Устройства ввода информации

Содержание

 

Обозначения и сокращения ..4

Введение ..5

1 Клавиатура ..6

1.1 Устройство клавиатуры ..7

1.2 Интерфейс клавиатуры 11

1.3 Типы клавиатур 18

1.4 Поиск неисправностей ремонт клавиатуры 24

2 Сканер 27

2.1 Основные определения 28

2.2 Структурная схема сканера 31

2.3 Принцип действия  сканера 36

2.4 Технические характеристики сканера 41

2.5 Производители сканеров 44

Заключение 46

Список использованной литературы 47

Ведомость чертежей 48

Лист замечаний 49

Рецензия преподавателя 50

 

Обозначения и сокращения

 

PC – персональный компьютер.

USB – универсальная последовательная шина.

PS/2 – personal system/2 (тип порта компьютера для подключения клавиатуры).

Web – всемирная паутина (The World Wide Web).

EMS – еlectric main service.

ROM (ОЗУ) – оперативно запоминающее устройство.

МК – микроконтроллер.

ША - шина адреса.

ШД - шина даныx.

ШУ – шина управления.

ПЗC – прибор с зарядовой связью.

SDL - Shielded Data Link — экранированная линия связи.

DIN - Deutche Industrie Norm — промышленный стандарт Германии.

ПО – программное обеспечение.

АЦП – аналого-цифровой преобразователь.

RGB – красный, зеленый, синий.

 

Введение

 

Целью курсового проекта  является:

• Изучение средств ввода информации.
• Определение неисправностей клавиатуры и сканера.
• Ремонт клавиатуры и сканера.

В первой части курсового проекта будет рассказано о клавиатурах и их типах. Описывается конструкция клавиш, принцип работы скан-кодов. Настройка ПО и драйверов USB Legacy. Так же будет затронута тема поиска неисправностей и ремонт клавиатуры.

Клавиатура — одно из важнейших устройств компьютера, используемое для ввода в систему команд и данных.

Во второй части будет рассказано о сканерах и принципах их работе. Будет приведена структурная  схема сканера и пояснение  к ней. Рассмотрятся разные виды сканеров от ручных до планшетных.

Для тех, кто занимается переводом  бумажных архивов в электронную  форму, сканер является самым важным устройством ввода персонального компьютера уже несколько десятилетий. С помощью сканера в компьютер вводится любая графическая информация.

 

 

1 Клавиатура

 

 

За время, прошедшее  с момента выпуска первой модели PC, IBM разработала три типа компьютерных клавиатур, а Microsoft — еще одну. Они  стали Промышленными стандартами, которых придерживаются практически  все производители совместимого оборудования. С появлением Windows 95 была создана модифицированная версия 101 клавишной клавиатуры, получившая название 104 клавишной расширенной клавиатуры Windows. Внешний вид наиболее распространенной 101 и 104 клавишной расширенной клавиатуры (рисунок 1).

Рисунок 1 – 104 клавишная  клавиатура Windows

 

Основные типы клавиатур:

• 83 клавишная клавиатура PC и XT;
• 84 клавишная клавиатура AT;
• 101 клавишная расширенная клавиатура;
• 104 клавишная расширенная клавиатура Windows.

Рекомендации по выбору клавиатуры.

Зачастую гораздо проще и дешевле заменить клавиатуру, чем заниматься ее ремонтом, особенно если неисправна электронная “начинка” или одна из клавиш. Достать запасные детали практически невозможно, но даже если они есть, сама процедура их замены оказывается довольно сложной. Кроме того, большинство клавиатур, продаваемых вместе с дешевыми компьютерами, далеки от совершенства. Они, как правило, слишком «мягкие». Плохо работающая клавиатура вызывает сильное раздражение. Поэтому лучше сразу заменить клавиатуру более подходящей. По-видимому, самые качественные клавиатуры выпущены IBM или, точнее, Unicomp.

Компания Unicomp производит более 1 400 моделей клавиатур IBM и Lexmark, а также развивает линию традиционных и усовершенствованных клавиатур, включая эксклюзивные модели для некоторых университетов.

 

1.2 Устройство клавиатуры

 

Конструкции клавиш.

В современных клавиатурах  используется несколько типов клавиш. В большинстве клавиатур установлены  механические переключатели, в которых  происходит замыкание электрических контактов при нажатии клавиш. В некоторых клавиатурах высокого класса используются бесконтактные емкостные датчики.

Наиболее широко распространены контактные клавиатуры. Существуют следующие  их разновидности:

• с механическими переключателями;
• с замыкающими накладками;
• с резиновыми колпачками;
• мембранные.

Клавиши с механическими  переключателями.

В механических переключателях (рисунок 2) происходит замыкание металлических  контактов. В них для создания “осязательной” обратной связи зачастую устанавливается дополнительная конструкция из пружины и смягчающей пластинки. При этом ощущается сопротивление клавиши и слышится щелчок.

Механические переключатели  очень надежны, их контакты обычно самоочищающиеся. Они выдерживают до 20 млн. срабатываний и стоят вторыми по долговечности после емкостных датчиков. Обратная связь у них просто превосходная.

Клавиатуры с механическими  переключателями, несмотря на свою долговечность  и тактильную обратную связь, значительно  менее распространены, чем мембранные клавиатуры. Многие компании, занимающиеся производством клавиатур, используют механические переключатели только в некоторых дорогостоящих моделях. Резкое уменьшение стоимости клавиатур, а также других традиционных устройств (например, мыши или дисковода), заставило производителей значительно снизить цены, что привело к прекращению или перепрофилированию их производства в пользу менее дорогих мембранных клавиатур.

Рисунок 2 –Конструкция клавиш с механическим переключателем

 

Механические переключатели  компании Alps Electric используются многими производителями клавиатур механического типа, в том числе и самой Alps Electric. Также к числу производителей относятся компании: Adesso Inc. NMB Technologies Chicony Cherry (она использует в клавиатурах серии G80 собственные клавиши с ресурсом в 50 млн. нажатий, Avant Prime и Stellar, продукция которых конкурирует с классическими клавиатурами Northgate, Kinesis, SIIG и Focus. Большая часть продукции этих производителей реализуется на рынках OEM, поэтому, просматривая подробные спецификации, обращайте внимание, не является ли та или другая клавиатура моделью с механическими переключателями.

Клавиши с замыкающими  накладками.

Такие клавиши широко применялись в старых клавиатурах. Они использовались в большинстве старых совместимых клавиатур компании Keytronics и др. В них прокладка из пористого материала с приклеенной снизу фольгой соединяется с кнопкой клавиши (рисунок 3).

При нажатии клавиши  фольга замыкает печатные контакты на плате. Когда клавиша отпускается, пружина возвращает ее в исходное положение. При этом пористая прокладка смягчает удар, но клавиатура становится слишком «мягкой». Основной недостаток этой конструкции — отсутствие щелчка при нажатии (нет обратной связи), поэтому в системах с такой клавиатурой часто приходится программным образом выводить на встроенный динамик компьютера какие-нибудь звуки, свидетельствующие о наличии контакта. Компания Compaq использовала подобные клавиатуры в своих компьютерах. Ощущения от работы на них сугубо индивидуальные.

Еще один недостаток такой конструкции состоит в том, что она весьма чувствительна к коррозии фольги и загрязнению контактов на печатной плате. Если это происходит, нажимать клавишу иногда приходится несколько раз, что, конечно же, действует на нервы. К счастью, чистить такую клавиатуру гораздо проще, чем другие. Можно снять печатную плату и получить доступ сразу ко всем накладкам, а не вынимать каждую клавишу в отдельности. После этого можно почистить накладки и саму плату — клавиатура будет как новенькая. Правда, через некоторое время ее опять придется чистить. Предотвратить коррозию и улучшить электрический контакт можно с помощью специального состава Stabilant 22a компании D.W. Electrochemicals. Из-за недостатков клавиатуры этого типа, ими сейчас практически не используются, им на смену пришли конструкции с резиновыми колпачками.

 

 

Рисунок 3 - Конструкция  клавиши с замыкающей накладкой из фольги

 

Компания Key Tronic, которая  является наиболее известным производителем клавиатур на основе этой технологии, в настоящее время использует в конструкциях среднего и высшего уровней технологию мембранных переключателей с центрированием контактных пластин. Поэтому клавиатуры с замыкающими накладками, по всей видимости, могут встретиться только в системах ранних версий.

Клавиши с резиновыми колпачками.

Клавиатура с резиновыми колпачками похожа на предыдущую конструкцию, но превосходит её во многих отношениях. Вместо пружины в ней используется резиновый колпачок с замыкающей вставкой из той же резины, но с угольным наполнителем. При нажатии клавиши шток надавливает на резиновый колпачок, деформируя его. Деформация колпачка сначала происходит упруго, а затем он «проваливается». При этом угольный наполнитель замыкает проводники на печатной плате. При отпускании резиновый колпачок принимает первоначальную форму и возвращает клавишу в исходное состояние.

Замыкающие вставки  делаются из очищенного угля, потому они  не подвержены коррозии и сами по себе очищают металлические контакты, к которым прижимаются. Колпачки обычно прессуются все вместе в виде листов резины, покрывающих плату целиком и защищающих ее от пыли, грязи и влаги. Количество деталей в такой конструкции минимально. Все это обеспечивает высокую надежность клавиатуры и ее широкое распространение.

Мембранная клавиатура.

Эта клавиатура является разновидностью предыдущей, но в ней нет отдельных клавиш. Вместо них используется лист с разметкой, который укладывается на пластину с резиновыми колпачками. При этом ход каждой клавиши ограничен, и такая клавиатура не годится для обычной печати. Но, поскольку рассматриваемая клавиатура состоит фактически из трех пластин и минимума других деталей, она может оказаться незаменимой в экстремальных условиях. Мембранные клавиатуры часто используются в пультах управления (станками, агрегатами и т.п.), т.е. там, где необходимо вводить большие объемы данных.

Тем не менее в настоящее  время мембранные клавиатуры уже  практически не используются в промышленности или в ресторанах быстрого питания. В течение последних лет мембранные переключатели со стандартными колпачками клавиш полностью заменили переключатели с резиновыми колпачками, получив при этом широкое распространение на рынке клавиатур низшего и среднего классов. Мембранные переключатели, имеющие достаточно низкую себестоимость, стали общепризнанным фаворитом на дешевых рынках стран Тихоокеанского бассейна. Клавиатуры с этими переключателями могут встретиться в местных магазинах компьютерной техники или быть в комплекте с купленным компьютером. Несмотря на то, что срок жизни дешевых мембранных переключателей ограничен 5–10 млн. нажатий, лучшие модели выдерживают до 20 млн. нажатий, что доказывает надежность переключателей такого типа продемонстрировано на рисунке 4.

Рисунок 4 –Конструкция клавиш с мембранным переключателем

 

Мембранные клавиатуры обеспечивают более надежный и жесткий контакт, чем клавиатуры с резиновыми колпачками или устаревшие клавиатуры с замыкающими накладками, но по чувствительности уступают механическим или емкостным переключателям. Единственным исключением является серия клавиатур, разработанных компанией Key Tronic на основе технологии мембранных переключателей с центрированием контактных пластин. Их особенностью является технология Ergo, определяющая пять уровней удельной силы (от 35 до 80 граммов), которые зависят от относительной силы пальцев, нажимающих ту или иную клавишу. Так, например, чтобы нажать клавишу мизинцем левой руки (клавиши «Q», «Z» или «A»), требуется усилие, равное 35 г. Для тех клавиш, которые используются другими пальцами, сила нажатия будет больше. Максимальное усилие приходится на клавишу пробела — 85 г. Для сравнения можно сказать, что стандартное усилие нажатия любых клавиш обычной клавиатуры равно 55 г (рисунок 5).

Рисунок 5 - Уровни силы клавиатуры KeyTronic EMS, созданной на основе технологии Ergo

 

Чтобы выбрать наилучшую мембранную клавиатуру из огромного числа существующих на сегодняшнем рынке, следует в первую очередь обратить внимание на долговечность используемых переключателей. Надежные переключатели хотя и увеличивают себестоимость клавиатуры, но вместе с тем продлевают срок её службы.

Емкостные датчики.

Это единственные бесконтактные  переключатели, которые получили широкое  распространение (рисунок 6). Клавиатуры с такими датчиками дороже клавиатур с резиновыми колпачками, но более устойчивы к загрязнению и коррозии. Для обеспечения обратной связи в них используются цилиндрические (винтовые) пружины.

Рисунок 6 - Конструкция клавиш с емкостным датчиком

 

В емкостных датчиках нет замыкающихся контактов. Их роль выполняют две смещающиеся относительно друг друга пластинки и специальная схема, реагирующая на изменение емкости между ними. Клавиатура представляет собой набор таких датчиков.

При нажатии клавиши шток смещает  верхнюю пластинку ближе к  неподвижной нижней. Клавиши сконструированы  так, что переход между пластинками происходит скачкообразно и при этом слышен щелчок. Когда верхняя пластинка приближается к нижней, емкость между ними увеличивается, что регистрируется схемой компаратора, установленной в клавиатуре.

Благодаря бесконтактным датчикам такая клавиатура устойчива к коррозии и загрязнению. В ней практически отсутствует «дребезжание» (явление, когда при одном нажатии на клавишу символ вводится несколько раз подряд). Ее долговечность — до 25 млн. нажатий, в отличие от 10–12 млн. для клавиатур других типов. Единственный недостаток такой клавиатуры — высокая стоимость, но она во многом компенсируется удобством и долговечностью.