Perifériák és Multimédia eszközök

Az előadások a következő témára: "Perifériák és Multimédia eszközök"— Előadás másolata:

1 Perifériák és Multimédia eszközök
1. ELŐADÁS Schiffer Ádám egyetemi adjunktus PTE PMMK MIT

2 A tárgyról általában Célkitűzése: A hallgatók ismerkedjenek meg a személyi számítógépek perifériáival. Ismerjék a gyakran előforduló számítógép részegységek főbb jellemzőit: úgymint működési elvüket, sebességüket, üzemeltetési tulajdonságaikat.  Ismerjék a perifériák felépítését, működési feltételeit, hogy el tudják kerülni a szakszerűtlen igénybevételt. Ismerjék a perifériák fejlődésének főbb állomásait, tehát a múltat, és a lehetséges jövőt, a fejlesztések irányát, elképzeléseket. PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/2

3 Követelmények Követelmények a szorgalmi időszakban:
Az előadásokon ajánlott a részvétel. A laborgyakorlati foglalkozásokon 70% (TVSZ) az előírt részvételi arány. Egye előre megadott téma egyéni feldolgozása a követelményeknek, formátumnak megfelelően. A laborgyakorlatra felkészülten kell megjelenni, hogy a kitűzött feladatokat időben végre lehessen hajtani. Az előző heti előadáson elhangzott elméleti anyag és a labor feladatkiírásai a tantárgy segédanyagaiban megtalálhatók (E-oktat). A félév végén megírt zárthelyi dolgozat min. elégséges osztályzata PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/3

4 Jegyzet Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom:
Az előadásokon elhangzott és megjelölt irodalom, a saját jegyzet. Györök György: Perifériák . BMF KK Géczy László: Perifériák, Multimédia eszközök László József: Perifériák programozása Pascal és Assembly nyelven PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/4

5 Heti bontás PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/5

6 Fejlődéskonvergencia
PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/6

7 Fejlődéskonvergencia
PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/7

8 Fejlődéskonvergencia
PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/8

9 Perifériák csoportosítása I.
A felszotás középsô ágában lévô meghatározást úgy kell tekintenünk, mintha az a két szomszédos csoportot - információ beviteli összetett emberi tevékenységhez kapcsolódót, valamint az információ kiviteli rögzítés nélkül mûködôt - fogná össze egy új lehetôséggé. PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/9

10 Perifériák csoportosítása II.
Perifériának nevezhetünk minden olyan berendezést amelyet a számítógéphez kapcsolva annak működését teszi hatékonyabbá vagy egyáltalán lehetővé Számítástechnikai ill. Speciális (pl. AD konverter) Technikai ill. Humanoid (pl. VR) (számítógépet vagy az emberhez, vagy valamilyen más környezethez illeszti ) Bemeneti,beviteli ill. Kimeneti ill.Ki és Bemeneti PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/10

11 Humanoid beviteli eszközök
Billentyűzetek Egerek Tabletek PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/11

12 Billentyűzet Billentyűzet használatát és működését befolyásoló emberi tényezők (a) és környezeti hatások (b) a) b) billentyű elrendezés hőmérsékleti tartomány, hőmérsékleti változások billentyű tető méret ütés-rázkódás, vibráció működtető rugó erő páratartalom, porlasztott folyadék mennyisége billentyű tető jelek levegő részecske tartalma (por tartalma) Működési elv elektrosztatikus töltések elektromágneses interferencia, elektromágneses emisszió PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/12

13 A billentyűzet Manapság a hagyományos billentyűzeteken kívül számos kényelmi funkcióval ellátott eszköz kapható (pl. Laptop, OS) Elődlegesen beviteli eszköznek definiáljuk Általánosan a következő billentyűket tartalmazza: Gépelési Numerikus Funkcióbillentyűk Kontroll billentyűk A billentyűzetkiosztás az írógép felosztásából ered (QWERTY). Alternatív kiosztás pl. DVORAK (magánh. Bal, mássalhangzó jobb oldalon) Logitech vezeték nélküli billentyűzet (QWERTY) Egyéb kiosztások: ABCDE, XPeRT, QWERTZ, AZERTY PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/13

14 A billentyűzet A Windows billentyűzeteknek speciális gombjai vannak (windows, start) Apple bill.: „Command” gomb Néhány billentyűzet Linux specifikus gombokat tartalmaz PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/14

15 A billentyűzet működése
A billentyűzet egy kis számítógép: saját processzora és áramköre van. Lényeges elem a kapcsolók mátrix alapú szervezése a nyomtatott áramkörön PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/15

16 Billentyűzetek Mátrixon kívüli nyomógombok : mátrixban lévő billentyűk kódjának megváltoztatása (pl: shift, CTRL) PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/16

17 Billentyűzetek csoportosítása
ÉRINTKEZŐ NÉLKÜLI - KAPACITÍV - INDUKTÍV - HALL CELLÁS ÉRINTKEZŐS - REED RELÉ - RUGALMAS ÉRINTKEZŐ - MEREV ÉRINTKEZŐ PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/17

18 Billentyűzetek összehasonlítás HALL cellás Merev érintkezős
PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/18

19 Billentyűzetek összehasonlítása
merev érintkezős közös jellemzők érintkező nélküli löket hossz 4 mm működtető erő < 0,7 N élettartam 10^7 10^8 környezeti hőmérséklet működtetésre C° környezeti hőmérséklet tárolásra C° bekapcsolási és kikapcsolási idő - 1 ms PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/19

20 Billentyűzetek Megbízhatóság mérőszámai:
MTBF (Mean Time Between Failures) [1/óra] MCBF (Mean Cycles Between Failures) [%/1000 ciklus] PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/20

21 Billentyűzetek - HALL Hall cella: külső mágneses tér hatására feszültséget szolgáltat Mágneses teret egy mágnes közelítésével idézzük elő Hosszú élettartam, drága PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/21

22 Billentyűzetek - érintkezős
Gumiérintkezőket használnak általánosan Grafitérintkezőket nyomunk a mátrix megfelelő helyére Elengedéskor visszaugrik PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/22

23 Billentyűzetek - kapacitív
Nem mechanikus, mivel nem szükséges a fizikai kontaktus: az áram folyamatosan folyik a mátrix áramkörön keresztül. A gomb lenyomására az érintkező közelebb kerül az áramköri részhez, a kondenzátor tölteni kezd. A processzor ebből érzékeli a lenyomást. PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/23

24 Billentyűzetek - Fólia
PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/24

25 Billentyűzetek - pergés
Nyitáskor, záráskor lép fel, átmeneti jelenség Kiküszöbölése pl. integráló taggal Hall kapcsoló önmagában megoldja (hiszterézis) Kapacitivnál szintén nincs pergés PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/25

26 Alternatív megoldások
Sok embernek a túlzott gombszám fóbiát okoz (!) Ergonómia PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/26

27 Alternatív megoldások
Optimus billentyűzet programozható gombokkal PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/27

28 Alternatív megoldások
DAS billentyűzet: a hüvelyk (erősebb) újjaknak súlyozottan több erőt kell kifejteni Virtuális billentyűzet: lézer technológia, sík felületre vetít, a lézersugár megszakítását érzékeli Flexibilis: praktikusan csomagolható Optimus billentyűzet QUAKE-re programozott gombokkal PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/28

29 Alternatív megoldások
PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/29

30 Az egér 1963-ban Douglas Engelbart a Stanfordi Kutatóintézetben új adatbeviteli eszközöket létrehozásával próbálkozott. Sok megoldás közül 1963-ban egy fából készített kis kézbeillô tárgyban az egyenes vonalú mozgást forgó fém korongok közvetítették. Ma már az egér a legtöbbet használt beviteli eszköz a billentyűzet mellett, messze maga mögé utasítva a tabletet, a fényceruzát, az érintéses képernyôt, de még a hozzá legjobban hasonlító track-ball-t is. PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/30

31 Az egér Az egéren minimálisan egy billentyű kell, azonban ma már két-három billentyű, illetve görgő található Apple egy gombot, illetve egy menütekerő golyót használ Ma már az optikai elven működő egerek az elterjedtek Az optikai egér semmi járulékos mozgó mechanikai alkatrészt nem tartalmaz Egy Apple Macintosh Plus egér 1986-ból PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/31

32 Az egér Az egér belsejében található érzékelő felismeri és továbbítja a számítógép felé az egér mozgását egy sima felületen. Az egér mozgatása többnyire a monitor képernyőjén megjelenő kurzor helyzetét befolyásolja. Az egér gombjainak használatát kattintásnak nevezik. Nevét onnan kapta, hogy az alakja zsinórral együtt hasonlít ehhez a rágcsálóhoz PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/32

33 Az mechanikus egér A mechanikus egér működése.
1: Az egér mozgatása elforgatja a golyót. 2: Az X és Y hengerek tartják a golyót, és továbbítják a mozgást. 3: Fényáteresztő résekkel rendelkező korongok. 4: Az infravörös LED átvilágít a korongok résein. 5: A szenzorok érzékelik a fényimpulzusokat. A golyó átmérô a kapcsolódó dörzshengerek áttétele a felbontás finomságát befolyásolja PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/33

34 Az mechanikus egér A fő alkotóelem a golyó, mely a mechanikai elmozdulást adja át 2 görgőnek. Ezek végén tárcsa található, melynek nyílásai 1 optikai adó és vevő előtt haladnak el. Ez a kimenetén 1 impulzussal jelzi, hogy 1 rés haladt el előtte. Ha 2-2 ilyen kapunk van, akkor segítségükkel meg tudjuk határozni a mozgatás irányát, sebességét, és egy kezdőponthoz viszonyított helyzetét is. Ez az eljárás lett végül a domináns a személyi számítógépeken 1980 és 1990 között PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/34

35 Az mechanikus egér Görgők X és Y irányú elmozduláshoz
Egy 36 lyukú tárcsa PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/35

36 Az optikai egér Egy másik fejlesztési vonalon az optikai egér a mozgásokat egy optikai szenzor segítségével ismerte fel, mely egy fénykibocsátó diódát használt a megvilágításhoz. Az első optikai egerek a Mouse Systems Corporation-nél dolgozó Steve Kirsch-től erednek, ezeket még csak egy speciális fémes egérpadon lehetett használni, melyre kék és szürke vonalak hálója volt felfestve. Miután a számítógépes eszközök egyre olcsóbbak lettek, lehetőség nyílt egy sokkal pontosabb képelemző chip beépítésére is az egérbe, melynek segítségével az egér mozgását már szinte bármilyen felületen érzékelni lehetett, így többé nem volt szükség speciális egérpadra. PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/36

37 Az optikai egér A modern optikai egerek egy szenzor segítségével sorozatos képeket készítenek az egér alatti területről. A képek közötti eltérést egy képelemző chip dolgozza fel, és az eredményt a két tengelyhez viszonyított elmozdulássá alakítja. Például az Agilent Technologies ADNS-2610 optikai egér szenzora másodpercenként 1512 képet elemez; mindegyik kép 18×18 pixeles, és minden pixel 64 szürkeárnyalatot tartalmazhat. Az optikai egér előnye a mechanikussal szemben a nagyobb pontosság és a koszolódás kiküszöbölése (a mechanikus egérben lévő golyót a használhatóság érdekében rendszeresen tisztítani kell). PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/37

38 Az optikai egér Az optikai érzékelő szenzor az egér alján
Apple optikai egér modern formával PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/38

39 A „gamer” egér Az irodai egeréknél jobb minőségű, ún. „gamer” egereket főleg játékokhoz használják, mivel jobb tulajdonságokkal rendelkeznek hagyományos társaiknál: aranyozott USB csatlakozó, nagy APM (Actions Per Minute), nagy DPI, teflontalpak. Míg a hagyományos egerek 2-3 ezer forint körüli összegbe kerülnek, a gamer egerek árának alsó határa 10 ezer forint körül van. PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/39

40 Az egér csatlakozása Mint minden beviteli eszköznek, az egérnek is kapcsolódnia kell valamilyen módon a számítógéphez, hogy a beolvasott pozíció adatait átküldhesse. Általában az egerek egy vékony elektromos kábelt használnak erre a célra, mely RS-232, ADB, PS/2 vagy USB interfészen keresztül kapcsolódik a számítógéphez. A vezeték nélküli egerek az adatokat többnyire infravörös sugárzással, rádióhullámok vagy Bluetooth segítségével küldik át. PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/40

41 Az optikai egér pontossága
A legfontosabb paraméter a felbontás, amely az inchenkénti pontok számát jelenti (DPI) , amelyet az optikai szenzor egyszerre „lát” A legtöbb egér DPI felbontású A gamer egerek 1600 dpi felbontásúak is lehetnek Egyén faktorok: Optikai szenzor mérete (16x16 – 30x30) Frissítés ( minta/sec) Képfeldolgozás ideje (előző kettő kombinációjából) Maximális sebesség (pontos mozgatás max. sebessége, inch/sec) PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/41

42 A drótnélküli egér Rádiófrekvenciás (RF) technológia
Adó – vevő szükséges LogiTech MX900 és a dokkoló egység PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/42

43 A drótnélküli egér Működése:
Az adó az egér belsejében található. Ez elektromágneses (rádió) kódolt jelet küld a vevőnek a pozícióról, illetve az egyéb eseményekről (gomb, görgő) A vevő (amely a PC-hez csatlakoztatott), veszi a jelet, dekódolja, és az egér driveren, OS-en keresztül közli az információt A vevő lehet egy külön egység is, amely a PC-hez van illesztve, vagy eleve beépített Rádiófrekvencia szabványosított Az információ kódolt PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/43

44 A bluetooth egér Az egyik legtöbbet használt RF technológia
Frekvenciája 2.45gHz (AM rágió~ 1MHz; FM Rádió ~ 100 mHz; TV ~ 1 gHz; Műhold ~ 10gHz) Ebben a sávban mozog néhány vezeték nélküli telefon, illetve a mikrohullámű sütő) Hatóköre kb. 10 m PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/44

45 A rádiós egér 27 MHz-es tartomány Hatóköre kb. 2 m
A bluetooth technológiával ellentétben kisebb a hatóköre, több interferencia alakulhat ki a kommunikációban Kialakulhat a „Cross-talk” egy szobában használt rádiós eszközöknél A vevő tipikusan USB portra csatlakozik PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/45

46 Az egér fejlesztése napjainkban
A mai fejlesztéses egy széleskörűen használható, univerzális eszközről szólnak Multimédia egerek pl. a „Windows XP Media Center Edition” PC-el működnek együtt, újítás: play-pause-forward-back- hangerő változtatása egérről elérhető Néhány billentyűzet-egér együtt működik, pl. Logitech LX700 drótnélküli széria újabb mozgás alapú technolgia (gyroscope) Gyration’s UltraSense M2000 Travel Air-Mouse PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/46

47 A biometrikus egér Biztonsági szolgáltatások, azonosítás
Pl. ujjlenyomat felismerés PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/47

48 Egyéb fejlesztések Logitech Click! Plus – vízszintes, függőleges scroll Logitech V500 Notebook egér – érintőképernyő PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/48

49 Touch screen Három féle rendszer létezik: Ellenállászálas Kapacitív
Felszíni akusztikus hullámon alapuló Az ellenállásszálas megoldás egy üveg felület, mely egy vékony filmréteggel van bevonva. PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/49

50 Touch screen – 4 Ellenállásszálas
Gyakran előforduló, olcsó Kicsit homályosabb Otthoni felhasználásra Sérülékeny +: jó érzékenység, sok tárggyal működik, szennyeződés nem befolyásolja jelentősen, olcsó -: 75% áteresztés, sérülékeny, 5 szálas technológiánál kevésbé tartós PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/50

51 Touch screen – 4 Ellenállásszálas
Touchscreen Specifications Touch Type: 4-Wire Resistive Screen Sizes: 12"-20" Diagonal Cable Interface: PC Serial/COM Port or USB Port Touch Resolution: 1024 x 1024 Response Time: 10 ms. maximum Activation Force: grams per square centimer Positional Accuracy: 3mm maximum error Light Transmission: 80% nominal Scratch Resistance: 3H pencil hardness Life Expectancy: 3 million touches at one point Temperature: Operating: -10°C to 70°C Storage: -30°C to 85°C Humidity: Pass 40 degrees C, 95% RH for 96 hours. Chemical Resistance: Alcohol, acetone, grease, and general household detergent Software Drivers: Windows XP / 2000 / NT / ME / 98 / 95, Linux, Macintosh OS PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/51

52 Touch screen – 5 Ellenállásszálas
Tartósabb a 4 szálas technológiánál Touch Type: Elo AccuTouch 5-Wire Resistive Cable Interface: PC Serial/COM Port or USB Port Touch Resolution: 4096 x 4096 Response Time: 21 ms. at 9600 baud Light Transmission: 80% +/-5% at 550 nm wavelength (visible light spectrum) Expected Life: 35 million touches at one point Temperature: Operating: -10°C to 50°C Storage: -40°C to 71°C Humidity: Operating: 90% RH at max 35°C Storage: 90% RH at max 35°C for 240 Chemical Resistance: Acetone, Methylene chloride, Methyl ethyl ketone, Isopropyl alcohol, Hexane, Turpentine, Mineral spirits, Unleaded Gasoline, Diesel Fuel, Motor Oil, Transmission Fluid, Antifreeze, Ammonia based glass cleaner, Laundry Detergents, Cleaners (Formula 409, etc.), Vinegar, Coffee, Tea, Grease, Cooking Oil, Salt Regulations: UL, CE, TUV, FCC-B Software Drivers: Windows XP, 2000, NT, ME, 98, 95, 3.1, DOS, Macintosh OS, Linux, Unix (3rd Party) PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/52

53 Touch screen – Kapacitív
Üveg felület kapacitív anyaggal bevonva Áramkörök a sarkokban helyezkednek el, mérik a kapacitás változást különböző frekvenciájú bemenetből deríthető ki az X, Y koordináta +: magas felbontás, nagy tisztaság, nem koszérzékeny -: ujjra érzékel csak Létezik „PenTouch” technológia: csak adott eszközre érzékeny PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/53

54 Touch screen – Kapacitív
Touchscreen Specifications Touch Type: 3M ClearTek Capacitive Cable Interface: PC Serial/COM Port (9-pin) or USB Port Touch Resolution: 1024 x 1024 Activation Force: less than 3 ounces Light Transmission: 88% at 550 nm wavelength (visible light spectrum) Durability Test: 100,000,000 plus touches at one point Temperature: Operating: -15°C to 50°C Storage: -50°C to 85°C Humidity: Operating: 90% RH at max 40°C, non-condensing Chemical Resistance: The active area of the touchscreen is resistant to all chemicals that do not affect glass, such as: Acetone, Toluene, Methyl ethyl ketone, Isopropyl alcohol, Methyl alcohol, Ethyl acetate, Ammonia-based glass cleaners, Gasoline, Kerosene, Vinegar Regulations: UL, CE, TUV, FCC-B Software Drivers: Windows XP, 2000, NT, ME, 98, 95, 3.1, DOS, Macintosh OS, Linux, Unix (3rd Party) PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/54

55 Touch screen – Akusztikus
Legfejlettebb technológia Akusztikus hullámok terjednek az üveg felületen, az érintés ezt változtatja meg (elnyelés) +: legnagyobb megbízhatóság, magas felbontás, legnagyobb tisztaság (nincs elnyelődés), kevésbé sérülékeny -: ujjra, bőrre, lágy anyagokra érzékel PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/55

56 Touch screen – Akusztikus
Touchscreen Specifications Touch Type: Elo IntelliTouch Surface Acoustic Wave Cable Interface: PC Serial/COM Port or USB Port Touch Resolution: 4096 x 4096 Activation Force: less than 3 ounces Light Transmission: 90% Expected Life: 50 million touches at one point Temperature: Operating: -20°C to 50°C Storage: -40°C to 71°C Humidity: Operating: 90% RH at max 40°C, non-condensing Chemical Resistance: The active area of the touchscreen is resistant to all chemicals that do not affect glass, such as: Acetone, Toluene, Methyl ethyl ketone, Isopropyl alcohol, Methyl alcohol, Ethyl acetate, Ammonia-based glass cleaners, Gasoline, Kerosene, Vinegar Regulations: UL, CE, TUV, FCC-B Software Drivers: Windows XP, 2000, NT, ME, 98, 95, 3.1, DOS, Macintosh OS, Linux, Unix (3rd Party) PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/56

57 Köszönöm a figyelmet! PTE PMMK Műszaki Informatika Tanszék EA I/57