Энергосберегающая оптическая радиомышь

Энергосберегающая оптическая радиомышь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к электронике, а более конкретно к портативным энергонезависимым устройствам.

Переносные портативные ЭВМ занимают все большую долю рынка. При этом акцент делается на мобильности и, особенно, на экономии мощности, чтобы продлить срок службы аккумулятора.

В последнее время стали особенно популярны беспроводные оптические устройства управления курсором «радиомыши».

Существенным препятствием к широкому использованию беспроводных оптических радиомышей является увеличенная потребляемая мощность даже в течение режимов бездействия. Чтобы радиомышь могла возобновить деятельность, оптические импульсы должны поступать непрерывно. Хотя частота испускаемых импульсов в режиме бездействия значительно меньше, чем соответствующая частота в течение активного режима, тем не менее, истощение батареи происходит быстрее, чем это хотелось бы. Поэтому крайне важно обеспечить меньшую потребляемую мощность радиомыши.

Известны устройства, обеспечивающие экономию мощности радиомыши в режиме ожидания [1, 2].

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является энергосберегающая оптическая радиомышь [2], представляющая беспроводное устройство, включающее:

- кнопку команд,

- блок оптического сенсора, который при отсутствии активации переходит из оперативного режима в режим бездействия с пониженным потреблением энергии, а при поступлении высокого сигнала «1» переходит в режим потребления менее 1% мощности оперативного режима, из которого выводится поступлением низкого сигнала «0»,

- контроллер, который при нажатии кнопки команд в течение более установленного времени вырабатывает высокий сигнал «1», а при нажатии кнопки команд в течение менее установленного времени вырабатывает низкий сигнал «0», передаваемых на блок оптического сенсора,

- передатчик радиомыши.

Недостатком технического решения, используемого в прототипе [2], является частичное снижение мощности непосредственно потребляемой блоком оптического сенсора. Что касается других составляющих устройства радиомыши, то их режим энергопотребления остается высоким во всех режимах радиомыши.

На фиг.1 приводится блок-схема, иллюстрирующая электрическую конфигурацию устройства радиомыши, где 1 - блок оптического сенсора, 2 - контроллер, 3 - кнопка команд. Схема передатчика, входящего в устройство радиомыши, на фиг.1 не показана.

Задачей настоящего изобретения является получение технического результата, заключающеюся в достижении режима экономии энергопотребления во всех блоках радиомыши - в блоке оптического сенсора, в контроллере и передатчике радиомыши - в результате добавления в устройство RC-генератора, кварцевого генератора, энергосберегающего блока.

Энегросберегающий блок представляет собой JK-триггер, формирующий управляющие сигналы [3].

Для достижения названного технического результата в конструкцию энергосберегающей оптической радиомыши [2], представляющей беспроводное устройство, включающей:

- блок кнопок,

- блок оптического сенсора, который при отсутствии активации переходит из оперативного режима в режим бездействия с пониженным потреблением энергии, а при поступлении выключающего сигнала переходит в режим потребления менее 1% мощности оперативного режима, из которого выводится поступлением включающего сигнала,

- контроллер,

- передатчик радиомыши,

добавлены новые блоки, являющиеся отличительными признаками предлагаемого изобретения:

RC-генератор, кварцевый генератор, энергосберегающий блок, при этом энергосберегающий блок управляется сигналами от RC-генератора и блока кнопок, выключает кварцевый генератор, выдает сигналы блоку оптического сенсора и контроллеру и получает сигнал от контроллера, а кварцевый генератор выдает сигнал на блок оптического сенсора, контроллер и передатчик, а также изменена функция контроллера, который при более установленного времени бездействия отключает блок оптического сенсора и передатчик и включает их при наступлении активного режима.

Проведенные патентные исследования показали, что совокупность признаков предлагаемого изобретения является новой, что доказывает новизну заявляемого устройства. Кроме того, патентные исследования показали, что в литературе отсутствуют данные, оказывающие влияние отличительных признаков заявляемого изобретения на достижение технического результата, что подтверждает изобретательский уровень предлагаемого устройства.

На фиг.2 приведена блок схема, иллюстрирующая электрическую конфигурацию предлагаемого беспроводного устройства, где 1 - блок оптического сенсора, 2 - блок кнопок, 3 - контроллер, 4 - передатчик, 5 - RC-генератор, 6 - энергосберегающий блок, 7 - кварцевый генератор.

По включению питания происходит начальная установка всей схемы. Энергосберегающий блок (блок 6) выдает сигнал Gen на кварцевый генератор (блок 7), этот сигнал является разрешающим начало работы кварцевого генератора (блок 7). После получения сигнала Gen кварцевый генератор (блок 7) начинает выдавать сигнал Clk, являющийся опорной частотой для блока оптического сенсора (блок 1), контроллера (блок 3) и передатчика (блок 4). После включения кварцевого генератора энергосберегающий блок выдает сигнал RST блоку оптического сенсора (блок 1) и контроллеру (блок 3). Устройство переходит в рабочий режим (РР). Блок оптического сенсора (блок 1), контроллер (блок 3), передатчик (блок 4), кварцевый генератор (блок 7) работают с максимальным потреблением [см. таблицу 1].

Режим пониженного потребления (Р1). Переход в режим пониженного потребления происходит при отсутствии перемещения устройства в течение 1 с, при этом контроллер (блок 3) поднимает в "уровень единицы" сигнал Pause_ls, который выдается блоку оптического сенсора (блок 1) и передатчику (блок 4). У блока оптического сенсора (блок 1) частота кадров и потребление по току снижается в 32 раза, что приводит к соответствующему снижению среднего тока. У передатчика (блок 4) отключается антенна. Возврат в рабочий режим (РР) происходит при любом перемещении устройства или получении активного сигнала с блока кнопок (блок 2). При отрыве от поверхности, поскольку движение при этом прекращается, также происходит переход работающего устройства в режим пониженного потребления (Р1).

Режим низкого потребления (Р2). В этом режиме блок оптического сенсора (блок 1), контроллер (блок 3) и передатчик (блок 4) отключаются полностью, работает только энергосберегающий блок (блок 6) и RC-генератор (блок 5), что позволяет максимально снизить потребление тока. В режиме низкого потребления (Р2) устройство реагирует только при получении активного сигнала с блока кнопок (блок 2). Перевод в режим низкого потребления (Р2) осуществляется при отсутствии перемещения более 1 минуты. В этом случае котроллер (блок 3) поднимает в "уровень единицы" сигнал Pause_lm, энергосберегающий блок (6), получив этот сигнал, отключает кварцевый генератор (блок 7). Выход из режима (Р2) осуществляется энергосберегающим блоком (блок 6) после того, как фиксируется получение активного сигнала с блока кнопок (блок 2). Включается кварцевый генератор (блок 7) и подается сигнал начальной установки Rst на блоки: контроллер (блок 3) и схему оптического сенсора (блок 1).

Энергопотребление всех узлов описывается в таблице 1:

Режим	Энергопотребление
Блок оптического сенсора	Контроллер	Передатчик	RC-генератор	Энергосберегающий блок
РР	Норма	Норма	Норма	Норма	Норма
Р1	Понижено	Норма	Минимально	Норма	Норма
Р2	Отключено	Отключено	Отключено	Норма	Норма

Для сравнения в таблице 2 представлено энергопотребление узлов в прототипе:

Режим	Энергопотребление
Блок оптического сенсора	Контроллер	Передатчик
РР	Норма	Норма	Норма
Р1	Понижено	Норма	Норма
Р2	Минимально	Норма	Норма

На фиг.3 представлен алгоритм работы устройства. По началу работы устройство переходит в рабочий режим (РР). В рабочем режиме (РР) устройство ждет выполнения условия "бездействие 1 с". При выполнении условия "бездействие 1 с" устройство переходит в режим пониженного потребления (Р1). В режиме пониженного потребления (Р1) устройство ждет выполнения условия "бездействие 1 мин". При невыполнении условия "бездействие 1 мин" устройство переходит в рабочий режим (РР). При выполнении условия "бездействие 1 мин" устройство переходит в режим низкого потребления (Р2). В режиме низкого потребления (Р2) устройство ждет выполнения условия "нажатие кнопок". При выполнении условия "нажатие кнопок" устройство переходит в рабочий режим (РР).

Как следует из сравнения таблиц 1 и 2 предлагаемое нами устройство имеет существенное преимущество в отношении энергосбережения по отношению к техническому решению прототипа как в режиме Р1 за счет отключения передатчика, так и в режиме Р2 за счет отключение всех основных блоков потребления.

Литература

1. Патент РФ No 4751505.

2. Patent Application Publication No US 2006/0114231.

3. Нефедов В.И. Основы радиоэлектроники и связи. М.: Высшая школа, 2002 г., с.354.

1. Энергосберегающая оптическая радиомышь, включающая блок команд, оптическую схему сенсора, которая при отсутствии активации переходит из оперативного режима в режим бездействия с пониженным потреблением энергии, а при поступлении выключающего сигнала переходит в режим потребления менее 1% мощности оперативного режима, из которого выводится поступлением включающего сигнала, контроллер, передатчик радиомыши, отличающаяся тем, что дополнительно добавлены в устройство RC-генератор, кварцевый генератор, энергосберегающий блок, при этом энергосберегающий блок управляется сигналами от RC-генератора и блока кнопок, выключает кварцевый генератор, выдает сигналы блоку оптического сенсора и контроллеру и получает сигнал от контроллера, а кварцевый генератор выдает сигнал на блок оптического сенсора, контроллер и передатчик, а также изменена функция контроллера, который при более установленного времени бездействия отключает блок оптического сенсора и передатчик и включает их при наступлении активного режима.

2. Энергосберегающая оптическая радиомышь по п.1, отличающаяся тем, что наступление более установленного времени бездействия, отключающее оптическую схему сенсора, происходит через одну минуту.

3. Энергосберегающая оптическая радиомышь по п.1, отличающаяся тем, что энергосберегающий блок и RC-генератор выполняют в составе одного блока.