حقایقی در خصوص کارکرد ماوس کامپیوتر که احتمالا نمی دانستید - مجله جغتای

داخل یک ماوس کامپیوتر توپی

ماوس کامپیوتر یک ابزار کوچک، ارگونومیک و شگفت انگیز است که شکاف ارتباطی بین فرد و ماشین را پر می نماید. از نظر فنی، این وسیله نمونه ای از آنچه HID (رابط انسانی) نامیده می گردد، در نظر گرفته می گردد. اگر به ساختار ماوس های قدیمی نگاهی انداخته باشید، می بینید که یک توپ لاستیکی در شکمش وجود دارد. پیشنهاد می کنیم اگر در انباری ماوسی توپی دارید، آن را بردارید و باز کنید تا بتوانید توپ سنگین و فنری را که آن را در موقعیت خود نگه داشته است، به وضوح ببینید.

اجزای داخلی یک ماوس توپی و چرخان به توضیح زیر است:

1. دکمه ای که چپ کلیک روی ماوس را تشخیص می دهد.
2. دکمه وسط ماوس
3. دکمه راست کلیک
4. اتصال به سوکت PS/2 در کامپیوتر
5. تراشه ای که حرکات عقب و جلو (آنالوگ) ماوس را به سیگنال های عددی (دیجیتال) تبدیل می نماید.
6. هنگامی که ماوس را به چپ و راست حرکت می دهید، این چرخ محور X می چرخد.
7. هنگامی که ماوس را بالا و پایین می برید، این چرخ محور Y می چرخد.
8. توپ لاستیکی سنگین
9. فنری که توپ لاستیکی را محکم روی چرخ های محور X و Y فشار می دهد تا حرکات را به درستی ثبت نمایند.
10. خازن الکترولیتی
11. مقاومت ها

ماوس توپی چگونه کار می نماید؟

به منظور درک سازوکار این وسیله باید بدانید همانطور که ماوس توپی را روی میز خود حرکت می دهید، توپ داخل آن به علت وزنی که دارد غلت می خورد و به دو غلتک پلاستیکی متصل به چرخ هایی نازک (شماره های 6 و 7 در عکس) فشار می آورد. در چنین حالتی یکی از چرخ ها حرکات را در جهت بالا و پایین تشخیص (محور y) و دیگری حرکات پهلو به پهلو (محور x) را تشخیص می دهد.

چرخ های روی محورها چگونه فاصله را اندازه می گیرند؟

همانطور که ماوس را حرکت می دهید، توپ اصلی غلتک هایی را که یک یا هر دو چرخ روی محورها را می چرخاند حرکت می دهد. اگر ماوس را مستقیماً به سمت بالا حرکت دهید، فقط چرخ محور y می چرخد. اگر به سمت راست حرکت کنید، فقط چرخ محور x می چرخد، البته طبیعی است که اگر ماوس کامپیوتر را با زاویه حرکت دهید، توپ هر دو چرخ محورها را به یک باره می چرخاند.

اما نکته هوشمندانه کار اینجاست! هر چرخ از پره های پلاستیکی ای تشکیل شده است که با آن ، پره ها می توانند بارها و بارها، پرتوی نوری گذر نماینده از آن بخش را قطع نمایند. هر چه چرخ بیشتر بچرخد تعداد دفعات شکسته شدن باریکه نور هم بیشتر می گردد. بنابراین شمارش تعداد دفعات شکسته شدن پرتوی نور عبوری راهی برای اندازه گیری دقیق اندازه چرخش چرخ و اندازه فشار وارده بر ماوس است. گفتنی است که این شمارش و اندازه گیری به وسیله ریزتراشه ای در داخل ماوس انجام می گردد که جزئیات را به وسیله کابل به رایانه ارسال می نماید. پس از این کار نرم افزار موجود در رایانه نشان گر ماوس را بر روی صفحه نمایش به اندازه مربوطه حرکت می دهد.

تشخیص جهت در ماوس کامپیوتر توپی به چه شکل است؟

تا به اینجا متوجه شدیم که ماوس چگونه می تواند از اندازه حرکت مطلع گردد، اما این کالای کاربردی چگونه می داند در کدام جهت حرکت نموده است؟ درواقع با شمارش اندازه شکست باریکه نور نمی توان تفاوتی بین 5 سانتی متر حرکت به چپ و 5 سانتی متر حرکت به راست قائل گردد. به همین دلیل باید بدانید که در واقع در ساختار موس از دو منتشرنماینده و دو آشکارساز (گیرنده) در کنار هم استفاده شده است. همانطور که چرخ های پره ای می چرخد، این بخش ماوس می تواند تا حدی یک گیرنده - منتشرنماینده را مسدود و دیگری را باز کند. طی همین رویه هم با مقایسه ترتیب مسدود شدن و برطرف انسداد دو باریکه نور، مدار دستگاه این قابلیت را خواهد داشت که جهت را تشخیص دهد.

چرا ماوس های توپی از دور خارج شدند؟

به طور کلی مسائل مختلفی برای ماوس های کامپیوتری از این دست وجود داشت، که اگر به یاد داشته باشید بخشی از آن شامل عدم تشخیص صحیح مسیر و ریپ زدن دائمی می شد. درواقع این نوع از ماوس ها روی همه سطوح کار نمی کردند و در حالت ایده ئال، به یک پد مخصوص ماوس احتیاج داشتند. البته حتی با وجود پد هم، توپ لاستیکی درون ماوس کامپیوتر و غلتک های آن به تدریج آلودگی ها و گرد و خاک را جمع آوری می کردند، بنابراین چرخ های محور x و y به طور نامنظم می چرخیدند و نشانگر را در سراسر صفحه نمایش دچار لکنت می کردند.

ماوس کامپیوتر نوری چطور کار می نماید؟

با احتمال خیلی زیادی ماوسی که هم اکنون در خانه دارید، از نوع نوری است. یک ماوس کامپیوتر نوری به روشی کاملاً متفاوت از مدل های توپی کار می نماید. درواقع این نوع از کالاهای دیجیتال به وسیله یک LED (دیود ساطع نماینده نور) که در زیر ماوس نصب شده است، نور روشنی را روی میز شما می تاباند. پس از آن نور مستقیماً از روی میز به یک فتوسل (سلول فوتوالکتریک) که در زیر ماوس و در فاصله کوتاهی از LED نصب شده است، بازتاب می نماید. فتوسل یک عدسی در جلوی خود دارد که نور بازتاب شده را بزرگ نمایی می نماید، بنابراین ماوس می تواند با دقت بیشتری به حرکات دست شما پاسخ دهد. همانطور که ماوس را به روی میز فشار می دهید، الگوی نور بازتابی تغییر می نماید و تراشه داخل دستگاه از آن برای تشخیص نحوه حرکت دستان شما استفاده می نماید.

بعضی از ماوس های نوری دارای دو LED هستند که اولی نور را روی میز می تابد و سپس نور خروجی از آن به وسیله فتوسل گرفته می گردد. سپس LED دوم یک نوار پلاستیکی قرمز رنگ را در پشت ماوس روشن می نماید تا بتوانید کار کرد آن را مشاهده کنید. بیشتر ماوس های نوری دارای یک چرخ در جلو هستند تا بتوانید پیج های سایت مدنظر روی نمایشگر را با سرعت بیشتری اسکرول کنید. بعلاوه شما می توانید روی چرخ کلیک کنید، تا مانند دکمه سوم (مرکز) در یک ماوس توپی عمل کند.

نگاهی به درون یک ماوس نوری یا اپتیکال

ماوس های نوری بسیار پیشرفته تر از مدل های توپی هستند، درواقع در جایی که گزینه توپی اغلب مکانیکی تلقی می گردد، یک ماوس نوری یا اپتیکال کاملاً الکترونیکی است و تقریباً هیچ قطعه متحرکی ندارد. در این قسمت داخل یک ماوس کامپیوتر نوری و تعدادی از اجزای اصلی آن نمایش داده می گردد. در حالت کلی جالب ترین قسمت های این ماوس در مرکز (جایی که نور LED روی میز شما می تابد) و در جلو (جایی که فشار دادن دکمه ها به وسیله سوئیچ ها تشخیص داده می گردد) آن قرار گرفته است.

1. یک LED در زیر دستگاه، نور قرمز فراوری می نماید و آن را به صورت افقی، از پشت ماوس به سمت جلو (از چپ به راست در این عکس) می تابد.
2. یک راهنمای پلاستیکی، نور را از LED با زاویه به سمت پایین، روی میز راهنمایی می نماید.
3. یک تراشه آشکارسازی نور، نور بازتاب شده از روی میز را اندازه گیری می نماید و حرکات آنالوگ دست را به سیگنال های دیجیتالی تبدیل می نماید که می تواند به رایانه بفهماند نشانگر را کجا ببرد.
4. چرخ اسکرول در جلوی ماوس کامپیوتر نصب شده است که هم اندازه چرخش و هم فشار را (مثل دکمه مرکزی یک ماوس معمولی) تشخیص می دهد. چرخش چرخ اسکرول را می توان به روش های مختلفی تشخیص داد. بعضی از سیستم ها از پتانسیومترها (به طور کلی، مقاومت های متغیر) استفاده می نمایند. بعضی دیگر از ماوس ها از انواع مختلف سوئیچ های چرخشی یا رمزگذارهای نوری (دوار) برای تبدیل حرکات چرخ آنالوگ به سیگنال های دیجیتال استفاده می نمایند.
5. هنگامی که دکمه سمت راست ماوس را فشار می دهید، یک میکروسوئیچ این عمل را تشخیص می دهد. بعلاوه یک سوئیچ یکسان در سمت دیگر برای تشخیص کلیک سمت چپ وجود دارد.
6. اتصال کابل USB اطلاعات دیجیتالی را از سیستم به رایانه منتقل می نماید.

ماوس بی سیم یا وایرلس چگونه کار می نماید؟

به طور کلی باید بدانید که هیچ چیز خاصی در خصوص گزینه های بی سیم وجود ندارد و آنها دقیقاً به همان روشی حرکات دست شما را تشخیص می دهند، که ماوس های نوری این کار را می نمایند. اما در مدل های وایرلس داده ها را با استفاده از یک اتصال بی سیم (معمولاً بلوتوث) به جای کابل USB به رایانه ارسال می گردد. یو اس بی ها نه تنها داده ها را حمل می نمایند، بلکه برای دستگاه های کوچک پلاگین، برق هم فراهم می نمایند. درواقع بدون وجود این قطعات، بدیهی است که ماوس های بی سیم با یک باتری بتوانند تا این حد دوام بیاوند، چرا که مصرف برق جاری و پنهان دارند؛ بنابراین طبیعی است که ماوس های بی سیم کمی سنگین تر از گزینه های سیمی باشند.

چه کسی ماوس کامپیوتر را اختراع کرد؟

تاریخچه ساخت و پیشرفت کامپیوترها بیش از هر چیزی با دانشمندان و ریاضیدانان گره خورده است. با این حال به شکل تعیین زمانی که صحبت از ماوس کامپیوتر می گردد، نام یک دانشمند باهوش آمریکایی به نام داگلاس انگلبارت (1925-2013) به میان می آید که ماوس کامپیوتر را اختراع کرد. جالب است بدانید که ماوس ساخته شده به وسیله آقای انگلبارت که از آن با عنوان نشان دهنده موقعیت افقی و عمودی نمایشگر (X-Y Position Indicator for a Display System) یاد می شد، برای اولین بار در سال 1973 میلادی با سیستم کامپیوتری زیراکس آلتو آزمایش شد اما متاسفانه به علت آنکه این وسیله نتوانست به موفقیت چندانی دست پیدا کند، ماوس کامپیوتر اپل لیزا به عنوان اولین ماوس جهانی معرفی گردید.

منبع: explain the staff