Получаем изображение с оптического сенсора комьютерной мыши с помощью Arduino. Как сделать из компьютерной мышки ручку для рисования?! Что можно сделать из старой мыши

Так называемые «мышки» – неотъемлемая часть современного компьютера. С появлением новых, старые, ещё работоспособные, но устаревшие морально, как правило, выбрасываются или пылятся без дела в кладовке. Однако им можно найти применение, практически не изменяя электронную начинку. Сделать это совсем несложно.

«КРАСНЫЙ ГЛАЗ» ВКЛЮЧАЕТ СВЕТ

Оригинальными включателями света сегодня никого не удивишь, однако представленный ниже – из оптической компьютерной мыши, на мой взгляд, необычен и удобен в городской квартире по нескольким причинам:

– во-первых, миниатюрная мышь SVEN DNEPR хорошо входит в гнездо под штатный клавишный включатель на стене;

– во-вторых, не требуется непосредственного контакта с включателем – достаточно провести пальцем (или иным предметом) на расстоянии 1,5 см от «красного глаза» подсветки;

– в третьих, устройство изначально обладает эффектом триггера: один раз провёл пальцем – свет загорелся, провёл второй раз – выключился;

– предусмотрен и индикатор реагирования – при проводе пальцем у «подсветки», она загорается в три раза ярче.

К оптической компьютерной мыши добавляется простейший усилитель тока на транзисторе с исполнительным реле в коллекторной цепи с тем, чтобы сигналы от мыши управляли лампой освещения мощностью до 200 Вт (ограничены параметрами реле) – об этом ниже. Поскольку практически все компьютерные оптические мыши построены по одной схеме и принципу работы, рассмотрим одну из них – Defender Optical 1330, представленную на фото 1.

Основное устройство позиционирования координат – микросборка с обозначением U2 А2051В0323, совмещённая с фотоприёмником (в одном корпусе). С вывода 6 данной микросборки на светодиод красного цвета постоянно поступают импульсы с частотой около 1 кГц, поэтому даже когда оптическая мышь находится без движения на столе, видна красная, едва мерцающая «подсветка». Однако значение её не только подсвечивать место, занимаемое мышью – для красоты. Светодиод – это передатчик, а приёмником служит сама микросборка со встроенным в её корпус электронным узлом. Когда отражённые от любой поверхности световые сигналы достигают фотоприёмника, уровень напряжения на выводе 6 U2 падает до нуля, и светодиод загорается в полную силу. Именно такую реакцию мы видим у мышки на компьютерном столе при попытке её перемещения.

Время горения светодиода в полную силу составляет 1,3 с (если нет более продолжительных воздействий на мышь). Одна из главных деталей оптической мыши, как ни странно, не электроника, а пластмассовая линза, изогнутая под определённым радиусом (см. фото 2), без неё мышка «слепнет».

Устанавливать в стенную нишу под штатный выключатель мышку нужно в собранном корпусе, который надёжно фиксирует оптическую линзу со стороны основания (подложки) мыши.

Когда на фотоприёмник поступает отражённый от препятствия (вашего пальца, ладони) сигнал, на выводах 15 и 16 микросборки U1 НТ82М398А (и соответственно на выводах 4 и 5 микросборки U2) изменяется уровень логического сигнала на противоположный. Причём это не инверсные выводы, а независимые друг от друга. Изменение сигнала на них происходит в зависимости от вертикального или горизонтального перемещения мыши. Управляющий сигнал для исполнительного устройства (низкий уровень сменяется на высокий, вывод 15 U1 и вывод 4 U2) подключают к исполнительному устройству, к точке А.

Открывание транзистора и включение реле происходит при высоком логическом уровне в точке А. Диод VD1 защищает обмотку реле от бросков обратного тока. Резистор R1 ограничивает ток в базе транзистора. Реле может управлять не только лампой освещения, но и любой нагрузкой с током до 3 А. Источник питания – стабилизированный, с напряжением 5 В ±20%. Транзистор можно заменить на КТ603, КТ940, КТ972 с любым буквенным индексом, а исполнительное реле К1 – на РМК-11105, TRU-5VDC-SB-SL или аналогичное на напряжение срабатывания 4-5 В.

Четырёхпроводный кабель частично отпаивают от платы в месте соединения со штатным разъёмом и перепаивают два провода (зелёный и белый к выводам 15 и 16 микросборки U1 со стороны элементов (не печатного монтажа), так как иначе провода будут мешать установке платы в корпус мыши.

Изначальная распайка разъёма на плате мыши: 1-й вывод – общий провод, 2-й вывод – питание «+5 В», 3-й и 4-й -выходные импульсы.

Если схема и печатная плата у вашей мыши не соответствуют представленной на примере Defender Optical 1330, достаточно взять любой осциллограф или логический пробник (индицирующий хотя бы два основных состояния – высокое и низкое) и опытным путём найти на плате точки с управляющим сигналом.

Подойдёт любая оптическая мышь для ПК, поэтому нет разницы какой разъём находится в конце соединительного кабеля компьютерной мыши, его всё равно придётся снимать. Также можно применить и беспроводные мыши (с передачей сигнала по радиоканалу, к примеру, из комплекта А4 TECH – адаптер мыши RX-9 5 В 180 мА), в части позиционирования координат у них такой же принцип работы, как и у проводных.

МЫШЬ-СТОРОЖ

Сейчас наступает новая волна смены поколений распространённого компьютерного манипулятора: «хвостатые» (с проводами) оптические мыши уступают дорогу своим беспроводным аналогам. К примеру, актуальны беспроводные оптические манилуляторы-мышки RP-650Z в комплекте с беспроводной клавиатурой (с эргономичным расположением основных клавиш и 19-ю дополнительными перепрограммируемыми кнопками). Сенсор фирмы Agilent Technologies, использованный в мышке RP-650Z, является лидером данного сектора рынка.

Оптическое разрешение мышки равно 800 dpi – этого вполне достаточно для хорошей работы. Приёмо-передатчик радиосигнала и зарядник аккумуляторов типа АА с переключателем для быстрой зарядки, размещены в одном корпусе (фото 3). Этот блок подключается к USB-порту.

Фирма A4Tech маркирует свои манипуляторы индивидуальным электронным кодом, благодаря которому на одном канале приёма могут соседствовать до 256 манипуляторов или клавиатур. Подобное техническое решение сужает пропускную полосу передачи данных, но при максимальном радиусе уверенного приёма в 2 метра это не критично.

Необычный вариант использования беспроводной мыши – в качестве сигнализатора открывания сейфа, работы стиральной машины и даже… холодильника представлен ниже. Все эти варианты основаны на микросмещении предмета и даже на эффекте детонации. При установке мыши на металлическую дверь получится сигнализатор её открывания или воздействия (ещё один вариант применения).

Должен заметить, что не менее эффективный сигнализатор может быть получен, если в качестве мыши установить на контролируемую поверхность автомобильный датчик удара; он также срабатывает от детонации или механического воздействия на контролируемую поверхность, а его современные модели имеют даже несколько уровней регулировки чувствительности. В компьютерной мышке этой опции нет по определению её первого и основного назначения, но это и не важно; ведь мы рассматриваем её необычное применение.

В настоящее время даже из компьютерной мышки можно сделать оригинальные вещи. Многие любители подделок давно уже придумали, как применить неработающую мышку.

Стоит ли выкидывать старую компьютерную мышку

Иногда компьютерная мышка приходит в негодность, иногда приходится заменять устаревшую модель на более современную из-за удобства. Часто в этом случае внешний вид и содержимое ее остается в хорошем состоянии. Если не хочется выбрасывать отслужившие свой срок детали компьютера, можно дать им новую жизнь, используя для создания интересных вещей.

Что можно сделать из компьютерной мышки: идеи

Внешние и внутренние детали от старого устройства пригодятся для создания следующих оригинальных вещей.

Робот

Из ненужной шариковой мышки получится светочувствительный робот. Для этого детали разбираются, для работы оставляются переключатели и инфракрасный излучатель. Корпус нужно освободить от лишних деталей и выступов, прикрепить колеса, обернутые резиновой лентой в три слоя. Далее понадобится реле, которое нужно установить внутри корпуса, соединить нужные контакты и припаять проводку. Для работы роботу понадобится также небольшая микросхема, ее нужно разместить внутри корпуса. Остается проделать два отверстия для глаз и одно для светодиодной лампы в передней части и одно отверстие для тумблера в задней. К правому и левому двигателям присоединяются контакты, глаза и батарея подключаются. Включается робот с помощью тамблера.

Фонарик

Вставив внутрь корпуса светодиод, можно получить небольшой фонарь. Таким же способом получается небольшая настольная подставка или лампа. В месте подключения провода крепится подставка, а лампу освещения можно установить в месте шарика.

Важно! Не стоит использовать в качестве подсветки лампы накаливания. Нагреваясь, они могут испортить пластмассу, из которой изготовлен корпус мышки.

Тахометр

С помощью платы от старой мышки получится тахометр. Пригодятся транзисторы и светодиодный элемент платы. В свободное отверстие контроллера припаивается резистер, а в разъем платы подключается контакт от фототранзистера. Остается подключить тахометр через разъем к компьютеру. Получившийся прибор подсчитывает импульсы вращения в секунду и выводит данные в монитор.

Моталка

В верхней части корпуса сверлится отверстие, в которое помещается переходник с удобной насадкой. Такая моталка получится механической и будет вращаться за счет движения переходника.

Что можно сделать из множества компьютерных мышек

Если мышек от компьютера скопилось много, можно использовать их, смастерив:

Колонки

Разобрав пластиковый корпус и поместив туда небольшой динамик, можно получить аудиоколонки. Для этого нужно открутить шуруп отверткой, разделить устройство на две части. Внутрь поместить подобранный по размеру динамик. Проводку необходимо зачистить, контакты и их совместимость с цветом провода проверить тестером. Затем с помощью термоклея прочно закрепить диск динамика внутри и соединить обе части корпуса. Такая портативная колонка подойдет для телефона, планшета, плеера и даже компьютера.

Совет! Если сделать в передней части корпуса мышки отверстие, звук будет мощнее.

Робота-робокопа

Эта идея удастся, если дома накопилось много сломанных мышек от компьютера. Из них можно собрать тело и конечности сложносоставного робота. Роль такой поделки может быть только декоративной, но если снабдить робота электрическим механизмом, можно получить интересную игрушку, способную двигаться и излучать свет.

«Все временно. Любовь, искусство, планета Земля, вы, я. Особенно я.» (99 Франков)

Ничто в этом мире не вечно, а жизнь гаджетов порой весьма скоротечна. Но если вы любите ретро-стиль, экономны и находчивы по своей природе, то вы можете дать им второй шанс, преобразовав в нечто полезное и выглядящее в ретро-стиле.

5. Превращаем старую мышь в беспроводную

Старые мыши не так удобны и эргонмичны, как новые модели, но они дают ощущение комфорта, как старая рубашка, которая настолько стара, что вы украдкой носите ее дома по выходным, пока никто не видит просто потому, что она давно с вами и вы к ней привыкли:) Если вы до сих пор пользуетесь старой проводной мышкой, или сохранили ее как старого боевого друга, то сейчас самое время преобразовать ее в беспроводную Bluetooth-мышь, просто заменив внутренности старой мыши на внутренности новой .

Сразу скажем, что это решение, продиктованное исключительно чувством ностальгии, нежели практическими соображениями. Если старая мышь слишком неудобна для еженедельного использования, то из нее можно сделать затвор для камеры.

4. Превращаем аналоговый телевизор в информационный терминал

Скорее всего вы уже давно обновили весь свой парк телевизоров, а старички, ЭЛТ-мониторы, пылятся в лучшем случае, где-нибудь на даче. Вы можете дать старому телевизору новую жизнь, превратив его в YBOX (самодельный информационный экран, показывающий, к примеру, погоду).

Альтернативный вариант использования - рертро-фоторамка , которую можно поставить в гостиную. Для превращения телевизора в фото-рамку нужно удалить внутренности телевизора и заменить их на старые гнезда и сетевой шнур от светильника, закрутить CFL-лампу низкой мощности, вставить печатное изображение на экране, закрыть его и включить «телевизор».

Теперь у вас есть веселая ретро-рамка.

Если не хотите тратить электричество, сделайте их старого монитора мусорку.

3. Делаем из старого телевизора или компьютера аквариум

Проект из серии «невероятно, но факт» с пометкой «опасно». Делаете на свой страх и риск. Если у вас есть старый телевизор, компьютер или другая ненужная техника с большим количеством места внутри, вы можете превратить её в аквариум.

Если же вы хотите использовать Floppy-диски по назначению, то можно поместить в них USB .

1. Делаем из дискового телефона VoIP-телефон

Если вам морально трудно проститься с вашим старым дисковым телефоном, вы можете превратить его в забавную гарнитуры для компьютера для использования с Google Voice, Skype, или любым другим VoIP-решением.

Если у вас есть несколько ненужных беспроводных телефонов (не совсем старых), то вы можете сделать из них хорошие walkie-talkie рации .

Надеюсь, этот сборник с идеями для преобразования старых гаджетов вдохновил вас. По ссылкам вы увидите наглядные руководства, как сделать ту или иную вещь, на английском языке. Все руководства снабжены хорошей визуализацией каждого из этапов преобразования.

Для решения одной из задач мне потребовалось программно получать и обрабатывать изображения небольшого участка поверхности бумаги с очень близкого расстояния. Не получив достойного качества при использовании обычной USB камеры и уже на пол пути в магазин за электронным микроскопом, я вспомнил одну из лекций, на которой нам рассказывали как устроены различные девайсы, в том числе и компьютерная мышка.

Подготовка и немного теории

Погуглив информацию по этой теме и разобрав старую PS/2 мышку Logitech, я увидел знакомую по статьям из интернета картину.

Не очень сложная схема «мышей первого поколения», оптический сенсор по центру и чип интерфейса PS/2 чуть выше. Попавшийся мне оптический сенсор является аналогом «популярных» моделей ADNS2610/ADNS2620/PAN3101. Я думаю, они и их аналоги были массово произведены на одном и том же китайском заводе, получив на выходе разную маркировку. Документация на него нашлась очень легко, даже вместе с различными примерами кода.

Документация гласит, что этот сенсор до 1500 раз в секунду получает изображение поверхности размером 18x18 точек (разрешение 400cpi), запоминает его и с помощью алгоритмов сравнения изображений вычисляет смещение по координатам Х и Y, относительно предыдущей позиции.

Реализация

Подключаем 5V и GND к соответствующим выходам Arduino, а ножки сенсора SDIO и SCLK к цифровым пинам 8 и 9.

Для получения смещения по координатам нужно прочитать значение регистра чипа по адресу 0x02 (X) и 0x03 (Y), а для дампа картинки нужно, сначала записать значение 0x2A по адресу 0x08, а потом 18x18 раз его прочитать оттуда же. Это и будет последнее «запомненное» значение матрицы яркости изображения с оптического сенсора.

Как я реализовал это на Arduino можно посмотреть тут: http://pastebin.com/YpRGbzAS (всего ~100 строк кода).

А для получения и отображения картинки была написана программа на Processing.

Результат

Можно заметить текстуру поверхности (бумага) и даже отдельные буквы на ней. Следует отметить, что такое четкое качество картинки получается из-за того, что разработчики этой модели мыши добавили в конструкцию специальную стеклянную подставку с небольшой линзой прямо под сенсором.

Если начать приподнимать мышку над поверхностью даже на пару миллиметров, четкость сразу пропадает.

Если вы вдруг захотите повторить это дома, для нахождения мышки с аналогичным сенсором рекомендую искать старые девайсы с интерфейсом PS/2.

Заключение

Оставлю ссылки на материалы, которые мне очень пригодились для решения этой задачи. Это реально было не сложно и делалось с большим удовольствием. Сейчас я ищу информацию о чипах более дорогих моделей современных мышек для получения качественных изображений с большим разрешением. Возможно, мне даже удастся собрать что-то вроде микроскопа (качество изображений с текущего сенсора для этого явно не подходит). Спасибо за внимание!