Arvutihiir

Arvutihiir ehk hiir on arvuti riistvaraline osutusseade. Hiirt kasutades saab paljud käsud arvutile edastada ilma täiendavate tööriistadeta, väheneb klaviatuuri kasutamise vajadus, kuid see ei kao täielikult.

Nimetus

Arvutihiire esimene nimetus oli inglise keeles X-Y Position Indicator for a Display System ehk tõlgituna 'X-Y-asukoha ekraanil näitamise süsteem'. Nimetus "hiir" tuli aga sellest, et esimeste hiirte tagaosast tuli välja juhe, mis meenutas hiire saba ja ühendas hiirt arvutikorpusega. Ka suuruselt on ta üksnes pisut suurem oma närilisest nimekaimust. Viimasel ajal on hakatud tootma juhtmeta hiiri, kuid nimetus on jäänud samaks.

Ajalugu

Hiire leiutas 1963 Douglas Engelbart, kelle jooniste järgi valmistas Bill English samal aastal esimese prototüübi. 9. detsembril 1968 esitles Engelbart San Franciscos kolmenupulist hiirt esmakordselt laiemale publikule.
Jack Hawley ja Bill English disainisid 1972 Engelbarti tööst inspireerituna uue hiire, mis ei vajanud enam analoog-digitaalmuundurit, vaid saatis selle asemel arvutile otse digitaalselt hiire asukoha kohta käivat teavet. See oli ka esimene hiir, mis kasutas asukoha määramiseks hiire korpuse all olevat kera.
Xerox PARC lisas hiire oma Alto arvutile 1973, kuid kuna see süsteem oli eksperimentaalne, ei saanud arvutihiir laiemalt tuntuks. 1979 kutsuti mitu inimest Apple'ist, kaasa arvatud Steve Jobs, tutvuma Alto süsteemi ja tarkvaraga, millel see jooksis.
Arvutihiirest hakkas nähtavat kasu olema alles graafilise kasutajaliidesega arvutitega töötades. Hiirega arvuteid hakati müüma alles 1981 revolutsiooniliselt uudse arvuti Xerox Stari koosseisus. See oli esimene äriliselt turustatav arvuti, mis sisaldas ühtlasi esimesena paljusid tänapäeval enesestmõistetavaid vahendeid: akendel põhinev graafiline kasutajaliides, ikoonid, kaustad, Etherneti toetus, failiserverid ja e-post. Sellegipoolest jäi hiir üsna haruldaseks kuni Apple Macintoshi turuletulekuni.
1982 leiutas Steve Kirsch esimese optilise hiire, mis vajas töötamiseks hiirematti, millele oli prinditud ruudustik. Kuigi need hiired olid väga täpsed, ei saanud nad väga populaarseks.
1983 turustas Apple oma esimese hiire osana Apple Lisa arvutikomplektist. Hiirel oli vaid üks nupp, millest sai Apple'i hiiri iseloomustav ja neid teistest tootjatest eristav tunnusjoon.
1999 lõi Agilent esimese optilise hiire anduri, mis töötas hiirematitagi.
2004 tõi Logitech müüki esimese hiire, mis kasutas asukoha määramiseks laserit. Selleks vajaliku anduri lõi Agilent. Laseripõhine asukoha määramine optilistel hiirtel tõi kaasa suure arengu hiirte täpsuses.

Mehaaniline hiir

Hiire kere all asub kummist muna, mis pöörleb, kui hiirt liigutada. Muna omakorda toetub hiire keres olevatele rullidele, mis on üksteise suhtes risti. Üks rull loeb liikumist X-telje ja teine Y-telje suunas. Kahe rulli vastaspoolel on kolmas rull, mis on kinnitatud vedruga ja lükkab muna esimese kahe rulli vastu, et signaal võimalikult täpne tuleks. Need rullid on ühendatud ketastega, milles on teatud vahemaade taga pilud, mis lasevad valgust läbi. Väikesed valgusandurid tuvastavad ketaste liikumise, jälgides valgusdioodi vilkumist, kui ketas pöörleb ja valgus piludest läbi pääseb. Need vilkumised muudetakse kursori liikumiseks vastavatel telgedel.

Optiline hiir

Optilised hiired kasutavad hiire asukoha muutumise määramiseks valgusdioode ja fotodioode. Laserhiir on optiline hiir, mis kasutab valgusdioodi asemel laseri valgust.

CPI ja DPI

Üks Mickey sekundi kohta on tavaliselt mõõtühik, millega mõõdetakse arvutihiire liikumiskiirust ja -suunda.  Kiirus võib aga väljendada suhtena selle vahel, kui mitu pikslit läbis kursor ekraanil ning kui palju liikus hiir, mida võib väljendada pikslit ühe Mickey kohta või pikslit tolli kohta või pikslit sentimeetri kohta. Suunatud liikumist nimetatakse horisontaalseks Mickey arvuks ja vertikaalseks Mickey arvuks.
Tihedamini mõõdetakse aga hiire tundlikkust kas tükkides tolli kohta (CPI) või punktina tolli kohta (DPI) – see tähendab sammude arvu, millele hiir reageerib, kui hiirt liigutatakse ühe tolli võrra. Varem kutsuti seda ka pulsiks tolli kohta ehk PPI.
Tootjate poolt kirjeldatud CPI või DPI sõltub sellest, kuidas hiir tehtud on; mida suurem CPI, seda kiiremini kursor liigub sama pika hiire liikumistee kohta. Näiteks CPI väärtus 800 tähendab, et kui hiirt liigutatakse ühe tolli võrra, liigub kursor ekraani peal 800 pikslit. Tarkvaraga on võimalik hiire tundlikkust muuta, tehes seda aeglasemaks või kiiremaks kui hiire originaalne CPI. Praegu kasutusel olev tarkvara lubab kursori kiirust muuta dünaamiliselt, võttes arvesse hiire absoluutkiiruse ning liikumise viimasest peatumispunktist. Enamasti on tarkvaras (näiteks Windowsi platvormil) on selle seade nimi "Kiirus", mis viitab kursori täpsusele. Apple'i operatsioonisüsteemides on selle seade nimi aga tavaliselt kiirendus, mis ei ole õige. Hiire kiirendus enamuses hiirt puudutavates tarkvarades viitab seadele, mis lubab kasutajal muuta kursori kiirendust: kiiruse muutust aja jooksul, kui hiire liikumiskiirus on konstantne.
Enamasti, kui hiir hakkab liikuma, loeb tarkvara kokku tükid või Mickeyd, mis hiirelt saadi, ning liigutab kursorit ekraanil nii paljude pikslite jagu, kui suur arv mõõdeti (või korrutatakse saadud arv läbi piirkonstandiga, mis on tavaliselt väiksem kui üks). Kursor liigub aeglaselt ekraanil ja tal on hea täpsus. Kui hiire liikumine ületab piirväärtuse, mis on tarkvara poolt ette antud, hakatakse liigutama kursorit kiiremini ehk piirkonstanti suurendatakse. Enamasti saab kasutaja teist piirkonstanti suurendada kiirenduse seadet muutes.

Värskendussagedus

Hiire värskendussagedus näitab, kui tihti teatab hiir oma asukohast arvutile. Värskendussagedust mõõdetakse hertsides. Näiteks, kui hiirel on värskendussagedus 125 Hz, edastab ta oma asukoha andmed arvutile iga 8 millisekundi tagant. Hiired, mis toetavad kõrgemat värskendamissagedust, lasevad enamasti seda ka muuta. Osadel hiirtel võivad olla ka nupud, millega saab sagedust töö käigus muuta. Kõrgem värskendussagedus vähendab viidet hiire liigutamise ja kursori liikumise vahel.

Jadaliidesesse ühendatavad hiired

Väga levinud meetod hiire ühendamiseks vanades arvutisüsteemides on jadaport. Arvutihiire juhtme otsas on tavaliselt D-sub DE-9 9-klemmine emane ühendus (pistikupesa). Mõned väga vanad hiired kasutavad D-sub 25-klemmiseid ühendusi. Mõlemal juhul kasutatakse arvuti ja arvutihiire vaheliseks andmevahetuseks pistikühendusest vaid paari klemmi, kuid kõik 9 või 25 klemmi on siiski pistikus olemas, isegi kui neid ei kasutata.

PS/2-liidesesse ühendatavad hiired

Suuremal osal arvutitest on eraldi hiire jaoks mõeldud port, mis on ehitatud otse emaplaadi külge. Liidese nimetus pärineb 1987 välja lastud IBM-i Personal System / 2 sarja personaalarvutitelt. PS/2-liideste tähistamisel kasutatakse värvikoode, milles roheline on hiire ühenduspordi jaoks.
PS/2-pistikud ei ole mõeldud sagedaseks ühendamiseks ja lahtiühendamiseks, sest pistiku klemmid võivad kõveraks minna või murduda. PS/2-pistik läheb sisse ainult ühte pidi ning seda peab keerama, enne kui proovida seda ühendada. Enamusel, aga mitte kõikidel pistikutel, on nooleke või lame osa, mis tuleb tavaliselt enne ühendamist viia kohakuti kas pistiku parema või ülemise osaga.

Juhtmevabad hiired

Suurem osa juhtmeta hiiri kasutab infrapunaliidest, Bluetoothi või lühilaineliste raadiolainete saatjaid, mis on hiirte sees, ning vastuvõtjaid, mis on tavaliselt väikestes USB- või PS/2-porti minevates seadmetes. Kuna paljud juhtmevabad vastuvõtjad on mõeldud kasutamiseks nii klaviatuuri kui hiirte vastuvõtjana, siis on PS/2-ühendusega seadmed tavaliselt kahe otsaga: üks klaviatuuri ja teine hiire jaoks. USB-porti ühendatavatel seadmetel seda vajadust pole, kuna üks vastuvõtja suudab hakkama saada mõlema seadme ühendamisega. Vastuvõtja saab oma tööks vajaliku elektrivoolu pordist. Kuna juhtmeta hiired vajavad enamasti akusid või patareisid, on kõige levinum tõrkepõhjus juhtmevabade hiirte töös tühjad akud või patareid. Akutoitel töötavaid juhtmevabu hiiri laetakse enamasti läbi USB-pordi, kusjuures laadimisel töötavad nad justkui tavalised juhtmega USB-hiired. Kõige ebakindlam meetod juhtmevabade hiirte ühendamisel on infrapunaliidese kasutamine, sest hiire ja vastuvõtja vahel peab alati olema vaba vaateväli, kuna igasugune takistus võib segada signaali jõudmist vastuvõtjani. Sellepärast on tänapäeval peaaegu kõik tootjad loobunud infrapunalainete kasutamist hiirte ühendamisel arvutiga. Bluetoothi seadmed ei vaja alati USB- või PS/2-porti ühendatavat vastuvõtjat, kui arvutil on olemas Bluetoothi liides. Bluetooth-hiired on tunduvalt suurema tööraadiusega. Ainuke miinus Bluetooth-hiirtel on suurem voolutarve.

ADB-port ja InPort

Hiirt on arvutiga ühendatud ka ADB-pordi ja InPordi abil. Apple Desktob Bus (ADB) kasutab jadaühendussiini, et ühendada madala kiirusega seadmed arvuti külge. See toodi turule 1986. aastal, et toetada odavate seadmete nagu klaviatuuri ja hiire kasutamist. Üks probleem ADB-ga oli see, et praktiliselt kõikidel orignaalsetel ADB-süsteemidel ei olnud ohutu ADB-seadet süsteemiga ühendada ega süsteemist välja võtta samal ajal, kui arvuti töötas. Kui nii tehti, võis emaplaadil tekkida lühis.
Esialgse pistiku elueaks oli pakutud ainult 400 sisestust ning väga lihtne oli ühendusviike painutada, kui ei oldud ettevaatlik. Lisaks sellele võis ühenduspesa muutuda lõdvaks, mis tõi kaasa vahelduva funktsionaalsuse.
Tänapäeval on nende tootmine lõpetatud.

Näpuhiir

1992 tutvustas IBM uut seadet nimega TrackPoint, mis oli lisana ThinkPad 700 ja 700C sülearvutitesse sisse ehitatud. Näpuhiir on sülearvutitel kasutusel olev väike kummist juhtkangi-tüüpi sisendseade. Näpuhiir asetseb tavaliselt klaviatuuril B-tähe kohal G- ja H-tähe vahel.
Näpuhiirt saab kasutada, kui lükata pisikest juhtkangi suunas, kuhu tahetakse kursor viia. Kursori kiirus sõltub avaldatud jõust, seega suurendades jõudu liigub kursor kiiremini. Suhet avaldatud jõu ja kursori kiiruse vahel saab muuta, samamoodi nagu hiire kiirust saab muuta.

Juhtkuul

Juhtkuul on justkui ümberpööratud arvutihiir. See koosneb munast, mis on pesas kinni, ja anduritest, mis jälgivad muna pöörlemist ümber X- ja Y-telje. Erinevalt mehaanilisest hiirest on muna kere peal ja seda liigutatakse käega. Lisaks on muna tunduvalt suurem kui tavalises hiires.

Puuteplaat

Aastal 1988 leiutas George E. Gerpheide puuteplaadi. See on osutusseade, mida kasutatakse kõige rohkem sülearvutites, kus see on tavaliselt paigutatud klaviatuuri alla. Puuteplaate kasutatakse ka lauaarvutite klaviatuurides, kus nad on tavaliselt paigutatud klaviatuuri parempoolsesse ossa. Puuteplaati kasutatakse tavaliselt kursori juhtimiseks sõrme liigutamisega paneeli pinnal. Puutepatjadel on tavaliselt ka nupud, kuigi enamus puuteplaate reageerib koputusele plaadile justkui vasakpoolse klahvi vajutusele.

Puuteekraan

Puuteekraan on ekraan, mis suudab tuvastada puute olemasolu ja asukohta. Mõni puuteekraan vajab eraldi puutepliiatsit ega reageeri sõrme või käe puudutusele. Puuteekraane kasutatakse enamasti sülearvutites, tahvelarvutites ja nutitelefonides.

3D-hiir

3D-hiir sarnaneb väga juhtkangiga, kuid on tunduvalt võimekam ja kallim. 3D-hiir on väga spetsiifiline seade. Seda kasutavad peamiselt inimesed, kes puutuvad kokku kolmemõõtmelise arvutigraafika pildi- ja objektitöötlemisega. 3D-hiir on justkui suvaline 3D-objekt käes, mida saab hiire abil liigutada, pöörata, tõsta ja langetada ning suurendada ja vähendada. 3D-hiiri kasutatakse tavaliselt lisaseadmena, mitte alternatiivina tavalisele hiirele.

Mitmehiiresüsteemid

Mõned arvutisüsteemid lubavad korraga kasutada kahte või rohkemat hiirt sisendseadmetena. 16-bitised koduarvutid nagu näiteks Amiga kasutasid seda selleks, et arvutimänge, mida mängis korraga kaks mängijat, saaks korraga kahe hiirega mängida. Sama ideed rakendati kollektiivsete tarkvarade puhul, näiteks selleks, et simuleerida tahvlit nii, et mitu kasutajat saaksid korraga joonistada.
Microsoft Windows, alates Windows 98-st, on lisanud toe mitme hiire kasutamisele. Kuna Windows kasutab ainult ühte kursorit, kahe või enama hiire kasutamine nõuab koostööd kasutajate vahel või tarkvara kasutamist, mis on mõeldud mitmehiire süsteemide jaoks. Alates Windows XP-st lisas Microsoft tarkvaraarenduskomplekti, et koostada rakendusi, mis lubavad kasutada mitut hiirt sisendseadmena ning ka ainult ühe sisendseadmega.

Mehaaniline hiir

Kui kursor liigub ekraanil ebaühtlaselt või ei reageeri hiire liigutamisele korrektselt, on tõenäoliselt vaja hiirt puhastada. Mehaanilise hiire korral on see tõenäoliselt põhjustatud sellest, et tolm ja mustus on sattunud hiire muna ja rulli vahele ning need ei saa enam ühtlaselt liikuda. Hiire puhastamiseks tuleb see kõigepealt arvuti küljest lahti ühendada, seejärel korpus avada ja eemaldada muna, vastavalt hiire sees või hiire juhises olevatele õpetustele. Muna tuleb seejärel puhastada. Kõige tõhusam meetod on see kuuma vee ja seebiga pesta ning seejärel kuivatada. Seejärel tuleb puhastada rullid ja nende ümbrus. Selleks on hea kasutada pisikest õhupumpa või niiske vatitupsuga mustus eemaldada. Lõpuks tuleb hiir uuesti kokku panna, nii et mustust kere sisse ei satuks.

Optiline hiir

Kuigi optilised hiired nõuavad tunduvalt vähem hooldust kui mehaanilised hiired, tuleb neid siiski aeg-ajalt puhastada. Optilise hiire puhastamiseks kulub aega umbes viis minutit, seega iga kuu kiire puhastamine tagab selle, et hiir töötab alati sujuvalt.
Esimese sammuna tuleb hiir eemaldada arvuti küljest. Kui hiir on ühendatud USB-kaabli abil, eemalda see arvuti küljest. Kui hiir on juhtmeta, piisab hiire väljalülitamisest – selleks vajalik nupp peaks leiduma hiire all. Seejärel tee kindlaks, kuskohas hiire all asub LED ja hiire lääts.
Teiseks tee vatitupsu ots sobiva puhastusvahendiga natuke niiseks. Ära kunagi lase vedelikku otse hiire sisse. Võta vatitups ning tasakesi pühi ära kogu tolm ja muu praht läätse pealt. Vaata, et ei avaldataks liiga palju jõudu. Veendu, et liigne vedelik ei satuks vatitupsult hiire sisse. Kui hiire LED ja lääts on puhastatud, kuivata teise vatitupsuga puhastatud ala. Keera hiir õigetpidi ja oota 2 minutit enne hiire arvutiga ühendamist ja kasutamist.