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鼠标是如何工作的
别看鼠标小,它的基本组成还是比较复杂的,比如光电鼠标通常由这些部分组成:光学感应器/激光感应器(注:主要由CMOS感光块和DSP组成)、光学透镜、发光二极管、接口微處理器、轻触式按键、滚轮、连线(有线鼠标)、蓝牙/无线接收/发射器(无线鼠标)、外壳等。
我们目前常见的鼠标主要分为光电鼠标和激光鼠标。首先说说光电鼠标,其核心是一个低分辨率迷你摄像机,也称为传感器。它的原理是利用发光二极管照射下方的物体表面,并反射回鼠标的光学感应器,通过它记录移动动作,捕捉移动位置的不同画面。当鼠标移动的时候,传感器会连续“拍摄”物体表面,并利用数字信号处理来比较这些“影像”,以确定鼠标移动的距离和方向。而这些产生的结果会传回到电脑中,电脑的屏幕上就会根据这些结果来移动指针。
激光鼠标的原理跟光电鼠标差不多,只是把发光二极管换成了激光二极管来照射鼠标所移动的表面。不同之处在于激光具有很高的一致性,当光线从表面反射时可产生高反差图形,出现在传感器上的图形会显示物体表面上的细节,即使是光滑的表面也会显示出差别,而这类表面对于一般的光电鼠标来说就是完全一致的,根本无法区分鼠标是否在移动、移动了多少距离等。当然激光鼠标的图像接收、分析系统也更加精密高速,同样使其具有表面适应性强、响应速度快等特点,因此激光鼠标可以在很多光电鼠标无法识别的表面上精确操作。
鼠标可不是光有光学传感器就可以使用的,除了这些,我们日常使用的鼠标绝大多数还拥有一个滚轮,就是用来快速翻阅内容滚屏的“按键”,它又是如何工作的呢?
目前鼠标的滚轮一般也分为两种,第一种就是光栅式滚轮。光栅式结构滚轮由红外发射器、红外接收装置及滚轮光栅三部分组成。红外发射/接收装置分别位于滚轮光栅两侧,滚轮滚动时,滚轮光栅通过对红外线的遮拦与否,来生成通断信号,进而反馈到实际的操作上面。滚轮工作时,红外发射/接收装置与滚轮光栅之间无实质性的接触,具有良好的稳定性及使用寿命。
除了光栅式滚轮,另外一种就是机械编码器式滚轮了。机械编码器式滚轮的核心元件仅需要一个机械编码器即可完成工作。鼠标滚轮滚动带动编码器内的转盘转动,转盘上的触点与编码器内部的固定触点相接触而产生通断信号,从而实现滚轮通断信号的产生。这种滚轮的段落感清晰,也很受一些用户的欢迎,不过由于编码器内部的转盘及触点属于具有实质性的接触,存在着长时间使用后,容易出现磨损,导致鼠标出现滚轮失灵故障的缺陷。
光有这些就够了吗?当然不,鼠标还有一个更重要的组成部分就是按键,它们的下方那种可以发出“咔哒咔哒”的声音、确定按键是否按下的小家伙则是微动开关。微动开关是具有微小接点间隔和快动机构,用规定的行程和规定的力进行开关动作的接点机构,用外壳覆盖,外部有驱动杆的一种开关,因为其开关的触点间距比较小,故名微动开关,又叫灵敏开关。外机械力通过传动元件按销、按钮、杠杆、滚轮等将力作用于动作簧片上,当动作簧片位移到临界点时产生瞬时动作,使动作簧片末端的动触点与定触点快速接通或断开。
当传动元件上的作用力移去后,动作簧片产生反向动作力,当传动元件反向行程达到簧片的动作临界点后,瞬时完成反向动作。微动开关的触点间距较动作行程短,按动力较通断迅速。其动触点的动作速度与传动元件的动作速度无关。
鼠标哪里容易坏
了解了这一切,我们才能正确认识鼠标,也更容易知道鼠标哪里容易损坏,进而才有修复的可能。首先,最常见损坏的就是微动开关。鼠标中的微动开关位于按键之下的电路板上,当按键按下一次后,微动开关内的金属簧片触发一次,并且向电脑传送出一个电信号,之后再复位,完成一次点击。由于微动是纯物理设备,所以它每次的点击实际上都在造成磨损和消耗,这就是为什么有的厂家会将点击次数作为鼠标寿命参数的原因。
简单地说,按键段落清晰的鼠标按键,其微动开关的金属弹片质量、材质十分关键。如果段落感不够清晰,显然是鼠标的弹片触发不够理想。另外,鼠标连击其实是微动开关的触点失效造成的,这和微动上的金属弹片有一定关系,但弹片可不是罪魁祸首。 解决鼠标连击的方法最好就是更换微动开关,一般来说,微动开关在侧面都会印刷自己的“身份”即型号,我们通过淘宝等在线购物网站可以轻易找到对应型号,价格通常也极为便宜,因此建议一次多买几个备用。
维修的时候,我们需要使用电烙铁将微动开关针脚上的锡融化,再使用吸锡器将融化的焊锡吸净,然后将微动开关从电路板上取下,接下来换装新的微动开关即可。注意,这个方法是最好的解决方案,但是对动手能力有一定的要求,如果你没有把握,也可以换另一种方法试一下,不过效果未必有更换微动开关来得好。
第二种方法就是使用WD-40清洁剂清洁(注:WD-40原本预定发展为一种隔水抗锈剂,后来人们渐渐发现它也可以作为轻度润滑油或溶剂、除胶剂、清洁剂使用),它同样可以从购物网站买到。使用方法是将WD-40对着微动开关触点的内部缝隙轻轻喷洒一点,切记不要太多,喷涂一次待彻底挥发后连接电脑试验即可。另外提醒大家,机械式滚轮部分(光栅式滚轮不可)如果失灵,比如跳屏之类的,也可以使用WD-40喷涂清理修复哦!
光電鼠标(激光鼠标不太容易出现)在使用的时候还会出现指针定位不准的情况。一般来说这种问题的病源并非硬件,我们可以先观察底部光学窗口是否有毛发、灰尘遮挡,鼠标活动区域是否有污染或不平整的情况,将其处理掉即可。如没有发现问题,则可通过修改设备配置来修复,方法是在系统的控制面板中进入“鼠标”一项,然后切换选项卡到“指针选项”处,取消勾选“提高指针精确度”,然后将“选择指针移动速度”向右滑动(加速)一格,故障通常都会消失。注意,如果你的鼠标指针没有定位不准的情况,就不要修改这个选项。
另外还有一种故障是鼠标的指针响应时断时续。无线鼠标的故障好判断,一般2.4GHz的无线鼠标会和旁边连接2.4GHz Wi-Fi信号的笔记本电脑、手机等设备相互干扰,将这些设备的Wi-Fi连接改用5G Hz频段即可。有线鼠标如果出现这个问题,则多半都是由于USB供电不足产生。这种情况多发生在使用USB-HUB或者是连接在前面板USB接口上,将鼠标连接到主板背部I/O USB接口一般就可以解决了。
最后就是日常使用的时候,要减少鼠标无意义的点击,笔者相信有不少读者会有一种习惯,在页面空白处频繁点击左键,其实是毫无意义的,不妨改掉这个坏毛病。再有一点,就是建议大家保持鼠标垫的清洁,减少灰尘、杂物,这样可以确保光学/激光传感器的工作环境,延长它们的使用寿命。