Маніпулятори (стр. 1 из 3)

РЕФЕРАТ

На тему «Маніпулятори»

1. Маніпулятори (вказівники місцеположення та координатні пристрої)

До маніпуляторів в першу чергу можна віднести такі периферійні пристрої як, миші, трекболи, джойстики та графічні планшети. Ці пристрої дозволяють значно спростити взаємодію оператора з різноманітними прикладними програмами [3,4].

Першу комп'ютерну мишу створив американський інженер Дуглас Енгельбарт у 1964 році, а перший трекбол (trekball) з'явився значно пізніше на фірмі Logitech. Більшість фірм , які виробляють подібні пристрої забезпечують сумісність, або з Microsoft Mouse (дві управляючих клавіші), або з Моuse System (три управляючих клавіші), а найчастіше з ними обома. Миша забезпечує дуже легке маніпулювання такими широко застосовуваними в графічних пакетах об'єктами, як вікна, меню, кнопки, піктограми і інше. Конструкція найпростішої миші надана на рисунку 1.

Подавляюча більшість комп'ютерних мишок до недавнього часу використовувала оптикомеханічний принцип кодування переміщення мишки по рівній поверхні, наприклад, комп'ютерного стола. З поверхнею столу взаємодіє тяжка, покрита гумою куля доволі великого діаметру. Ця куля опирається на два продовгуваті ролики, що притиснуті своїми площинами до сторін кулі та встановлені на одній вісі з двома датчиками положення. Вісі повертання роликів взаємно ортогональні. Датчики являють собою оптопари (світлодіод -фотодіод) і розміщуються по різні сторони спеціальних дисків з отворами. Послідовність, у якій освітлюються світлочутливі елементи, визначає напрямок переміщення миші, а частота імпульсів, що надходять від них - швидкість руху миші. Хороший механічний контакт з поверхнею забезпечується з використанням спеціального коврика, покритого гумою.

Рисунок 1. – Принцип дії механічної миші

На даний час можна виділити п’ять основних способів під'єднання мишки до комп'ютера:

- через послідовний порт (інтерфейс, який подібний RS-232С);

- через спеціальний шинний інтерфейс фірми Microsoft;

- через порт типу РS/2;

- через порт універсальної послідовної шини (USB);

• через безпровідний порт з передачею даних в радіо, чи інфрачервоному діапазоні хвиль.

Маніпулятори випускаються різними виробниками, мають будь-які конструкції та розміри.

Джойстик являється аналоговим координатним пристроєм введення інформації. Перші моделі джойстиків базуватись на використанні декількох мікроперемикачів При переміщенні рукоятки джойстика в тому, чи іншому напрямку замикався відповідний перемикач і формувався код управління В подальшому перемикачі були заміщені реостатними датчиками У цьому випадку рукоятка джойстика механічно з'єднується з двома змінними резисторами, опір яких змінюється при переміщенні рукоятки. Один з резисторів визначає переміщення по координаті X, а другий по координаті У. В задачу адаптера джойстика входить перетворення параметра опорів датчиків у відповідний цифровий код. Потрібно зазначити, що існуючі конструкції джойстиків можуть мати досить різноманітні зовнішні вигляди, проте їх внутрішня конструкція лишається майже без змін (рисунок 2.13).

Рисунок 2. – Загальний вигляд джойстика

В основному джойстик використовується для комп'ютерних ігор. Він дозволяє користувачеві зазнати нові відчуття, а також захистити клавіатуру від передчасного руйнування під час повітряних боїв із літаками супротивника. Джойстик підключається до комп'ютера через спеціальний ігровий порт.

Джойстики бувають аналоговими й цифровими. Аналоговий джойстик посилає в ігровий порт аналоговий сигнал — якийсь змінний електричний сигнал певної напруги й сили струму. Сигнал обробляється контролером ігрового порту й процесором, а далі, уже в цифровому вигляді, використовується програмними інтерфейсами. В основу аналогових джойстиків закладені потенціометри.

Цифрові джойстики подають на комп'ютер уже цифровий сигнал, який був згенерований самим джойстиком. При цьому такі джойстики найчастіше теж використовують потенціометри, просто їхній аналоговий сигнал оцифровується усередині пристрою. Перевагою такого рішення є те, що аналоговий сигнал перетворюється у цифровий до того, як він потрапив в ігровий порт — у сильно зашумлений в електронному розумінні внутрішній простір комп'ютера. Недоліком такого рішення є несумісність ігор і нестандартних ігрових портів, тому що передача цифрових даних через ігровий порт не стандартизована, і кожен виробник робить це своїм способом

В «оптичному» джойстику замість потенціометрів використовуються оптичні сенсори, схожі на ті, котрі застосовуються в мишках. Природно, що сигнал на комп'ютер подається в цифровому вигляді, і це викликає ті ж переваги й недоліки, що й у цифрових джойстиків. Однак оптичні системи зчитування не піддаються механічному зношуванню, як це відбувається з потенціометрами.

Графічний планшет є кодуючим пристроєм, що використовується, в основному, для виконання задач систем автоматизованого проектування (САПР).

Планшет забезпечує введення в комп'ютер двохмірного зображення у вигляді растрової таблиці. В склад пристрою входить спеціальний вказівник типу олівця з вмонтованим в нього датчиком. Внутрішній контролер планшета надсилає електричні імпульси по ортогональній сітці провідників, що знаходяться під площиною планшета. Отримавши два таких сигнали, контролер перетворює їх в координати, що передаються в ПК. Комп'ютер перетворює цю інформацію в координати точки на екрані монітора, координати якої відповідають координатам вказівника на планшеті. Зовнішній вигляд планшета наведено на рисунку 2.13.

Рисунок 3. – Графічний планшет

2. Маніпулятори типу “Миша”

Маніпулятортипу “Миша” на ринку РС-сумісних комп’ютерів став майже обов’язковим пристроєм з появою Windows та OS/2. На даний час “Миша” входить в комплектацію практично кожного комп’ютера.

Серед виробників цього пристрою найбільш великими є Microsoft і Logitech. Не дивлячись на зовнішню різноманітність, всі пристрої працюють однаково і мають однакові основні компоненти:

-корпус, який утримується в руках і пересувається на робочому столі;

-механизм відстежування переміщення миші: кулька/ролик або оптичні датчики;

-декілька кнопок (зазвичай дві) для посилання або вибору команд;

-інтерфейс з'єднання миші з системою. У традиційних конструкціях для цього використовується кабель і роз'єм, у бездротових конструкціях застосовуються радіочастотні або інфрачервоні приймачі, розташовані в корпусі миші і спеціальному модулі комп'ютера, який необхідний для взаємодії миші з системою.

Корпус миші виготовлений з пластмаси, і в нім практично немає рухомих компонентів. У верхній частині корпусу, під пальцями, розташовуються кнопки. Кількість кнопок може бути різною, але зазвичай їх тільки дві. Для роботи додаткових кнопок або колеса прокрутки потрібні спеціальні програми, що як правило надаються виробником. Хоча в ОС Windows9x/Me/2000 і вбудована підтримка колеса прокрутки, без драйвера виробника миші все ж таки не обійтися. Внизу розташовується невелика покрита гумою металева кулька, яка обертається при переміщенні миші на столі. Обертання кульки перетворюються в електричні сигнали, які по кабелю передаються в комп'ютер. Оптичний метод реєстрації переміщень є одним з найперспективніших на сьогоднішній день.

Рис. 4.Оптична миша (вигляд знизу)

У перших конструкціях оптичної миші компанії Mouse Systems, а також деяких інших застосовувався датчик, для роботи якого був потрібний спеціальний килимок з координатною сіткою. Це привело до того, що пристрої цієї конструкції, не дивлячись на їх високу точність, не набули достатньо широкого поширення. Компанія Microsoft відновила виробництво цих пристроїв, створивши IntelliMouse Explorer. У цій моделі, як і в колишніх конструкціях оптичної миші, для реєстрації переміщень використовується оптична технологія. У цій миші немає рухомих елементів, окрім колеса прокрутки і кнопок, розташованих у верхній частині корпусу. Також не вимагається спеціального килимка, оскільки миша може працювати практично на будь-якій поверхні. У цій конструкції замість простого оптичного датчика, який застосовувався в попередніх версіях оптичної миші, використовується покращена модель сканера із зарядовим зв'язком (Charge Coupled Device — CCD). Цей сканер, по суті, є спрощеною версією датчика відеокамери, який реєструє переміщення, відстежуючи зміну поверхні, на якій розташована миша. Функцію освітлення поверхні виконує світлодіод (light-emitting diode — LED).

Модель IntelliMouse Explorer є першою з сімейства оптичних пристроїв, створених компанією Microsoft. Крім того, Microsoft проводить кульові покажчики (трекболи), які також створені на основі оптичної технології. До інших відомих виробників оптичної миші і трекбола відносяться компанії Logitech, Genius. На рисунку 2.14 представлена типова оптична миша. Завдяки своїй універсальності і простому технічному обслуговуванню (не кажучи вже про неперевершену точність позиціонування) оптична миша є гідним вибором для будь-якої системи, а різноманіття моделей дозволяє придбати таку мишу по цінах якісних традиційних пристроїв.

Взаємодія миші і комп'ютера здійснюється за допомогою спеціальної програми-драйвера, яка або завантажується окремо, або є частиною системного програмного забезпечення. Наприклад, для роботи з Windows або OS/2 окремий драйвер для миші не потрібний, але для більшості DOS-додатків він необхідний. У будь-якому випадку драйвер (вбудований або окремий) перетворить отримувані від миші електричні сигнали в інформацию про положення покажчика і стан кнопок.