Kan man lave en kinetisk mus?

Sofie Jørgensen vil gerne vide, om man ikke kan lave en trådløs mus, der drives af håndens bevægelser:

"Hvorfor skal en trådløs mus bruge så meget batteri? Kunne man ikke lave en mus, der bliver drevet af den kinetiske energi i bevægelsen af den?"

Rune Domsten, CTO hos Prevas A/S, svarer:

"I en moderne mus er det nødvendigt med en meget hurtig og præcis aftastning af bevægelserne, især hvis den skal anvendes som spillemus. Derfor skal der anvendes en radioforbindelse, som er god til at sende små beskeder med ret lave forsinkelser, og som ikke forstyrres af andre. Disse moderne radioer bruger faktisk en del strøm, ca. 20-50mA ved 3V, når de sender, og det er meget energi at samle op fra bevægelserne.

Det er dog ikke umuligt. Det kræver, at der udvikles en radiosender, som har særligt lavt strømforbrug og er hurtig til at lukke ned, når det ikke er nødvendigt at sende. Det er også nødvendigt at lægge et batteri ind, som bliver opladet under bevægelserne - musen skal jo også virke selv om den holdes stille, f.eks. når der trykkes på en knap. Musen kunne med fordel kombineres med solceller på selve musen for at skabe yderligere energi til batteriet, også når den ikke bruges.

Det er derfor ikke umuligt at bygge en mus, som kan være selvforsynende - det er bare om at komme igang, hvis man har tiden og pengene. Det er dog sikkert værd at se, om der er nogle patenter, der allerede dækker en sådan løsning - ellers er det under alle omstændigheder blevet sværere at patentere efter dette indlæg."

Spørg Scientariet er i dag redigeret af Julie M. Callesen, jmc@ing.dk.

Emner Batterier

Spørg Scientariet

Du kan spørge om alt inden for teknologi og naturvidenskab. Redaktionen udvælger indsendte spørgsmål og finder den bedste ekspert til at svare – eller sender spørgsmålet videre til vores kloge læsere. Klik her for at stille dit spørgsmål til Scientariet.

Kommentarer (17)

De fleste mus i dag er optiske, og aflæser underlaget optisk. Jeg tror, at denne teknologi, vil bruge for meget strøm, desvære. Det betyder ikke, at det er umuligt - måske kan bruges en chip der detekterer accelleration, eller der kan bruges en kugle som tidligere. Kuglen, havde problem med gnidningen til plastikstængerne, der drev tandhjulene, som tændte/slukkede lyset til fotocellerne. Her vil man med fordel kunne aftaste en "prikket" kugle mere direkte, vil jeg tro, og det kan bruge mindre strøm til LED, og give lavere forbrug, end at aftaste et underlag optisk. Eller, måske bruge en kugle, med indbyggede magneter. Om så disse magneter, samtidigt kan lave strøm nok ved jeg ikke.

Det billigste, er sandsynligvis en mus, baseret på moderne chips der måler accelleration. Disse chips, har relativt lav strømforbrug - ca. 40 uA, og med en radiosender, der bruger lav strøm (det findes også standard chips til det), er det sandsynligvis muligt, at lave en mus, med meget lavt forbrug.

Ved et forbrug på 40uA, vil et AA batteri med kapacitet på 2.5AH holde 50.000 timer, og over 5 år. At skulle føde den med rystelser, vil være dyrt, og de fleste mus's levetid, er under 5 år. Et, eller to indbyggede batterier, burde kunne holde levetiden ud.

Jeg tror derfor ikke, at fremtiden er mus, drevet af "rystelser", selvom idéen er god. Batterier, er for billige, og hvis forbruget kommer ned, vil de kunne drive musen i måske 5 - 10 år. Et enkelt batteriskift, på 10 år, burde ikke være et problem. Og ellers smides musen ud.

Forsynes musen, med genopladeligt batteri, er risiko for, at den ikke holder over 10 år.

Præcisionsmæssigt, og til spil, ved jeg ikke, hvordan det vil føles med en mus, der anvender accellerationsmålere. Den kan være påvirket af, om bordet rystes, at den kalibrere korrekt, når musen ligger stille, osv. Til gengæld, har den også mulighed for 3D - det vil sige, at den kan detektere musens bevægelse, og måske også musens hældning, i rummet. Ialt er det 5 parameter (x,y,z,u,v), hvor en normal mus, kun detekterer (x,y).

Kombineret med, at musen kan bruges til 3D tegninger i "rummet", og at den har strømforbrug til 5 - 10 år trådløs på batteriet, samt at den så godt som kan laves med standard komponenter der vist er i handlen, tror jeg godt at det kunne være en investering værd. Dog, tror jeg, man skal starte med en billig prototype, primært bestående af nogen accellerationsmålere der måler musens hældning, og position, for at undersøge om princippet kan bruges, eller om det er dømt til at mislykkedes på forhånd, fordi musen måske ikke bliver nøjagtig nok, eller har andre problemer.

  • 0
  • 0

Jeg har lige chekket strømforbruget, for accellerometre, og det er typisk langt højere, end de 40uA. Det vil dog måske være muligt, med et standby forbrug, hvor målingen samples, således forbruget kommer ned, når musen ligger stille, og at den først poweres op ved bevægelse.

Dertil kommer også, at prisen er lidt for høj.

  • 0
  • 0

Jeg har regnet lidt på det. Strømforbruget for ADXL335 er 350uA, ved 1.8V-3.6V. Den har power on tid, på 1ms. Hvis den samples 10 gange per sekund, når den ligger stille, er forbruget 10/s * 1ms * 350uA = 3.5uA i standby, for sensoren. Når den bruges, kan sampleraten øges, til f.eks. 100 gange i sekundet - hvis det er nok, er forbruget 35uA. De 40uA, er altså ikke helt sindsygt, såfremt der kan nøjes med sampling af accellerationen 100 gange i sekundet. I praksis, kan mindre nok gøre det.

Når der tages hensyn til, at musen går i standby, når den ligger stille - så er 10-15 år, afhængig af brugen, på et LiOn batteri sandsynligt.

ADXL335 koster ca. 7 dollar, men skal også musens hældning detekteres, behøves også en tilt-sensor. Som normal 3D mus, behøves ikke tiltsensor.

  • 0
  • 0

Musen fra aldi, der får energien induktivt overført fra musemåtten, fungerer helt fint; jeg overvejer at købe nogle flere til de andre computere i huset.

Det var bare det, jeg ville sige.. Hej :-)

  • 0
  • 0

Måtten inducerer energi i musen - men hånden udsættes også for kraftige radiobølger. Selvom videnskaben normalt siger, at det helt ufarligt.

  • 0
  • 0

Er jeg den eneste, der hver gang og altid tramper i gulvet over dette udtryk? Man kan ikke forbruge et batteri. Når den er afladet, vil den jo stadig være der!

  • 0
  • 0

[quote]Ialt er det 5 parameter (x,y,z,u,v)

6 parametre (x,y,z,u,v,w), hvor u,v,w er musens hældning i x,y retning, samt vinkel i x,y plan.[/quote]

Nej. Hvis du drejer musen i det vandrette plan drejer x/y aksen med - den er ikke defineret ud fra underlaget, men ud fra musens orientering. E.g. Hvis du orienterer musen direkte ind mod bagvæggen som computeren står op ad og derefter bevæger musen direkte ind mod væggen, så vil pilen bevæge sig opad. Hvis du derefter drejer musen 45 grader mod uret og igen bevæger musen direkte mod væggen, så bevæger pilen sig ikke længere direkte op mod toppen af skærmen, men derimod skråt op mod højre.

  • 0
  • 0

Korrekt, der er kun 5 parametre.

Der findes flere gyromus, eller airmus på markedet, som fungerer efter gyro/accellerations princippet.

Dog synes jeg de er lidt svære at bruge, og kræver tilvænding. Men mon ikke, at der er fremtid i det, når prisen på sensorerne kommer ned?

En normal trådløs kuglemus, vil kunne komme så langt ned i strøm, at den kan forsynes over 10 år på et batteri, og måske oplade på solceller. En mus behøver kun at sende ganske få data per sekund, og derfor er strømforbruget til radiosenderen lavt. Naturligvis skal den reagere hurtigt, men det antal "parametre" som hånden tilfører musen i sekundet, kan sendes med et meget lavt forbrug, selvom musen bruges hurtigt, og til spil. Det kræver til gengæld, at der sendes andet end kun position - f.eks. skal også sendes accelleration, og måske accellererende accelleration, men det kan så ske ned til kun 5-20 gange i sekundet, og behøver kun at ske, når der tilføres ny information til musens bevægelsesligning. Mange trådløse mus sender x,y positionen 1000 gange i sekundet, for at være hurtig nok, fordi data ikke sendes som "ligningen" den bevæger sig med, og de bruger derfor mange ekstra bit og ekstra energi, til at sende information. Radiobølger, kan kodes, så en kort pulses position betyder noget, og derved kan indeholde flere bits, og med korte pulser, er muligt at opnå lavt forbrug. Hvis musen ligger stille, behøves kun at sende en "bit" et par gange i sekundet.

I dag, tror jeg de fleste vil foretrække en god optisk mus, og så skifte batterier det tidere, fremfor en gammel kuglemus. Skal det være en kuglemus, vil de skulle have højere kvalitet, hvis de skal konkurere med de optiske - f.eks. anvende en magnet i kuglen og hall-elementer, eller en prikket kugle, der kan aftastes optisk, med små korte pulser, der har lavt forbrug.

  • 0
  • 0

nintendo wii?

Ja, og Logitech airmouse, gyrotechs mus osv. Der findes flere af slagsen. Nintendo's wii illustrere, at det er en teknologi, som sikkert har fremtid, også for normale mus, da den ikke kun er brugbar som airmouse og til virksomhedsrepræsentationer, men også til spil, og meget andet.

  • 0
  • 0

især hvis den skal anvendes som spillemus. Derfor skal der anvendes en radioforbindelse, som er god til at sende små beskeder med ret lave forsinkelser, og som ikke forstyrres af andre.

Der findes én trådløs mus til gaming og den er fra Logitech. Alle andre mus til gaming har hale. Trådløse mus er ikke hurtige nok.

  • 0
  • 0