Historia del micrófono

Con el tiempo, la humanidad entendió la necesidad de desarrollar herramientas de comunicación más eficientes y de mayor alcance. Así, nació el deseo de aumentar el volumen de las palabras que buscaban ser transmitidas. El dispositivo de mayor antigüedad para lograr esto data de 600 a. C.; era una máscara con aperturas bucales que tenía un diseño acústico especial que incrementaba el volumen de la voz en los anfiteatros. En 1665, el físico inglés Robert Hooke fue el primero en experimentar con un elemento como el aire por medio de la invención del «Tin can telephone» o «Teléfono de lata» que consistía en un alambre unido a una taza en cada una de sus extremos. 

En 1827, Charles Wheatstone utiliza por primera vez la palabra “micrófono” para describir un dispositivo acústico diseñado para amplificar sonidos débiles. Entre 1870 y 1880 comenzó la historia del micrófono y las grabaciones de audio. El primer micrófono formaba parte del fonógrafo, que en esa época era el dispositivo más común para reproducir sonido grabado, y fue conocido como el primer “micrófono dinámico”. 

El inventor alemán Johann Philipp Reis diseñó un transmisor de sonido rudimentario, que utilizaba una tira metálica unida a una membrana vibrante y producía una corriente intermitente. En 1876 Alexander Graham Bell inventó el teléfono y por primera vez incluyó un micrófono funcional que usaba un electroimán. Este dispositivo era conocido como ‘transmisor líquido’, con el diafragma conectado a una varilla conductora en una solución de ácido. Estos sistemas, sin embargo, ofrecieron una captación de sonido de muy baja calidad, lo que incitó a los inventores a seguir vías alternativas de diseño.

Tecnología de las webcam

Las cámaras web normalmente están formadas por una lente, un sensor de imagen y la circuitería necesaria para manejarlos.

Existen distintos tipos de lentes, siendo las lentes plásticas las más comunes. Los sensores de imagen pueden ser CCD (charge coupled device) o CMOS (complementary metal oxide semiconductor). Este último suele ser el habitual en cámaras de bajo coste, aunque eso no signifique necesariamente que cualquier cámara CCD sea mejor que cualquiera CMOS. Dependiendo de la resolución de las cámaras encontramos los modelos de gama baja, que se sitúan alrededor de 320×240 píxeles. Las cámaras web para usuarios medios suelen ofrecer una resolución VGA (640×480) con una tasa de unos 30 fotogramas por segundo, si bien en la actualidad están ofreciendo resoluciones medias de 1 a 1,3 MP, actualmente las cámaras de gama alta cuentan con 3, 5, 8, 10 y hasta 15 megapíxeles y son de alta definición.

La circuitería electrónica es la encargada de leer la imagen del sensor y transmitirla a la computadora. Algunas cámaras usan un sensor CMOS integrado con la circuitería en un único circuito integrado de silicio para ahorrar espacio y costes. El modo en que funciona el sensor es equivalente al de una cámara digital normal. También pueden captar sonido, con una calidad mucho menor a la normal.

Software de las webcam

La instalación básica de una cámara web consiste en una cámara digital conectada a una computadora, normalmente a través del puerto USB. Lo que hay que tener en cuenta es que dicha cámara no tiene nada de especial, es como el resto de cámaras digitales, y que lo que realmente le da el nombre de «cámara web» es el software que la acompaña. 

El software de la cámara web toma un fotograma de la cámara cada cierto tiempo (puede ser una imagen estática cada medio segundo) y la envía a otro punto para ser visualizada. Si lo que se pretende es utilizar esas imágenes para construir un video, de calidad sin saltos de imagen, se necesitará que la cámara web alcance una tasa de unos 15 a 30 fotogramas por segundo. 

En los videos destinados a ser subidos en internet o ser enviados a dispositivos móviles, es mejor una cadencia de 14 fotogramas por segundo. De esta manera se consigue ahorrar espacio y aun así seguirá teniendo calidad, aunque podrían ser apreciados ligeros saltos en el movimiento. 

Si lo que se quiere es que esas imágenes sean accesibles a través de internet, el software se encargará de transformar cada fotograma en una imagen en formato JPG y enviarlo a un servidor web utilizando el protocolo de transmisión de ficheros (FTP). 

Historia de las webcam

En el Departamento de Informática de la Universidad de Cambridge la cafetera estaba situada en un sótano. Si alguien quería un café tenía que bajar desde su despacho y, si lo había, servirse una taza. Si no lo había, tenía que hacerlo a mano. Las normas decían que el que se termina la cafetera debe rellenarla, pero siempre había listos que no cumplían con las normas. 

En 1991, Quentin Stafford-Fraser y Paul Jardetzky, que compartían despacho, hartos de bajar tres plantas y encontrarse la cafetera vacía decidieron pasar al contraataque. Diseñaron un protocolo cliente-servidor que conectándolo a una cámara, transmitía una imagen de la cafetera a una resolución de 128 x 128 píxeles. 

Así, desde la pantalla de su ordenador sabían cuándo era el momento propicio para bajar por un café, y de paso sabían quiénes eran los que se acababa la cafetera y no la volvían a llenar. El protocolo se llamó XCoffee y tras unos meses de depuración se decidieron a comercializarlo. En 1992 salió a la venta la primera cámara web llamada XCam. 

Conexión de los ratones

Cableado

Es el formato más popular y más económico, sin embargo existen multitud de características añadidas que pueden elevar su precio, por ejemplo si hacen uso de tecnología láser como sensor de movimiento. En el correr de la primera década del siglo XXI se distribuyen con dos tipos de conectores posibles, tipo USB y PS/2; antiguamente también era popular usar el puerto serie. 
Es el preferido por los video-jugadores experimentados, ya que la velocidad de transmisión de datos por cable entre el ratón y la computadora es óptima en juegos que requieren de una gran precisión.

Inalámbrico

En este caso el dispositivo carece de un cable que lo comunique con la computadora, en su lugar utiliza algún tipo de tecnología inalámbrica. Para ello requiere un receptor que reciba la señal inalámbrica que produce, mediante baterías, el ratón. El receptor normalmente se conecta a la computadora a través de un puerto USB o PS/2. Según la tecnología inalámbrica usada pueden distinguirse varias posibilidades como cuales:

  • Radiofrecuencia 
    La Radio Frecuencia (RF) es el tipo más común y económico de este tipo de tecnologías. Funciona enviando una señal a una frecuencia de 2.4 GHz, popular en la telefonía móvil o celular, la misma que los estándares IEEE 802.11b y IEEE 802.11g. Es popular, entre otras cosas, por sus pocos errores de desconexión o interferencias con otros equipos inalámbricos, además de disponer de un alcance suficiente: hasta unos 10 metros. 

  • Infrarrojo
    La tecnología infrarroja (IR) utiliza una señal de onda infrarroja como medio de transmisión de datos, popular también entre los controles o mandos remotos de televisiones, equipos de música o en telefonía celular. A diferencia de la anterior, tiene un alcance medio inferior a los 3 metros, y tanto el emisor como el receptor deben estar en una misma línea visual de contacto directo ininterrumpido para que la señal se reciba correctamente. Por ello su éxito ha sido menor, llegando incluso a desaparecer del mercado. 

  • Bluetooth 
    La tecnología Bluetooth (BT) es la más reciente como transmisión inalámbrica (estándar IEEE 802.15.1), que cuenta con cierto éxito en otros dispositivos. Su alcance es de unos 10 metros o 30 pies (que corresponde a la Clase 2 del estándar Bluetooth).

Ratón mecánico

Tienen una gran esfera de plástico o goma, de varias capas, en su parte inferior para mover dos ruedas que generan pulsos en respuesta al movimiento de éste sobre la superficie. Una variante es el modelo de Honeywell que utiliza dos ruedas inclinadas noventa grados entre ellas en vez de una esfera. 

La circuitería interna cuenta los pulsos generados por la rueda y envía la información a la computadora, que mediante software procesa e interpreta. 

¿Cómo se captura el movimiento de un ratón mecánico estándar? 

  • Al arrastrarlo sobre la superficie gira la bola.
  • Esta, a su vez, mueve los rodillos ortogonales.
  • Estos están unidos a unos discos de codificación óptica, opaca pero perforada. 
  • Dependiendo de su posición pueden dejar pasar o interrumpir señales infrarrojas de un diodo led. 
  • Estos pulsos ópticos son captados por sensores que obtienen así unas señales digitales de la velocidad vertical y horizontal actual para trasmitirse finalmente a la computadora.

Historia del Mouse o Ratón

Fue diseñado por Douglas Engelbart y Bill English durante los años 1960 en el Stanford Research Institute, un laboratorio de la Universidad Stanford, en pleno Silicon Valley en California. Más tarde fue mejorado en los laboratorios de Palo Alto de la compañía Xerox (conocidos como Xerox PARC). Con su aparición, logró también dar el paso definitivo a la aparición de los primeros entornos o interfaces gráficas de usuario. 

La primera maqueta fue construida artesanalmente en madera, y se patentó con el nombre «X-Y Position Indicator for a Display System».

A pesar de su aspecto arcaico, el funcionamiento básico sigue siendo igual hoy en día. Tenía un aspecto de adoquín, encajaba bien en la mano y disponía de dos ruedas metálicas que, al desplazarse por la superficie, movían dos ejes: uno para controlar el movimiento vertical del cursor en pantalla y el otro para el sentido horizontal, contando además con un botón rojo en su parte superior.

Por primera vez se lograba un intermediario directo entre una persona y la computadora, era algo que, a diferencia del teclado, cualquiera podía aprender a manejar sin apenas conocimientos previos. En esa época además la informática todavía estaba en una etapa primitiva: ejecutar un simple cálculo necesitaba de instrucciones escritas en un lenguaje de programación.

Su presentación fue en San Francisco, el 9 de diciembre de 1968 se presentó públicamente el primer modelo oficial. ​ Durante hora y media además se mostró una presentación multimedia de un sistema informático interconectado en red de computadoras, llamado NLS (oNLine System), y también por primera vez se daba a conocer un entorno gráfico con el sistema de ventanas que luego adoptarían la práctica totalidad de sistemas operativos modernos. En ese momento además, se exhibió hipermedia, un mecanismo para navegar por Internet, los editores de texto digital y las videoconferencias.

Engelbart realmente se adelantó varias décadas a un futuro posible, ya desde 1951 había empezado a desarrollar las posibilidades de conectar computadoras en redes, cuando apenas existían varias docenas y bastante primitivas, entre otras ideas como el propio correo electrónico, del que sería su primer usuario. Pensó que la informática podía usarse para mucho más que cálculos matemáticos, y el ratón formaba parte de este ambicioso proyecto, que pretendía aumentar la inteligencia colectiva fundando por el Augmentation Research Center (Centro para la Investigación del Incremento) en la Universidad de Stanford.

Y pese a las esperanzas iniciales de Engelbart de que fuera la punta del iceberg para un desarrollo de distintos componentes informáticos similares, una década después era algo único, revolucionario, que todavía no había cobrado popularidad. De hecho varios de los conceptos e ideas surgidos aún hoy en día han conseguido éxito. Engelbart tampoco logró una gran fortuna, la patente adjudicaba todos los derechos a la Universidad de Stanford y él recibió un cheque de unos 10 000 dólares.

Estructura de los teclados

Un teclado realiza sus funciones mediante un micro controlador. Estos micro controladores tienen un programa instalado para su funcionamiento, estos mismos programas son ejecutados y realizan la exploración matricial de las teclas cuando se presiona alguna, y así determinar cuales están pulsadas.Para lograr un sistema flexible los micro-controladores no identifican cada tecla con su carácter serigrafiado en la misma sino que se adjudica un valor numérico a cada una de ellas que solo tiene que ver con su posición física. El teclado latinoamericano solo da soporte con teclas directas a los caracteres específicos del castellano, que incluyen dos tipos de acento, la letra eñe y los signos de exclamación e interrogación. El resto de combinaciones de acentos se obtienen usando una tecla de extensión de grafismos. Por lo demás el teclado latinoamericano está orientado hacia la programación, con fácil acceso al juego de símbolos de la norma ASCII. Por cada pulsación o liberación de una tecla el micro controlador envía un código identificable que se llama Scan Code. Para permitir que varias teclas sean pulsadas simultáneamente, el teclado genera un código diferente cuando una tecla se pulsa y cuando dicha tecla se libera. Si el micro controlador nota que ha cesado la pulsación de la tecla, el nuevo código generado (Break Code) tendrá un valor de pulsación incrementado en 128. Estos códigos son enviados al circuito micro controlador donde serán tratados gracias al administrador de teclado, que no es más que un programa de la BIOS y que determina qué carácter le corresponde a la tecla pulsada comparándolo con una tabla de caracteres que hay en el kERNEL , generando una interrupción de hardware y enviando los datos al procesador.

El micro controlador también posee cierto espacio de memoria RAM que hace que sea capaz de almacenar las últimas pulsaciones en caso de que no se puedan leer a causa de la velocidad de tecleo del usuario. Hay que tener en cuenta, que cuando realizamos una pulsación se pueden producir rebotes que duplican la señal. Con el fin de eliminarlos, el teclado también dispone de un circuito que limpia la señal.

En los teclados AT los códigos generados son diferentes, por lo que por razones de compatibilidad es necesario traducirlos. De esta función se encarga el controlador de teclado que es otro microcontrolador (normalmente el 8042), este ya situado en el PC. Este controlador recibe el Código de Búsqueda del Teclado (Kscan Code) y genera el propiamente dicho Código de Búsqueda. La comunicación del teclado es vía serie. El protocolo de comunicación es bidireccional, por lo que el servidor puede enviarle comandos al teclado para configurarlo, reiniciarlo, diagnósticos, etc.

Tipos de teclado

Teclado Ergonómico 

Un teclado ergonómico es un teclado de computadora diseñado con consideraciones ergonómicas para minimizar la tensión muscular y una serie de problemas relacionados. Típica-mente, estos teclados para mecanógrafos de dos manos están construidos en forma de V, para permitir que las manos derecha e izquierda escriban en un ángulo ligeramente más natural que la forma humana. Un teclado ergonómico es un teclado de computadora diseñado con consideraciones ergonómicas para minimizar la tensión muscular y una serie de problemas relacionados.

Teclado multimedia 

Añade teclas especiales que llaman a algunos programas en el computador, a modo de acceso directo, como pueden ser el programa de correo electrónico, la calculadora, el reproductor multimedia, etc.

Teclado flexible

Estos teclados son de plástico suave o silicona que se puede doblar sobre sí mismo. Durante su uso, estos teclados pueden adaptarse a superficies irregulares, y son más resistentes a los líquidos que los teclados estándar. Estos también pueden ser conectados a dispositivos portátiles y teléfonos inteligentes. Algunos modelos pueden ser completamente sumergidos en agua, por lo que hospitales y laboratorios los usan, ya que pueden ser desinfectados.

Teclado en pantalla 

Hoy en día existen también los teclados en pantalla, también llamados teclados virtuales, que son; (como su mismo nombre indica) teclados representados en la pantalla, que se utilizan con el ratón o con un dispositivo especial (podría ser un joystick). Estos teclados se utilizan mayoritariamente en los dispositivos móviles como teléfonos, tabletas y PDA. En el Mercado hay una gran variedad de teclados.

Historia de los teclados

Primeros teclados

Además de teletipos y máquinas de escribir eléctricas como la IBM Selectric, los primeros teclados solían ser un terminal de computadora que se comunicaba por puerto serial con la computadora. Además de las normas de teletipo, se diseñó un estándar de comunicación serie, según el tiempo de uso basado en el juego de caracteres ANSI, que hoy sigue presente en las comunicaciones por módem y con impresora (las primeras computadoras carecían de monitor, por lo que solían comunicarse, o bien por luces en su panel de control, o bien enviando la respuesta a un dispositivo de impresión). Se usaba para ellos las secuencias de escape, que se generaban por combinaciones entre teclas, siendo una de las más usadas la tecla Ctrl. 

La llegada de la computadora doméstica trae una inmensa variedad de teclados, tecnologías y calidades, aunque la mayoría de equipos incorporan la placa madre bajo el teclado, y es la CPU o un circuito auxiliar el encargado de leerlo. Son casos contados los que recurren o soportan comunicación serial. Solamente los MSX establecerán una norma sobre el teclado, y los diferentes clones del TRS-80 seguirán el diseño del clonado. 

Los teclados de IBM

El éxito de las computadoras personales de IBM en los años 80 creó un estándar imitado por gran parte de la industria, esta estandarización también afectó a los teclados. Mientras que el teclado del IBM PC y la primera versión del IBM AT no tuvo influencia más allá de los clónicos PC, el Multifunción II (o teclado extendido AT de 101/102 teclas) aparecido en 1987 refleja y estandariza de facto el teclado moderno. 

Teclado XT de 83 teclas: se usaba en el PC XT (8086/88). 
Teclado AT de 84 teclas: usado con los PC AT (286/386). 
Teclado expandido de 101/102 teclas: es el teclado actual, con un mayor número de teclas. 

Con cuatro bloques diferenciados: un bloque alfanumérico con al menos una tecla a cada lado de la barra espaciadora para acceder a símbolos adicionales; sobre él una hilera de 10 o 12 teclas de función; a la derecha un teclado numérico, y entre ambos grandes bloques, las teclas de cursor y sobre ellas varias teclas de edición. Con algunas variantes este será el esquema usado por los Atari ST, los Commodore Amiga (desde el Commodore Amiga 500), los Sharp X68000, las estaciones de trabajo SUN y Silicon Graphics y los Acorn Archimedes/Acorn RISC PC. Solamente los Mac siguen con el esquema bloque alfanumérico + bloque numérico, pero también producen teclados extendidos AT, sobre todo para los modelos con emulación PC por hardware.