2. Технології фіксації клавіш клавіатур

Для фіксації натискання і відпускання клавіш існують такі технології клавіатур:

- з гумовим ковпачком;

- мембранна;

- з пінопластовим елементом;

- з металевими контактами;

- ємнісна.

У клавіатурах з гумовими ковпачками (рис. 11.3, а) кожна клавіша розміщена над маленьким гнучким гумовим ковпачком (тепер замість гуми використовують гнучку пластмасу) із твердим вугільним стрижнем у центрі. З натисканням клавіші стрижень у її нижній частині тисне на ковпачок. У результаті вугільний елемент опускається вниз, натискає на тверду плоску поверхню під матрицею і замикає ланцюг для цієї клавіші. Якщо відпустити клавішу, гумовий ковпачок, відіграючи роль пружини, повертає клавішу в нормальний стан.

Клавіатури з мембранними перемикачами (рис. 11.3, б) подібні до клавіатур з гумовими ковпачками. Однак у них використовується не окремий ковпачок для кожної клавіші, а смуга гуми чи гнучкого пластику з опуклостями (мембранами) для кожної клавіші, що покриває всю матрицю провідників із двох боків. З натисканням клавіші вона замикає розміщені під нею контакти в матриці провідників, а з відпусканням мембрана відіграє роль пружини.

Механічні клавіатури (рис. 11.3, в) - це перші клавіатури, використовувані в ПК. У разі натискання клавіші вона замикає контакти в матриці провідників, а з відпусканням пружина змушує клавішу підніматися.

Клавіатури з пінопластовими елементами (рис. 11.3, г) мають клавіші, стрижень яких закінчується пінопластовим кубиком. До нижньої частини кубика прикріплено контакт, а до верхньої - пружину. Якщо клавішу натиснути, пружина розтягується і замикає контакт, а якщо відпустити − стискується. Пінопластовий кубик служить для забезпечення м'якого натискання клавіш.

Рисунок 11.3. Технології фіксації клавіш:

а - з гумовим ковпачком; б - мембранна; в - механічна;

г - з пінопластовим елементом; д - ємнісна:

1 - клавіша; 2 - ковпачок; 3 - матриця провідників; 4 - контакти;

5 - вугільний стрижень; 6 - мембрани; 7 - ізолятор; 8 - пружина;

9 - пінопласт; 10 - стінки конденсатора

Усі наведені вище технології контактні.

Згідно з ємнісною технологією (рис. 11.3, д) контакти на нижній частині клавіші і матриці провідників являють собою стінки конденсатора і містять заряд. У разі натискання клавіші пружина розтягується, і відстань між стінками зменшується, що змінює значення струму, який проходить через проводи матриці.

Оскільки фізичного контакту між стінками конденсатора немає, такі клавіатури називають безконтактними. Якщо відпустити клавіші, пружина стиснеться і набуде нормального стану.

3. Основні характеристики та інтерфейс клавіатури

Основні характеристики клавіатури:

- технологія фіксації клавіш;

- інтерфейс підключення;

- дотримання вимог до ергономіки, випромінювання, безпеки й екології;

- наявність додаткових клавіш і пристроїв.

1. Кожна технологія фіксації клавіш, має свої переваги і недоліки. Так, клавіатури з гумовими ковпачками недорогі і стійкі до потрапляння рідини та корозії завдяки каучуковому шару, що покриває матрицю клавіш. Клавіатури з мембранними перемикачами використовують у промислових цехах та інших середовищах з екстремальними умовами. Механічні клавіатури і клавіатури з пінопластовими елементами тепер майже не використовують, оскільки контакти швидко зношуються і рідини та пил вільно проникають усередину клавіатури. Ємнісні клавіатури дорогі, але вони корозійностійкі і мають майже необмежений термін експлуатації.

2. Сучасні клавіатури підключають до материнської плати по інтерфейсу PS/2, однак цей інтерфейс дедалі більше витісняється інтерфейсом USB. Існують також і безпровідні клавіатури, підключені до комп'ютера з використанням інфрачервоного випромінювання чи технології Bluetooth.

3. До клавіатури передбачено вимоги до ергономіки, випромінювання, безпеки та екології.

3.1 До клавіатури ставляться такі ергономічні вимоги:

- до пружності клавіш під час натискання;

- до розміщення клавіш;

- до дизайну клавіш (розміру і форми клавіш);

- до відбивної здатності клавіатури (клавіатура має відбивати якнайменше світла);

- до стабільності клавіатури (клавіатура має бути досить масивною і збалансованою, щоб не переміщуватися по столу під час натискання клавіш).

3.2 Вимогами до випромінювання визначено допустимі значення змінних магнітних і електричних полів, а вимогами до безпеки − умови, які мають задовольняти клавіатури для їх електричної безпеки.

3.3 Екологічні вимоги містять вимоги до змісту шкідливих речовин у металевих і пластмасових деталях клавіатури, а також вимоги до утилізації і повторного використання матеріалів у конструкції клавіатури.

4. Клавіатура може бути оснащена додатковими клавішами і пристроями. Так, клавіатури, призначені для роботи з операційною системою Windows, містять керувальні клавіші виклику головного та контекстного меню. Такі клавіатури іноді називають клавіатурами Windows 95. Клавіатуру з маркуванням (клавіатуру Windows 98) доповнено клавішами вимкнення електроживлення, переходу в сплячий режим і переходу комп'ютера в активні стани (пробудження). Мультимедійні клавіатури доповнено клавішами регулювання (збільшення чи зменшення гучності звука), а також клавішами керування Web-браузером.

Як додаткові пристрої в клавіатурах використовують убудовані мікрофони, трекболи, динаміки і деякі інші пристрої.