เรื่องที่ 5 อุปกรณ์รับข้อมูล

เรื่องที่ 5 อุปกรณ์รับข้อมูล

อุปกรณ์รับเข้า ทำหน้าที่รับโปรแกรมและข้อมูลเข้าสู่เครื่องคอมพิวเตอร์ ในที่นี้จะกล่าวถึงแผงแป้นอักขระ (Keyboard) และเมาส์ (Mouse) ซึ่งเป็นอุปกรณ์รับเข้าที่ใช้กันเป็นส่วนใหญ่

๑) แผงแป้นอักขระ (Keyboard)  เป็นอุปกรณ์รับเข้าพื้นฐานที่ต้องมีในเครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่อง จะรับข้อมูลจากการกดแป้นแล้วทำการเปลี่ยนรหัสเพื่อส่งต่อให้กับคอมพิวเตอร์ แป้นพิมพ์ที่ใช้ในการป้อนข้อมูลจะมีจำนวนตั้งแต่ ๕๐ แป้นขึ้นไป แผงแป้นอักขระส่วนใหญ่มีแป้นตัวเลขแยกไว้ต่างหาก เพื่อทำให้การป้อนข้อมูลทำได้ง่ายและสะดวกขึ้นการวางตำแหน่งแป้นอักขระ จะเป็นไปตามมาตรฐานของระบบพิมพ์สัมผัสของเครื่องพิมพ์ดีด ที่มีการใช้แป้นยกแคร่ (Shift) เพื่อทำให้สามารถใช้พิมพ์ได้ทั้งตัวอักษรภาษาอังกฤษตัวพิมพ์ใหญ่และตัวพิมพ์เล็ก ซึ่งระบบรับรหัสตัวอักษรภาษาอังกฤษที่ใช้ในทางคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่จะเป็นรหัส ๗ บิต และ ๘ บิต กล่าวคือ เมื่อมีการกดแป้นพิมพ์ แผงแป้นอักขระจะส่งรหัสขนาด ๗ หรือ ๘ บิต นี้เข้าไปในระบบคอมพิวเตอร์

ภาพที่ ๖.๗  Keybord

เมื่อนำเครื่องคอมพิวเตอร์มาใช้งานพิมพ์ภาษาไทยจึงมีการดัดแปลงแผงแป้นอักขระให้สามารถใช้งานได้ทั้งภาษาอังกฤษและภาษาไทย กลุ่มแป้นที่ใช้พิมพ์ตัวอักษรภาษาไทยจะเป็นกลุ่มแป้นเดียวกับภาษาอังกฤษ แต่จะใช้แป้นพิเศษแป้นหนึ่งทำหน้าที่สลับเปลี่ยนการพิมพ์ภาษาไทย หรือ ภาษาอังกฤษ ภายใต้การควบคุมของซอร์ฟแวร์อีกชั้นหนึ่ง  แผงแป้นอักขระสำหรับเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์   ตระกูลไอบีเอ็มที่ผลิตออกมารุ่นแรก ๆ ตั้งแต่ พ.ศ. ๒๕๒๔ จะมีแป้นรวมทั้งหมด ๘๓ แป้น ซึ่งเรียกว่า แผงแป้นอักขระพีซีเอ็กซ์ที ต่อมาใน พ.ศ. ๒๕๒๗ บริษัทไอบีเอ็มได้ปรับปรุงแผงแป้นอักขระกำหนดสัญญาณทางไฟฟ้าขึ้นใหม่ จัดตำแหน่งและขนาดแป้นให้เหมาะสมยิ่งขึ้น โดยมีจำนวนแป้นรวม ๘๔ แป้น เรียกว่า แผงแป้นอักขระพีซีเอที และในเวลาต่อมาก็ได้ปรับปรุงแผงแป้นอักขระขึ้นพร้อม ๆ กับการออกเครื่องรุ่น PS/๒ โดยใช้สัญญาณทางไฟฟ้า เช่นเดียวกับแผงแป้นอักขระรุนเอทีเดิม และเพิ่มจำนวนแป้นอีก ๑๗ แป้น รวมเป็น ๑๐๑ แป้น  ซึ่งบางรุ่นอาจจะมีน้อย หรือมากกว่าก็ได้ โดยสามารถแบ่งเป็นกลุ่มๆ ได้ดังนี้

-      ๑๐๑-key Enhanced keyboard

-      ๑๐๔-key Windows keyboard

-      ๘๒-key Apple standard keyboard

-      ๑๐๘-key Apple Extended keyboard

-      Notebook & Palm keyboard

Enhanced Keyboard

Apple Extended Keyboard

Notebook & Palm Keyboard

ภาพที่ ๖.๘  คีย์บอร์ดแบบต่าง ๆ

ปุ่มต่างๆ บนคีย์บอร์ดมีจำนวนมาก ซึ่งสามารถแบ่งได้ ๔ ส่วนหลัก คือ

-          Typing keys กลุ่มปุ่มพิมพ์อักขระ

-          Numeric keypad กลุ่มปุ่มตัวเลข และเครื่องหมายคำนวณ

-          Function keys กลุ่มปุ่มฟังก์ชัน F๑ – F๑๒

-          Control keys กลุ่มปุ่มควบคุมต่างๆ เช่น ลูกศร, Ctrl, Alt เป็นต้น ปุ่มฟังก์ชัน และปุ่มควบคุม ทางบริษัท IBM (ค.ศ. 1986) ได้พัฒนาเพิ่มเข้ามาในคีย์บอร์ด เพื่อช่วยให้การทำงานมีความสะดวกมากขึ้น

การทำงานของคีย์บอร์ด

ภาพที่ ๖.๙ The Microprocessor and Controller Circuitry of a Keyboard

การทำงานของคีย์บอร์ด จะเกิดจากการเปลี่ยนกลไกการกดปุ่ม ให้เป็นสัญญาณทางไฟฟ้า เพื่อส่งให้คอมพิวเตอร์ โดยสัญญาณดังกล่าว จะบอกให้คอมพิวเตอร์ทราบว่ามีการกดคีย์อะไร การทำงานทั้งหมดจะถูกควบคุมด้วย Microprocessor ขนาดเล็กที่บรรจุในคีย์บอร์ด และสัญญาณต่างๆ จะส่งผ่านสายสัญญาณผ่านทางขั้วต่อ ซึ่งแบ่งได้ ๔  ประเภท คือ

๑.  ๕-pin DIN (Deustche Industrie Norm) Connector เป็นขั้วต่อขนาดใหญ่ ใช้กับคอมพิวเตอร์ในรุ่นแรก

๒.  ๖-pin IBM PS/2 mini-DIN Cnector เป็นขั้วต่อขนาดเล็ก ปัจจุบันพบได้อย่างแพร่หลาย

๓.  ๔-pin USB (Universal Serial Bus) connector เป็นขั้วต่อรุ่นใหม่

๔.     internal connector เป็นขั้วต่อแบบภายใน พบได้ใน Notebook Computer

๕-pin DIN Connector	๖-pin DIN Connector ๖-pin IBM PS/2 mini-DIN Cnector
๔-pin USB (Universal Serial Bus) Connector

ภาพที่ ๖.๑๐  ขั้วต่อสายสัญญาณของคีย์บอร์ด

ภาพที่ ๖.๑๑   คีย์บอร์ดในอนาคต

ปัจจุบันคีย์บอร์ด มีการพัฒนาไปตามยุคสมัย โดยเฉพาะยุคโลกไร้พรมแดน ด้วยเทคโนโลยีอินเทอร์เน็ต บริษัทผู้ผลิตหลายบริษัท ได้ทำการผลิตคีย์บอร์ด ที่มีปุ่มฟังก์ชันสำหรับตรวจสอบอีเมล์ และการเข้าสู่อินเทอร์เน็ต ตลอดจนควบคุมระบบมัลติมีเดียต่างๆ เพื่ออำนวยความสะดวกให้กับผู้ใช้  ความต้องการคีย์บอร์ดที่สะดวกต่อการพกพา ทำให้เกิดนวัตกรรมใหม่ คือคีย์บอร์ดแบบพับได้ ซึ่งทำได้สารพลาสติกที่มีการใส่วงจรภายใน ที่สามารถพับม้วนได้สะดวก  การเลือกซื้อแผงแป้นอักขระควรพิจารณารุ่นใหม่ที่เป็นมาตรฐานและสามารถใช้ได้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีอยู่  สำหรับเครื่องขนาดกระเป๋าหิ้วไม่ว่าจะเป็นแล็ปท็อปหรือโน้ตบุ๊ค ขนาดของแผงแป้นอักขระยังไม่มีการกำหนดมาตรฐาน เพราะผู้ผลิตต้องการพัฒนาให้เครื่องมีขนาดเล็กลงโดยลดจำนวนแป้นลง แล้วใช้แป้นหลายแป้นพร้อมกันเพื่อทำงานได้เหมือนแป้นเดียว

๒) เมาส์ (Mouse) อุปกรณ์รับข้อมูลที่นิยมรองจากคีย์บอร์ด ได้แก่ อุปกรณ์ชี้ตำแหน่ง ที่เรียกว่า เมาส์ (Mouse) หรือ "หนูอิเล็กทรอนิกส์" เนื่องจากเป็น อุปกรณ์ที่มีลักษณะคล้ายหนู มีสายต่ออยู่ที่ปลายลักษณะเดียวกับหางหนู เมาส์จะช่วยในการบ่งชี้ตำแหน่งว่าขณะนี้กำลังอยู่ ณ จุดใดบนจอภาพ เรียกว่า "ตัวชี้ตำแหน่ง (Pointer)" ซึ่งอาศัยการเลื่อนเมาส์ แทนการกดปุ่มบังคับทิศทางบนคีย์บอร์ด   ซอฟต์แวร์รุ่นใหม่ที่พัฒนาในช่วงหลัง ๆ นี้ สามารถติดต่อกับผู้ใช้โดยการใช้รูปกราฟิกแทนคำสั่ง มีการใช้งานเป็นช่องหน้าต่าง และเลือกรายการหรือคำสั่งด้วยภาพหรือสัญรูป (Icon) อุปกรณ์รับเข้าที่นิยมใช้จึงเป็นอุปกรณ์ประเภทตัวชี้ที่เรียกว่า เมาส์  เมาส์เป็นอุปกรณ์ที่ให้ความรู้สึกที่ดีต่อการใช้งาน ช่วยให้การใช้งานง่ายขึ้นด้วยการใช้เมาส์เลื่อนตัวชี้ไปยังตำแหน่งต่างๆ บนจอภาพ ในขณะที่สายตาจับอยู่ที่จอภาพก็สามารถใช้มือลากเมาส์ไปมาได้ ระยะทางและทิศทางของตัวชี้จะสัมพันธ์และเป็นไปในทางเดียวกับการเคลื่อนเมาส์

                           

ภาพที่ ๖.๑๒  Mouse

เมาส์แบ่งได้เป็นสองแบบ คือ แบบทางกลและแบบใช้แสง แบบทางกลเป็นแบบที่ใช้ลูกกลิ้งกลม ที่มีน้ำหนักและแรงเสียดทานพอดี เมื่อเลื่อนเมาส์ไปในทิศทางใดจะทำให้ลูกกลิ้งเคลื่อนไปมาในทิศทางนั้นลูกกลิ้งจะทำให้กลไกซึ่งทำหน้าที่ปรับแกน หมุนในแกน X และแกน Y แล้วส่งผลไปเลื่อนตำแหน่งตัวชี้บนจอภาพ เมาส์แบบทางกลนี้มีโครงสร้างที่ ออกแบบได้ง่าย มีรูปร่างพอเหมาะมือ ส่วนลูกกลิ้งจะต้องออกแบบให้กลิ้งได้ง่ายและไม่ลื่นไถล สามารถควบคุมความเร็วได้อย่างต่อเนื่องสัมพันธ์ระหว่างทางเดินของเมาส์และจอภาพ

เมาส์แบบใช้แสงอาศัยหลักการส่งแสงจากเมาส์ลงไปบนแผ่นรองเมาส์ (MousePad) แผ่นรองเมาส์ซึ่งเป็นตาราง (Grid) ตามแนวแกน X และ Y เมื่อเลื่อนตัวเมาส์เคลื่อนไปบนแผ่นตารางรองเมาส์ก็จะมีแสงตัดผ่านตารางและสะท้อนขึ้นมาทำให้ทราบตำแหน่งที่ลากไป เมาส์แบบนี้ไม่ต้องใช้ลูกกลิ้งกลม แต่ต้องใช้แผ่นตารางรองเมาส์พิเศษ  การใช้เมาส์ เป็นการเลื่อนเมาส์เพื่อควบคุมตัวชี้บนจอภาพไปยังตำแหน่งที่ต้องการแล้วทำการยืนยันด้วยการกดปุ่มเมาส์ ปุ่มกดเมาส์มีความแตกต่างกัน สำหรับเครื่องแมคอินทอช ปุ่มกดเมาส์จะมีปุ่มเดียว แต่เมาส์ที่ใช้กับเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ตระกูลไอบีเอ็มส่วนใหญ่จะมี ๒ ปุ่ม โดยทั่วไปปุ่มทางซ้ายใช้เพื่อยืนยันการเลือกรายการและปุ่มทางขวาเป็นการยกเลิกรายการ เมาส์บางยี่ห้ออาจเป็นแบบ ๓ ปุ่ม ซึ่งเราไม่ค่อยพบในเครื่องระดับพีซี ส่วนใหญ่จะเป็นเมาส์ของเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เป็นสถานีวิศวกรรม การเลือกซื้อเมาส์ควรพิจารณาจำนวนปุ่มให้ตรงกับความต้องการของซอฟต์แวร์ ในระดับเครื่องพีซีแนะนำให้ใช้เมาส์แบบสองปุ่มเพราะซอฟต์แวร์เกือบทั้งหมดสนับสนุน การใช้งานเมาส์ประเภทนี้

พัฒนาการของเมาส์

เมาส์พัฒนาขึ้นมาครั้งแรก ในศูนย์ค้นคว้าที่เมืองปาโลอัลโต้ ของบริษัทซีร็อก (Xerox Corporation’s Palo Alto Research Center) เมาส์มีหลายรูปร่าง หลายลักษณะ โดยเฉพาะเมาส์รุ่นใหม่ๆ จะออกแบบมาอย่างสวยงาม โดยปกติปุ่มของเมาส์ จะมี 2 ปุ่มสำหรับเมาส์ของเครื่องพีซี และปุ่มเดียวสำหรับเครื่อง Macintosh ปัจจุบันมีการพัฒนาให้เมาส์ใช้งานได้ง่ายขึ้น โดยเพิ่มปุ่มเลื่อนตรงกลาง มีลักษณะคล้ายล้อ ดังรูป เรียกว่า Intelli Mouse ซึ่งจะอำนวยความสะดวกให้กับผู้ใช้ในการเลื่อนจอภาพเพื่อดูข้อมูล นอกจากนี้ยังมีเมาส์ที่ทำงานด้วยสัญญาณแสง ที่เรียกว่า Infrared หรือ Wireless Mouse

Intelli  Mouse

Wireless Mouse

ภาพที่ ๖.๑๓ Intelli  Mouse และ Wireless Mouse

เมาส์ประกอบด้วย ลูกกลิ้งที่ติดตั้งอยู่ด้านล่าง และมีปุ่มกดควบคุม (ตั้งแต่ ๑ - ๓ ปุ่ม) การใช้เมาส์จะนำเมาส์วางไว้บนพื้นราบ และเลื่อนเมาส์ไปในทิศทางที่ต้องการ บนจอภาพจะปรากฏ สัญลักษณ์ชี้ตำแหน่ง เรียกว่า "Mouse Pointer" (มักจะเป็นรูปลูกศรเฉียงซ้าย) เมื่อต้องการจะทำงานใดๆ ก็ทำการกดปุ่มเมาส์ ตามหลักการใช้เมาส์ คอมพิวเตอร์จะรับสัญญาณ และทำการประมวลผลต่อไป

กลไกการทำงานของเมาส์ มี ๓ ประเภท คือ

๑. Mechanical   เป็นกลไกการทำงานที่อาศัยลูกบอลยาง ที่สามารถกลิ้งไปมาได้ เมื่อทำการเคลื่อนย้ายตัวเมาส์ ซึ่งลูกบอลจะกดแนบอยู่กับลูกกลิ้ง โดยแกนของลูกกลิ้ง จะต่อกับจานแปลรหัส (Encoder) บนจานจะมีหน้าสัมผัสเป็นจุดๆ เมื่อจุดสัมผัสเลื่อนมาตรงแกนสัมผัส ก็จะสร้างสัญญาณ บอกไปยังเครื่องคอมพิวเตอร์ โปรแกรมควบคุมเมาส์ จะทำหน้าที่ แปลเป็นคำสั่งเคลื่อนย้ายเคอร์เซอร์ บนจอภาพต่อไป

๒. Opto-Mechanical  กลไกการทำงานคล้าย Mechanical แต่ตัวรับการเคลื่อนที่ของจาน Encoder จะมี LED อยู่อีกด้านหนึ่งของจานไว้คอยกำเนิดแสง และอีกด้านหนึ่ง จะมี Opto-Transistor (ทรานซิสเตอร์ไวแสง) ไว้คอยตรวจจับแสงแทนการใช้การสัมผัส

๓. Optical  กลไกการทำงานที่อาศัยแผ่นรองชนิดพิเศษ ซึ่งมีผิวมันสะท้อนแสง และมีตารางเส้นตามแกน X , Y โดยแกนหนึ่งเป็นสีน้ำเงิน อีกแกนเป็นสีดำ ตัดกันไว้คอยตรวจจับการเคลื่อนที่ ซึ่งบนเมาส์ จะมี LED 2 ตัวให้กำเนิดแสงออกมา 2 สี คือ สีดำ และสีน้ำเงิน LED ที่กำเนิดแสงสีดำ จะดูดกลืนแสงสีน้ำเงิน LED ที่กำเนิดแสงสีน้ำเงิน จะดูดกลืนแสงสีดำ ซึ่งตัวตรวจจับแสง เป็นทรานซิสเตอร์ไวแสง สีที่ตรวจจับได้จะบอกทิศทาง ส่วนช่วงของแสงที่หายไป จะบอกถึงระยะทางการเคลื่อนที่

ภาพที่ ๖.๑๔  กลไกการทำงานของเมาส์

๓. Track Ball   อุปกรณ์รับข้อมูลที่มีลักษณะคล้ายเมาส์ แต่เอาลูกบอลมาวางอยู่ด้านบน เพื่อลดพื้นที่การใช้งาน เมื่อต้องการเลื่อนตำแหน่ง ก็ใช้นิ้วมือกลิ้งลูกบอลไป-มา และปุ่มกดก็มีจำนวนเท่ากับ ปุ่มกดของเมาส์ เพียงแต่วางไว้ด้านข้าง มักจะพบ Track Ball กับคอมพิวเตอร์ประเภท Note Book

ภาพที่ ๖.๑๕  Track Ball

๔.    Joystick หรือก้านควบคุม เป็นอุปกรณ์นำข้อมูลเข้ารูปแบบหนึ่งของคอมพิวเตอร์ มีลักษณะเป็นคันโยกบนฐาน ใช้ควบคุมการเคลื่อนที่ของ Cursor หรือ Pointer บนจอภาพ นิยมใช้กับการเล่นเกม

ภาพที่ ๖.๑๖  Joystick

๕.   Touch Screen หรือจอสัมผัส เป็นรูปแบบหนึ่งของอุปกรณ์แสดงผลและนำเข้าข้อมูลที่ผสมร่วมกัน เพื่อลดขนาดพื้นที่การใช้งาน โดยโปรแกรมจะแสดงผลภาพกราฟิกที่กำหนดบนจอภาพ และผู้ใช้ยังสามารถใช้นิ้วมือสัมผัสบนจอภาพ เพื่อเลือกรายการต่างๆ ทั้งที่อยู่ในลักษณะของรูปภาพ หรือข้อความก็ได้ เพื่อสั่งงานผ่านการสัมผัสบนจอภาพได้ โดยอาศัยหลักการบังแสงอินฟราเร็ด หรือคลื่นอัลตาโซนิค  จอสัมผัสนิยมนำมาใช้ในลักษณะของงานที่ช่วยเหลือ ผู้ที่มีปัญหาการใช้อุปกรณ์นำเข้าแบบจับต้อง เช่น แป้นพิมพ์, เมาส์ และสร้างสื่อเพื่อการฝึกอบรมแบบ Interactive รวมทั้งนิยมใช้ในการทำสื่อนำเสนอกิจกรรมต่างๆ ที่เรียกว่า Information Kiosk

 ภาพที่ ๖.๑๗  Touch Screen

๖. กล้องถ่ายภาพระบบดิจิตอล (Digital Camera) ความทันสมัยของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ นับว่าก้าวทันความต้องการของคนเราอย่างแท้จริง โดยเฉพาะการตอบสนองต่อความใจร้อนของมนุษย์ "ไปเที่ยว พก PDA อยากอวดภาพทันที" ไม่ใช่เรื่องยากแล้ว ด้วยกล้องถ่ายภาพระบบดิจิตอล (Digital Camera) ทำให้ความต้องการดังกล่าวของมนุษย์ เกิดเป็นจริงขึ้นมาได้   กล้องถ่ายภาพระบบดิจิตอล นับเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ได้รับความนิยมอย่างสูงในปัจจุบัน เนื่องจากมีขนาดเล็ก กะทัดรัด พกพาได้สะดวก โอนถ่ายเข้าสู่คอมพิวเตอร์ได้ทันที เผยแพร่ผ่านอินเทอร์เน็ตได้รวดเร็ว โดยอุปกรณ์ตัวเล็กชิ้นนี้จะทำงานด้วยตัวสร้างประจุไฟฟ้าที่เรียกว่า CCD (Charge Coupled Device) ภายในตัวกล้อง ผ่านการกระตุ้นด้วยแสงที่ผ่านเข้ามาทางเลนส์ และส่งผลให้เกิดภาพบนสื่อบันทึกภายในกล้อง เช่น Memory Stick, Memory Card

 

  

ภาพที่ ๖.๑๘  กล้องถ่ายภาพระบบดิจิตอล