СТА 1/2010

96 СТА 1/2010 www.cta.ru В ЗАПИСНУЮ КНИЖКУ ИНЖЕНЕРА Координатно указательные устройства, или сокра щённо трекболы, применяются для прецизионного позиционирования курсора в системах, предназна ченных для ответственных применений, например, в устройствах управления катерами, яхтами и больши ми судами, в системах целеуказания. При этом под разумевается, что трекбол должен быть достаточно прочным для сопротивления ударным нагрузкам, воздействию пыли и влаги и иметь длительный ре сурс безотказной работы. Координатно указательные устройства, производимые бельгийской компанией NSI с 1989 года, разрабатываются с учётом требова ний повышенной устойчивости и большого времени наработки на отказ. В настоящее время по аналогии с манипуляторами мышь существует несколько технологий детектиро вания движения шара трекбола: ● оптико механическая, ● оптическая, ● лазерная. Оптико механические трекболы — первые появившиеся на рынке устройства (рис. 1). Основа конструкции — по крытый резиной шар. Он вставляется внутрь корпуса и имеет жёсткое соприкосновение с тремя валиками, оси вращения двух из них перпендикулярны друг другу (детек тирование движения влево вправо, вверх вниз). На осях этих валиков установлены диски с прорезями. По разные стороны дисков расположены приёмник и детектор свето вого сигнала. Направление перемещения шара определяет ся последовательностью освещения фоточувствительных элементов, а скорость движения – частотой приходящих от них импульсов. Недостатки этой системы — физический контакт между шаром и детекторами перемещения, механическая слож ность системы, необходимость периодической чистки ро ликов от загрязнений путём разбора изделия и невоз можность полной влагозащиты. Трекболы, выпускающиеся без защиты (IP40), применяются в помещениях, где воздействие вла ги исключено или сведено к минимуму. Например, они могут использоваться как часть системы конт роля воздушного движения. Применение таких трекболов в составе систем управления на водном транспорте ограничено. Максимальная степень за щиты трекбола GS25 (рис. 2) при неподвижном ша ре IP65. При этом защитой от влаги служит резино вое уплотнительное кольцо, скрытое под металли ческим фиксатором шара. Достоинство оптико ме ханических трекболов — невысокая цена, компакт ные форм факторы (диаметр шара от 16 мм) и на дёжная механическая часть. Время жизни более 2 000 000 оборотов шара. Принцип работы оптических трекболов кардинально от личается от оптико механических изделий. Основа детек тирования движения заключается в обработке сигналов от сенсоров, делающих последовательные фотографии по верхности шара. Далее снимки сравниваются. Направле ние и скорость перемещения курсора на экране определя ются на основе расхождений в расположении общих эле ментов на двух последовательных кадрах. На рис. 3 видно, что за время 0,67 миллисекунды изображение поверхности шара сместилось влево и вниз. Общие элементы видны на обоих снимках. При этом как на поверхность шара, так и на его матери ал накладывается ограничение: поверхность должна быть Указательные устройства: эволюция продолжается Сергей Дронов Детектор Детектор Источник света Источник света Валики перемещения Опорный валик Ось Y Ось X Диск с прорезями Диск с прорезями Вращающийся шар Рис. 1. Схема работы оптико механического трекбола Рис 2. Трекболы GK25 и GS25 (отличие в материале шара и стопорного кольца) © СТА-ПРЕСС