Основные сведения о клавиатурах
11. Клавиатуры
11.1. Основные сведения о клавиатурах
Клавиатура является классическим устройством ввода информации в компьютер. Информация через клавиатуру вводится посимвольно с помощью матрицы электрических переключателей. Если вам приходилось работать на компьютере или печатающей машинке, то вы уже знаете, как надо работать с клавиатурой. К сожалению, клавиатуры, как и другие устройства компьютера, также не лишены изъянов и ограничений. Хотя переключатели современных клавиатур с точки зрения механики не являются сложными устройствами, они имеют ряд движущихся частей. Если учесть, что клавиатура содержит от 80 до 110 клавиш, то станет ясно, что число движущихся частей достаточно велико. Залипание или поломка в любом механическом элементе клавиатуры приведет к возникновению проблем при вводе информации через клавиатуру. Большая часть неисправностей клавиатуры не носит фатального характера, но их появление причиняет значительное неудобство. В данной главе приводится информация, необходимая для понимания работы клавиатуры и ее ремонта.
Главным элементом в конструкции клавиатуры является ключ. Ключи бывают двух типов — механические и мембранные. И те, и другие широко используются в компьютерной индустрии, но в каждой клавиатуре применяется только один тип ключей.
Устройство клавиши с механическим ключом таково. Два бронзовых контакта разделены пластиковой пластиной привода. Эта пластина поджимается снизу пружиной, находящейся в основании переключателя. При нажатии на колпачок приводная платина перемещается вниз, сжимая пружину. В результате покрытые золотом контакты приходят в соприкосновение. Так как золото является мягким металлом и хорошим проводником, то контакт обладает малым электрическим сопротивлением. После отпускания клавиши пружина распрямляется и снова вводит пластину привода в промежуток между контактами переключателя. Общий ход механического переключателя составляет чуть более 3,56 мм, но электрические контакты замыкаются при смещении в 1÷0.8 мм. Механические переключатели являются надежными устройствами и выдерживают до 100 млн. и более циклов коммутации.
Устройство мембранной клавиши таково. Пластиковый привод покоится на мягком резиновом основании. Внутри резиновое основание покрыто проводящим слоем углеродистого серебра. Под резиновым основанием находится два незамкнутых контакта печатной платы. При нажатии на колпачок пластиковый привод сжимает резиновое основание Под действием этой силы резиновое основание сжимается и проводящей поверхностью прижимается к обоим контактам печатной платы, замыкая контакт. После отпускания клавиши упругое резиновое основание разжимается и размыкает контакт. Полный ход мембранной клавиши составляет около 3,56 мм, что примерно равно механическому переключателю. Мембранные переключатели служат меньше механических. Они рассчитаны на выполнение не более 20 млн. переключений.
Механические и мембранные переключатели имеют как достоинства, так и недостатки Механические переключатели более надежны и имеют хорошую тактильную отдачу во время набора текста. Вместе с тем, механические клавиатуры более сложны в изготовлении и чувствительны к попаданию в них жидкости и инородных предметов. Мембранные клавиатуры являются менее надежными, но имеют более мягкую отдачу, чем привлекают некоторых пользователей. Они более стойки по отношению к попаданию в них жидкости и посторонних предметов, поскольку их контакты имеют лучшую защиту.
Следующим понятием при знакомстве с устройством клавиатуры является матрица клавиш. Отдельная клавиша не имеет индивидуальной электрической связи с системной платой. Клавиши организованы в виде набора столбцов и строк (матрицы). При нажатии какой - либо клавиши генерируются сигналы строки и столбца, на пересечении которых находится данная клавиша. Главным преимуществом матричного подхода является то, что большое количество клавиш можно идентифицировать с помощью нескольких сигналов столбцов и строк. Так 84 - клавишная клавиатура идентифицируется с помощью всего лишь 12 сигналов столбцов и 8 сигналов строк.
