خیلی از ما هر روز از موس کامپیوتر برای کنترل کردن و کار با کامپیوتر استفاده می‌کنیم چه برای گیمینگ و چه کسب و کار. موس کامپیوتر بخش مهمی از هر سیستم کامپیوتری است اما به ندرت درباره طرز کار این ابزار کاربردی فکر می‌کنیم.
اولین موس کامپیوتر
در اوایل دهه ۶۰ میلادی، زمانی که تکنولوژی کامپیوتر هنوز در اولین مراحل توسعه قرار داشت مخترعی به اسم داگلاس انگلبارت به دنبال طراحی روشی راحت برای برقراری تعامل با کامپیوترها بود. او در سال ۱۹۶۴ یک طرح ابتدایی از دستگاهی ساخت که می‌توانست اشاره گر را در صفحه کامپیوتر جابجا کند.
این وسیله که نام آن “نشان دهنده موقعیت X-Y برای صفحه نمایش” بود هیچ شباهتی به موس‌های امروزی نداشت.
این موس به صورت یک جعبه چوبی بزرگ ساخته شده بود که داخل آن دو غلتک بزرگ قرار داشت. یکی از این غلتک‌ها در راستای محور X و یکی در راستای محور Y حرکت می‌کرد. در نتیجه هر کدام از آنها حرکات موس را در راستای یک محور ثبت می‌کرد. این سیستم «نشان دهنده موقعیت X-Y برای صفحه نمایش» یک کابل بلند داشت که یک طرف آن یک کانکتور ۱۳ پینی قرار داشت.
در سال ۱۹۶۸ انگلبارت درخواست گواهی حق اختراع را برای این دستگاه ثبت کرد و در سال ۱۹۷۰ آن را دریافت کرد. در یکی از ارائه‌هایی که همان سال برگزار شد، از نام موس برای این وسیله استفاده شد. از این مرحله به بعد تکنولوژی موس کامپیوتر به تدریج رشد و تغییر پیدا کرد و تبدیل به چیزی شد که امروزه می‌بینیم.
امروزه انواع مختلفی از موس‌های کامپیوتری وجود دارد که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند.
موس مکانیکی
همانطور که از نام موس مکانیکی پیداست، این موس‌ها قطعات متحرکی دارند. پایین این موس‌ها یک توپک قرار دارد که همزمان با حرکت دادن موس روی سطوح، شروع به چرخیدن می‌کند. موس‌های مکانیکی اصلی ترین مدل موس بودند تا وقتی که در سال ۱۹۹۹ موس‌های نوری وارد بازار شدند.
اولین موس مکانیکی که در طراحی آن از یک توپک استفاده شد، در سال ۱۹۶۸ توسط یک شرکت آلمانی به اسم Telefunken ساخته شد. این دستگاه به صورت یک کره نصفه طراحی شده بود که یک ترک بال کوچک پایین آن قرار داشت. در سال ۱۹۷۳، بیل انگلیش اولین موسی که به موس‌های امروزی شباهت داشت را طراحی کرد که با سیستم کامپیوتری Xerox Alto I فروخته می‌شد.
موس مکانیکی چطور کار می‌کند؟
برای کار کردن موس مکانیکی، به وجود چند قطعه نیاز داریم:
- توپک که یک کره سنگین فلزی است و روی آن با لاستیک پوشیده شده تا کمی اصطکاک ایجاد شود.
- غلتک‌ها که یکسری قطعه دیسک مانند هستند و با توپک در تماس هستند و همراه آن حرکت می‌کنند.
- سری غلتک که یکسری دیسک صاف است که برش‌هایی روی آن ایجاد شده است. این سری هم به غلتک متصل است و همراه آن حرکت می‌کند.
- ال‌ای‌دی‌ها؛ چراغ کوچکی که نور را از این شکاف‌ها به سری غلتک هدایت می‌دهند.
- حسگر نور که نور را از ال‌ای‌دی گرفته و به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند.
- میکروکنترلر که یک میکروچیپ کوچک است و داده‌های دریافت شده از غلتک را پردازش می‌کند.
توپک در مرکز موس قرار دارد و دو غلتک در تماس مستقیم با آن هستند. یک غلتک در پایین و یکی در کنار توپک قرار گرفته و وقتی توپک در راستای محور X حرکت کند، غلتک پایینی شروع به چرخش می‌کند و بالعکس.
سری غلتک در دو طرف غلتک‌ها قرار دارد. هر دو سری بین یک ال‌ای‌دی و یک حسگر نور قرار دارند. ال‌ای‌دی یک اشعه نور پیوسته را به سمت حسگر نور می‌تاباند که سری غلتک جلوی آن قرار گرفته اما از آنجایی که این سری یکسری شکاف دارد، امکان عبور اشعه‌های باریک نور از آن وجود دارد.
چرخش سری غلتک باعث می‌شود که حسگر نور اشعه‌ها را دریافت کند. همین مکانیزم امکان تشخیص حرکت موس در یک جهت خاص را فراهم می‌کند. وقتی حسگر نور تابش نور را تشخیص داد، یک سیگنال به یک میکروکنترلر ارسال می‌کند. سپس میکروکنترلر این داده‌ها را پردازش کرده و بعد برای کامپیوتر ارسال می‌کند.
موس نوری
یک دهه پس از ورودی موس‌های مکانیکی به بازار، به تدریج موس‌های نوری هم روانه بازار شدند. در این موس‌ها به جای یک غلتک چرخان و توپک، از نور برای حرکت دادن اشاره گر استفاده می‌شد. در سال ۱۹۸۲ شرکتی به اسم Mouse Systems از موس نوری خودش رونمایی کرد. با اینکه موس‌های نوری سابقه زیادی دارند اما اوایل دهه ۲۰۰۰ میلادی به پذیرش و کاربرد گسترده رسیدند.
موس نوری چگونه کار می‌کند؟
بر خلاف موس‌های مکانیکی، موس‌های نوری هیچ قطعه متحرکی ندارند و قطعات اصلی آنها عبارتند از:
- ال‌ای‌دی که نور را به یک منشور می‌تاباند.
- منشوری که کنار ال‌ای‌دی قرار دارد.
- حسگر نور که نور منعکس شده از سطح را تشخیص و دریافت می‌کند.
- پردازنده سیگنال دیجیتال (به اختصار DSP) که سیگنال‌های الکتریکی به دست آمده از حسگر نور را پردازش می‌کند.
ال‌ای دی یک نور روشن (معمولاً قرمز) را به یک منشور می‌تاباند. این نور به لبه‌های منشور برخورد کرده و مستقیماً به سطوح می‌تابد. نور توسط سطح منعکس شده و به حسگر نور برخورد می‌کند.
در طراحی حسگر نور از فناوری استفاده شده که شبیه به دوربین‌های دیجیتال است. معمولاً این حسگر یک حسگر نور CMOS است و به بخش‌های بی نهایت کوچکی به اسم فوتوسایت تقسیم می‌شود. وقتی اشعه‌های نور به فوتوسایت‌ها برخورد می‌کنند، جریان الکتریکی کوچکی ایجاد می‌شود که بعد به DSP حرکت می‌کند.
سپس DSP جریان را پردازش کرده و یک تصویر کوچک از سطح ایجاد می‌کند. وقتی موس حرکت می‌کند، یک تصویر دیگر ایجاد می‌شود و موس این دو تصویر را با هم مقایسه می‌کند. این فرایند در هر ثانیه میلیون‌ها بار تکرار می‌شود و باعث ایجاد حرکت روان موس می‌شود.
مقایسه موس مکانیکی و نوری
گرچه هر دو نوع موس در اصل یک کار را انجام می‌دهند اما از نظر عملکردی تفاوت‌های خاصی دارند.
مزایای موس نوری
یکی از مزایای موس نوری عدم وجود قطعات متحرک است. توپک موس مکانیکی به مرور زمان جرم گرفته و این مسئله تأثیرات نامطلوبی بر دقت موس خواهد داشت. در نتیجه برای پیشگیری از ایجاد جرم باید به طور منظم موس را تمیز کنید.
می توان از موس نوری روی بیشتر سطوح صرف نظر از نوع بافت آنها استفاده کرد. برای اینکه موس مکانیکی خوب کار کند، توپک باید خوب به سطح بچسبد و این یعنی سطوح لغزنده برای چنین موس‌هایی مناسب نیستند. از آنجایی که موس‌های نوری از نور استفاده می‌کنند، می‌توان از سطوح صاف و یا بافت دار برای آنها استفاده کرد.
چرا موس‌های مکانیکی بهتر هستند؟
علیرغم اینکه برای کار با موس‌های نوری می‌توان از هر بافتی استفاده کرد اما موس‌های مکانیکی با هر سطحی و هر رنگی سازگاری دارند چون حسگرهای نور در موس‌های نوری برای شناسایی بعضی از رنگ‌ها دچار مشکل می‌شوند. وقتی موس‌های نوری با مشکلی روبرو شوند، ممکن است اشاره گر از محلی به محل دیگر جهش پیدا کند.
در رابطه با موس مکانیکی نیازی به نگرانی درباره جهش اشاره گر نیست اما از آنجایی که این موس‌ها قطعات متحرک دارند، این امکان وجود ندارد که وقتی توپک حرکت زیادی ندارد، اشاره گر به یک محل خاص جهش پیدا کند.
جمع بندی مطلب
دهه‌هاست که موس کامپیوتر تبدیل به یکی از مهم ترین عناصر تجربیات کاربری شده است. گرچه روش‌های دیگری هم برای کنترل کامپیوتر وجود دارد اما استفاده از موس راحت ترین روش است. موس‌های کامپیوتری از مدل‌های چوبی بزرگ سال ۱۹۶۴ تا دستگاه‌های پلاستیکی امروزی همیشه نقش مهمی در فناوری کامپیوتری داشته اند.
