Структура клавиатуры представляет собой очень простой механизм, который основан на взаимодействии кнопки и контакта через мембрану. Данные устройства бывают самых различных типов, но наиболее популярны ножничные устройства.
Разделы статьи
Мембранная клавиатура (Dome Membrane Keyboard) – клавиатура с мембранными колпачками переключателей.
Большинство компьютерных клавиатур, доступных сегодня на рынке, оснащено мембранными переключателями клавиш с резиновыми или силиконовыми прокладками, по форме своей напоминающими куполообразные колпачки, опрокинутые «вверх тормашками» (по-английски такой колпачок называется ‘dome’).
Конструкция клавиши представляет собой крышку, которая крепится на вертикальный пластиковый стержень с колпачком внизу, расположенный прямо над трехслойной мембраной. Когда пользователь нажимает на клавишу до упора, стержень сначала опускается до верхнего слоя мембраны, касаясь его колпачком-прокладкой, а затем проталкивает этот слой сквозь отверстие в среднем слое до самого нижнего. Это замыкает цепь контактов, в результате чего срабатывает клавиша – и соответствующий сигнал передается компьютеру. Средний слой мембраны необходим для того, чтобы предотвращать подобные замыкания контактов между верхним и нижним слоями, если вы заденете клавишу случайно: так она срабатывает только при полном нажатии:
Особенности хода, уровень сопротивления и тактильная обратная связь от работы с такими клавишами зависят от формы и толщины использованной прокладки-колпачка. Самая же важная особенность заключается в том, что клавиша срабатывает только при нажатии до упора (по-английски ‘bottoming out’).
Особенности мембранных клавиатур с прокладками-колпачками:
- Длина хода клавиши.
Для мембранных переключателей характерен «полный ход», то есть клавиша продавливается вниз на 3,5–4,0 мм, прежде чем остановиться – а эластичный мембранный слой затем возвращает ее на исходную позицию. В отдельных случаях длина хода клавиши может составлять всего 2,5 мм. - Звук.
Мембранные переключатели – самые тихие из доступных на рынке, так как в их конструкции отсутствуют какие-либо жесткие элементы, которые могли бы задевать друг друга и издавать стук; резиновые и силиконовые прокладки скрадывают звуки работы клавиш. - Срок службы.
Срок эксплуатации большинства стандартных переключателей с прокладкой-колпачком составляет 1 млн. нажатий, однако, использование сверхкачественных материалов позволяет некоторым изготовителям доводить этот показатель до 10 млн нажатий. Независимо от своих исходных показателей некоторые колпачки со временем теряют эластичность, в то время как другие, наоборот, становятся слишком чувствительными к нажатиям: это может быть связано с загрязнением клавиатуры, чрезмерной нагрузкой на резиновые/силиконовые прокладки, несовершенствами исполнения и даже ультрафиолетовым облучением (от него резина «вулканизируется»).В результате при печати на одной и той же клавиатуре приходится нажимать на разные клавиши с разной силой; и даже если на ней указан рабочий цикл в «10 млн нажатий», уже в первый год использования может образоваться заметная разница в срабатывании отдельных клавиш.
- Сила срабатывания.
Заводской диапазон силы срабатывания довольно широк – от 25 граммов (или «грамм-сил», как иногда говорят) до 150. Большинство мембранных переключателей попадает в диапазон 60-80 граммов. - Тактильность (ощущения от прикосновения): в большинстве своем мембранные переключатели с колпачками не являются тактильными по архитектуре, и при использовании передают пользователю довольно «мягкую» обратную связь – ведь вся суть их конструкции в амортизации. При желании их можно «довести» до определенного уровня тактильности – но сравниться со звонким и ярко выраженным стуком ножничных или механических клавиш они никогда не смогут.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ: важно отличать куполообразные (‘dome’) мембранные переключатели от плоскопанельных (‘flat-panel’) – у последних нет никакого округлого колпачка-прокладки (такие клавиши часто встречаются, к примеру, на панелях управлениях микроволновых печей), а их ход сведен к минимуму. Правда, переключатели с плоскопанельной конструкцией иногда встречаются на специализированных компьютерных клавиатурах – портативных моделях для путешествий – или, скажем, в промышленных версиях.
Как работают клавиатуры с электропроводящей резиной (Conductive Rubber Keyboard)?
Это отдельный небольшой класс мембранных клавиатур с резиновыми колпачками переключателей. С механической точки зрения конструкция переключателя может полностью повторять традиционную мембранную (куполообразную или ножничную), только электроника в данном случае состоит всего из одного слоя. «Верхушка» колпачка изготавливается из особой резины, проводящей электрический ток: при нажатии клавиши до упора такой переключатель сразу замыкает цепь контактов – и клавиша срабатывает. Такие клавиатуры встречаются относительно редко, не в последнюю очередь потому, что их себестоимость ощутимо выше себестоимости традиционных мембранных клавиатур.
При этом одно из основных преимуществ моделей с электропроводящей резиной заключается в том, что их довольно легко чинить: достаточно почистить или заменить резиновую прокладку и проводящий слой. Для сравнения, обычная мембранная клавиатура требует изготовления и сборки в максимально чистых условиях, и разбирать и чинить (или чистить) такую клавиатуру в целом не очень хорошая идея – и не всегда результативно.
Что такое мембранная
Это – самый распространенный сегодня тип клавиатур. Такая популярность обусловлена простотой их конструкции. У самых простых конструкций, механизм как таковой, отсутствует в принципе.
Мембрана же представляет собой несколько слоев эластичного материала, на котором соответственно расположению кнопок на клавиатурной матрице, смонтированы пары контактов, на небольшом расстоянии друг от друга.
При нажатии на кнопку, два контакта соединяются, а микропроцессор получает сигнал о том, что введена конкретная команда. Отдельно стоит уточнить, что такой принцип работы у клавиатур типа PS/2, то есть оборудованных круглым штекером – как правило, маркированных фиолетовым цветом.
У устройств, подключаемых через порт USB, принцип распознавания немного отличается: контроллер постоянно сканирует состояние девайса, реагируя на любые его изменения.
У самых простых модификаций мембранных клавиатур, клавиши могут вовсе отсутствовать: их наличие для того, чтобы замкнуть контакты, не требуется.
Иногда может отсутствовать и сам корпус из пластика. В этом случае клавиатуру можно свернуть в рулон и удобно транспортировать даже в кармане.
Впрочем, такие конструкционные особенности – скорее экзотика и эксперименты конструкторов, а доля их на рынке несущественна. Чаще, мембранную клавиатуру без клавиш можно увидеть на бытовой технике – например, микроволновке или мультиварке.
Как действует ножничный механизм клавиатуры
Данный тип устройств получил распространение благодаря удобству, надежности и долговечности. Заключается он в следующем.
Куполообразная силиконовая кнопка находится под клавишей. Под ней располагается трехслойная мембрана, при нажатии на которую замыкаются контакты и происходит передача сигнала. Силиконовая кнопка за счет упругой структуры возвращает клавишу на место, предотвращая залипание.
Данное описание универсально для любого типа девайсов. Однако ножничная конструкция отличается от остальных тем, что за фиксацию кнопки и прокладки отвечают специальные пластиковые ножки. Данный механизм позволяет улучшить некоторые характеристики устройства.
Специальные ножки фиксируют кнопку через специальные пазы и обеспечивает плавность нажатия и отсутствие залипаний или смещений клавиш.
СПРАВКА! Такая клавиатура почти не отличается силой срабатывания. Однако вся нагрузка в таком случае приходится не на мембрану, а на пластиковый механизм. Это повышает износостойкость такого гаджета.
Плюсы и минусы ножничных конструкций
Этот механизм имеет свои особенности.
Преимущества
У устройств такой конструкции есть несколько преимуществ по сравнению с мембранными, которые не обладают специальным дополнительным механизмом.
Основные параметры, которые были улучшены, благодаря этой технологии:
- сила срабатывания;
- срок службы;
- надежность устройства.
Срок службы продлевается за счет того, что основное воздействие производится именно на ножки, а не на мембрану, которая часто подвергается износу. На указанных клавиатурах срок жизни одной клавиши достигает 10 миллионов нажатий.
Большим преимуществом данного девайса также является меньшая нагрузка на пальцы и кисти рук. Это достигается, благодаря меньшей силе нажатия, которая требуется для нажатия кнопок. В отличие от механической конструкции, ножничный механизм позволяет обеспечить более длительную работу без признаков усталости.
Недостатки
Среди недостатков следует выделить более сложную конструкцию, что усложняет замену поломанных деталей.- Рамки также более подвержены загрязнению. Это не только снижает срок их службы, но и является причиной залипаний или поломок.
СПРАВКА! В то же время ножничная клавиатура обладает более прилегающими клавишами. Это снижает степень загрязнения внутренней конструкции.
- Еще одним существенным недостатком является повышенный шум при работе на таком устройстве. Так как основная нагрузка выпадает не на силиконовую мембрану, а на пластиковую конструкцию, звук при нажатии кнопок более громкий. Однако в современных моделях стараются сократить данный параметр, благодаря мягким прокладкам.
СПРАВКА! Мембранные механизмы отличаются почти бесшумной работой, что является одним из главных недостатков ножничных.
В основном этот тип устройства используется в ноутбуках, так как такая технология позволяет снизить размеры кнопок.
Цена «механики» сильно зависит от того, свитчи какого производителя стоят на клавиатуре. Дороже всего обойдется полноформатная клавиатура со свитчами Cherry.
Впрочем, свитчи компаний Logitech, SteelSeries и A4tech (серии LK) стоят дешевле, а качество держится на высоте. В последнее время на рынке появились несколько китайских брендов, предлагающих механические свитчи невысокого ценового сегмента. Клавиатуры, основанные на таких свитчах, стоят недорого и обладают всеми приятными свойствами «механики». Но вот ресурс имеют заметно меньший — при активном использовании нередки случаи выхода свитчей из строя уже через несколько месяцев эксплуатации.
Еще один способ снижения цены «механики», сохраняющий при этом высокую надежность устройства — сочетание мембраны и механических свитчей в одной клавиатуре. От шести до десяти самых используемых клавиш в таких моделях механические, остальные — мембранные. Такие клавиатуры хорошо подойдут для игр (традиционно использующих клавиши WASD и ближайшие к ним).
Еще одним преимуществом механики, а точнее — унификации свитчей под один стандарт — является возможность замены колпачков клавиатуры. Дело в том, что все свитчи Cherry MX (и все полностью совместимые с ними аналоги) имеют одинаковые размеры и одинаковое крепление колпачков. Поэтому под нужды любителей кастомизации производится множество колпачков различных расцветок из самых различных материалов — при желании можно найти даже деревянные или гранитные.
Но имейте в виду, что не все свитчи, которые вы можете найти в интернете или магазинах, совместимы со стандартом cherry. Свитчи серий Romer G, Torpe имеют свой стандарт колпачков и найти к ним альтернативу может быть непросто.
0 комментариев