O que o sensor de um mouse vê?

Para muitos usuários, trata-se de um acessório de baixo custo que não merece maior atenção. Para outros, é uma peça fundamental durante suas sessões, seja na hora de jogar ou realizar trabalhos de precisão. O mouse evoluiu muito ao longo das décadas, mas um dos detalhes mais ignorados é como funciona exatamente, e o que seus sensores detectam. Você gostaria de saber?

Tudo começou com aqueles dois titãs, Douglas Engelbart no design e William English (que perdemos há alguns dias) na construção do protótipo. Hoje, o mouse acompanha quase todos os computadores, e não são poucos os usuários que preferem o formato tradicional a alternativas como o touchpad/trackpad ou o clássico TrackPoint. Os modelos ópticos são os mais populares, mas não chegamos a essa tecnologia com tanta facilidade.

Na verdade, um vídeo recentemente publicado pelo 8-Bit Guy explica que antes tivemos que passar por múltiplos protocolos e interfaces, todas incompatíveis entre si apesar das semelhanças. Quanto ao aspecto mecânico, o mouse passou de duas rodas no protótipo Engelbart-English para bolas de metal que giravam potenciômetros, mas esse design limitava o movimento do mouse.

O primeiro salto de qualidade veio com o famoso "mouse de bolinha", que primeiro cobriu a bola de metal com borracha e depois adotou um sistema optomecânico. Isso significa que a bola faz girar dois roletes com rodas e ranhuras em frente a um par de sensores. Esses sensores são básicos, apenas detectando a presença de luz. Os primeiros designs usavam duas colunas (uma para cada sensor), mas depois foram unificadas em uma única, com uma leve diferença de altura.

Se imaginarmos os sensores como "pixels", cada eixo tem dois deles, e a ordem dos "flashes" ajuda a identificar o movimento em X e Y. O funcionamento correto dos mouses optomecânicos depende de que os sensores não tenham obstruções e que os pontos de contato entre a bola e os roletes estejam limpos. Muita gente se concentrava em limpar apenas a bola, ignorando a sujeira acumulada nos roletes.

Os primeiros mouses ópticos usavam dois sensores iluminados com LEDs vermelhos e infravermelhos. Ao mesmo tempo, precisavam de um mousepad especial com uma grade. Essa grade é feita com linhas que fazem reagir os sensores dependendo do movimento realizado (por exemplo, linhas verticais para o sensor vermelho, e linhas horizontais para o infravermelho). Mais uma vez, o padrão de piscadas causado pela passagem das linhas em frente ao sensor determina a direção.

Finalmente, chegamos aos sensores ópticos nos mouses modernos, que em essência são câmeras. No vídeo, podemos ver o 8-Bit Guy removendo o microcontrolador do mouse para acessar sem obstáculos o pinout do sensor (cujo datasheet está na internet), e com um pouco de código ele conseguiu ler e escrever registros. O sensor em questão, um Avago 5020, tem resolução total de 225 pixels em um padrão de 15x15, e com uma demora de 50 milissegundos entre uma leitura e outra, pôde formar uma imagem básica.

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