2.9. Конструкция клавиш

К клавишным переключателям предъявляют следующие требования:

– усилие срабатывания 60 – 150 гс;

– рабочий ход клавиши 4 – 7 мм;

– число гарантированных срабатываний не менее 10⁶;

– наличие акустической или осязательной обратной связи;

– минимальный дребезг;

– низкое контактное сопротивление;

– минимальная стоимость.

Обычно при нажатии клавиш возникает дребезг, т. е. контакт устанавливается не сразу, а после нескольких кратковременных замыканий и размыканий. Контроллер клавиатуры должен подавлять этот дребезг. Конечно, он должен отличать дребезг от двух последовательных нажатий на одну и ту же клавишу. Сделать это достаточно просто, поскольку переключение контактов при дребезге происходит гораздо быстрее, чем человек в состоянии двигать пальцами. В современных клавиатурах используются несколько типов клавиш. В большинстве случаев используются те или иные варианты ключей, в которых при нажатии происходит замыкание электрических контактов. Наиболее распространены контактные клавиатуры. Существуют следующие их разновидности:

– с механическими переключателями;

– с замыкающими накладками;

– с резиновыми колпачками;

– мембранные.

В механических переключателях происходит замыкание металлических контактов. Часто в них для создания обратной связи устанавливается дополнительное устройство, состоящее из пружины и притормаживающей пластины. При этом вы ощущаете сопротивление клавиши вашему нажатию и слышите щелчок.

Клавиши с замыкающими накладками широко применялись в старых клавиатурах. В них используется прокладка из пористого материала с приклеенной снизу фольгой, укрепленная на конце штока, соединенного с кнопкой клавиши (рис. 8). При нажатии на клавишу фольга замыкает печатные контакты на плате. Когда клавиша отпускается, пружина возвращает клавишу в исходное состояние. Пористая прокладка предотвращает отскок, но клавиатура при этом становится слишком «мягкой».

Рис. 8. Конструкция клавиши с замыкающей накладкой

Основной недостаток этой конструкции заключается в отсутствии тактильной обратной связи, поэтому в системах с такой клавиатурой часто приходится программным образом выводить на встроенный динамик компьютера какие-нибудь звуки, свидетельствующие о наличии контакта.

Клавиша с резиновым колпачком похожа на клавишу предыдущей конструкции, но превосходит ее во многих отношениях. Вместо пружины в ней используется резиновый колпачок с замыкающей вставкой из той же резины, но с угольным наполнителем. При нажатии на клавишу шток надавливает на резиновый колпачок, деформируя его. Деформация колпачка сначала происходит упруго, а затем он «проваливается». При этом обеспечивается тактильная обратная связь, а угольная вставка замыкает проводники на печатной плате. При отпускании резиновый колпачок восстанавливает свою форму и возвращает клавишу в исходное положение. Колпачки обычно прессуются все вместе в виде листов резины, покрывающих плату целиком и защищающих ее от пыли, грязи и влаги. Все это обеспечивает высокую надежность клавиатуры.

Мембранная клавиатура является разновидностью предыдущей, но в ней нет отдельных клавиш, а вместо них используется лист с разметкой, который укладывается на пластину с резиновыми колпачками. При этом ход каждой клавиши ограничен, и такая клавиатура не годится для набора текста.