Mouse Komputer

Latar Belakang

Desainer di industri komputer tidak hanya berusaha untuk "membangun perangkap tikus yang lebih baik" tetapi juga untuk membuat mouse terbaik. Mouse komputer adalah aksesori untuk komputer pribadi yang telah menjadi bagian penting dari pengoperasian komputer. Perangkat kecil ini sangat pas di lekukan tangan pengguna dan memungkinkan pengguna, melalui gerakan tangan dan jari yang sangat terbatas untuk "menunjuk dan mengklik" instruksi ke komputer. Sebuah bola bergulir di bagian bawah mouse memberikan arah ke mana harus pindah ke kursor (penunjuk) pada monitor atau layar, dan satu hingga tiga tombol (tergantung pada desain) memungkinkan pengguna untuk mengatakan ya dengan mengklik tombol di sebelah kanan instruksi untuk operasi komputer berikutnya.

Sejarah

Douglas Engelbart, seorang profesor di Stanford Research Institute di Menlo Park, California, mengembangkan perangkat pertama yang kemudian dikenal sebagai mouse pada tahun 1964. Pada saat itu, tombol panah pada keyboard adalah satu-satunya cara untuk menggerakkan mouse. kursor di layar komputer, dan tombolnya tidak efisien dan canggung. Dr. Engelbart membuat mekanisme kecil seperti batu bata dengan satu tombol di atas dan dua roda di bawah. Kedua roda mendeteksi gerakan horizontal dan vertikal, dan unit ini agak sulit untuk bermanuver. Unit dihubungkan ke komputer dengan kabel sehingga sinyal gerakan dapat ditransmisikan secara elektrik ke komputer untuk dilihat di monitor. Salah satu rekan kerja Dr. Engelbart mengira perangkat dengan ekor kabelnya yang panjang tampak seperti tikus, dan namanya macet.

Ilmuwan lain, terutama di National Aeronautics and Space Administration (NASA), juga telah mencari metode untuk memindahkan kursor dan menunjuk ke objek di layar komputer. Mereka mencoba roda kemudi, sakelar lutut, dan pena ringan, tetapi, dalam pengujian perangkat ini versus mouse Engelbart, mouselah yang meraung. Insinyur NASA prihatin, bagaimanapun, tentang perjalanan ruang angkasa yang akan dilakukan tikus dari permukaan kerjanya di ruang tanpa bobot.

Pada tahun 1973, roda pada bagian bawah mouse telah digantikan oleh satu bola yang dapat menggelinding bebas; dan dua tombol lagi (total tiga) telah ditambahkan ke atas. Makhluk itu disebut mouse dan alat penunjuk, dan Xerox menggabungkannya dengan komputer Alto-nya, salah satu komputer pribadi pertama. Alto memiliki antarmuka pengguna grafis (GUI); yaitu, pengguna menunjuk ke ikon, atau simbol gambar, dan daftar operasi yang disebut menu dan mengkliknya untuk menyebabkan komputer membuka file, mencetak, dan melakukan fungsi lainnya. Metode pengoperasian komputer ini kemudian diadaptasi oleh sistem operasi Macintosh dan Windows.

Perkembangan komputer pribadi mendorong ledakan aplikasi untuk perangkat yang cukup kecil untuk digunakan di sejumlah stasiun kerja. Insinyur dapat mengembangkan desain berbantuan komputer di meja mereka sendiri, dan mouse sangat cocok untuk menggambar dan menggambar. Mouse juga mulai menghasilkan keturunan, yang secara kolektif disebut perangkat input/output, seperti trackball, yang pada dasarnya adalah mouse yang berbaring telentang sehingga pengguna dapat menggulung bola alih-alih menggerakkan seluruh unit di atas permukaan. Militer, pengontrol lalu lintas udara, dan pemain video game sekarang memiliki hewan peliharaan mereka sendiri. Sensor mekanis di kedua jenis perangkat digantikan oleh sistem sensor optik-elektronik yang dipatenkan oleh Mouse Systems; ini lebih efisien dan biaya lebih rendah. Mouse optik tanpa bagian yang bergerak dikembangkan untuk digunakan pada alas mouse khusus dengan garis kisi; cahaya dari dalam mouse menerangi grid, fotodetektor menghitung jumlah dan orientasi garis grid yang dilintasi, dan data arah diterjemahkan ke dalam gerakan kursor di layar.

Tikus mulai berkembang biak dengan cepat. Apple Computers memperkenalkan Macintosh pada tahun 1984, dan sistem operasinya menggunakan mouse. Sistem operasi lain seperti Commodore's Amiga, Microsoft Windows, Visicorp's Vision, dan banyak lagi yang menggabungkan antarmuka pengguna grafis dan mouse. Penyempurnaan ditambahkan untuk membuat sensor tidak mudah mengumpulkan debu, untuk mempermudah pengguliran melalui roda tambahan di bagian atas, dan membuat mouse tanpa kabel dengan menggunakan sinyal frekuensi radio (dipinjam dari pembuka pintu garasi) atau sinyal inframerah (diadaptasi dari televisi atau kendali jarak jauh).

Anatomi Tikus

Tubuh

"Kulit" mouse adalah bagian luar, bodi plastik keras yang dipandu pengguna melintasi permukaan yang rata. Itu "ekor" adalah kabel listrik yang mengarah keluar dari salah satu ujung mouse dan berakhir pada koneksi dengan Central Processing Unit (CPU). Di ujung ekor, satu hingga tiga tombol adalah kontak eksternal ke sakelar listrik kecil. Menekan tombol menutup sakelar dengan satu klik; elektrik, sirkuit ditutup, dan komputer telah menerima perintah.

Di bagian bawah mouse, palka plastik pas di atas bola karet, memperlihatkan bagian dari bola. Di dalam, bola ditahan di tempatnya oleh roda pendukung dan dua poros. Saat bola menggelinding di permukaan, satu poros berputar dengan gerakan horizontal dan yang kedua merespons gerakan vertikal. Di salah satu ujung masing-masing dari dua poros, roda berjari-jari juga berputar. Saat jari-jari ini berputar, sinyal cahaya inframerah dari light-emitting diode (LED) berkedip melalui jari-jari dan dicegat oleh detektor cahaya. Gelap dan terang diterjemahkan oleh fototransistor menjadi pulsa elektrik yang menuju ke interface integrated circuit (IC) pada mouse. Pulsa memberitahu IC bahwa bola telah dilacak kiri-kanan dan atas-bawah, dan IC memerintahkan kursor untuk bergerak sesuai di layar.

Sirkuit terpadu antarmuka dipasang pada papan sirkuit tercetak (PCB) yang merupakan kerangka tempat semua cara kerja internal mouse terpasang. Sirkuit terpadu, atau chip komputer, mengumpulkan informasi dari sakelar dan sinyal dari fototransistor dan mengirimkan aliran data ke komputer.

Otak

Setiap desain mouse juga memiliki perangkat lunaknya sendiri yang disebut driver. Pengemudi adalah otak eksternal yang memungkinkan komputer memahami sinyal mouse. Pengemudi memberi tahu komputer cara menafsirkan aliran data IC mouse termasuk kecepatan, arah, dan perintah yang diklik. Beberapa driver mouse memungkinkan pengguna untuk menetapkan tindakan tertentu ke tombol dan untuk menyesuaikan resolusi mouse (jarak relatif mouse dan perjalanan kursor). Tikus yang dibeli sebagai bagian dari paket komputer memiliki driver bawaan atau terprogram di komputer.

Bahan Baku

Kulit luar mouse dan sebagian besar bagian mekanis internalnya, termasuk poros dan roda berjari-jari, terbuat dari plastik akrilonitril butadiena stirena (ABS) yang dicetak dengan injeksi. Bola adalah logam yang dilapisi karet; itu dibuat oleh pemasok khusus. Sakelar mikro elektrik (terbuat dari plastik dan logam) juga merupakan barang siap pakai yang dipasok oleh subkontraktor meskipun perancang mouse dapat menentukan persyaratan gaya untuk sakelar agar lebih mudah atau lebih kencang untuk diklik. Sirkuit atau chip terintegrasi dapat menjadi item standar, meskipun setiap pabrikan mungkin memiliki chip eksklusif yang dibuat untuk digunakan dalam lini produknya yang lengkap. Kabel listrik dan overmold (konektor ujung) juga dipasok dari sumber luar.

Papan sirkuit tercetak (PCB) tempat komponen listrik dan mekanik dipasang dibuat khusus agar sesuai dengan desain mouse. Ini adalah lembaran datar berlapis resin. Resistor listrik, kapasitor, osilator, sirkuit terpadu (IC), dan komponen lainnya terbuat dari berbagai jenis logam, plastik, dan silikon.

Desain

Desain mouse baru dimulai dengan pertemuan antara manajer pengembangan produk, desainer, perwakilan pemasaran, dan konsultan ergonomis (spesialis gerakan manusia dan efek berbagai gerakan pada bagian tubuh). Daftar pedoman faktor manusia dikembangkan dengan menentukan rentang ukuran tangan, sensitivitas sentuhan, jumlah pekerjaan, dukungan tangan dalam posisi netral, postur pengguna saat mengoperasikan mouse, ekstensi jari yang diperlukan untuk mencapai tombol, digunakan oleh kedua kiri - dan orang yang tidak kidal, tidak ada listrik statis yang berkepanjangan, dan persyaratan kenyamanan dan keselamatan lainnya; ini bisa sangat berbeda, tergantung pada apakah mouse akan digunakan di kantor atau dengan komputer di rumah, misalnya. Ringkasan desain untuk mouse yang diusulkan ditulis untuk menjelaskan tujuan produk dan apa yang dicapainya; tampilan juga diusulkan sesuai dengan pasar yang diantisipasi.

Tim desain kembali ke meja dengan model busa; skor bentuk yang berbeda dapat dibuat untuk desain mouse tunggal. Pengujian pengguna dilakukan pada model-model ini; para insinyur dapat melakukan pengujian pendahuluan ini sendiri, atau mereka dapat menggunakan kelompok fokus sebagai pengguna biasa atau mengamati pengujian satu-satu dengan pengguna sampel. Ketika pemilihan model dipersempit, model kayu yang lebih halus dan dicat dibuat dari desain pemenang. Masukan dikumpulkan lagi pada nuansa, bentuk, dan tampilan model; ahli ergonomi juga meninjau kemungkinan desain dan menegaskan bahwa pedoman faktor manusia telah tercapai.

Ketika model optimal dipilih, tim teknik mulai merancang komponen internal. Render tiga dimensi dibuat oleh komputer, dan data yang sama digunakan untuk memotong bentuk cangkang luar dengan semua detailnya dengan mesin. Insinyur mekanik dan elektronik memasang papan sirkuit cetak (dan elektroniknya) dan mekanisme encoder (bola, poros, roda, dan sumber serta detektor LED) di dalam struktur. Proses pemasangan cara kerja ke cangkang bersifat iteratif; perubahan dibuat, dan proses desain dan penyesuaian diulang sampai mouse memenuhi tujuan desainnya dan tim desain puas dengan hasilnya. Chip khusus dirancang, diproduksi berdasarkan uji coba, dan diuji; elektronik kustom akan membantu desain memenuhi tujuan kinerja dan memberikan karakteristik yang unik, kompetitif, dan dapat dipasarkan.

Diagram desain yang telah selesai diserahkan kepada tooler proyek yang memulai proses modifikasi mesin untuk menghasilkan mouse. Diagram perkakas dihasilkan untuk cetakan injeksi cangkang, misalnya. Ukuran, bentuk, volume rongga, jumlah gerbang di mana plastik akan disuntikkan ke dalam cetakan, dan aliran plastik melalui cetakan semuanya digambarkan dan dipelajari. Setelah rencana perkakas akhir ditinjau, pahat dipotong menggunakan data yang dihasilkan komputer. Sampel cangkang plastik dibuat sebagai "tembakan percobaan" untuk memeriksa garis aliran aktual dan memastikan bahwa rongga tidak diinduksi. Perubahan dilakukan hingga proses sempurna. Tekstur ditambahkan ke tampilan luar cangkang dengan etsa asam atau dengan peledakan pasir.

Sementara itu, tim teknik telah menyiapkan jalur perakitan untuk desain mouse baru dan melakukan perakitan percobaan. Ketika detail desain diselesaikan, alat telah diproduksi, dan hasil pengujian telah memenuhi tujuan dan standar tim desain, mouse siap untuk produksi massal.

Manufaktur
Proses

Untuk membuat mouse komputer, beberapa proses manufaktur dilakukan secara bersamaan untuk membuat bagian yang berbeda dari unit. Proses ini dijelaskan dalam tiga langkah pertama di bawah ini. Potongan-potongan tersebut kemudian disatukan untuk perakitan akhir, seperti yang dijelaskan pada langkah 4 hingga 7.

1. Dalam salah satu rangkaian langkah pembuatan dan perakitan, papan sirkuit tercetak (PCB) dipotong dan disiapkan. Ini adalah lembaran datar berlapis resin yang dapat berupa desain pemasangan permukaan atau desain lubang. Versi pemasangan permukaan dirakit hampir seluruhnya oleh mesin. Sequencer otomatis yang dikendalikan komputer menempatkan komponen listrik dalam urutan yang benar ke papan dalam pola yang ditentukan.

   Untuk perakitan PCB melalui lubang, kabel lampiran komponen elektronik dimasukkan ke dalam lubang di PCB. Setiap pekerja jalur perakitan memiliki gambar untuk bagian papan dan unit tertentu untuk ditambahkan. Setelah semua komponen dipasang di papan, permukaan bawah papan dilewatkan melalui solder timah cair dalam mesin solder gelombang. Mesin ini mencuci papan dengan fluks untuk menghilangkan kontaminan, kemudian memanaskan papan dan komponen yang dibawanya dengan panas inframerah untuk mengurangi kemungkinan kejutan termal. Saat bagian bawah papan mengalir di atas lembaran cair tipis solder cair yang benar-benar halus, solder bergerak ke atas setiap kawat dengan aksi kapiler, menutup lubang, dan memperbaiki komponen di tempatnya. Papan yang disolder didinginkan. PCB diperiksa secara visual pada tahap ini, dan papan yang tidak sempurna ditolak sebelum mekanisme enkoder dipasang.

2. Mekanisme encoder (termasuk bola berlapis karet, roda penopang, kedua roda berjari-jari dan gandarnya, LED, dan detektornya) dirakit sebagai unit terpisah. Bagian plastik juga diproduksi dengan cetakan injeksi sesuai dengan spesifikasi eksklusif dan dipangkas dari plastik bekas. Setelah mekanisme dirakit, unit diikat ke PCB menggunakan klip atau sekrup. Papan sekarang benar-benar dirakit dan menjalani uji kontrol kualitas elektronik.
3. Ekor mouse—kabel listriknya—juga telah diproduksi menggunakan satu set kabel, pelindung, dan penutup karet. Kabel memiliki dua bagian tambahan dari karet cetakan yang disebut overmolds. Ini adalah perangkat pelepas ketegangan yang mencegah kabel terlepas dari mouse atau steker konektornya jika kabel ditarik. Pembuat mouse biasanya mendesain bentuk mereka sendiri untuk cetakan berlebih. Overmold dekat-mouse dihubungkan ke housing, dan, di ujung ekor yang berlawanan, konektor disolder ke kabel dan overmold konektor dimasukkan ke tempatnya.
4. Potongan kulit terluar diperiksa secara visual setelah pencetakan, pemangkasan, dan perawatan permukaan (penyelesaian) dan sebelum perakitan. Kulit luar dirakit dalam empat langkah. Perakitan PCB dan encoder yang telah selesai dimasukkan ke bagian bawah cangkang. Tombol-tombol tersebut dimasukkan ke bagian atas rumahan, kabel terpasang, dan bagian atas dan bawah disekrup menggunakan obeng otomatis.
5. Elektronik akhir dan pemeriksaan kualitas kinerja dilakukan saat perakitan pada dasarnya selesai. Kaki karet atau neoprene dengan lapisan perekat yang telah dipasang sebelumnya di satu sisi ditambahkan ke bagian bawah mouse.
6. Sementara desain perkakas dan perakitan fisik yang dijelaskan di atas sedang berlangsung, tim pemrograman telah mengembangkan, menguji, dan mereproduksi firmware driver mouse. Disebut firmware karena terletak di ranah antara perangkat lunak dan perangkat keras terdiri dari kombinasi kode dalam sirkuit terpadu dan terjemahan gerakan arah mouse dan sinyal micro-switch yang perlu dipahami oleh komputer penerima ketika mouse terpasang . Ketika driver telah dikembangkan, penguji pabrikan sendiri menjalankannya melalui uji coba yang ketat, dan baik Komisi Komunikasi Federal (FCC) dan Komisi Eropa (CE—organisasi yang mengatur emisi radio dan pelepasan muatan listrik statis) juga menyetujui elektronik tersebut. Data driver yang disetujui dikodekan dan diproduksi secara massal pada disket.
7. FCC mengharuskan perangkat sinyal atau komunikasi termasuk label beruang tetikus yang mengidentifikasi perusahaan dan spesifikasi produk tertentu. Label dicetak di atas kertas tahan lama dengan perekat kuat sehingga tidak mudah dilepas. Label ditempel di bagian bawah mouse, dan mouse dikantongi plastik. Perangkat, disket drivernya, dan buklet instruksi dengan informasi registrasi dan garansi dimasukkan ke dalam kotak dan disiapkan untuk pengiriman dan penjualan.

Kontrol Kualitas

Penggunaan desain yang dihasilkan komputer membangun kualitas dan penghematan waktu ke dalam produk. Data dapat disimpan dan dimodifikasi dengan cepat, sehingga eksperimen dengan bentuk, tata letak komponen, dan tampilan keseluruhan dapat dicoba dan penyesuaian berulang dapat dilakukan. Data desain berbantuan komputer juga mempercepat peninjauan Di bawah bodi plastik keras luar yang digerakkan pengguna di atas alas mouse terdapat bola karet yang berputar sebagai gerakan tikus. Bola ditahan di tempatnya oleh roda penopang dan dua poros. Saat menggelinding, satu poros berputar dengan gerakan horizontal dan yang kedua merespons gerakan vertikal. Di salah satu ujung masing-masing dari dua poros, roda berjari-jari juga berputar. Saat jari-jari ini berputar, sinyal cahaya inframerah dari light-emitting diode (LED) berkedip melalui jari-jari dan dicegat oleh detektor cahaya. Gelap dan terang diterjemahkan oleh fototransistor menjadi pulsa elektrik yang menuju ke interface integrated circuit (IC) pada mouse. Pulsa memberitahu IC bahwa bola telah dilacak kiri-kanan dan atas-bawah, mengirimkan perintah melalui kabel ke Central Processing Unit (CPU), dan menginstruksikan kursor untuk bergerak sesuai di layar. spesifikasi suku cadang, proses perkakas, dan desain prosedur perakitan sehingga peluang terjadinya konflik kecil.

Setidaknya tiga langkah kontrol kualitas dilakukan selama perakitan. Pemeriksaan elektronik dilakukan pada PCB setelah komponennya dipasang (dan disolder ke tempatnya jika metode perakitan lubang digunakan) dan sebelum mekanisme plastik apa pun dipasang. Bagian plastik (mekanisme enkoder dan kulit luar) diperiksa secara visual setelah selesai tetapi sebelum tersambung ke papan dan elektronik; ini mencegah pembongkaran atau pemborosan elektronik karena cangkang yang rusak, misalnya. Akhirnya, perangkat yang telah dirakit sepenuhnya dikenai pemeriksaan elektronik dan kinerja lainnya; 100% mouse yang diproduksi oleh Kensington Technology Group dicolokkan ke komputer yang beroperasi dan diuji sebelum dikemas. Seperti disebutkan di atas, baik FCC dan CE mengatur aspek operasi mouse, sehingga keduanya juga menguji dan menyetujui data driver.

Produk Sampingan/Limbah

Pembuat mouse komputer tidak menghasilkan produk sampingan dari pembuatan mouse, tetapi sebagian besar menawarkan berbagai perangkat serupa untuk aplikasi yang berbeda. Bagian yang kompatibel atau dapat dipertukarkan digabungkan dalam desain baru atau beberapa desain bila memungkinkan untuk menghindari biaya desain, perkakas, dan modifikasi perakitan.

Limbah sangat minim. Kulit plastik ABS mouse sangat dapat didaur ulang dan dapat digiling, dicetak, dan digiling ulang berkali-kali. Potongan plastik dan logam lainnya diproduksi dalam jumlah kecil dan dapat didaur ulang atau dibuang.

Masa Depan

Perangkat yang merupakan modifikasi dari mouse saat ini banyak beredar di pasaran. Mouse Internet menyisipkan roda gulir di antara dua tombol untuk membuat pengguliran halaman web lebih mudah; versi yang lebih canggih menambahkan tombol yang dapat diprogram oleh pengguna untuk menjalankan fungsi Internet, seperti bergerak mundur atau maju, kembali ke halaman awal, atau memulai pencarian baru. Satu versi mouse telah kembali ke lantai di mana dua bantalan kaki atau pedal menggantikan bola dan tombol; satu pedal didorong untuk memindahkan kursor dan klik kedua. Tersedia mouse nirkabel yang berkomunikasi dengan sinyal radio, dan mouse telah dihapus sama sekali oleh touchpad. Pengguna menjalankan jari di touchpad untuk memposisikan ulang kursor, dan halaman web dapat digulir dan dimajukan dengan gerakan spesifik lainnya. Banyak dari adaptasi ini dirancang untuk menghilangkan penyakit stres berulang dan menyelamatkan ketegangan lengan bawah.

Penemu tikus, Dr. Engelbart, tidak pernah percaya bahwa tikus akan mencapai usia tiga puluhan atau mempertahankan nama nonteknisnya. Faktanya, mouse dan keturunan trackballnya semakin populer karena bentuknya menjadi lebih nyaman, lebih sedikit pembersihan dan perawatan yang diperlukan, dan keandalan serta umur panjang yang meningkat. Perkembangan mouse di masa depan akan mengikuti evolusi Internet dan mencakup lebih banyak opsi untuk programabilitas, seperti berpindah tangan untuk menggandakan jumlah fungsi yang tersedia. Mouse mungkin akan punah suatu hari nanti, dan kandidat yang paling mungkin untuk menggantikannya adalah perangkat yang melacak pergerakan mata pengguna komputer dan mengikutinya dengan gerakan kursor dan sinyal fungsi yang sesuai.