Как устроена мембранная клавиатура
Обновлено: 06.07.2024
Мембранные клавиатуры – самый распространенный тип клавиатур. Принцип их работы заключается в том, что пластиковая мембрана, установленная под клавишей, замыкает два контакта, в результате чего компьютеру передается сигнал о нажатии соответствующей кнопки. Благодаря простой технологии, эти устройства обладают низкой стоимостью, что делает их особенно популярными.
Мембранные клавиатуры являются самыми тихими: в их конструкции используются резиновые элементы, которые смягчают звук нажатия переключателей. При этом клавиши срабатывают только при полном нажатии. Учитывая тишину их работы и мягкость отдачи, при быстром наборе может быть сложно понять, нажата клавиша или нет. Время отклика такой игровой клавиатуры – от 1 мс.
Дизайн и конструкция игровых устройств должны обеспечивать максимальный комфорт во время игры. От обычных клавиатур игровые отличаются наличием дополнительных клавиш, яркой подсветкой, хорошей устойчивостью и рядом специальных настроек. Например, мембранная игровая клавиатура Bloody B120 имеет 4 съемные силиконовые клавиши WASD, что особенно удобно для перемещения в играх: они не скользят, а благодаря рельефной текстуре их легко найти на ощупь. К тому же, клавиатура водостойкая: неважно, что вы на нее прольете, будь то энергетик, кофе или вода, она продолжит работать. Водостойкость обеспечивают водоотталкивающее покрытие, защищенная электроника и отверстие для стока жидкости.
В геймерских клавиатурах особенно важно иметь возможность настроить дополнительные клавиши для игры. У B120 есть кнопки «Авто-выстрел», «Турбо-выстрел», три клавиши для закупа арсенала в шутерах, а также горячие кнопки для регулировки громкости и воспроизведения музыки.
+ Преимущества: низкая цена – Недостатки: большое время отклика, быстрый износ материалов Особенности: самая тихая и легкая клавиатура
Механическая клавиатура имеет более сложный принцип работы. Каждая клавиша содержит переключатель с металлическими контактами. Замыкание контакта происходит раньше, чем нажатие доходит до упора, а металлическая пружина возвращает клавишу в исходное положение. Механические устройства дороже мембранных, но надежней и долговечней.
По сравнению с мембранными, механические игровые клавиатуры имеют лучшее время отклика – 0,2 мс против 1 мс. К тому же, их клавиши не нужно прожимать до конца, что делает удобным игровой процесс и скоростную печать.
Момент замыкания контакта в механической клавиатуре выделяется характерным щелчком. Громкий звук клавиш может быть непривычным для пользователей мембранных устройств: с такой клавиатурой не стоит работать в офисе, чтобы не мешать коллегам. Однако звук механических клавиш совсем не заметен, если вы играете в наушниках или привыкли к нему. За счет использования металлических деталей, механические клавиатуры тяжелей мембранных. Иногда металл становится и частью дизайна: например, верхняя панель Bloody B860 выполнена из алюминия и украшена рельефным рисунком из шестеренок. Это обеспечивает дополнительный вес и устойчивость клавиатуры, а также прочность и стойкость к коррозии. В корпус этой модели встроен держатель для смартфона, чтобы телефон всегда оставался под рукой и не отвлекал от игры. В модели B860 применяется технология LK (Light Strike), которая использует оптические переключатели, сокращающие время отклика до 0.2 мс. К тому же, у клавиатуры уменьшен ход срабатывания клавиш: это обеспечивает нажатие на 25% быстрее, чем у обычных металлических переключателей. Кнопки защищены 6 мм барьером для предотвращения попадания жидкости.
+ Преимущества: быстрый отклик, прочность и долговечность материалов – Недостатки: высокая цена Особенности: четкий звук клавиш, большой вес устройства
Как правило, это мембранные клавиатуры, в которых игровые клавиши являются механическими. Таким образом, этот тип устройств сочетает в себе преимущества мембранных и механических гаджетов: «гибриды» недорогие и тихие, но при этом основные игровые клавиши имеют быстрый отклик и четкий звук нажатия.
Например, гибридная клавиатура Bloody B314 имеет четыре механические клавиши WASD. Эти кнопки готовы к активному использованию и выполнены из нескользящего материала. B314 обладает необычным и функциональным дизайном. У клавиатуры есть 9 дополнительных кнопок, расположенных на специальных панелях по периметру устройства. Геймер может назначить им любые функции, которые пригодятся в игре. Необычно смотрятся декоративные панели в пиксельном стиле и яркая трехцветная подсветка гаджета. Нескользящие ножки и широкая подставка для запястья обеспечивают более комфортную игру и меньшую усталость.
+ Преимущества: быстрый отклик игровых клавиш, доступная цена
– Недостатки: большое время отклика мембранных переключателей
Особенности: сочетает в себе свойства мембранной и механической клавиатуры
Флагманы игровых клавиатур
В киберспорте важно не только мастерство игрока, но и его комфорт. Лучшие игровые клавиатуры – механические, в металлическом исполнении, с широкими возможностями настройки подсветки и клавиш. Такие гаджеты обладают эргономичным дизайном, продуманным до мелочей, и созданы для полного погружения в игру.
Например, флагманская игровая клавиатура Bloody B845R отличается уникальным расположением цифрового блока: он перенесен в левую часть, что освобождает больше места для мыши. Верхняя панель устройства выполнена из алюминиевого сплава: клавиатура тяжелая и устойчивая. Для максимального комфорта игрока широкая резиновая подставка расположена не только под левой рукой, а вдоль всей клавиатуры. Модель B845R обладает анимационной RGB-подсветкой c поддержкой до 16,8 млн цветовых вариантов. С помощью специального ПО можно настраивать необходимую яркость и цвет, создавать свои варианты подсветки для каждой группы клавиш, сохранять их и делиться с друзьями. К тому же, клавиатура подсвечивается по бокам. + Преимущества: быстрый отклик, особая эргономичность, специальные настройки подсветки, прочность и долговечность материалов
– Недостатки: самые дорогие игровые клавиатуры
Особенности: данный вид клавиатур создан специально для игр и киберспорта
Обзор игровой клавиатуры и мыши Gamdias Hermes
Тест и обзор bluetooth-клавиатуры Logitech K780 Multi-Device: управляем всем
Устройства ввода играют важнейшую роль в работе с компьютером и играх, поэтому довольно любопытно будет изучить их внутренности. Диапазон цен на клавиатуры сегодня просто огромен, однако их можно отнести к одной из двух широких категорий: мембранным или механическим. Эти понятия описывают систему, используемую для распознавания нажатия клавиш, и начнём мы с первой категории.
Щёлкать иль не щёлкать, вот в чём вопрос
На представленной ниже фотографии показана бюджетная клавиатура, похожая на бесчисленное множество других, используемых сегодня в школах, офисах и дома. Схема расположения её клавиш является почти полной копией классической IBM Model M 102, но это справедливо для большинства современных клавиатур.
И корпус, и отдельные клавиши изготовлены литьём под давлением из АБС-пластика, потому что этот процесс изготовления недорог, а материал слабо подвержен износу.
Работа с клавиатурой даёт полную информацию о том, к какой категории она относится. Полное отсутствие щёлканья и треска при нажатии на клавиши сообщает нам, что это мембранная клавиатура. Ещё одна подсказка — ощущения при нажатии клавиши; несмотря на бюджетность клавиатуры, нажатие ощущается мягким и слабым.
Вскрытие корпуса это подтверждает — первым делом мы видим мягкий слой силикона.
Каждая клавиша опирается на выпирающую часть слоя силикона, которая, в свою очередь, обеспечивает необходимое сопротивление движению клавиши (благодаря чему мы получаем тактильный отклик при вводе) и смягчает удар клавиши (чтобы нажатие ощущалось плавным).
Недостаток такой схемы заключается в отсутствии чёткого указания того, успешным ли было нажатие на клавишу — чтобы понять, нажалась ли клавиша, нужно смотреть на монитор. Для некоторых пользователей притупленность обратной связи становится причиной не пользоваться мембранными клавиатурами.
Благодаря мягкости нажатий клавиатура довольно тиха, поэтому если вы работаете в одном пространстве со множеством людей, клавиатуры такого типа могут оказаться спасением от шума.
Сняв слой силикона, мы увидим набор из трёх пластиковых листов: два создают «контакты переключателей», а третий способствует их разделению, предотвращая ошибочные считывания.
При нажатии клавиши мембраны сдвигаются друг к другу, после чего соединяются и «точки» под клавишей, в результате чего цепь замыкается, и это считывает соответствующий чип.
Если мы пройдём по дорожкам от мембран к небольшой печатной плате, то увидим, что всего есть 26 дорожек. Они выстроены таким образом, что несколько точек находятся на одной дорожке, допустим, у верхней мембраны, но соответствующие точки нижней мембраны расположены на отдельных дорожках.
Это может показаться чересчур сложным, но на самом деле такая система намного проще, чем создание отдельных дорожек для каждой клавиши. В этой модели соединения не прикреплены несъёмно к плате (что позволяет снизить стоимость), поэтому её нужно надёжно прикрепить прижать к мембране, чтобы обеспечить надёжное соединение.
Плата также содержит пару светодиодов, сообщающих о нажатии определённых клавиш, а именно Caps Lock, Num Lock и Scroll Lock.
Перевернув печатную плату, мы увидим чип контроллера. К сожалению, он залит твёрдым пластиком (для герметизации от жидкостей), который невозможно снять, не повредив остальную часть платы.
Чип может быть стандартным микроконтроллером USB HID (human interface device), которых на рынке есть тысячи разновидностей (например, такая).
Подобные типы клавиатур могут работать годами, не вызывая при этом никаких проблем. Когда же они всё-таки возникают, это часто связано с соединяющимися точками — постоянное нажатие и отпускание приводит к их постепенному стиранию, пока, наконец, они не протрутся до такой степени, что не смогут обеспечивать контакт.
Механические клавиатуры относятся к другой категории, обычно находящейся на другом крае спектра цен, и на то есть уважительная причина.
На фотографии выше показана механическая клавиатура Corsair K100 RGB, продающаяся по довольно неожиданной цене в 210 долларов. Не все модели такого типа настолько дороги, однако подобный дизайн и набор функций сегодня очень популярен.
Под каждой клавишей расположена отдельная система микропереключателя. В рассматриваемой K100 используются системы, изготовленные знаменитой немецкой компанией Cherry. Переключатели Cherry MX уже приобрели почти легендарную репутацию, но в конечном итоге это всего лишь качественно изготовленные устройства.
Cherry производит широкий ассортимент переключателей, каждый тип имеет свою силу и размер пружин, что обеспечивает разные уровни тактильных ощущений. Также конструкции разнятся в зависимости от того, насколько глубоко нужно нажать клавишу для активации контакта и необходимости создания аудиальной обратной связи.
Из-за наличия подвижных деталей механические клавиатуры обладают отчётливым «стуком». Благодаря использованию переключателей клавиатура становится более надёжной и тактильной по сравнению с мембранными моделями.
Какими бывают механические переключатели?
Современная мода на светодиодную RGB-подсветку в комплектующих PC нравится не всем, однако когда дело касается клавиатур, она обладает определёнными преимуществами: настраиваемая подсветка позволяет выбрать наиболее подходящий пользователю цвет и можно задать комбинацию цветных клавиш (если есть возможность RGB-подсветки каждой клавиши), что бывает полезным в приложениях или играх.
Некоторые клавиатуры можно назвать гибридами, сочетающими в себе механику и мембраны, особенно это относится к ноутбукам. В этих устройствах нет места для полностью механических переключателей, но производители создали конструкции, придающие мембранным клавишам более жёсткую и предсказуемую обратную связь.
Внутри клавиатуры-бабочки Apple
Естественно, это повышает стоимость изготовления, а в случае показанной выше системы Apple могут возникать проблемы, но для многих пользователей добавление механических систем для улучшения ощущений и обратной связи в ноутбучных клавиатурах — желанный результат.
Я не буду подробно рассказывать об эргономических клавиатурах просто потому, что внутри они устроены точно так же, как описанные выше типы. Они отличаются только расположением клавиш на корпусе, а также снижением нагрузки на запястья и предплечья при длительном использовании.
У всех нас есть любимые модели мышей и клавиатур, и наш выбор всегда определяется тем, как продукт ощущается в работе. В основном это относится к внешнему виду, но и внутренности тоже играют свою роль.
На правах рекламы
Виртуальные серверы с новейшим железом, защитой от DDoS-атак и огромным выбором операционных систем. Максимальная конфигурация — 128 ядер CPU, 512 ГБ RAM, 4000 ГБ NVMe.
Как вы знаете, есть разные типы клавиатур для ПК : мембранные, механические, ножничные, бабочки… клавиатуры на любой вкус и во всех цветах. Те, которые более распространены в коммерческих целях, потому что они самые дешевые производство мембранных, и в этой статье мы расскажем вам как они работают Каковы их преимущества и недостатки по сравнению с другими, и почему они такие дешевые.
Несомненно, наиболее важным преимуществом этого типа клавиатур является то, что они самые дешевые, и их можно найти за 10 евро или даже меньше, включая модели ведущих производителей, таких как, например, Logitech. Секрет того, что они такие дешевые, состоит в сочетании материалов, используемых для их изготовления, и простоте их механизмов. Давай увидим это.
Как работают мембранные клавиатуры
В отличие от механической клавиатуры, где каждая клавиша имеет свой собственный переключатель, мембранная клавиатура состоит из трех слоев, четыре из которых имеют подсветку. Первый слой, верхний, является точно резиновая мембрана у него есть выступы, поэтому, когда мы нажимаем клавишу, она возвращается на свое место. Эти выпуклости имеют склеенные металлические контакты, которые при нажатии клавиши опускаются и соприкасаются с другими контактами, замыкая электрическую цепь и отправляя сигнал на ПК.
Эти нижние контакты, как правило, находятся в другом слое, который может быть печатной платой или другой мембраной и который содержит электрическую цепь. Вот почему они так дешевы, так как вам, конечно, нужно просто иметь печатную плату с контактами, мембраной и внешним пластиковым корпусом, в дополнение к клавишам.
Освободи Себя операция выглядит следующим образом: когда клавиша нажата, она толкает выступ мембраны и металлическую часть вниз, заставляя эту часть войти в контакт с печатной платой, замыкая цепь и посылая электрический сигнал, который указывает, что вы нажали кнопку. ключ.
Преимущества и недостатки
Основным недостатком мембранных клавиатур является их точность , Учитывая, что до тех пор, пока ключ не выйдет полностью и не установит идеальный контакт с проводящим слоем, активация не происходит, иногда возникают пульсации, которые не регистрируются, и по этой причине они не являются одной из предпочтительных клавиатур для игр. Однако многие производители значительно улучшили это, но все еще не могут сравниться, например, с точностью механических клавиатур.
Второй недостаток у них есть трогать , Поскольку нет механизма как такового, а есть простая резиновая мембрана, которая заставляет ключ опускаться, а затем подниматься, ощущение, которое они имеют, мягкое и неточное, даже неприятное для многих пользователей. Кроме того, со временем эта мембрана может дать себя или деформироваться, поэтому ее прочность не слишком велика.
Наконец, в качестве недостатка по сравнению с другими клавиатурами следует отметить, что, поскольку коммутаторы расположены последовательно на печатной плате, они имеют очень ограниченную полосу пропускания, что означает, что они как правило, ореол (кроме моделей высокого класса, которые есть). Это означает, что существует максимальное количество клавиш, которые могут быть нажаты одновременно до того, как клавиатура заклинит.
Что касается преимуществ, первое, что мы уже говорили ранее, это то, что они дешевы и просты в изготовлении, их цена обычно довольно низкая, и мы можем найти их даже ниже 10 евро. Второе большое преимущество - это простота очистки, а также их устойчивость к разливам жидкости, поскольку нет физических переключателей.
На сегодняшний день, мембранный тип клавиатур, является самым, распространенным, благодаря своей более доступной начальной стоимости, обусловленной конструктивными особенностями и технологиями производства. Мембранный тип конструкции, применяется в клавиатурах, кнопках для обширного количества электронных устройств.
Рассмотрим, как устроена мембранная клавиатура, на примере наших, примерных, демонстрационных 3D моделях клавиатуры для компьютера. Подобным образом, с некоторыми конструктивными изменениями, будут устроены и иные мембранные клавиатуры.
В основе мембранных клавиатур применяется мембрана, отвечающая за связь клавиш с контроллером, состоящая из 3 «склеенных» слоев.
Средний, или второй слой, является диэлектриком «изолятором», препятствующим замыкание первого и третьего слоя между собой.
На первый и третий слой нанесены токопроводящие дорожки с контактными площадками под каждую клавишу.
Затем, на контактные площадки, накладываются вставки, выполненные из резины, силикона или иного материала, поверх одеваются колпачки клавиш «keycap», выполняющие роль толкателей.
В клавиатурах для ноутбуков, и в клавиатурах с коротким ходом клавиш, вместо резиновых вставок, часто применяется пластиковый механизм – «бабочка» или подобный ему.
При нажатии на клавишу, вставка сжимается и замыкает контакты первого и третьего слоя мембран между собой, что приводит к срабатыванию нажатой клавиши, подобным образом, реализована работа остальных клавиш и клавиатур мембранного типа.
Клавишами, «управляет» контроллер клавиатуры.
Контактные площадки, следовательно, и клавиши, объединены в матрицы, состоящие из строк и столбцов, это обусловлено большим количеством клавиш, объединение позволяет сократить количество контролируемых зон «дорожек», управляемых контроллером.
При нажатии клавиши контроллер происходит считывание ее адреса, исходя из номера столбца и строки, а от ложных срабатываний защищает алгоритм опроса матриц контроллером. Примерно таким образом и устроена мембранная клавиатура.
Читайте также: