| Artículos | 01 NOV 2002

El ratón y el teclado

Tags: Histórico
Dos componentes de entrada imprescindibles en la interacción hombre-máquina
Félix Torán.
En general, tendemos a prestar menor atención al ratón y al teclado que a otros componentes del PC. Sin embargo, ambos son vitales en la comunicación entre usuario y PC, y son precisamente los componentes que más usamos. Descubra cómo funcionan.

En este artículo abordamos dos componentes de entrada directamente relacionados con la interacción entre el usuario y el PC: el ratón y el teclado. Se trata de dos dispositivos con una función bastante específica, económicos y con un diseño no excesivamente complejo. Quizá por ello acostumbramos a prestarles poca atención. Sin embargo, son componentes imprescindibles para interactuar con un PC, y de hecho son los que más utilizamos. Piense en cualquier sesión de trabajo con su PC empleando Windows: pasa la mayor parte del tiempo utilizando el teclado y el ratón. Por ello, resulta conveniente echar un vistazo a su interior y comprender su funcionamiento, objetivo principal de este artículo.

Introducción al ratón
Resulta asombroso que -a pesar de desarrollarse en los años 60- un componente tan sencillo y necesario como el ratón tardara tanto tiempo en aparecer en el mundo de los ordenadores (años 80). Con frecuencia, el ser humano encuentra necesaria la acción de señalar durante cualquier acto de comunicación. En consecuencia, en la interacción con una computadora, dicha necesidad sigue ahí. Por esto sorprende la tardía aparición del ratón.
Hay que decir que, en los inicios de la computación, el ratón no tenía razón de existir. En efecto, en aquellas primitivas computadoras, la interfaz hombre-máquina era también primitiva (tarjetas perforadas, etc.). En los años 60 y 70, la interfaz de usuario se basaba en texto. El usuario disponía de la ayuda de las teclas denominadas “cursores”, que permitían desplazarse a través de la interfaz de usuario en programas como los editores de texto, etc. Era una primera solución para hacer posible apuntar o señalar.
En los años 70 se hicieron populares dispositivos como los lápices ópticos, tabletas gráficas y joystick, que ofrecían métodos más avanzados.
Fue en 1973 con el sistema Alto de Xerox cuando se utilizó el primer ratón (que se había presentado en 1968) para sacar provecho a la primera interfaz gráfica. En 1984 -con la introducción del ordenador personal Macintosh- el ratón empezó a popularizarse, alcanzando un éxito rotundo y redefiniendo completamente la forma en que empleamos los ordenadores. El ratón se presenta como un dispositivo simple, pero que ofrece una forma de apuntamiento realmente eficiente. Las aplicaciones actuales están tan sumamente orientadas al uso del ratón que, en su ausencia, el manejo se convierte en lento y pesado. Sin duda, hoy en día un elevado porcentaje de las acciones que realizamos con un PC se desencadenan mediante unos simples movimientos y pulsaciones realizados con el ratón.
En el mundo del PC, el ratón tardó un poco más en aparecer. El estallido ocurrió cuando Windows 3.1 ganó popularidad y las interfaces gráficas de usuario se convirtieron en un estándar. En la actualidad, todo usuario de PC pasa horas usando el ratón para apuntar a objetos presentados en pantalla, con la intención de activarlos, arrastrarlos, soltarlos, redimensionarlos, etc. Veamos cómo funciona el ratón.

Funcionamiento del ratón
La misión principal del ratón consiste en señalar puntos concretos de la interfaz de usuario de los programas. Esto se traduce en convertir los movimientos de la mano -deslizando el ratón sobre una superficie plana- en información digital que el ordenador puede procesar. Dicha información se convierte en el movimiento de un puntero en pantalla, que refleja el movimiento de la mano.
En primer lugar, el ratón consta de una esfera de material plástico (en adelante, “bola”) en su interior, que establece contacto con la superficie sobre la que se desliza el ratón (usualmente una alfombrilla diseñada a tal efecto). La bola se puede apreciar en la Figura 1-a. Cuando el usuario desplaza el ratón, la bola rueda, y hace girar dos pequeños rodillos que se encuentran en contacto con ella (ver Figura 1-b). Uno de los rodillos reacciona al desplazamiento en la dirección X (horizontal), mientras que el otro detecta el desplazamiento en la dirección Y (vertical). Cualquier desplazamiento del ratón se puede entender como la combinación de los desplazamientos horizontal y vertical. Por ello los ejes de giro de los rodillos forman un ángulo de 90 grados.
Cada rodillo se conecta a un eje que hace girar un disco (Figura 1-c). Cada disco presenta perforaciones en su superficie, formando ventanas distribuidas uniformemente. En un lado de cada disco se halla un diodo emisor de infrarrojos (LED de infrarrojos), mientras que en el lado opuesto se encuentra un sensor de infrarrojos (Figura 1-d). Cuando el usuario mueve el ratón, los discos giran. Al desplazarse las perforaciones por delante del LED emisor, se alterna luz y oscuridad en el lado del sensor, es decir, se producen pulsos de luz. El sensor convierte los pulsos de luz en pulsos eléctricos. La señal resultante determina claramente el número de pulsos detectados durante cada periodo de monitorización. Esto permite calcular la velocidad y la longitud del desplazamiento en cada dirección.
Queda una incógnita por resolver: ¿cómo se determina en qué sentido se ha desplazado el ratón en cada dirección? Con la configuración explicada hasta ahora, se puede detectar la distancia recorrida y la velocidad, pero no el sentido del movimiento. Una de las soluciones para resolver este problema es añadir a cada disco un nuevo par emisor-sensor situado justamente en el otro extremo del disco, de tal forma que ambos sensores ven pulsos de luz al mismo tiempo. Entre el disco y cada sensor se coloca una pieza de plástico que presenta una perforación. Dicha pieza actúa como una ventana; en otras palabras, determina lo que cada sensor puede ver. La perforación en uno de los sensores se coloca ligeramente más alta que en el otro sensor. Esto se hace de modo que, cuando un sensor detecta un pulso de luz, el otro está en estado de transición (bien de luz a oscuridad, o viceversa). El proceso (ilustrado en la Figura 2) consiste en centrarse solamente en uno de los sensores (por ejemplo, el sensor A). Cuando se detecta un pulso de luz en A, se observa el tipo de transición que ocurre en el sensor B, pocos instantes después. Si se gira en sentido antihorario, se aprecia que B pasará de luz a oscuridad (pulso negativo). En cambio, si se gira en sentido horario, la señal B pasará de oscuridad a luz (pulso positivo).
Visto de otro modo, las dos señales producidas son iguales, pero aparecen con un cierto retardo de tiempo entre ambas. Según cuál de las dos señales se retarda respecto a la otra, se tiene uno u otro sentido. Éste es uno de los métodos para determinar el sentido, pero no el único.
Un procesador, incluido en el ratón, lee los pulsos y los traduce a información digital, que resulta fácil de procesar por parte del PC. Dicha información se envía al PC en formato serie, a través del cable.
No hay que olvidar la presencia de dos o tres botones en el ratón, cuyo estado se incluye en la información enviada al PC.

Ratones ópticos
La firma Agilent Technologies desarrolló en 199

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