Was „sieht“ der Sensor einer Maus?

Für viele Nutzer ist es ein preiswertes Zubehör, das keine besondere Aufmerksamkeit verdient. Für andere ist es ein wesentliches Stück bei ihren Sitzungen, sei es beim Spielen oder bei Präzisionsarbeiten. Die Maus hat sich im Laufe der Jahrzehnte stark weiterentwickelt, aber eines der am meisten ignorierten Details ist wie genau sie funktioniert und was ihre Sensoren erkennen. Möchtest du es wissen?

Es begann mit zwei Titanen: Douglas Engelbart beim Design und William English (den wir leider vor ein paar Tagen verloren haben) beim Bau des Prototyps. Heute begleitet die Maus fast alle Computer, und nicht wenige Nutzer bevorzugen ihre traditionelle Form gegenüber Alternativen wie Touchpad/Trackpad oder dem klassischen TrackPoint. Optische Modelle sind am beliebtesten, aber zu dieser Technologie kamen wir nicht so leicht.

Tatsächlich erklärt ein kürzlich vom 8-Bit Guy veröffentlichtes Video, dass wir zuvor mehrere Protokolle und Schnittstellen durchlaufen mussten, die trotz der Ähnlichkeiten alle inkompatibel miteinander waren. Was den mechanischen Aspekt betrifft, ging die Maus von zwei Rädern im Engelbart-English-Prototyp zu Metallkugeln, die Potentiometer drehten, aber dieses Design schränkte die Bewegung der Maus ein.

Die Kugelmaus und ihr optomechanisches System

Der erste Qualitätssprung kam mit der berühmten „Kugelmaus“, die die Metallkugel zunächst mit Gummi überzog und dann ein optomechanisches System einführte. Das bedeutet, dass die Kugel zwei Rollen mit Rädern und Schlitzen vor einem Paar Sensoren dreht. Diese Sensoren sind einfach und erkennen nur das Vorhandensein von Licht. Die ersten Designs verwendeten zwei Pfosten (einen für jeden Sensor), später wurden sie zu einem einzigen mit einem leichten Höhenunterschied zusammengeführt.

Wenn wir uns die Sensoren als Pixel vorstellen, hat jede Achse zwei davon, und die Reihenfolge der Blitze hilft, die Bewegung in X und Y zu erkennen. Das korrekte Funktionieren optomechanischer Mäuse hängt davon ab, dass die Sensoren nicht blockiert sind und dass die Kontaktpunkte zwischen Kugel und Rollen sauber sind. Viele Leute konzentrierten sich darauf, nur die Kugel zu reinigen, und ignorierten den Schmutz, der sich auf den Rollen ansammelt.

Optische Sensoren und die moderne Maus

Die ersten optischen Mäuse verwendeten zwei Sensoren, die mit roten und infraroten LEDs beleuchtet wurden. Gleichzeitig benötigten sie ein spezielles Mousepad mit einem Gitter. Dieses Gitter besteht aus Linien, die die Sensoren je nach ausgeführter Bewegung reagieren lassen (z. B. vertikale Linien für den roten Sensor und horizontale Linien für den Infrarotsensor). Auch hier bestimmt das Muster des Blinkens, das durch das Vorbeiziehen der Linien vor dem Sensor verursacht wird, die Richtung.

Schließlich kommen wir zu den optischen Sensoren in modernen Mäusen, die im Wesentlichen Kameras sind. Im Video ist zu sehen, wie der 8-Bit Guy den Mikrocontroller der Maus entfernt, um ungehindert auf den Pinout des Sensors zuzugreifen (dessen Datenblatt im Internet zu finden ist), und mit etwas Code gelang es ihm, Register zu lesen und zu schreiben. Der betreffende Sensor, ein Avago 5020, hat eine Gesamtauflösung von 225 Pixeln in einem 15x15-Muster, und mit einer Verzögerung von 50 Millisekunden zwischen den Messungen konnte er ein grundlegendes Bild erzeugen.

Weitere Informationen: Hier klicken