Типи клавіш
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. 2, 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. 2, 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.
Рис. 2. Технології фіксації клавіш: а – з гумовим ковпачком;
б – мембранна; в – механічна; г – з пінопластовим елементом;
д – ємнісна; 1 – клавіша; 2 – ковпачок4 3 – матриця провідників;
4 – контакти; 5 – вугільний стержень; 6 – мембрани; 7 – ізолятор;
8 – пружина; 9 – пінопласт; 10 – стінки конденсатора
Механічні клавіатури (рис. 2, б) - це перші клавіатури, використовувані в ПК. Уразі натискання клавіші вона замикає контакти в матриці провідників, а з відпусканням пружина змушує клавішу підніматися.
Клавіатури з пінопластовими елементами (рис. 2, 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.
Усі наведені вище технології контактні. Згідно з ємнісною технологією (рис. 2, 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.
Технічні характеристики
Основні характеристики клавіатури:
технологія фіксації клавіш;
інтерфейс підключення;
дотримання вимог до ергономіки, випромінювання, безпеки й екології;
наявність додаткових клавіш і пристроїв.
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.
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.
До клавіатури, так само, як і до монітора, специфікацією ТСО'99 Keyboards (ТСО'99 - клавіатури) передбачено вимоги до ергономіки, випромінювання, безпеки й екології.
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).
Вимогами до випромінювання визначено допустимі значення змінних магнітних і електричних полів, а вимогами до безпеки - умови, які мають задовольняти клавіатури для їх електричної безпеки.
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.
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 Windows98) 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.