Как выглядит клавиатура внутри

Здравствуйте, уважаемые читатели блога PC-Information-Guide.ru. В сегодняшней статье речь пойдет о клавиатурах. Поговорим о том, как устроена клавиатура компьютера, и собственно, какие типы клавиатур существуют. Это будет обзорная статья, каких-либо советов по выбору клавиатур вы здесь не увидите, но не спешите расстраиваться, для этого обязательно будет отдельная статья. Прочитав этот пост, вам будет намного легче вникнуть в тот материал, который будет написан в продолжение этой статьи, гарантирую)

Итак, мы все знаем для чего нужна клавиатура, трудно найти человека, который бы этого не знал. Задав подобный вопрос на улице какому-нибудь незнакомому человеку, мы скорее всего услышим подобный ответ: "Для ввода информации, для набора текста" и т.д. И с этим трудно поспорить. Но много ли людей знают какие типы клавиатур существуют и чем они отличаются?

Конечно, можно сказать, мол "а нафига мне это знать", а между тем, такая информация является ключевой при выборе клавиатуры, если конечно выбор этот вы будете осуществлять, полагаясь преимущественно на свои знания. Естественно, чтобы было на что полагаться, нужно узнать как можно больше по теме, чем мы сейчас с вами и займемся.

Кстати говоря, клавиатура является одним из так называемых HID-устройств (Human Interface Devices), устройств с интерфейсом "компьютер-человек", или как-то так, поправьте меня пожалуйста если что. К этой категории еще можно отнести мышь и различные джойстики, рули.

Итак, в чем же разница между всем этим многообразием представленных в магазинах клавиатур, ну кроме цены конечно)? Не буду томить, просто скажу, что существует всего четыре типа клавиатур, которые различаются механизмом работы клавиш: механические клавиатуры, мембранные, полумеханические, клавиатуры с ножничным механизмом. И сейчас мы подробно поговорим про каждую из них, разберем плюсы, минусы таких клавиатур.

Устройство мембранной клавиатуры

Мембранная клавиатура является самой распространенной из всех, по причине низкой стоимости изготовления и относительно невысокого уровня шума, издаваемого клавишами при наборе. Принцип действия довольно прост, при нажатии одной из клавиш замыкаются контактные мембраны в форме диска, расположенные на пластиковой пленке, сложенной как бы в два слоя (по одной мембране на каждый слой). На фото ниже клавиатура перевернута, т.е. расположена клавишами к столу.

Между этими слоями находится еще один — слой, изолирующий контакты верхнего и нижнего слоев. За возврат клавиш отвечает резиновый "купол", вот откуда "бесшумность" клавиатур такого типа.

Кстати, использование резинового "купола" вместо классической пружины, позволяет еще и повысить надежность, такие клавиатуры достаточно герметичны, что возможно избавит вас от покупки новой, в том случае, если на нее случайно прольется кофе (само). Из недостатков такого типа клавиатур можно отметить относительно малый ресурс (в среднем 10 млн. нажатий — около 5 лет работы), а так же "эффект усталости", когда нажимать клавиши становится все легче.

А что насчет полумеханических клавиатур? В клавиатурах этого типа вместо обычных контактов используются более долговечные металлические контакты, размещенные на печатной плате. Однако, как и прежде, здесь за возврат клавиш в начальное положение отвечает все тот же резиновый купол. Получается, что эффект "усталости" клавиш присутствует здесь во всей "красе". Но в целом, такие устройства более надежны, скажем так — они средние по надежности, но и цена на них тоже средняя, уже не такая низкая, как на клавиатуры мембранного типа. Таким образом, скрестив "ужа с ежом", получили хорошо сбалансированную по всех характеристикам клавиатуру, на нее и кофе пролить не так страшно, и шумит она не сильно. Правда, в яндекс маркете я нашел только одну! клавиатуру, устроенную подобным образом.

Как устроена механическая клавиатура

Ну а мы с вами незаметно подошли к следующему типу так называемых "механических" клавиатур. Главное отличие заключается в том, что за возврат клавиш отвечает пружина. Подобное решение призвано повысить долговечность работы и улучшить тактильные ощущения при наборе, особенно при быстром наборе, например все тем же десятипальцевым "слепым" методом печати. Соответственно про "усталость" клавиш говорить не приходится, здесь таковой эффект отсутствует полностью. Предлагаю остановиться на особенностях такого типа клавиатур поподробнее.

Все контакты в механических клавиатурах выполнены из металла, но существуют разновидности с позолоченными контактами. О надежности вы сможете судить по приблизительному сроку службы таких клавиатур, который составляет от 50 (для обычных) до 100 (для позолоченных контактов) млн. нажатий. Так как в конструкции таких клавиатур отсутствует резиновый купол, его роль выполняют специальные переключатели, коих существуют великое множество. Самые популярные из них — переключатели с прикольным названием "Cherry", которых, в свою очередь, тоже несколько типов, и все они отличаются тем, что по-разному замыкают контакты. Это "Cherry mx black, blue, red, white".

Кстати, по сравнению с мембранными, механические клавиатуры намного быстрее реагируют на нажатия, и за счет того, что вам не приходится нажимать клавишу до упора вниз, получается, что печатаете вы быстрее, а энергии на это все тратите меньше. Вот такой вот профит получается. Но и это еще далеко не все.

Очень часто клавиатуры имеют так называемую "тактильную отдачу", это когда вы при нажатии ощущаете как кнопки нажимаются, не глядя чувствуете, на каком расстоянии от пальцев они находятся и с какой силой их надо нажимать — грубо говоря, просто "чувствуете" свою клавиатуру. Для "слепого" набора это очень важно. Так вот, в мембранной клавиатуре тактильная отдача со временем становится не такой же, как в начале, играет роль тот самый эффект "усталости" клавиш. А в механической — не изменится.

Многие механические переключатели издают громкий "щелкающий" звук. Это помогает регистрировать нажатия не только тактильным ощущением, но и звуком. Но многих это раздражает, поэтому в некоторых клавиатурах такого звука нет.

Ну а теперь немного "дегтя". Механические клавиатуры тяжелее мембранных, за счет того, что в конструкции используются тяжелые материалы. Например, все клавиши могут быть вмонтированы в металлическую пластину, что не только добавляет веса, но и увеличивает стоимость самой клавиатуры.

А отсутствие резиновых элементов в конструкции приводит к потере герметичности, хотя есть модели с защитой от жидкостей, но стоимость их откровенно говоря зашкаливает.

Разновидности мембранных клавиатур

Есть еще клавиатуры с ножничным механизмом клавиш, это те что используются в ноутбуках, но можно и приобрести такую для обычного ПК. Позиционируются они, как разновидность мембранных клавиатур, но при этом обеспечивают более ровный вертикальный ход клавиш и отсутствие заеданий.

Достигается это все за счет того, что клавиши закрепляются с помощью двух пластиковых деталей (креплений), образующих "ножницы". Благодаря такому механизму, достигается равномерность нажатия, то есть становится не так важно, в какую часть клавиши вы нажмете, в центр или ее край, четкость нажатия все равно останется на высоте. Вот как это выглядит "в живую".

Честно говоря, я сам являюсь ярым сторонником именно таких "ноутбучных"клавиатур, уж очень они мне нравятся (не сочтите за рекламу).

Ну и в завершении статьи, хотелось бы рассказать про "гибкие" клавиатуры. Все видели героев-хакеров в кино, которым в очередной раз, выполняя задание по спасению мира, приходилось что то обезвреживать или взламывать, при этом они доставали клавиатуру буквально из кармана, разворачивали ее и спокойно работали. Так вот, это никакая не выдумка режиссера, а такие клавиатуры действительно существуют. И как и в случае с ножничными клавиатурами, гибкие — это просто разновидность мембранных клавиатур. Такие клавиатуры, как правило, обтянуты в герметичный корпус, например из силикона, что позволяет мыть ее под краном, например, или сворачивать в трубочку.

Однако отсутствие жесткого корпуса не позволяет долго работать за такой клавиатурой, не испытывая при этом больших неудобств. Скорее всего, они сгодятся как "походный" вариант, либо для того, чтобы пошутить над кем-нибудь).

Привет, друзья! В одном из предыдущих постов, вскользь, была затронута тема устройства компьютерной клавиатуры. В сегодняшнем посте мы с вами поговорим на тему, схема клавиатуры компьютера: какие компоненты входят в этот девайс и для чего нужен каждый.

p, blockquote 1,0,0,0,0 —>

Как устроена

В состав блок схемы любой клавиатуры входят такие функциональные узлы:

p, blockquote 2,0,0,0,0 —>

• Матрица клавиш – срабатывает при нажатии определенной клавиши или их комбинаций;
• Контроллер – схема управления, которая распознает нажатие клавиш и передает сигнал на интерфейс ввода;
• Порт подключения – USB или PS/2 у проводной клавиатуры или радиомодуль у беспроводной;
• Блок светодиодов (три у большинства экземпляров и четыре у японских);
• Буфер обмена – запоминает до 15 введенных символов и передает их в соответствующую программу.

Электрическая схема может отличаться в зависимости от бренда и модели, но принцип работы у всех одинаков.

Не принципиально, также взаимное расположение этих блоков внутри корпуса устройства.

p, blockquote 4,0,0,0,0 —>

При замыкании контакта, после нажатия клавиши, контроллер определяет скан‐код кнопки. Известная «болячка» – при нажатии трех и более клавиш происходит «фантомное» срабатывание, когда генерируется некорректный символ.

p, blockquote 5,0,1,0,0 —>

Для предотвращения таких глюков, в поздних версиях Виндовс, предусмотрена функция залипания клавиш, когда нажатие более трех попросту не определяется.

p, blockquote 6,0,0,0,0 —>

Большинство современных вариантов стандарта AT оборудованы микроконтроллером Intel 8042 или его аналогом. При использовании устройства PS/2, генерируется прерывание сигнала при нажатии кнопки, у USB и беспроводных символ определяется после каждого цикла опроса.Через соответствующий порт, символ передается в центральный процессор, а тот, в свою очередь, определив запись программы, переходит к ее выполнению. Набранный символ хранится в буфере, пока не будет отправлен в соответствующую программу или службу Виндовс.

p, blockquote 7,0,0,0,0 —>

Немного о матрице

Вот, собственно, такие основные устройства, задействованные в клавиатуре. Стоимость любой микросхемы, включая процессор, сегодня копеечная, поэтому бюджетное устройство ввода можно приобрести за символическую стоимость.

p, blockquote 8,0,0,0,0 —>

Почему же на рынке можно встретить экземпляры по цене в несколько тысяч рублей? Причина дороговизны – вовсе не использование топовой электроники. Цена во многом формируется матрицей клавиш (читайте об основных характеристиках здесь).

p, blockquote 9,0,0,0,0 —>

Узнать конструкцию матрицы можно при ее разборке, однако я не рекомендую вам этого делать.

Самые дешевые – мембранные клавиатуры. Все контакты и надписи помещены на одной трехслойной мембране, при нажатии на соответствующую область которой, замыкается контакт и подается сигнал контроллеру.

p, blockquote 11,0,0,0,0 —>

Как правило, у таких устройств даже нет кнопок в физическом понимании: просто плоская панелька, на которую нужно надавливать. Впрочем, в компьютерной технике такой тип используется редко.

p, blockquote 12,0,0,0,0 —>

Строение экземпляров подороже, более сложное: кнопки уже присутствуют физически. У купольных конструкций, каждая кнопка оборудована отдельной микромембраной с контактом. Достоинство в том, что при выходе из строя одной из кнопок, остальные продолжают работать.У емкостных клавиатур, каждая кнопка оборудована несколькими миниатюрными конденсаторами. Контроллер реагирует уже не на замыкание контакта, а на изменение емкости, поэтому кнопка срабатывает и при неполном нажатии.

p, blockquote 13,0,0,0,0 —>

Самые дорогие – механические. У них изнутри каждая кнопка оборудована собственными выключателем и пружиной. У большинства моделей можно настроить чувствительность и ход клавиш.

p, blockquote 14,0,0,0,0 —>

Из последних тенденций особо стоит отметить проекционные, если их можно так назвать. У этих моделей, клавиатура как отдельный модуль, отсутствует в принципе: раскладка клавиш, с помощью лазера проецируется на гладкую поверхность.

Также на цену влияет материал, из которого изготовлены кнопки, и метод нанесения надписей. Чем качественнее материал и краска, тем более они устойчивы к истиранию.

p, blockquote 16,0,0,0,0 —>

Такая панелька с кнопками прослужит дольше: пользователь и через несколько лет сможет различить пометки на клавишах, поэтому необходимости в замене устройства ввода не будет.

p, blockquote 17,0,0,0,0 —>

Вот так и выглядит компьютерная, всеми любимая “Клавдия” изнутри. Также на эту тему вам будет полезно почитать об основных функциях клавиатуры. Буду благодарен всем, кто поделится этой публикацией в социальных сетях. До завтра!

p, blockquote 18,0,0,0,0 —>

p, blockquote 19,0,0,0,0 —> p, blockquote 20,0,0,0,1 —>

Заметил, что среди пользователей персональных компьютеров немало любителей довольно часто менять клавиатуру (про мышки вообще молчу). Объяснение этому явлению нашёл в том, что вероятно стремление к разнообразию заложено в самой сути человеческой натуры. Но вот мой знакомый посетовал на то, что никак не может найти и купить новую клавиатуру, причем точно такую же как старая. На высказанное удивление пояснил, что у неё отломилась ножка и вообще она уже сильно грязная. Далее выяснилось что клавиатура это одноразовое изделие, которое используется до первой поломки или пока не потеряет внешний вид. Придя домой поспешил сделать нашей «клаве» профилактическое обслуживание, пока ненароком не выбросили. У нее, кстати, тоже нет одной «ноги».

Самая обычная клавиатура, Genius модели К-639. Дорога привычным для пальцев раскладом, сами бегут по клавишам. Она уже: ещё не грязная, но внешний вид потеряла. Главное правило при ревизии работоспособного оборудования это с одной стороны не робеть, а с другой не увлекаться разборкой узлов «до последнего винтика».

Разборка клавиатуры

Сначала фотографирую (чтоб потом собрать) и разбираю корпус. Из нижней его части выкручиваются все саморезы и она отсоединяется от верхней при помощи небольшой плоской отвертки, которая выводит из зацепления пластмассовые защелки, расположенные изнутри по бокам. Глазам предстают две соединённые между собой пластиковые плёночные пластины (разъединять их не нужно) с контактными мембранами и токопроводящими дорожками, между ними ещё один слой, изолирующий (препятствует контакту в не нажатом положении), и небольшая печатная плата, к которой подходит кабель подключения.

Снимаем и их и резиновую прокладку с графитовыми кончиками. Кстати это она возвращает кнопки в исходное положение после нажатия. Освободившиеся части корпуса из пластмассы в обязательном порядке мыть в воде с добавлением стирального порошка.

Сначала облил из крана горячей водой, а затем с обеих сторон мыл мыльной водой при помощи кисточки. А вот плёночные пластины мыть не стал, они гладкие и скользкие, с них всё хорошо сметается веником, как снаружи, так и изнутри.

У отмытой верхней части отсоединил несколько штук клавиш на предмет контроля и заметил «непромыв». Снял все. Вот что там увидел — в данном случае это кошачья шёрстка. Так что владельцам «усатых – полосатых» съём клавиш обязателен в полном объёме изначально.

Любые провода в изоляции моются именно таким способом. Только верхний край, что на верёвочке, лучше придерживать рукой, тогда губку, которая пропитана мыльной водой, можно будет прижимать с хорошим усилием, что позволит быстро закончить работу. Естественно, что после мытья мыльная поверхность ополаскивается прохладной водой.

Сборка клавиатуры ПК

Сборка производится в обратном порядке. Устанавливается на защёлку плата с кабелем. Укладывается резиновая прокладка.

А вот перед укладкой пластиковых элементов необходимо чистым спиртом тщательно протереть соединительные контакты на пластике и на печатной плате.

Когда всё на месте можно соединять половинки корпуса. Соединение достигается прижатием с некоторым усилием краёв правой и левой сторон корпуса до производства щелчка – это защёлки вошли в зацепление. Первым закручивается центральный саморез, затем производится соединение левой верхней стороны где находятся в прижатом друг к другу состоянии протёртые ранее контакты печатной платы и пластин из пластика.

Несмотря на то, что ножки клавиатуры порой испытывают значительные нагрузки, изготавливаются они почему-то явно в каком-то декоративном исполнении, вот отсюда и их хроническая «хромота». Поправить дело просто: нужно вывернуть три верхних самореза (два крайних и средний), найти им замену такого же диаметра, но на 5 мм длиннее, подобрать что-то на роль новых ножек, например пробки от пищевой тары, просверлить в них отверстия и прикрутить. Клавиатура прочно стоит на ногах. И стала она как новая. Автор — Babay iz Barnaula.