ข้อพิจารณาในการเลือกซื้อออุปกรณ์ Input
เมาส์ คีย์บอร์ด แทร็กบอล
         บรรดาอุปกรณ์ต่างๆ ในระบบคอมพิวเตอร์นั้น อุปกรณ์รับข้อมูลนับว่าเป็นส่วนสำคัญยิ่งและจำเป็นอย่างหนึ่ง ในที่นี้จะนำเสนอการรวบรวมข้อมูล คุณสมบัติและหลักการทำงานของอุปการณ์รับข้อมูลในระบบไมโครคอมพิวเตอร์ อันได้แก่ แป้นพิมพ์ เมาส์ แทร็กบอล ปากกาแสง และจอภาพแบบสัมผัส เนื่องจากในปัจจุบันอุปกรณ์นี้มีผู้ผลิตออกจำหน่ายมากมาย คุณสมบัติและราคาก็ต่างกัน ข้อมูลต่อไปนี้จะช่วยผู้อ่านในการตัดสินใจเลือกซื้ออุปกรณ์

แป้นพิมพ์(Keyboard)
         แป้นพิมพ์ที่จัดเป็นมาตรฐานคือแป้นพิมพ์ของไอบีเอ็มซึ่งใช้กับเครื่องคอมพิวเตอร์รุ่น XT/AT/386 และ PS2 มีอยู่ด้วยกัน 2 แบบ คือ แบบต้นฉบับ 84 คีย์ และ แบบ 101 คีย์
         สำหรับแบบ 84 คีย์ รูปแบบการวางคีย์จะมีฟังก์ชันคีย์ (F1-F10) อยู่ทางซ้ายมือและคีย์ตัวเลขกับคีย์เคอร์เซอร์รวมกันอยู่ทางขวามือ ดังรูป

แต่สำหรับแบบ 101 คีย์ จะมีฟังก์ชันคีย์ (F1-F12) อยู่ด้านบนของแป้นพิมพ์และเพิ่มชุดคีย์เคอร์เซอร์อีกชุดหนึ่ง ตำแหน่งการวางคีย์ ของ Ctrl กับ CapsLock จะสลับที่กันซึ่งลักษณะนี้จะสร้างความลำบาก ให้กับผู้ที่เคยชินกับโปรแกรมเวิร์ดสตาร์ นอกจากนี้ยังได้เพิ่ม LED สำหรับแสดงสถานะของ NumLock, CapsLock, ScrollLock ส่วนรูปร่างของคีย์ ENTER จะเป็นรูปตัว L แทน แต่ในปัจจุบันนี้ทางบริษัทผู้ผลิตแป้นพิมพ์ได้พัฒนา และเพิ่มเติมลักษณะพิเศษต่างๆ เพื่อการแข่งขันในตลาดแป้นพิมพ์ เช่น แป้นพิมพ์แบบไม่ใช้ปุ่มกดแต่ใช้เป็นเยื่อ Membrane เพิ่มเติมอุปกรณ์บางอย่างเข้าไป เช่น มีแทร็กบอล มีเครื่องคิดเลข และเพิ่มขีดความสามารถของฟังก์ชันคีย์ ซึ่งสามารถกำหนดข้อความประจำให้กับคีย์แต่ละตัวตามต้องการ ที่เรียกว่า Macro สำหรับใช้งานในดอสหรือ ในโปรแกรมเวิร์ดสตาร์
แป้นพิมพ์แบบที่ใช้เยื่อเมมเบรนนั้นเกิดขึ้นมาครั้งที่เครื่อง Sinclair ซึ่งใช้ Z80 เป็นซีพียูออกมาแป้นพิมพ์แบบนี้ให้ความรู้สึกไม่สนิทใจในการกดคีย์ แต่อย่างไรก็ตามในสภาพแวดล้อมบางอย่าง เช่น ในโรงงานที่มักจะมีฝุ่นละออง หรือกับงานบางอย่างที่อาจต้องเสี่ยงกับการที่จะมีน้ำ หรือของเหลวหกใส่แป้นพิมพ์ แป้นพิมพ์แบบนี้จะเหมาะสม
เมาส์
         เมาส์เป็นอุปกรณ์รับข้อมูลที่สำคัญอย่างหนึ่ง ซอฟต์แวร์หรือโปรแกรมใน ปัจจุบันมีแนวโน้มมาทางด้าน GUI (Graphic User Interface) มากสำหรับการติดต่อสื่อสารกับผู้ใช้งาน เพราะไม่ต้องเรียนรู้การสั่งงานโปรแกรม และในบรรดาผู้ผลิตเมาส์ บริษัทไมโครซอฟต์ยึดครองตลาด ได้มากกว่าใคร ซึ่งเป็นผลให้เมาส์และไดรเวอร์เมาส์ ของไมโรซอฟต์กลายเป็นมาตรฐานผู้ผลิตรายอื่นจึงต้องผลิตเมาส์ที่อมแพตทิเบิ้ลกับเมาส์ของไมโครซอฟต์
         ก่อนจะกล่าวถึงคุณสมบัติต่างๆ ของเมาส์ก็จะกล่าวถึงประวัติของเมาส์กันก่อนเมาส์ตัวแรกได้รับการพัฒนาขึ้นเมื่อ 25 ปีที่แล้วต้นแบบทำด้วยไม้ และมีปุ่มกดเพียงปุ่มเดียว ดังรูป

การพัฒนาเมาส์เริ่มที่สถาบันวิจัยสแตนฟอร์ดในปี ค.ศ. 1963 โดย Doug Engelbart เขาพัฒนาขึ้นมาเพื่อใช้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ Augment ของเขา แนวความคิดเรื่องเมาส์ ของ Engelbart เป็นอิทธิพลผลักดันให้เกิดการพัฒนาเมาส์ที่ศูนย์วิจัยเซรอคซ์สตาร์ แอปเปิ้ล ลิซ่า แมคอินทอช ในเวลาต่อมานั่นเอง เมาส์ของ Engelbart นั้นจัดเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าสัญญาณอะนาลอกแบบง่ายๆ
ส่วนภายในตัวเมาส์ประกอบด้วยล้อเลื่อนเหล็กสองล้อ ซึ่งต่ออยู่กับแกนของความต้านทานเปลี่ยนค่าได้ ทั้งสองล้อ ในขณะที่ลากเมาส์เหล็กจะเลื่อนไปมาทำให้ความต้านทานเปลี่ยนค่าไป ซอฟแวร์ที่ควบคุมจะคอยอ่านค่าสัญญาณแรงดันที่เปลี่ยนแปลง แลัวทำการเคลื่อนย้ายเคอร์เซอร์บนจอภาพตามสัญญาณที่ได้
แนวความคิดในเรื่องการใช้เมาส์เริ่มขยายกว้างออกไป เมื่อศูนย์วิจัยเซร็อคสตาร์ ได้มอบหมายให้ Jack S. Hawley สร้างเมาส์ที่เป็นดิจิตอลตัวแรกขึ้นมา เมาส์ของ Hawley มีพื้นฐานอย่างเดียวกับของ Engelbart เพียงแต่เป็นดิจิตอลเท่านั้น ขณะเดียวกันทางศูนย์ก็ได้เร่งพัฒนาเครื่องคอมพิวเตอร์ชื่อว่า "Alto" โดยนำเอาเมาส์ที่พัฒนาอยู่เข้ามาเป็นอุปกรณ์ส่วนหนึ่งของ Alto ด้วย แต่อย่างไรก็ตามถึงแม้ว่าเซร็อคสตาร์จะขายเครื่องได้ไม่มากเท่าไรนักในตลาด ก็นับได้ว่าเป็นการปูทางให้เกิดการพัฒนาเมาส์กับระบบไมโครคอมพิวเตอร์ในเวลาต่อมา         บริษัทไมโครซอฟต์เป็นผู้ผลิตเมาส์ให้กับตลาดไมโครคอมพิวเตอร์มากกว่าครึ่งหนึ่ง การพัฒนาเมาส์ของไมโครซอฟต์เริ่มจากบัสเมาส์ (เมาส์ที่ต้องมีการ์ดอินเตอร์เฟสต่ออยู่กับเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์) แล้วมาเป็นซีเรียลเมาส์ซึ่งต่อเข้ากับพอร์ตสื่อสารอนุกรม(RS232) และต่อมาก็ได้ทำการปรับปรุงบัสเมาส์ให้เป็นแบบอินพอร์ตชิพ ซึ่งเมาส์แบบนี้นั้นจะมีตัวโปรแกรม ควบคุมเมาส์หรือเมาส์ไดรเวอร์ที่สามารถควบคุมการทำงานของเมาส์ได้ดีขึ้นเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพให้กับเมาส์ แต่อย่างไรก็ตามนอกจากบริษัทไมโครซอฟต์แล้วก็ยังมีบริษัท Logitech ซึ่งครองตลาดเมาส์ได้ส่วนหนึ่งเหมือนกัน และสำหรับบนเครื่อง PS2 ไอบีเอ็มก็ทำเมาส์ออกมาให้ใช้กับ PS2 ด้วย โดยเมาส์ของไอบีเอ็มจะต่อกับเครื่อง PS2 ผ่านทางช่องต่อซึ่งเตรียมเอาไว้ให้สำหรับเมาส์ โดยเฉพาะส่วนบริษัทไมโครซอฟต์เป็นบริษัทแรกที่ทำกล่องอะแดปเตอร์เพื่อให้เมาส์ของตัวเองใช้กับเครื่อง PS2 ของไอบีเอ็มได้ แต่ไอบีเอ็มก็ไม่ได้สนใจที่จะทำเมาส์สำหรับเครื่องพีซีเอกซ์ทีหรือเอทีเลย


จะเลือกเมาส์แบบไหนดี

บัสเมาส์นั้นจะต้องใช้ช่องสล็อตสำหรับเสียบการ์ดควบคุมเมาส์ ส่วนซีเรียลเมาส์ก็ต้องการใช้พอร์ตสื่อสารอนุกรมหนึ่งพอร์ต การเลือกใช้งานจะขึ้นอยู่กับจำนวนสล็อตและพอร์ตสื่อสารอนุกรมของเครื่องที่ใช้งานอยู่ เมาส์ของบริษัทไมโครซอฟต์นั้นมีทั้งแบบบัสและแบบซีเรียล ด้านราคาและคุณภาพไม่ต่างกันมากนัก สำหรับเมาส์ที่มีข้อต่อแบบพิเศษ เช่น อินพอร์ตเมาส์ของไมโครซอฟต์ก็มีเครื่องที่ทำขั้วต่อรองรับอยู่ไม่กี่บริษัท เช่น ของ Compaq ในบางรุ่น
กลไกภายในของเมาส์
         กลไกของเมาส์ในปัจจุบันแบ่งได้ 3 แบบคือ Mechanical, Opto-mechanical และ แบบ Optical
         เมาส์แบบ Mechanical กลไกภายในประกอบด้วยลูกบอลยางที่กลิ้งไปมาได้เมื่อ ทำการเคลื่อนย้ายตัวเมาส์ ลูกบอลจะกดแนบกับลูกกลิ้งโดยแกนของลูกกลิ้งจะต่ออยู่กับจานที่ทำหน้าที่เป็น Encoder อีกทีหนึ่ง บนจานจะมีหน้าสัมผัสเป็นจุดๆ ขึ้นกับความละเอียดของเมาส์เมื่อจุดสัมผัสเลื่อนมาตรงแกนสัมผัส (Contact bar) ก็จะสร้างสัญญาณบอกไปยังเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งตัวโปรแกรมควบคุมเมาส์จะทำหน้าที่แปลเป็นการเคลื่อนที่ของเคอร์เซอร์อีกทีหนึ่ง ดังรูป


 


         เมาส์แบบ Opto-mechanical จะคล้ายคลึงกับแบบแรก เพียงแต่ตัวตรวจรับการเคลื่อนที่ ของจานจะใช้เป็น LED โดยบนจานถูกเจาะรูรอบๆขอบจาน มี LED อยู่ด้านหนึ่งของจานคอยทำหน้าที่กำเนิดแสง อีกฟากหนึ่งของจานก็จะมี Optotransistor ซึ่งทำหน้าที่ตรวจจับแสง

         เมาส์แบบ Optical จะต้องใช้ ประกอบกับแผ่นกรองพิเศษซึ่งมีผิวมันสะท้อนแสง และตารางเส้นแนวนอนและแนวตั้งตัดกัน เอาไว้สำหรับตรวจสอบการเคลื่อนที่ โดยเส้นตรงแต่ละแกนใช้ตรวจทิศทางการเคลื่อน แกนหนึ่งเป็นสีน้ำเงิน อีกแกนหนึ่งเป็นสีดำ ส่วนบนตัวเม้าส์จะมี LED สองตัวทำหน้าที่ให้กำเนิดแสงออกมา LED ดวงแรกให้กำเนิดแสงสีแดงซึ่งแถบสีน้ำเงินจะดูดกลืนแสงสีนี้ ส่วน LED อีกดวงจะให้กำเนิดแสงอินฟราเรดซึ่งแถบสีดำจะเป็นตัวดูดกลืน ตัวตรวจรับแสงเป้นทรานซิสเตอร์แสง สีที่ตรวจรับได้จะบอกถึงทิศทาง ส่วนช่วงของแสงที่หายไปจะบอกถึงระยะทางการเคลื่อนที่ ดังรูป

         เมาส์อีกแบหนึ่งซึ่งจะขอกล่าวเสริมคือเมาส์แบบล้อ(Wheel Mouse) ซึ่งโครงสร้างภายในจะกล่าวถึงเมาส์แบบ Mechanical โดยไม่มีลูกบอลมาสัมผัสกับลูกกลิ้งที่ต่อบนแกนหมุนอีกทีแต่ลูกกลิ้งจะถูกกดให้สัมผัสกับพื้นผิวโดยตรง ดังรูป

          เมาส์ส่วนใหญ่จะมีความละเอียดในการเคลื่อนที่อยู่ระหว่าง 100 ถึง 400 จุดต่อหนึ่งตารางนิ้ว (dpi) ถ้าเลือกเมาส์ที่มีความละเอียด 200 dpi แน่นอนได้เลยว่าเวลาใช้งานระยะในการเคลื่อนที่เมาส์ย่อมเร็วกว่าเมาส์ที่มีความละเอียด 400 dpi ในการทำให้เคอร์เซอร์บนจอภาพเคลื่อนที่ในระยะทางเท่าๆกัน ผู้ผลิตเมาส์ส่วนใหญ่ทราบดีว่าบริษัทไมโครซอฟต์เป็นผู้ครองตลาดเมาส์มากที่สุด ดังนั้นเมาสืที่นำออกจำหน่ายแข่งขันกับไมโครซอฟต์เมาส์ก็จำเป็นต้องออกแบบให้สามารถใช้งานได้อย่างน้อย 2 โหมดคือ โหมดของไมโครซอฟต์เมาส์และโหมดของตนเอง และตามปกติแล้วเมื่อเราซื้อเมาส์ ผู้ขายมักจะแถมหรือแจกซอฟแวร์มาด้วยเสมอ นับว่าเป็นสิ่งที่ช่วยในการตัดสินใจในการซื้อเมาส์

แทร็กบอล

         แทร็กบอลเป้นอุปกรณ์อินพุตอย่างหนึ่งที่คล้ายกับเมาส์ แต่พลิกเอาด้านล่างขึ้นมา คือมีลูกบอลด้านใหญ่อยู่ด้านบน การใช้งานกระทำโดยใช้นิ้วมือกลิ้งลูกบอลไปมาแทนที่เมาส์เคลื่อนที่ไปตามแบบเดิม มีบริษัทผู้ผลิตเมาส์หลายรายที่หันมาผลิตแทร็กบอลออก จำหน่าย แต่มีอยู่เพียง 2 บริษัทที่สามารถครองตลาดใหญ่ได้ คือ บริษัท Logitech และ Mouse Sytem ในขณะที่บริษัทไมโครซอฟต์ซึ่งครองตลาดเมาส์มากที่สุดกลับไม่สนใจที่จะหันมาผลิตแทร็กบอล เพราะไมโครซอฟต์เชื่อมั่นว่าเมาส์เป็นอุปกรณ์อินพุตที่ผู้ใช้ต้อง การใช้มากกว่าแทร็กบอล
         การพิจารณาเลือกใช้เมาส์หรือแทร็กบอลเป็นปัญหาที่ตอบได้ยาก ขึ้นอยู่กับการใช้งาน มากกว่ามีบางคนบอกว่าเมาส์เหมาะกับงานวาดหรืองานเขียนรูปภาพที่ต้องการความอิสระของมือ เหมือนกับจับปากกาหรือภู่กัน แต่แทร็กบอลจะเหมาะกับงานที่ต้องการวางจุดหรือตำเหน่งของรูปภาพที่แน่นอน เช่น โปรแกรมในพวก CAD แต่อย่างไรก็ตาม การออกแบบเมาส์และแทร็กบอลต่างก็คำนึงถึงสภาพการใช้งานของมือรวมทั้งแขนที่ต่างกันออกไป
         ทางด้านของเมาส์นั้นบริษัทไมโครซอฟต์ได้คุยเฟื่องเอาไว้ว่า เขาได้ออกแบบเมาส์ โดยพิจารณาถึงโครงสร้างกระดูกและกล้ามเนื้อของแขนเป็นอย่างดีจึงได้เมาส์ที่รูปร่างเหมาะสม เมื่อเมาส์อยู่ในมือ ขอบของเมาส์จะพอดีกับฝ่ามือ คือนิ้วหัวแม่มือและนิ้วก้อย จะกระชับตัวเมาส์ได้พอดี และทำให้อยู่ในท่าที่ผ่อนคลาย ไม่งอหรือเกร็งจนเกินไป นิ้วทั้งสามนิ้วที่เหลือจะวางอยู่บนปุ่มกดทั้งสามปุ่ม ดังรูป

         การเคลื่อนที่เมาส์จะอาศัยกล้ามเนื้อสามส่วน คือ กล้ามเนื้อที่หัวไหล่ใช้สำหรับผลักและดันตัวเมาส์ กล้ามเนื้อเหนือท่อนแขนใชัสำหรับเลื่อนเมาส์ไปมาทางด้านข้าง และกล้ามเนื้อใต้ท่อนแขนใช้ในการปิดข้อมูลและควบคุมนิ้วมือ ดังรูป


ในกรณีของแทร็กบอลไม่ได้ออกแบบมาเพื่อใช้กล้ามเนื้อแขนดังกล่าวทั้งหมด แต่ออกแบบมาเพื่อเป็นอุปกรณ์ลดพื้นที่ในการใช้งาน แต่อย่างไรก็ตามลักษณะของแทร็กบอลจะต้องมีส่วนนูน(คือลูกบอล) และเพื่อป้องกันความเมื่อยล้าของกล้ามเนื้อแขนที่ต้องอยู่นิ่งๆ การออกแบบจึงนำเอาลูกบอลและปุ่มกดวางไว้ด้านข้าง ถ้าผู้ใช้งานกำลังเลื่อนลูกบอลด้วยนิ้วในขณะนั้นก็จะไม่สามารถใชันิ้วกดปุ่มได้พร้อมๆกันทำนอง กลับกันถ้าเลื่อนลูกบอลด้วยฝ่ามือแทนนิ้วซึ่งแน่นอนนิ้วมือทั้งหมดต้องลอยขึ้นมา ทำให้ต้องเคลื่อนย้ายตำแหน่งนิ้วบ่อยๆ ในกรณีที่ต้องการกดปุ่ม ถ้าเป็นเมาส์จะพบปัญหาดังกล่าว เพราะการจับเมาส์นิ้วที่เหลือสามนิ้ว จะอยู่บนตัวเมาส์ และสัมผัสกับปุ่มกด พร้อมที่จะกดปุ่มได้ตลอดเวลา อย่างไรก็ตาม ปัญหาที่เกิดกับแทร็กบอลเกี่ยวกับรูปร่างมาตรฐานนั้นบริษัทผู้ผลิต แทร็กบอลก็ได้ทำการอกแบบแทร็กบอลเสียใหม่ เพื่อแก้ไขจุดบกพร่องเหล่านั้น รูปร่างจะแตกต่างกันออกไปตามจุดประสงค์ของแต่ละบริษัท
แทร็กบอลที่มีจำหน่ายโดยส่วนใหญ่มักจะคอมแพตทิเบิ้ลกับเมาส์ของไมโครซอฟต์ มีความละเอียดตั้งแต่ 100 ถึง 400 dpi การเลือกซื้อยังต้องคำนึงถึงขนาด รูปร่าง รวมทั้ง ตำแหน่งที่ตั้งของปุ่มกด ซึ่งรูปที่ 20 เป็นรายละเอียดตารางของแทร็กบอล นอกจากนี้แล้วยังมีอุปกรณ์อินพุตอีกหลายชนิดที่ควรจะทราบเพื่อเป้นข้อมูลในการพิจารณาเลือซื้อให้เหมาะสมกับงานที่ทำอยู่

รวบรวมจาก บทเรียน Online วิชา 204323 ไมโครโปรเซสเซอร์และการออกแบบไมโครคอมพิวเตอร์ รศ.ยืน ภู่วรวรรณ