svojim dalekim "precima".
Snaga od 3,3 V isporučuje se na senzor preko bloka regulatora napona i kontrole napajanja, funkcija filtriranja napona dodijeljena je istom bloku, za koji se koristi priključak na vanjski kondenzator.

Signal koji dolazi iz vanjskog kvarcnog rezonatora na jedinicu oscilatora (čija je nominalna frekvencija 24 MHz; za prethodne modele mikrovezja korišteni su glavni oscilatori niže frekvencije) služi za sinkronizaciju svih računskih procesa koji se javljaju unutar mikrocirkule optičkog senzora.
Na primjer, frekvencija slika optičkog senzora vezana je za frekvenciju ovog vanjskog generatora (usput mu se ne nameću vrlo stroga ograničenja na dopuštena odstupanja od nazivne frekvencije - do ± 1 MHz).

Ovisno o vrijednosti unesenoj na određenoj adresi (registru) memorije čipa, moguće su sljedeće radne frekvencije za slikanje senzorom ADNS-3060.

Kao što možete pretpostaviti, na osnovu podataka u tablici, učestalost slika senzora određuje se pomoću jednostavne formule:
Brzina kadrova \u003d (Frekvencija podešavanja oscilatora (24 MHz) / Vrijednost registra frekvencije sličica).

Površinske slike (okviri) napravljene senzorom ADNS-3060 imaju rezoluciju 30x30 i predstavljaju istu matricu piksela, od kojih je svaka boja kodirana sa 8 bitova, tj. jedan bajt (odgovara 256 nijansi sive za svaki piksel).
Dakle, svaki okvir (okvir) koji ulazi u DSP procesor je sekvenca od 900 bajtova podataka.

Ali "lukavi" procesor ne obrađuje ovih 900 bajtova okvira odmah po dolasku, on čeka dok se 1536 bajtova informacija o pikselima ne sakupi u odgovarajući međuspremnik (memorija) (odnosno, dodaju se informacije o 2/3 sljedećeg okvira).
I tek nakon toga čip počinje analizirati informacije o kretanju manipulatora upoređujući promjene na uzastopnim površinskim slikama.

S rezolucijom od 400 ili 800 piksela po inču, njihova implementacija je naznačena u RES bitu registara memorije mikrokontrolera.
Nulta vrijednost ovog bita odgovara 400 cpi, a logička u RES-u postavlja senzor na 800 cpi način.

Nakon što integrirani DSP procesor obradi podatke o slici, izračunava relativne vrijednosti pomaka manipulatora duž osi X i Y, unoseći određene podatke o tome u memoriju čipa ADNS-3060.
Zauzvrat, mikrovezje vanjskog kontrolera (miša) kroz serijski priključak može "izvući" ove podatke iz memorije optičkog senzora s frekvencijom od oko jednom milisekunde.

Imajte na umu da samo vanjski mikrokontroler može pokrenuti prijenos takvih podataka, a sam optički senzor nikada neće pokrenuti takav prijenos.
Stoga je pitanje efikasnosti (učestalosti) praćenja kretanja miša velikim dijelom na "plećima" mikrovezja vanjskog kontrolera.
Podaci s optičkog senzora prenose se u 56-bitnim paketima.

Pa, upravljački blok Led, kojim je senzor opremljen, odgovoran je za kontrolu diode pozadinskog osvjetljenja - promjenom vrijednosti bita 6 (LED_MODE) na adresi 0x0a, mikroprocesor optosenzora može prebaciti LED u dva načina rada: logički "0" odgovara stanju "dioda je uvijek uključena", logika "1" pretvara diodu u način "uključeno samo kada je potrebno".
Ovo je važno, recimo, pri radu s bežičnim miševima, jer štedi napunjenost njihovih autonomnih izvora napajanja.
Pored toga, sama dioda može imati nekoliko načina osvjetljenja.

To je u stvari sve sa osnovnim principima optičkog senzora.
Šta još možete dodati?
Preporučena radna temperatura mikrovezja ADNS-3060, međutim, kao i svi ostali čipovi ove vrste je od 0 ° C do + 40 ° C.
Iako Agilent Technologies garantuje očuvanje radnih svojstava svojih čipsa u temperaturnom rasponu od -40 ° C do +85 ° C.

AMD Radeon Software Adrenalin Edition 19.9.2 Opcioni upravljački program

Novi AMD Radeon softver Adrenalin Edition 19.9.2 opcioni upravljački program poboljšava performanse u Borderlands 3 i dodaje podršku za Radeon izoštravanje slike.

Postoje dva takva uređaja - za pozicioniranje miša vodoravno i okomito. Kada mišem upravljate dijagonalno, uključena su oba koordinatora položaja. Impulsi iz dva IR prijemnika (tropolna kućišta IR tranzistora) dovode se u mikrovezje (smješteno na poleđini tiskane ploče), ispunjeno smjesom. Njegov tip je označen SS-1HBA-1. Iz izlaza ovog mikrovezja, kroz zaglađujuće pulsacije prigušnica, upravljački signal se dovodi na konektor s oznakom J1, a zatim preko žica na PC.

Pinout konektora J1 je sljedeći:

1 i 4 kontakta (crni i žuti vodiči spojnog kabla sa računara) - zajednička žica;

5 - "+ 5 V" (crvena);

2 i 3 (zeleno i bijelo)

u skladu s tim) - visokofrekventni niz impulsa s amplitudom od 4,5 V. Zadnja dva vodiča prenose informacije o promjeni položaja miša na PC. Međutim, te je signale teško koristiti bez namjenskog dekodera. Stoga postoji lakši način za dobivanje jednostavnih upravljačkih signala od miša (kada ga pomičete). Dakle, IR tranzistor Q1 (nasuprot njemu postoji IR LED IR1) je "odgovoran" za bočno kretanje miša (lijevo, desno), a Q2 i, shodno tome, IR2 - za uzdužno (ravno, naprijed, nazad). Eksperimentalno je bilo moguće ustanoviti da u odsustvu prepreke između IR predajnika i prijemnika na stezaljkama Q1 i Q2 (osim srednjeg terminala - uvijek postoji +5 V) postoji visok napon, a on se mijenja na niži čim IR prijemnik prestane primati signal predajnik.

Slika: 3.22. Mehanički računarski miš sa uklonjenim kućištem, prikaz štampane ploče i mehanizam za pozicioniranje koordinata

Odnosno, kada se miš pomiče, lopta djeluje na zupčanik, čiji su zubi smješteni između predajnika i prijemnika IC signala. Isti upravljački signal (od visokog do niskog nivoa) može se "uzeti" sa prespojnih pinova označenih na PCB JPD2 i JPD3 (istaknuto na slici 1). Znajući gdje povezati izvršni uređaj na ploči miša računara (na primjer, signalni uređaj za pomicanje predmeta), ostaje samo voditi računa o elektroničkom adapteru koji promjenu logičke razine pretvara u audio signal. Na sl. 3.23 prikazuje miša fiksiranog između krunica seoske kuće i pričvršćene konjušnice. Kad se kuća smiri, milimetarski se promijeni udaljenost između trupaca, "miš" odmah daje signal, a signalni uređaj "podiže alarm".

Slično tome, možete kontrolirati slijeganje temelja, nagib vrata, okvira vrata i bilo koje konstrukcije (ne samo drvene), gdje naginjanje, pomicanje ili pomicanje dijelova nije poželjno ili opasno. Kao zvučni signalni uređaj možete koristiti sklop prikazan na sl. 3.24.

Kao HA1, korištena je zvučna kapsula s ugrađenim generatorom audio frekvencije, ona mora biti povezana strogo u skladu s polaritetom. Tranzistor VT1 provodljivost p-p-p otvara se kada je napon u tački A blizu nule, odnosno u trenutku kada je miš pomaknut.

Slika: 3.23. Način instaliranja računarskog miša kao kućnog senzora za slijeganje

Ne pokušavajte primijeniti napon veći od 6 V na "elektroničko punjenje" miša, ono neće uspjeti.

Slika: 3 24. Varijanta kola zvučnog signalnog uređaja za povezivanje sa senzorom pomeranja predmeta u obliku računarskog miša

Danas gotovo niko ne koristi mehaničke miševe (svi su prešli na optičke), pa mi se njegov "drugi život" čini vrlo zanimljivim i korisnim kao dio razmatranog signalnog uređaja o pomicanju nosećih konstrukcija seoske kuće. Naravno, ovaj razvoj se može primijeniti i u drugim slučajevima - kada je potreban visoko precizni senzor pomicanja predmeta. Računalni miš u potpunosti ispunjava ove zahtjeve, makar samo zato što će bilo kakvo njegovo kretanje, čak i pola milimetra, generirati promjenu nivoa s visokog na niži. Nakon rastavljanja tijela mehaničkog miša, preporučujem puhanje komprimiranog zraka oko mjesta pričvršćivanja plastične vune i kuglice za pozicioniranje, kao i kapanje kapljica kućnog ulja na nastavak zupčanika kako bi se smanjilo trenje zbog rotacije njihovih osi.

Optički miševi nemaju pokretne mehaničke dijelove, izdržljiviji su, a princip rada, zasnovan na refleksiji signala od površine stola, omogućuje vam stvaranje originalnog beskontaktnog prekidača za svjetlo s pozadinskim osvjetljenjem na bazi optičkog miša. Na primjeru računarskog optičkog miša Defender Optical 1330 (rezolucija 400 dpi), u nastavku ćemo razmotriti uređaj za upravljanje osvjetljenjem.

Literatura: Kashkarov A.P. Elektronski uređaji za udobnost i udobnost.

Ako je vaš računarski miš slomljen, nemojte žuriti s kupnjom novog. Sasvim je moguće da ćete i sami moći popraviti kvar, a uređaj će vam služiti više od jedne godine.

Smeće senzora miša

Često postoji i situacija u kojoj ne možemo precizno preći kursorom u određenoj točki. Stalno drhti i kreće se samo od sebe. Ova situacija jasno ukazuje na začepljenje optičke grupe miša.

Blokada je najčešće vanjska. Prašina ili kosa ulaze u odjeljak gdje se svjetlost diode odbija od stola. Da biste se riješili takve blokade, ne trebate ni rastaviti miš. Dovoljno je okrenuti ga i ispuhati. Kao krajnje sredstvo, malom četkom uklonite sve priljepljene ostatke.

Ako nakon takvih manipulacija pokazivač miša zadrhti, tada je, najvjerojatnije, ili senzor začepljen iznutra, ili je potpuno neispravan. U svakom slučaju možete pokušati rastaviti miša i očistiti senzor čačkalicom sa pamučnom krpom namočenom u alkohol omotanom oko njega:

Prije čišćenja senzora pamučnom krpom, također ga možete pokušati ispuhati kako biste ispuhali finu prašinu koja se može zalijepiti kad se smoči. Nakon toga lagano, bez pritiskanja, čačkalicu kružnim pokretima umetnite u otvor senzora. Nakon nekoliko okreta i zaustavljanja rotacije vadimo čačkalicu, čekamo da se alkohol osuši i pokušavamo povezati miša.

Ako nakon svih pokušaja čišćenja senzor ne radi normalno, ako imate drugi miš, lemilicu i ravne ruke, možete ukloniti neradni mikrovez i zamijeniti ga senzorom drugog miša. Međutim, ovo već zahtijeva određenu vještinu, pa je neće moći svi izvesti ...

Pomiče točkić miša

Desi se da miš dobro radi, ali kada pokušamo koristiti njegov točkić, stranica koju pomičemo počinje skakati gore-dolje ili uopće ne želi pomicati. Jao, kvar na točkiću miša prilično je česta kvar i upravo me ona potaknula da napišem ovaj članak.

Prvo morate pažljivo razmotriti koliko se ravnomjerno kotač okreće u utoru. Sam žlijeb i osovina kotača imaju šesterokutni presjek, ali ponekad se jedna ili više stranica ovog šesterokuta mogu deformirati, uslijed čega će osovina skliznuti u problematičnom području.

Ako imate upravo takav problem, on se rješava zaptivanjem ruba osovine kotača trakom ili električnom trakom u malim količinama. Ako je s kretanjem kotača sve normalno, tada je došlo do kvara unutar kodera (senzor pomicanja). Od duže upotrebe, mogao bi popustiti i trebao bi biti malo zbijen:

Da biste to učinili, uzmite male kliješta i jedan po jedan pritisnite ih na četiri metalna držača koji pričvršćuju davač za plastične dijelove mehanizma za pomicanje. Ovdje je glavno ne pretjerati i ne slomiti krhku plastiku, ali istovremeno jače stisnuti. Pokušajte priključiti miš i provjerite je li se negativni efekt pomicanja smanjio nakon svakog pritiska.

Jao, u mom slučaju nije bilo moguće potpuno se riješiti kretena. Da, učestalost i varijacije u skokovima stranica su se smanjile, ali sami skokovi nisu u potpunosti nestali. Tada sam odlučio pristupiti pitanju radikalnog i istinskog brtvljenja na ruskom jeziku :) Iz starog paketa baterija izrezao sam komad tankog, ali gustog polietilena i zabio ga u mehanizam:

Najzanimljivije je da je ova manipulacija pomogla! Samo trebam odrezati dodatnu dužinu trake i sastaviti miša :)

Dugmad miša ne rade

Posljednji i najneugodniji kvar je neradno dugme. Nije li lijevi, desni ili onaj pod volanom - svi su obično isti. Važno je da neaktivni gumb praktično ni na koji način ne bude popravljen. Njegov mikroprekidač možete zamijeniti samo tako što ćete neradni lemiti lemilicom i na njegovo mjesto postaviti novi ili posuđen od drugog miša.

Mikroprekidač ima tri "noge", od kojih je prva uobičajena zasunica, a druge dvije su kontakti koje treba zalemiti. Zasun ne treba zalemiti. Služi samo kao "siguran", tako da greškom ne umetnete mikroprekidač u pogrešnom smjeru.

Ponekad tipka i dalje radi, ali ne radi svaki put kad se pritisne. Takav simptom može ukazivati \u200b\u200bna to da se rub gumba koji pritiska mikroprekidač istrošio od česte upotrebe.

Miš rastavljamo i pažljivo proučavamo problematični gumb i njegov potisnik. Ako vidimo malu udubinu, onda je problem možda u njoj. Dovoljno je oprano područje napuniti kapljicom epoksidne smole ili rastopljene plastike.

Posljednji problem na koji možete naići je taj da tipka miša dvoklikne kada je kliknete. To možete riješiti lemljenjem mikroprekidača ili ... programski! U svakom slučaju, prije uzimanja lemilice, provjerite ispravnost postavki miša na Windows upravljačkoj ploči:

Prema zadanim postavkama, klizač brzine dvoklika trebao bi biti centriran i opcija ljepljivog miša onemogućena. Pokušajte postaviti ove parametre i provjerite je li problem riješen. Ako nije, drugi radikalni softverski način za "izlječenje" dvostrukog klika je uklanjanje upravljačkog programa miša. Napisano je kako ispravno ukloniti upravljački program.

zaključci

Miševi su jedan od najaktivnijih računarskih uređaja. Stoga nije iznenađujuće što često propadnu. Međutim, zbog jednostavnosti svog uređaja, u većini slučajeva svi mogu popraviti miš!

Da biste to učinili, ne morate biti sposobni za lemljenje ili razumijevanje elektronike. Glavna stvar je jasno dijagnosticirati uzrok sloma. Kao i u medicini, ovdje je ispravna dijagnoza put do uspješnog popravljanja.

Nadam se da će vam naš članak omogućiti da utvrdite šta je tačno puklo u vašem mišu, a time i da popravite kvar. Uspješan popravak za vas!

P.S. Dopušteno je slobodno kopiranje i citiranje ovog članka, pod uslovom da je navedena otvorena aktivna veza do izvora i sačuvano autorstvo Ruslana Tertyshnyja.

Anatolij Besplemennov

U ovom krugu, senzorski čip iz računarskog miša koristi se za mjerenje rotacije diska, koji se može mehanički povezati s bilo kojom vrstom opreme ili instrumenata. Jedna od karakteristika šeme je mogućnost prilagođavanja odnosa broja impulsa po okretu promjenom položaja senzora duž radijusa diska.

Optički senzor miša je CMOS mikrovezje dizajnirano za izgradnju optoelektronskih sistema za praćenje. Unutar mikrovezja, slike se snimaju, digitaliziraju i digitalno obrađuju.

Uzmimo za primjer jednostavan i jeftin OM2 senzor. Ovaj uređaj mjeri položaj na osnovu dobivenih okvira površinske slike i matematičkom obradom određuje smjer kretanja i njegovu veličinu. Dizajniran za upotrebu s LED-om visoke svjetline, senzor je smješten u polistirensko optičko kućište. Senzor nema pokretnih dijelova, ne zahtijeva precizno optičko podešavanje i omogućava vam stvaranje cjelovitog, kompaktnog sistema za praćenje. OM02 pruža kvadraturni izlaz za oba smjera vožnje (X i Y). Rezolucija je približno 0,06 mm, a brzina putovanja može doseći 0,4 m / s.

Čip senzora generira kvadraturni signal u X smjeru, oponašajući izlaz konvencionalnog kodera. Za 2D sistem mogu se koristiti i koordinate X i Y. X1 i X2 se generišu na maksimalnoj frekvenciji od oko 25 kHz. Dijagrami na slici 1 prikazuju vrijeme za X osu (smjer vožnje udesno). Ako je potrebno, kvadraturni izlazni signal može se koristiti za direktan pogon koračnog motora.

Povezivanjem izlaza X1 i X2 na ulaz ekskluzivnog ulaza "ILI", možete udvostručiti izlaznu frekvenciju podataka, istovremeno gubeći informacije o smjeru kretanja.

Fizička primjena

Disk (ili druga površina) koji se koristi mora imati određenu teksturu, uzorak, ogrebotine ili grubo brušenje kako bi se dobili dobri rezultati OCR-a za karakteristike površine (slika 3).

Dizajn prikazan na slici 4 uspješno je korišten za omogućavanje sinkroniziranog kretanja proizvodnih linija, transportera, opreme za etiketiranje i ispisa na pokretnim objektima. Napravljeno je više od 100 primjeraka, a svi rade nakon nekoliko godina.

Šematski dijagrami za SPI sučelje

Dostupne su i druge IC optičkih senzora, koje se razlikuju po vrstama korištenih izvora svjetlosti, sučeljima, brzinama itd. Na primjer, CMOS senzor optičkog miša (slika 5) koristi serijski SPI sučelje, dok CMOS optički senzor za navigaciju (slika 6) ima i SPI i kvadraturne izlaze.

Senzori sa SPI sučeljima (ili USB ako koriste dodatnu mikrovezu) ne dopuštaju praćenje svakog pojedinačnog impulsa, jer podatke prenose u paketima. Za zahtjevne aplikacije u stvarnom vremenu poželjni su kvadraturni izlazni senzori.

Također bi bilo zanimljivo izraditi enkoder zasnovan na bežičnom računarskom mišu, a možda još zanimljiviji na osnovu senzora digitalne čeljusti, jer većina njih ima sučelje I 2 C. Ali to je već druga priča.

Da bih riješio jedan od problema, trebao sam programski primiti i obraditi slike malog područja površine papira s vrlo velike udaljenosti. Budući da nisam dobio pristojnu kvalitetu kada sam koristio običnu USB kameru i već sam bio na pola puta do prodavnice za elektronski mikroskop, prisjetio sam se jednog od predavanja u kojem su nam rekli kako rade različiti uređaji, uključujući računarski miš.

Priprema i neka teorija

Guglajući informacije o ovoj temi i rastavljajući stari Logitech PS / 2 miš, vidio sam sliku poznatu iz članaka s Interneta.

Nije baš kompliciran raspored "miševa prve generacije", optički senzor u centru i čip PS / 2 interfejsa malo viši. Optički senzor na koji sam naišao analogan je "popularnim" modelima ADNS2610 / ADNS2620 / PAN3101. Mislim da su oni i njihovi kolege masovno proizvedeni u istoj kineskoj fabrici i da su na proizvodu dobili različite oznake. Dokumentacija za njega pronađena je vrlo lako, čak i zajedno sa raznim primjerima koda.

U dokumentaciji se kaže da ovaj senzor prima sliku površine 18x18 piksela do 1500 puta u sekundi (rezolucija 400 cpi), čuva je i, koristeći algoritme za upoređivanje slika, izračunava pomak X i Y u odnosu na prethodni položaj.

Implementacija

Povezujemo 5V i GND na odgovarajuće izlaze Arduina, a pinove SDIO i SCLK senzora na digitalne pinove 8 i 9.

Da biste dobili pomak u koordinatama, trebate pročitati vrijednost registra čipa na adresama 0x02 (X) i 0x03 (Y), a da biste izbacili sliku, prvo morate unijeti vrijednost 0x2A u 0x08, a zatim je pročitati 18x18 puta s istog mjesta. Ovo će biti zadnja "memorirana" vrijednost matrice svjetline slike sa optičkog senzora.

Kako sam ovo implementirao na Arduinu možete pronaći ovdje: http://pastebin.com/YpRGbzAS (ukupno ~ 100 redova koda).

A da bi se slika primila i prikazala, u Obradi je napisan program.

Rezultat

Na njoj možete primijetiti teksturu površine (papir), pa čak i pojedinačna slova. Treba napomenuti da se tako jasan kvalitet slike postiže činjenicom da su programeri ovog modela miša dizajnu dodali posebno stakleno postolje s malim sočivom.

Ako počnete dizati miša i nekoliko milimetara iznad površine, jasnoća odmah nestaje.

Ako iznenada poželite ovo ponoviti kod kuće, da biste pronašli miša sa sličnim senzorom, preporučujem potragu za starim uređajima s PS / 2 sučeljem.

Zaključak

Ostavit ću veze do materijala koji su mi bili vrlo korisni za rješavanje ovog problema. Zaista nije bilo teško i urađeno je s velikim zadovoljstvom. Sada tražim informacije o čipovima skupljih modela modernih miševa za dobivanje visokokvalitetnih slika visoke rezolucije. Možda ću čak moći sastaviti nešto poput mikroskopa (kvalitet slike sa trenutnog senzora očito nije pogodan za ovo). Hvala na pažnji!