FASTBOND2 阶段一

评委老师好，我是来自北京理工大学的大四年级学生高嘉宏。今天我带来的设计是一款基于3395传感器的智能鼠标设计原理框图。

scheme-it工具介绍

本次设计运用的工具是scheme-it在线绘制工具。 Scheme-it 用户界面有一个大型的中央工作区，工作区上方的任务栏上有一目了然的按钮。通过右上角的“帮助”下拉菜单，可即时访问主题帮助页面，其中包含完整目录。此外，还能借助此菜单访问 DigiKey 技术论坛上的 Scheme-it 页面，该页面含有大量常见问题和回复。

Scheme-it 的元器件库包括 700 多个常用原理图符号，其显示在左侧滚动框中，以及一个用于创建自定义元器件符号的符号编辑器。此外，还能导入和使用来自近 200 万个 Ultra Librarian 电路模型的符号，而这些模型可从内置 DigiKey 目录链接获得，十分方便快捷。

产品介绍

智能鼠标是一种具有创新设计的电子设备，旨在为人们提供舒适的游戏或办公体验。 该鼠标具备蓝牙连接和无线连接功能，借助内部的红外线图像识别算法和3395光敏传感器可以最大限度的减少误触率和提高手部移动的准确性，具有良好操作性，连接流畅性。

设计思路

该智能鼠标具有以下特点和功能

1.算法优化：高端鼠标最重要的一点是移动的准确性和减少误触率，我们优化了鼠标内部的红外线图像识别算法，通过更多的图片采集和特征点检测，保证用户的良好体验。

2.智能控制： 该鼠标可以通过蓝牙或者无线连接的方式与电脑连接，能够在多台设备间一键切换，非常方便。

3.美观设计： 鼠标外部采用流线型设计，贴合人体手部生理结构，不仅具有良好的握感，而且能有效缓解手部疲劳，内部内置不同颜色LED灯，可以增加夜间美感。

链接：https://www.digikey.cn/schemeit/project/新项目-2023-10-28-2015-92c80e36b9ae452aae284e5d65792b90

鼠标由图上六部分组成，用户通过无线电模块实现电脑与鼠标的配对链接，鼠标通过图像扫描模块采集用户动作信息，计算出位移的坐标，按键检测单元通过压力传感器判断出用户的指令并与位移坐标结合，传递给控制单元后对数据进行一定的算法修正，通过综合分析来实现对电脑的操控。

 元器件以及功能的介绍：

这款鼠标由以下几部分组成，分别是电源单元，充电单元，3395传感器组成的控制单元，无线电发射接收模块，按键检测单元和图像扫描单元。其中电源单元用到的产品参数如下：

nPM1100是一款专用的电源管理IC (PMIC)，具有高效的双模式可配置降压稳压器和集成电池充电器。它是Nordic nRF52®系列和nRF53®系列系统级芯片(SoC)的互补组件，可以确保供电可靠和运行稳定，同时通过高效和低静态电流让电池寿命最大化。它还可以作为一个通用的PMIC设备用于任何其他合适的场景。它极其紧凑的外形尺寸使其成为可穿戴设备、联网医疗设备和其他尺寸受限应用的理想选择。PCB占用面积低至23 mm2。

接下来我将依次介绍各个模块所用到的技术，元器件和相关的工作原理。首先介绍的是最具特色的3395传感器。3395传感器是一种高精度、高速的光学鼠标传感器，主要用于高端游戏鼠标和绘图设备中。它是由美国公司PixArt开发的，型号为PA-1100。该传感器的最大分辨率可以达到2000 DPI以上，并且具有非常高的跟踪速度和精确度，能够在各种表面上实现稳定可靠的追踪。此外，3395传感器还支持低功耗模式，能够延长电池寿命。作为目前较为先进的光学传感器已经广泛应用。 

下面介绍按键检测单元的功能，按键检测单元通过内置的压力传感器将接收到的信号转化成对应的电信号从而实现输入信号的转换。

一款高端鼠标必须同时具备usb链接和无线信号发射接收的功能，具体由无线电发射接收模块实现。RF(Digital radio frequency,数字无线电频率)技术能够对短距离通讯提供充足的带宽,非常适合鼠标和键盘这样的外围设备使用,其原理非常简单,鼠标部分工作与传统鼠标相同,再用无线发射器把鼠标在X或Y轴上的移动,按键按下或抬起的信息转换成无线信号并发送出去,无线接收器收到信号后经过解码传递给主机,驱动程序告诉操作系统鼠标的动作,该把鼠标指针移向哪个方向或是执行何种指令。 采用高频无线电(射频)技术,只要在限定距离以内,就可以在任何位置使用,几乎不受障碍物的影响。

介绍的最后一部分是图像扫描模块，以前我曾经感到疑惑，为什么鼠标可以在鼠标垫上实现灵敏的操作，而在平滑的桌子上却无法做到。现在我明白了这全都是依靠红外线图像扫描实现的，鼠标每秒会通过红外线拍摄数百张放置平面的照片，通过图片上平面的缝隙凹陷变化来判断是否产生位移，从而实现手对鼠标的灵活操作，太过光滑的平面会导致鼠标运动过程中连续拍出的照片差别不大，进而误判为没有发生移动，导致出现问题。所以一个优秀的图像检测算法对于鼠标的准确度和灵敏度都是十分重要的。

项目市场介绍

在电脑日益普及的今天，人们对于高端鼠标的需求日益增长，随着电竞产业的蓬勃发展，一款好的鼠标产品能够极大地提高选手的操作上限，为观众带来更加良好的观看体验，同时也会提高观众对于这款鼠标的认可度，有着很高的市场潜力。通过先进传感器的应用和后续图像识别算法的突破，我们的产品可以在很大程度上降低误触率，提高准确性，这也是我了解相关资料并最终选择绘制相关原理图的原因，我相信经过后续的完善补充，我们的产品能够形成相对可行的设计方案。

参赛心得：

参加这次由dig-key公司举办的暑期在家练大赛让我对生活中的家用小电器内部组成和工作原理有了更多深入的了解。在研究了收音机，小型扫地机器人等之后，我最终选择了实现一个小型鼠标来作为我的参赛作品。很高兴有这样一个机会去将自己平时见到的小型电器逐步变成现实，这不仅锻炼了我的逻辑思考能力，也锻炼了我的动手能力，希望下一个假期也能有这样的机会去实践相关的电子设计。