Gdje možete koristiti mikrokontrolere od miševa. Kontroler za pomicanje miša

Optički senzor ADNS-3060, u usporedbi sa svojim "precima", ima doista impresivan skup karakteristika.
Pakiran u 20-pinski paket, ovaj čip pruža optičkim miševima dosad neviđene mogućnosti.
Dopušteno maksimalna brzina kretanje manipulatora povećalo se na 40 inča / s (odnosno gotovo 3 puta!), tj. postigla "orijentirnu" brzinu od 1 m / s.

To je već vrlo dobro - malo je vjerojatno da barem jedan korisnik pomiče miš brzinom koja prelazi to ograničenje toliko često da neprestano osjeća nelagodu zbog upotrebe optičkog pokazivačkog uređaja, uključujući igre.
Dopušteno ubrzanje poraslo je, zastrašujuće reći, sto puta (!), I doseglo vrijednost od 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 tu granicu, pa čak i tada, vjerojatno u snovima.
Programabilna brzina površinske slike optičkim senzorom u novom modelu čipa premašuje 6400 sličica / s, 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 kojom se miš pomiče.
"Rezolucija" optičkog senzora i dalje može biti 400 ili 800 cpi.
Uzmimo primjer mikroveznice ADNS-3060 i razmotrimo opće principe rada optičkih senzora.

Općenita shema za analizu kretanja miša nije se promijenila u usporedbi s ranijim modelima - mikrofotografije površine ispod miša dobivene IAS senzorskom jedinicom zatim obrađuju DSP (procesor) integriran u isti mikrovez, koji određuje smjer i udaljenost pokreta 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 podatke o kretanju manipulatora sa serijskog priključka mikročipa optičkog senzora.
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 značajke senzora.
Blok shema čipa ADNS-3060 prikazana je gore.
Kao što vidite, njegova se struktura u osnovi nije promijenila u usporedbi sa svojim dalekim "precima".
Snaga od 3,3 V napaja se senzorom preko bloka regulatora napona i kontrole napajanja, funkcija filtriranja napona dodjeljuje se istom bloku, za koji se koristi priključak na vanjski kondenzator.

Signal koji dolazi iz vanjskog kvarcnog rezonatora na oscilator (čija je nominalna frekvencija 24 MHz, za prethodne modele mikrovezja korišteni su glavni oscilatori niže frekvencije) služi za sinkronizaciju svih računskih procesa koji se odvijaju 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 fotografiranje senzorom ADNS-3060.

Kao što možete pretpostaviti, na temelju podataka u tablici, učestalost slika senzora određuje se pomoću jednostavne formule:
Brzina sličica \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, čija je boja kodirana s 8 bitova, tj. jedan bajt (odgovara 256 nijansi sive za svaki piksel).
Dakle, svaki okvir (okvir) koji ulazi u DSP procesor je slijed od 900 bajtova podataka.

No, "lukavi" procesor ne obrađuje ovih 900 bajtova okvira odmah po dolasku, on čeka dok se 1536 bajtova informacija o pikselima ne skupi u odgovarajući međuspremnik (memorija) (odnosno informacija o 2/3 sljedećeg kadra bit će dodan).
I tek nakon toga čip počinje analizirati informacije o kretanju manipulatora uspoređujući promjene na uzastopnim površinskim slikama.

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

Nakon što integrirani DSP procesor obradi podatke slike, izračunava relativne vrijednosti pomaka manipulatora duž osi X i Y, unoseći određene podatke o tome u memoriju čipa ADNS-3060.
Zauzvrat, mikrovezni sklop 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 učinkovitosti (učestalosti) praćenja kretanja miša velikim dijelom na "ramenima" mikrovezja vanjskog kontrolera.
Podaci s optičkog senzora prenose se u 56-bitnim paketima.

Pa, upravljački blok Led, kojim je opremljen senzor, odgovoran je za upravljanje diodom 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".
To je važno, recimo, pri radu s bežičnim miševima, jer štedi napunjenost njihovih autonomnih izvora napajanja.
Uz to, sama dioda može imati nekoliko načina osvjetljenja.

To je zapravo sve s osnovnim načelima optičkog senzora.
Što još možete dodati?
Preporučeno radna temperatura mikrovezja ADNS-3060, međutim, kao i svi ostali čipovi ove vrste, - od 0 ° C do +40 ° C.
Iako Agilent Technologies jamči očuvanje radnih svojstava svojih čipsa u temperaturnom rasponu od -40 ° C do +85 ° C.

Vozač AMD Radeon Softversko izdanje Adrenalin 19.9.2 Izborno

Nova verzija aMD upravljački programi Radeon Software Adrenalin Edition 19.9.2 Po izboru 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 s dva IR prijamnika (tropolna kućišta IR tranzistora) napajaju se u mikrovezje (smješteno na stražnjoj strani tiskane ploče), ispunjeno smjesom. Njegova je vrsta označena SS-1HBA-1. Iz izlaza ovog mikrovezja, kroz zaglađujuće pulsacije prigušnica, upravljački signal odlazi do konektora s oznakom J1, a zatim preko žica do računala.

Pinout konektora J1 je sljedeći:

1 i 4 kontakta (crni i žuti vodiči spojnog kabela s računala) - zajednička žica;

5 - "+ 5 V" (crveno);

2 i 3 (zeleno i bijelo)

odgovarajuće) - visokofrekventni slijed impulsa s amplitudom od 4,5 V. Posljednja dva vodiča prenose informacije o promjeni položaja miša na računalo. 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 je IR LED IR1) "odgovoran je" za bočno kretanje miša (lijevo, desno), a Q2 i, u skladu s tim, IR2 - za uzdužno (ravno, naprijed, natrag ). Eksperimentalno je bilo moguće utvrditi da u odsustvu prepreke između IR odašiljača i prijamnika na stezaljkama Q1 i Q2 (osim srednjeg terminala - uvijek postoji +5 V) postoji visokonaponska razina i ona mijenja se na nisku čim IR prijemnik prestane primati odašiljač signala.

Lik: 3.22. Mehanički računalni miš s uklonjenim kućištem, prikaz tiskane ploče i mehanizam za pozicioniranje koordinata

Odnosno, kada se miš pomiče, lopta djeluje na zupčanik, čiji su zubi smješteni između odašiljača i prijamnika IR signala. Isti upravljački signal (od visoke do niske razine) može se "uzeti" iz kontakata kratkospojnika naznačenih na isprintana matična ploča JPD2 i JPD3 (istaknuto na slici 1). Znajući gdje se na ploči miša računala može spojiti izvršni uređaj (na primjer, signalni uređaj za pomicanje predmeta), ostaje samo voditi računa o elektroničkom adapteru koji promjenu logičke razine pretvara u zvučni signal... Na sl. 3.23 prikazuje miša učvršćenog između krunica seoske kuće i pričvršćene staje. Kad se kuća smiri, promjena milimetra u udaljenosti 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 uređaj za zvučnu signalizaciju možete koristiti sklop prikazan na sl. 3.24.

Kao HA1 korištena je zvučna kapsula s ugrađenim generatorom audio frekvencija, mora biti povezan strogo u skladu s polaritetom. Tranzistor VT1 vodljivost p-p-p otvara se kad je napon u točki A blizu nule, odnosno u trenutku kada je miš pomaknut.

Lik: 3.23. Način instaliranja računalnog miša kao kućnog senzora za slijeganje

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

Lik: 3 24. Varijanta sklopa zvučnog signalnog uređaja za spajanje na senzor pomaka predmeta u obliku računalnog miša

Danas gotovo nitko 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 potpornih konstrukcija seoske kuće. Naravno, ovaj se razvoj može primijeniti i u drugim slučajevima - kada je potreban visoko precizni senzor pomicanja predmeta. Računalni miš u potpunosti udovoljava tim zahtjevima, makar samo zato što će bilo kakvo njegovo kretanje, čak i pola milimetra, generirati promjenu u razini s visoke na nisku. Nakon rastavljanja tijela mehaničkog miša, preporučujem puhanje komprimiranog zraka oko mjesta pričvršćivanja plastične vune i kuglice za pozicioniranje, kao i nakapavanje kapi kućanskog 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 odbijanju signala od površine stola, omogućuje vam stvaranje originalnog beskontaktnog prekidača za svjetlo s pozadinskim osvjetljenjem na temelju optičkog miša . Na primjeru računalnog optičkog miša Defender Optical 1330 (razlučivost 400 dpi), u nastavku ćemo razmotriti uređaj za upravljanje osvjetljenjem.

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

Ako je računalni 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 zadržati pokazivač u određenoj točki. Stalno drhti i kreće se samo od sebe. Ova situacija jasno ukazuje na začepljenje optičke skupine 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 zaglavljene ostatke.

Ako nakon takvih manipulacija kursor miša zadrhti, tada je, najvjerojatnije, ili senzor začepljen iznutra, ili je potpuno neispravan. U svakom slučaju možete pokušati rastaviti miša i očistiti senzor čačkalicom s omotanom vatom namočenom u alkohol:

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, umetnite čačkalicu rotacijskim pokretima u otvor senzora. Nakon što smo napravili nekoliko zavoja i nismo se zaustavili okretati, vadimo čačkalicu, čekamo da se alkohol osuši i pokušavamo povezati miša.

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

Pomiče kotačić miša

Dogodi se da miš radi u redu, ali kad pokušamo upotrijebiti njegov kotačić, stranica koju pomičemo počinje skakati gore-dolje ili se uopće ne želi pomicati. Jao, neuspjeh kotačića miša prilično je čest 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 dulje uporabe, 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 na plastične dijelove mehanizma za pomicanje. Ovdje je glavna stvar ne pretjerivati \u200b\u200bi ne razbiti krhku plastiku, ali istodobno jače stisnuti. Pokušajte priključiti miš i provjerite je li se negativni učinak pomicanja smanjio nakon svakog pritiska.

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

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

Gumbi miša ne rade

Posljednji i najneugodniji kvar je neradni gumb. Nije li lijevi, desni ili onaj pod volanom - svi su obično isti. Važno je da neradni gumb praktički ni na koji način ne bude popravljen. Njegov mikroprekidač možete zamijeniti samo uklanjanjem neradnog lemilicom i postavljanjem novog ili posuđenim od drugog miša.

Mikroprekidač ima tri "noge", od kojih je prva redoviti zasun, a druge dvije su kontakti koje treba zalemiti. Zasun ne treba zalemiti. Služi samo kao "siguran", tako da pogrešno 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.

Rastavljamo miša 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 s kojim se možete susresti je da tipka miša dvoklikne kad je kliknete. To možete riješiti lemljenjem mikroprekidača ili ... programski! U svakom slučaju, prije uzimanja lemilice, provjerite ispravnost postavki miša na upravljačkoj ploči sustava Windows:

Prema zadanim postavkama, klizač brzine dvoklika trebao bi biti centriran i onemogućena opcija ljepljive tipke miša. 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.

nalazi

Miševi su jedan od najaktivnijih računalnih uređaja. Stoga ne čudi 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 popravka.

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

p.s. Dopušteno slobodno kopiranje i citiranje ovaj članak pod uvjetom da je naznačena otvorena aktivna veza do izvora i sačuvano autorstvo Ruslana Tertyshnyja.

Anatolij Besplemennov

U ovom se krugu koristi senzorski čip iz računalnog miša za mjerenje rotacije diska koji se može mehanički povezati s bilo kojom vrstom opreme ili instrumenata. Jedna od značajki sheme je mogućnost podešavanja omjera broja impulsa po okretu promjenom položaja senzora duž radijusa diska.

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

Uzmimo za primjer jednostavan i jeftin OM2 senzor. Ovaj uređaj mjeri položaj na temelju 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 omogućuje vam stvaranje cjelovitog, kompaktnog sustava za praćenje. OM02 pruža kvadraturni izlaz za oba smjera vožnje (X i Y). Razlučivost je približno 0,06 mm, a brzina putovanja može doseći 0,4 m / s.

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

Spajanjem izlaza X1 i X2 na ulaz logičkog ulaza, ekskluzivno "ILI", možete udvostručiti izlazna frekvencija podataka, a pritom se gube podaci o smjeru kretanja.

Fizička provedba

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

Dizajn prikazan na slici 4 uspješno je korišten za sinkronizirano kretanje u proizvodnim linijama, transporterima, opremi za označavanje i ispisu na pokretnim predmetima. Napravljeno je više od 100 primjeraka, svi rade nakon nekoliko godina.

Shematski dijagrami za SPI sučelje

Dostupni su i drugi IC optičkih senzora, koji se razlikuju po vrstama korištenih izvora svjetlosti, sučeljima, brzinama itd. Primjerice, koristi CMOS optički senzor miša (slika 5) serijsko sučelje SPI, a CMOS senzor za optičku navigaciju (slika 6) ima obje vrste izlaza, i SPI i kvadraturu.

Senzori sa SPI sučeljima (ili USB ako koriste dodatni mikrovezje) 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 koder na bazi bežičnog računalnog miša, a možda još zanimljiviji na temelju senzora digitalne čeljusti, budući da većina njih ima sučelje I 2 C. Ali to je već druga priča.

Da bih riješio jedan od problema, trebao sam programski primati i obrađivati \u200b\u200bslike malog područja površine papira s vrlo velike udaljenosti. Ne dobiva pristojnu kvalitetu kada se koristi redoviti USB fotoaparata i već na pola puta do trgovine za elektronski mikroskop, sjetio sam se jednog od predavanja u kojem su nam rekli kako rade različiti uređaji, uključujući računalni 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.

Ne baš kompliciran raspored "miševa prve generacije", optički senzor u sredini i PS / 2 čip sučelja malo viši. Optički senzor na koji sam naišao analog je "popularnim" modelima ADNS2610 / ADNS2620 / PAN3101. Mislim da su oni i njihovi kolege masovno proizvedeni u istoj kineskoj tvornici te su na proizvodu dobili različite oznake. Dokumentacija za nju pronađena je vrlo lako, čak i zajedno s raznim primjerima koda.

U dokumentaciji se kaže da ovaj senzor snima sliku površine 18x18 piksela do 1500 puta u sekundi (razlučivost 400 cpi), pohranjuje je i pomoću algoritama za usporedbu slika izračunava pomak X i Y u odnosu na prethodni položaj.

Provedba

Priključujemo 5V i GND na odgovarajuće izlaze Arduina, a SDIO i SCLK senzorske igle na digitalne pinove 8 i 9.

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

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

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

Proizlaziti

Na njoj možete primijetiti teksturu površine (papir), pa čak i pojedinačna slova. Treba napomenuti da se tako jasna kvaliteta slike postiže činjenicom da su programeri ovog modela miša dizajnu dodali posebno stakleno postolje s malom lećom izravno ispod senzora.

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

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

Zaključak

Ostavit ću poveznice na materijale koji su mi bili vrlo korisni za rješavanje ovog problema. Zaista nije bilo teško i odrađeno 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 (kvaliteta slike s trenutnog senzora za to očito nije prikladna). Hvala na pažnji!