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Computermaus

Das Video zum Thema


Elektromechanische Maus

Elektromechanische Computermaus als Bewegungssensor
Abbildung 1:
Elektromechanische Computermäuse besitzen eine Kugel, die über die Oberfläche rollt. Dabei werden zwei rechtwinklig zueinander angebrachte Sensorscheiben in Drehung versetzt, deren Bewegung über Lichtschranken abgetastet wird. Das dahinter stehende Funktionsprinzip wurde im Kapitel zu Drehgebern besprochen.

Optische Maus

Optische Computermaus als Bewegungssensor
Abbildung 2:
Neue Computermäuse arbeiten zumeist vollelektronisch. Das hier zu sehende Exemplar tastet die Auflagefläche mit Hilfe einer kleinen Kamera ab. Das rote Licht dient dabei der Beleuchtung der Oberfläche.

Kameradaten einer optischen Maus
Abbildung 3:
Einige Chips erlauben das direkte Auslesen der Kameradaten:
Das Kameramodul dieser Maus besitzt eine Auflösung von gerade einmal 16 x 16, also 256 Bildpunkten.
Chips die direkt ausgelesen werden können sind unter anderem die Typen:
PAN3101, ADNS-2051 (hier zu sehen), ADNS-2083, ADNS-2610, ADNS-2620 und ADNS-5020.

PS/2 Anschlussbelegung einer Computermaus
Abbildung 4:
Die Pinbelegung für den A2052 Chip, der im Video verwendet wurde:
+5V an +5V am Arduino
Masse an Masse am Arduino
SCLK an digital Pin 2 am Arduino
SDIO an digital Pin 3 am Arduino
PD an digital Pin 4 am Arduino
Die sehr experimentelle Software gibt's in der Rubrik Download.

Kamerabild einer optischen Computermaus
Abbildung 5:
Das sich ergebende Bild ist für menschliche Augen unscharf - es können einzelne Buchstaben gerade so identifiziert werden. Die wenigen Bildpunkte werden allerdings mit einer hohen Frequenz abgetastet, womit auch schnelle Bewegungen erfasst werden können. Die Unterlage der Maus wird durch die Kameralinse stark vergrößert - die Schrifthöhe beträgt real gerade einmal 1mm.

Datenübertragung

Computermaus als Bewegungssensor
Abbildung 6:
Soll die Computermaus als Bewegungssensor verwendet werden, so sind die Rohdaten der Kamera uninteressant. Der interne Sensorchip der Maus übernimmt die knifflige Arbeit, die Bewegung aus den Bilddaten zu errechnen und übermittelt über die PS2-Schnittstelle wie bei der hier zu sehenden elektromechanischen Maus lediglich ein X- und Y-Wertepaar an den Arduino.
Dabei stehen positive X-Werte für eine Bewegung der Maus nach rechts, negative Werte für eine Bewegung nach links.
Gleiches gilt für die übermittelten Y-Werte. Hier entsprechen positive Werte einer Bewegung nach oben, negative Werte einer Bewegung nach unten.


PS/2 Anschlussbelegung einer Computermaus
Abbildung 7:
Wichtig ist, dass die Maus über das PS/2-Protokoll angesteuert werden kann. Zu erkennen sind derartige Mäuse an einem runden, üblicherweise grünen Stecker. Die vier zur Ansteuerung benötigten Leitungen sind für Masse, Plus 5V, das Taktsignal und für die eigentliche Datenübermittlung.
+5V an +5V am Arduino
Masse an Masse am Arduino
Taktsignal (CLK) an digital Pin 6 am Arduino
Data an digital Pin 5 am Arduino
Die im Video verwendete Software zum Auslesen der Werte gibt's in der Rubrik Download





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