Аналоговая клавиатура что это

Обновлено: 20.05.2024

Игровая, офисная, механическая — все это типы клавиатур. Теперь становятся популярными еще и оптические. Разбираемся, что такое оптические клавиатуры, и есть ли у них шансы завоевать рынок и любовь пользователей.

Механика, мембрана

Прежде чем перейти к оптике, вспомним, какие еще существуют виды клавиатур по типам свитчей (переключателей). Их несколько, но возьмем самые распространенные. Механические полностью оправдывают свое название — переключение происходит механическим путем. Под клавишей находится металлический контакт, замыкающийся и размыкающийся при движении клавиши, которая под действием пружины возвращается обратно. В большинстве моделей сигнал компьютеру о нажатии клавиши начинает идти примерно на половине пути ее хода.

В мембранных моделях есть несколько мембран, на одной из которых нанесены контакты. Сверху устанавливается силиконовая подложка с небольшими выпуклостями, расположенными под клавишами. Нажатие клавиши продавливает выпуклость, соединяя ее с нижней мембраной, на которой нанесены контакты. В мембранных устройствах сигнал компьютеру о нажатии посылается после того, как кнопка будет полностью нажата до самого конца.

Как работают оптические свитчи

Оптическая клавиатура относится к механическо-оптическому типу, так как имеет механические подвижные элементы. После нажатия на клавишу, ее стержень перемещается вниз, а затем под воздействием пружины возвращается обратно. Собственно, здесь механика заканчивается, и начинается оптика. Если в обычной, «чистой» механике такое движение клавиши замыкает соответствующий контакт, то в оптике принцип работы совершенно иной. Например, в переключателях Light Strike или Razer, внутри свитча находится излучатель, который направляет инфракрасный луч на специальный датчик.

В некоторых клавиатурах таковых луча два — горизонтальный и вертикальный. Стержень клавиши перекрывает луч, но при нажатии позволяет ему соединиться с датчиком, подавая тем самым команду системе. Например, если мы печатает текст, то в этот момент на странице текстового редактора появится тот символ, клавишу с которым мы нажали.

В технологии Flaretech все компоненты находятся непосредственно на печатной плате, под переключателем — это светодиодная подсветка и датчик для обнаружения движения переключателя.

Чем оптика отличается от механики

В классической механике должен быть какой-либо контакт, чаще всего металлический (не забываем про старые-добрые мембраны). В оптике же всем заправляет свет или ИК-излучение. С принципом работы разобрались, теперь нужно понять, с какими плюсами или минусами встретится пользователь оптики. Существенный плюс — срабатывание клавиш при относительно небольшой силе нажатия и малой задержке при нажатии. В классических механиках сила нажатия достигает 45, 50, 75 грамм, а скорость отклика варьируется в пределах от 15 до 60 мс. В оптических, зависимости от модели и производителя, сила нажатия может составлять до 45 грамм, а задержка при нажатии варьироваться в пределах от 0,03 до 0,2 мс. Фактически сигнал компьютеру посылается сразу же после однократного нажатия на клавишу.

Такая скорость привлекательна в первую очередь для геймеров. В отличие от классической механики у оптики нет металлических контактов, которые со временем будут окисляться и стираться. Ресурс кнопок при этом составляет до 100 млн нажатий. У мембранных ресурс составляет до 10 млн нажатий, а у механики от 50 до 100 млн. Исходя из всего вышеперечисленного, напрашивается вывод, что оптика куда круче механики. Однако, из-за своего сложного устройства оптические клавиатуры пока очень слабо распространены на рынке.

Дополнительные фишки оптики

Есть у оптических клавиатур и особые опции, которые, впрочем, точно так же встречаются в механике. У каждого производителя будет свой бренд переключателей и технология свитчей. Например, компания A4Tech Bloody использует в клавиатурах фирменные свитчи Light Strike. В клавиатуре ZET Blade PRO применяются переключатели Kailh Red Optical, а в оптомеханической Asus TUF Gaming K7 находятся TUF Optical-Mech.

Чаще всего, оптика идет с подсветкой RGB, которую пользователь может настроить по своему вкусу. Некоторые производители, например, Razer предлагают функцию стабилизации и сбалансированного нажатия клавиш, благодаря которым нажатия будут быстрыми и точными. Если палец попадет на край клавиши, то она все равно сработает. При выборе оптического устройства нужно обратить внимание на то, все ли кнопки являются оптическими, так как некоторые производители делают оптическими только несколько клавиш.

Сила нажатия

Компания Razer в модели Huntsman V2 Analog предложили функцию регулируемого срабатывания клавиш. В первую очередь это привлекательно для геймеров, так как свитчи подстраиваются под определенный стиль игры и силу нажатия клавиш. Как уверяют в Razer, пользователь сможет самостоятельно настроить точку срабатывания клавиши от 1,5 до 3,6 мм, выделяя при этом меньшую, среднюю и полную высоту срабатывания. На меньшей высоте клавиши будут чувствительнее и требуют легких нажатий. Этот вариант подойдет для игр, в которых важна быстрота реакции. При полной высоте срабатывания потребуются сильные нажатия, что может пригодится при наборе текста. Принцип срабатывания заключается в измерении датчиком точного количества света через который проходит свитч.

Оптическая клавиатура представляется достаточно перспективным типом манипуляторов. Вытеснить классическую механику она навряд ли сможет, но составить неплохую конкуренцию — наверняка.

Во многих проектах появляется необходимость создания возможности ввода данных пользователем. Если вам нужно реализовать большое количество кнопок(относительно), то подключать их по-отдельности становится и долго, и нерационально. Для этой цели лучше выбрать какую-нибудь клавиатуру, но как и к любому выбору, к нему нужно подходить осознано. Какие же бывают виды клавиатур и как с ними взаимодействовать?

Глобально, все модули данного типа можно поделить на две большие категории: матричные и аналоговые.

Матричные клавиатуры

Самый простой, дешёвый и популярный вид клавиатур. Он относительно прост в изготовлении и заполняет собой большую часть рынка модулей ардуино. Выглядит чаще всего следующим образом:

Принцип работы

Понять как устроена данная клавиатура можно изучив следующую схему:

Чтобы понять какая кнопка была нажата, нужно подавать сигнал на первые четыре контакта модуля и смотреть какой сигнал возвращается со второй. Но не стоит пугаться того, что вам придется писать алгоритмы обработки для восьми пинов вручную — в этом нам поможет готовая библиотека «keypad.h», благодаря которой нам не придется изобретать велосипед.

Подключение к плате

Подключение собственно модуля

В этой статье я воспользуюсь следующей схемой подключения:

У Вас наверное возникает вопрос: «Почему я решил использовать пины со второго по девятый, пропустив нулевой и первый?» — дело в том, что некоторые модули, используют их в качестве каналов RX и TX для получения и передачи данных соответственно. К примеру, блютуз модуль. Поэтому с учётом возможного дополнения проекта другими модулями, было решено оставить данные пины подключения свободными.

Написание скетча

Для начала, для того, чтобы получить возможность использовать библиотеку для подключения клавиатур в коде, нужно установить её на ваше устройство. Это можно сделать следующим образом: в самой Arduino IDE нажимаем Скетч -> Подключить библиотеку -> Управлять библиотеками… либо используем комбинацию горячих клавиш «Ctrl + Shift + I». В поиске вбиваем «keypad.h»(без скобочек) и нажимаем «Установка».

После установки приступаем к написанию скетча:

Плюсы и минусы

Минусы

Слишком много пинов нужно подключить для работы. Это довольна крупная проблема, если вы создаёте не калькулятор или кодовый замок, а более масштабный проект, в котором еще нужно задействовать огромное количество различных модулей — возможно им просто не хватит пинов.
Слишком низкое качество выполнения модуля: никто вам не гарантирует постоянный стабильный сигнал. Оригинальные клавитуры выполнены не на очень высоком уровне, а если вы вообще сделали заказ на Aliexpress, то скорее всего, вам предстоит исправлять косяки китайских инженеров паяльником, чтобы добится стабильной работы.
Используется дополнительная библиотека, которая также будет занимать память микроконтроллера, которой у него и так не очень много. Если вы пишите большой проект с множеством функций и вычислений и вам каждый байт на счету нужно считывать данные с клавиатуры вручную либо использовать аналоговую клавиатуру.

Плюсы

Аналоговые клавиатуры

Принцип работы

В аналоговых клавиатурах для изменения уровня напряжения используются резисторы, а сигнал выходит по одному каналу, который подключается в, собственно, аналоговый пин на плате. Как всё устроено можно понять взглянув на следующую схему:

Подключение к плате

Подключение выполняется очень просто, но может изменятся в зависимости от конкретной клавиатуры. В этой статье я буду рассматривать пример использование этой китайской аналоговой клавиатуры с али.

Итак: аналоговый выход клавиатуры соединяем с любым аналоговым пином на плате, контакт VCC на плате соединяем с 3.3V(не смотрите на надпись на самой клавиатуре, которая гласит о 5V — это ошибка), а GND на плате с GND на модуле. Вы можете воспользоватся следующей схемой:

Написания скетча

Здесь не нужно использовать сторонние библиотеки, т.к. всё предельно просто и понятно. Вот собственно и сам код, который считывает нажатую кнопку и выводит её номер, от 1 до 16(слева на право, с верху в низ) либо 0 если ничего не нажато, в монитор порта.

Плюсы и минусы

Плюсы

Очень простое подключение
Занимает лишь один пин
Экономит память, которую вы не тратите под библиотеку
Обеспечивает стабильную работу(при условии, если вы не будете нажимать более одной кнопки одновременно)

Минусы

Стоит дороже матричных клавиатур
Скорее всего единственным способом покупки будет заказывать с Китая и доставка займёт какое-то время

Итоги

Лично я рекомендую использовать именно аналоговые клавиатуры, так как они чаще-всего более качественные и подключать их проще-простого. Главное обращать внимание на таблицу значений нажатых кнопок, которую предоставляет производитель или же, если таковой нет, можно сделать эти замеры самостоятельно, выводя значения из аналогового порта в монитор порта, чтобы потом использовать их в коде. Но выбор, всегда остается за Вами: использовать стандартный дешёвый вариант либо переплатить ради значительных плюсов в некоторых ситуациях.

На этом у меня всё. Оставляйте свои вопросы в комментариях, пишите своё мнение и встретимся на просторах Хабра!

Названия компонентов могут быть весьма сложными и запутанными, но не в случае голландской компании Wooting. Производитель назвал свою новую аналоговую клавиатуру просто Wooting Two.

Неудивительно, что это вторая механическая аналоговая клавиатура от Wooting. От первой модели её отличает наличие цифрового блока.

В отличие от обычной клавиатуры, где у клавиш только два положение - срабатывание и несрабатывание - новинка позволяет плавно контролировать нажатие, как это осуществляется, например, в джойстике. Это дает ряд преимуществ в играх - например, делает возможным плавно управлять транспортным средством. Благодаря аналоговому вводу игрок может более плавно выходить из укрытия в шутерах. Кроме того, технология Double Key Stroke (DKS) позволяет назначать несколько действий на одну клавишу. Наконец, можно самостоятельно определить ход клавиш, который настраивается в диапазоне от 1,5 до 3,6 мм. Для всего этого есть фирменное приложение Wootility.

В качестве переключателей Wooting использует линейные Flaretech. На выбор предлагается три варианта: Clicky55 "Red" (55 г, тихие), Clicky55 "Blue"(55 г, кликающие) и Clicky80 "Black " (85 г, тихие).

Wooting Two предлагает такие типичные игровые функции, как N-key Rollover и возможность сохранять в памяти до четыре профилей настроек. Конечно, не обошлось и без подсветки RGB. Клавиатура подключается кабелем USB Type C, который можно разместить в трех разных кабель-каналах.

Уже сейчас новую клавиатуру можно предзаказать через сайт Wooting, а поставки начнутся в конце января. Цена Wooting Two составляет 160 евро.

Но прежде чем мы пройдем через куст, знаете ли вы, что такое оптомеханическая клавиатура? Это звучит очень похоже на то, что есть у многих из нас, но что означает этот префикс «опто»?

Что такое оптомеханическая клавиатура?

Подобно тому, как механик состоит из переключателей одного типа, оптомеханик - не что иное, как клавиатура, на которой установлены оптомеханические переключатели. Стоит отметить, что некоторые люди также называют их оптическими переключателями и клавиатурами. Именно по этой причине на первый взгляд мы не можем заметить никаких изменений.

Оптомеханические клавишные переключатели Razer

Основное различие между этими двумя переключателями заключается в том, как они отправляют данные о том, нажата ли клавиша или нет. Это все еще цифровая клавиатура, то есть каждая клавиша может сообщать только о том, активна она или нет (1 или 0) .

В общем, оптомеханические клавиатуры немного быстрее (не заметны) , прочнее и долговечнее механических клавиатур. В других разделах мы не можем выделить плюсы на классических клавиатурах.

Шасси не зависит от переключателей, поэтому вы можете установить все, что вам нравится, например, мультимедийные кнопки, светодиодные дисплеи или макро-клавиши. Ни ощущение, ни дополнительные функциональные возможности, ни строительные материалы не меняются.

То, что пользователь может заметить невооруженным глазом, - это изменение ожидаемой продолжительности его жизни, поскольку оптомеханические переключатели имеют в среднем 100 миллионов импульсов. Если сравнить его с традиционной механикой, у нас около 50-70 миллионов, а в лучшем случае 80.

Оптомеханический переключатель

Как мы уже говорили, основное различие между переключателями заключается в их способе установления контакта в цепи. При нажатии клавиши цепь замыкается, она активируется и отправляется информация о нажатой клавише, т. Е. 1. В противном случае лазер остается заблокированным, а сигнал остается равным 0.

Функциональная схема классических выключателей

На механических клавиатурах два металлических предмета были в контакте, и когда один нажимал на другой, генерировался щелчок (узнаваемый звук механика), и цепь замыкалась.

Благодаря технологии оптомеханического переключения у нас больше нет металлических деталей, у нас есть лазерный датчик. При нажатии клавиши заблокированный лазер замыкает цепь, затем система отправляет информацию о том, что клавиша была нажата. Ниже мы покажем вам немного лучше с подарком.

Схема работы оптомеханических выключателей

Это приносит несколько основных преимуществ:

Детали не изнашиваются так сильно, потому что ни одна из частей не прилагает усилий или не касается другой (кроме механизма переключения).Электрический сигнал теперь является световым сигналом, что делает его более сложным для прерывания, но при этом он быстрее в целом.Переключатели не припаяны к печатной плате, поэтому мы можем изменить их в случае поломки одного из них. У нас также могут быть клавиатуры со смешанными переключателями.Частичное сопротивление жидкостям и пыли при условии, что печатная плата подготовлена и изолирована для нее.

Как видите, оптомеханические клавиатуры в конечном итоге заменят те, которые у нас есть в настоящее время. Они более долговечны, быстрее и их сложнее сломать, поэтому вам остается только ждать, когда другие компании вступят в новые джунгли.

Однако, если вы уже думаете об изменении периферийных устройств, у вас есть несколько оптомеханических клавиатур на рынке.

Razer Huntsman / Охотник Элита

Razer Huntsman - первая оптомеханическая клавиатура сингапурской марки. Это очень простая периферия, но очень хорошо продуманная.

Одной из достопримечательностей Оптомеханических Переключателей Razer является то, что они несут, как они называют, стабилизатор поперечной устойчивости. Эта металлическая планка поддерживает переключатель, так что нажатие клавиши приводит в действие переключатель независимо от того, где на кнопке он был нажат. Это поможет особенно в космосе и для пользователей с тенденцией злоупотреблять кнопками.

У него нет специальных клавиш для управления мультимедиа и другими разделами. Тем не менее, это решается с помощью хорошего программного обеспечения Razer Synapse. С помощью этого приложения мы можем создавать макросы на любую клавишу и по вкусу пользователя, в дополнение к настройке RGB и других функций.

Также управление звуком, мультимедиа и т. Д. Они будут реализованы во втором ключевом слое, то есть вам придется нажимать их рядом с клавишей Fn . Большинство из них являются конгломератами в ряду F1-F12.

Наконец, отметьте, что это в Классическом Черном, Розовом Кварце и Белом Меркурии, и есть немного более дорогая версия, названная Huntsman Elite. Эта версия содержит небольшие настройки, упор для рук и некоторые мультимедийные элементы управления в верхнем правом углу.

Razer Huntsman Elite - клавиатура с усовершенствованными опто-механическими переключателями, испанский QWERTY, оптомеханические переключатели Black Razer для быстрой работы; Оптический привод для максимального увеличения вашего APM с быстрым вводом 189, 99 EUR

Mars Gaming MK6

Эта клавиатура обычно остается более незамеченной, чем ее оптикомеханические братья, хотя это и такая же и не менее интересная итерация, как и другие.

Клавиатура Mars Gaming MK6

Клавиатура Mars Gaming дает нам все, что нам нужно, от полноценной клавиатуры с технологией оптического переключателя. У него привлекательный шелкография с хорошим игровым дизайном и хорошим освещением по всему телу. Освещение (конечно) - RGB, и мы можем контролировать его поведение , в основном, с помощью программного обеспечения бренда.

Подобно Razer Huntsman и большинству популярных клавиатур, нам не хватает мультимедийных клавиш. В свою очередь, они будут на линии клавиш F1-F12, откуда мы должны будем их использовать, нажимая их рядом с кнопкой Fn.

С другой стороны, у нас будут небольшие детали марки, такие как эргономичный пластиковый упор для рук или скромная система прокладки кабелей. Мы должны прокомментировать, что мы можем приобрести у них три типичных цвета переключателей, то есть синий, коричневый и красный.

Хотя, без сомнения, наиболее привлекательным моментом этой оптомеханической клавиатуры является ее цена. По довольно низкой цене, которую многие могут себе позволить, у нас будет высококачественная клавиатура с переключателями нового поколения.

Mars Gaming MK6, оптико-механическая клавиатура, RGB LED Dual Chroma, синий переключатель Total Antighosting, кабель в оплетке и позолоченный usb 51, 99 EUR

ASUS TUF GAMING K7

Наконец, мы говорим о ASUS TUF GAMING K7, клавиатуре, которая появилась на рынке не так давно и которая довольно хорошо воплощает идею качественной игровой клавиатуры.

Клавиатура ASUS TUF GAMING K7

TUF GAMING K7 имеет аналогичный подход к Mars Gaming, который мы видели ранее. В нем отсутствуют мультимедийные клавиши любого типа, поскольку он фокусируется на центральной и важной части клавиатуры, которая имеет RGB-подсветку.

Как соответствующий раздел, марка предлагает нам степень защиты IP56, благодаря которой клавиатура становится устойчивой к пыли и брызгам. Здесь ASUS TUF может похвастаться функциями, на которые способны эти коммутаторы.

С другой стороны, он имеет очень мягкий магнитный упор для запястий , так как он сделан из пены с эффектом памяти. В отличие от других пластиковых, он больше похож на подушку.

Наконец, обратите внимание, что все поддерживается программным обеспечением Armory II, которое включает в себя Aura Sync и многие другие функции. Среди них мы можем увидеть запись макросов на лету и использование небольшой встроенной памяти устройства для обмена профилями.

Зона комфорта Новая формула

Заключительные слова на оптомеханической клавиатуре

Кажется, все указывает на то, что оптомеханические клавиатуры в конечном итоге заменят существующую механику. Они лучше и сильнее и на самом деле не дороже (мы уже проверили с Mars Gaming).

Без сомнения, это довольно безопасный выбор с точки зрения качества, хотя проблема в том, что в настоящее время у нас мало брендов, предлагающих эту технологию. Если вы ищете разнообразие или какую-то отличительную особенность, сейчас вы не найдете большого доверия, но если вы просто ищете новую клавиатуру, вы уже можете войти в кольцо.

В настоящее время наиболее полной моделью является Razer Huntsman Elite, которая довольно известна благодаря сетям. Тем не менее, вам также придется заплатить хорошую сумму за это. Если вы хотите попробовать оптомеханическую клавиатуру, мы рекомендуем вам перейти на Mars Gaming. У него полный формат, хороший дизайн, и у бренда есть опыт в этой области.

Пока это не станет стандартом, нам, возможно, придется подождать около 5 или 7 лет. Между тем, другие компании делают ставку на другие технологии, такие как переключатели эффекта Холла на клавиатурах Wooting или SteelSeries .

Несомненно, мы сталкиваемся с некоторыми очень интересными годами для мира периферийных устройств, хотя и для мира механических клавиатур.

Мы рекомендуем читать лучшие клавиатуры на рынке

Что вы думаете об оптомеханических клавиатурах? Будете ли вы вносить изменения при покупке новой клавиатуры? Расскажите нам свои идеи ниже, в поле для комментариев.

▷ Что такое растеризация и чем она отличается от трассировки лучей

Мы объясняем, что такое растеризация шаг за шагом и чем она отличается от лучевой трассировки Nvidia ✅ Является ли это дифференциальной причиной для смены графических процессоров?

▷ Волоконная оптика: что это такое, для чего она используется и как она работает

Если вы хотите узнать, что такое волоконная оптика ✅ в этой статье мы предлагаем вам краткое описание того, как она работает и как она используется.

Вы знаете, что такое порт IEEE 1394 или Firewire? ✅ В этой статье мы разъясняем все, версии и скорости по сравнению с USB

Кнопка является простейшим устройством, при помощи которого можно управлять ходом программы на микроконтроллере, но физически она выполняет очень простую функцию: замыкает и размыкает контакт. Кнопки бывают нескольких типов:

Подключение и подтяжка

Алгоритмы

Отработка нажатия

В большинстве реальных применений работать с текущим состоянием кнопки очень неудобно, например когда действие должно быть выполнено однократно при нажатии на кнопку, т.е. по клику. Чуть усложним конструкцию, добавив один флаг, который будет помнить состояние кнопки. Такая конструкция позволяет отслеживать нажатие и отпускание кнопки и реагировать на них однократно:

Дребезг контактов

1-10k) и конденсатора (

100nF). Выглядит это следующим образом:

Программно можно ввести простейший таймер нажатия, основанный на millis() , время гашения дребезга примем 100 миллисекунд. Вот так будет выглядеть код:

Рекомендуется конечно же использовать аппаратный способ, так как он не нагружает ядро лишними расчетами. В 99.99% проектов будет достаточно программного антидребезга, так то смело используйте конструкцию с millis() .

Простейший класс кнопки

Вот так предыдущий пример можно сделать классом (мы делали это вот в этом уроке), положить его в отдельный файл (button.h) и пользоваться:

Другие возможности кнопки

Кнопка только с виду кажется простым устройством, дающим 0 и 1, но, подключив фантазию и время, можно придумать гораздо больше применений обычной кнопке. В моей библиотеке GyverButton реализовано очень много всяких интересных возможностей по работе с кнопкой, вот список:

Работа с нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми кнопками
Работа с подключением PULL_UP и PULL_DOWN Опрос кнопки с программным антидребезгом контактов (настраиваемое время)
Отработка нажатия, удерживания, отпускания, клика по кнопке (+ настройка таймаутов)
Отработка одиночного, двойного и тройного нажатия (вынесено отдельно)
Отработка любого количества нажатий кнопки (функция возвращает количество нажатий)
Функция изменения значения переменной с заданным шагом и заданным интервалом по времени
Возможность работы с “виртуальными” кнопками (все возможности библиотеки используются для матричных и резистивных клавиатур)

Подробное описание библиотеки можно почитать в заголовочном файле на странице библиотеки, также там есть много примеров.

Аналоговые клавиатуры

Видео

Читайте также: