Русская Википедия:Механическая клавиатура
Шаблон:См. также Механическая клавиатура — клавиатура с металлическими пружинами и контактами, в отличие от более простых мембранных клавиатур и её разновидностей. Данный тип клавиатур, как правило, отличается повышенной долговечностью по сравнению с мембранным типом, повышенной скоростью отклика, а также определёнными звуковыми и тактильными ощущениями. Эти параметры напрямую зависят от типа и качества переключателей.
Особенности большинства механических систем
| Мембранные (резиномембранные) | Механические (как правило) |
|---|---|
| 5…50 долларов США (за исключением эргономичных и геймерских моделей) | 50…300 долларов США |
| Монолитные — могут не выдержать полную разборку, ремонт оправдан лишь в ноутбуках, где клавиатура в сборе труднодоступна | Модульные — клавиши, выключатели и скобы-стабилизаторы снимаются и заменяются |
| От срабатывания до удара в дно доля миллиметра (зависит от жёсткости «пальца» на резинке) | От срабатывания до удара в дно миллиметр и более, что позволяет быстро печатать без усталости. |
| Малошумные | Зачастую шумные |
| Тонкие (порядка 6 мм в ноутбуках, от 15 мм традиционные) | Толстые (габарит выключателя Cherry MX от выводов до штока — 18,5 мм) |
| Гарантирует одновременное нажатие двух клавиш, диоды в клавишах невозможны. Часто разводят особые цепи для модификаторов и игровых клавиш, которые нажимают помногу одновременно | Возможны диоды в выключателях, и количество одновременно нажатых клавиш будет ограничиваться протоколом: |
| Клавиатура подсвечивается большими одноцветными полями | Многие системы могут подсвечивать каждую клавишу по отдельности |
| В настольных клавиатурах из-за плохой ремонтопригодности и малой долговечности самое простое устройство колпачков клавиш | Возможны дорогостоящие клавиши: из прочных пластмасс, с качественными надписями |
Существуют три основные разновидности механических выключателей:
- Линейные — по всему ходу сила пружины постоянна или слегка повышается. Считается, что на таких клавишах лучше всего исполнять повторные нажатия, и такие клавиатуры адресованы киберспортсменам.
- Малошумные тактильные — в середине хода клавиша сначала сопротивляется, а потом «проваливается». Считаются универсальным видом переключателей.
- Со щелчком — к тактильному отклику прилагается отчётливый щелчок. Удобны для скоростной печати.
Из-за дороговизны и ориентации на игроков распространены клавиатуры меньшего размера. Помимо полноразмерной (104 или 105 клавиш), существуют 80 % (без цифрового поля), 75 %, 65 % и 60 % (также отсутствуют некоторые клавиши по типу Delete, End и другие, а также функциональный ряд), 40 % (также отсутствуют цифры).
История
При нажатии на клавишу пишущая машинка подбрасывает рычаг, тот ударяет по чернильной ленте. Это диктует особенности печати на машинке: на неё надо нажимать с усилием до срабатывания механизма, но не до упора. В 1920-е годы появились машинки с электроусилителем: даже лёгкое нажатие на клавишу вызывает срабатывание[1].
В те же 1920-е годы распространился телетайп, разновидность электрического телеграфа, печатавшая то, что набирал оператор на другом конце. Технологии телетайпных клавиш были разные, в послевоенные годы остановились на герконах. В 1962 году в попытках уменьшить шум от машинки предложили оптомеханическую клавиатуру. В любом случае разработчики первых электрических клавиатур подстраивались под нужды машинисток.
С популяризацией компьютеров появилось поколение людей, не бравших в руки машинку, и для них стали делать другие технологии — более дешёвые, но и не требующие большого хода клавиш. Компания Cherry, созданная в 1953 году Уолтером Черри, занялась разработкой микропереключателей и достигла в этом немалых успехов — её продукция стояла в игровых автоматах и автомобилях[2]. Знаменитый её патент на клавиатурный выключатель[3] был подан в 1984 году. В 1978 году компания Key Tronic предложила ёмкостную клавиатуру — по цене она была как с металлическими контактами, а по надёжности — как магнитная. «Возвратной пружиной» был блок губчатой резины[4], с обеих его сторон располагались части ёмкостного датчика.
Помимо Cherry, в 80-е годы были и другие механические технологии — Alps с прямоугольным штоком и IBM Model F/Model M с изгибающейся пружиной.
Иногда удешевление доходило до абсурда — в компьютере БК-0010 использовалась чисто мембранная технология, и некоторые энтузиасты наклеивали на клавиши деревянные кубики. К началу 1990-х годов уже была отработана ставшая традиционной резиномембранная технология — толкатель (как у механической клавиатуры) сжимает резиновый колпачок (как у резиновой), а тот замыкает мембраны (как у мембранной). Дорогие клавиатуры Microsoft Natural, продвигавшиеся, например, Владимиром Шахиджаняном, вдохновителем и дизайнером программы «Соло на клавиатуре», тоже были резиномембранными[5]. Механика Cherry упоминается, например, в «Записках невесты программиста»[6] Алекса Экслера (1999), но это скорее исключение, чем правило.
Снова механику начали популяризовать в конце 2000-х фирмы, занимающиеся геймерским снаряжением. К тому же патент Cherry прошёл, и сторонние фирмы стали разрабатывать клавиатурные выключатели в её конструктиве.
В 2015 году малоизвестная фирма Adomax разработала оптомеханические выключатели стандарта Cherry MX[7]. Но про оптомеханику стали говорить только около 2018, когда похожую технологию разработала A4Tech. Вскоре в 2018 по лицензии A4Tech вышла оптомеханическая клавиатура Razer Huntsman. Ни у тех, ни у других не было малошумных тактильных выключателей, только линейные и со щелчком.
Распространённые на 2010—2020 системы
Если противное не указано, то имеются такие недостатки:
- Клавиатура собирается на плоской панели или плате. Чтобы получить выгнутый профиль, в разных рядах используется разная форма клавиш.
- Тактильный отклик и замыкание обеспечивают две разные системы, и потому замыкание плохо привязано к тактильному отклику — бывает как раннее, так и позднее. А при нестабильном качестве выключателей или сильно изношенной клавиатуре — и то, и другое на разных клавишах.
Cherry MX и совместимые
Самый распространённый стандарт выключателей механической клавиатуры, с крестообразным штоком. В больших количествах продаются готовые клавиатуры, выключатели россыпью, клавиши россыпью, скобы-стабилизаторы, комплекты для самостоятельной сборки. Совместимые выключатели производятся Kaihua (Kailh)[8], Gateron[9], Gaote (Outemu)[10], Greetech[11], TTC[12], A4Tech (Bloody), Razer, Logitech (GX[13]) и другими.
Её цветовое кодирование выключателей было принято многими участниками рынка механических клавиатур: красные и чёрные — линейные, коричневые — тактильные, синие — со щелчком.
A4Tech и Razer производят легкосменные оптомеханические переключатели (не совместимы с обычными клавиатурами, но совместимы с клавишами сторонних производителей). При этом они, наоборот, отходят от этого цветового кода, предлагая выключатели зелёного, оранжевого и фиолетового цвета.
У оригинальных Cherry MX точка срабатывания около 2 мм при ходе 4 мм. У клонов возможны другие цифры.
Преимущества:
- Распространённость и ассортимент: найдётся много готовых клавиатур на этом конструктиве, а также деталей для ремонта и тюнинга.
- Варианты на любой кошелёк: дешёвые бренды вроде Motospeed на AliExpress (2020) стоят порядка 60 долларов.
Недостатки:
- Cильный шум и не лучшие ощущения при ударе в дно (bottoming-out) у оригинальных выключателей Cherry, кроме промаркированных как «silent»[14]. Из-за этого распространились амортизаторы — уплотнительные кольца подходящего размера.
- Подсветку клавиш приходится ставить в стороне от штока. Отсюда много постороннего света в «скелетных» (с торчащими, неутопленными выключателями) клавиатурах и плохо подсвеченный второй язык.
Omron B3K = Logitech Romer-G
Выключатели Omron B3K перебрендировались в Logitech Romer-G, Das Keyboard Gamma-Zulu и Creative PRES. Бывают тактильные малошумные (белые) или линейные (серые), с точкой срабатывания 1,5 мм при ходе 3 мм[13] (считается небольшим ходом, удобно в играх, но может давать промахи при печати).
Клавиатура Logitech G910 имела клавиши необычной многогранной формы, впоследствии вернулись к традиционным цилиндрическим.
Преимущества:
- Малошумность[14][15].
- Хорошая подсветка: в штоке выключателя есть встроенный световод с рассеивателем[16][15].
- Две независимых точки контакта в разных углах для повышения надёжности[16].
- Основной производитель, Logitech, не стал придумывать свой стандарт скоб-стабилизаторов, а взял Cherry MX[15].
Недостатки:
- Минимальный ассортимент и труднодоступные ремкомплекты: в розницу бывшего СССР попадал только Logitech.
- Хрупкость: клавиша встаёт на четыре выступа, которые легко ломаются[17].
- Присущая Logitech дороговизна, даже по меркам недешёвых механических клавиатур — 175…200 долларов за Logitech G910 (2020).
IBM Model M с изгибающейся пружиной (buckling spring)
IBM Model M — клавиатура, производившаяся 1985—1999 IBM, потом Lexmark и Unicomp. Изначально шла в комплекте с компьютером IBM PC/AT, и применённая на ней раскладка клавиш в дальнейшем стала стандартом де-факто. Имеет уникальный механизм активации, достаточно шумный при срабатывании, но имеющий узнаваемый тактильный отклик. На купленном у IBM оборудовании Unicomp и поныне (2020) продолжает малыми сериями делать клавиатуры и запчасти.
Преимущества[18]:
- Несложно найти и восстановить: клавиатура выпускалась массово, а на 2020 Unicomp продолжает техподдержку.
- Прочные клавиши из ПБТ с термосублимационными надписями. Долговечнее только двухкомпонентное литьё, которое чаще делается из затирающегося АБС.
- Момент срабатывания привязан к щелчку.
- Форма клавиш одинакова, а удобный профиль обеспечивается изогнутым корпусом, что позволяет переоборудовать QWERTY в AZERTY или Colemak.
Недостатки[18]:
- Сильный шум.
- Немодульная конструкция: ремонт отказавшей клавиши не сводится к замене выключателя.
- Нет NKRO (регистрации нажатия многих клавиш одновременно), даже с подменным контроллером: не удаётся своими силами оснастить матрицу диодами.
- Клавиатура не подсвечивается.
Низкопрофильные системы
Недостаток выключателя Cherry MX в немалой высоте — 18,5 мм, включая выводы и шток[19]. В 1984 году это было достижением, но на 2000-е уже не шло ни в какое сравнение с резиномембранными конструкциями (толщина ноутбучных клавиатур порядка 6 мм[20], а настольных — от 15[21]).
На 2020 среди низкопрофильных клавиатур продолжается война форматов, и распространены[22] Kailh Choc, Cherry MX Low-profile (совместимы с обычными клавишами для Cherry MX), Logitech GL[13].
Электроёмкостные выключатели
Гибридная резинопружинная технология. Шток традиционно цилиндрический (иногда с крестовым сердечником, чтобы можно было ставить клавиши Cherry MX[23]). Есть два известных производителя данных выключателей: Topre и Niz.Topre производятся только в Японии, поэтому их цена такая высокая. Выключатели Topre используются, например, в Happy Hacking Keyboard, или же в Topre Realforce. Выключатели Niz используются в одноименных клавиатурах.
Преимущества:
- Есть ёмкостные варианты с программным управлением точкой срабатывания[23].
Недостатки:
- Единственный вариант — малошумный тактильный.
- Для моделирования надлежащей кривой отклика полагается на упругость пластмассы[23].
Примечания
Литература
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Клац, клац: история компании Cherry, прославившейся переключателями для клавиатур / Хабр
- ↑ Шаблон:Патент США
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ https://www.exler.ru/archive/wife.htm Шаблон:Wayback Известен также как «Записки жены программиста», но после профессиональной редактуры (2007) жена стала невестой.
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ 13,0 13,1 13,2 Шаблон:Cite web
- ↑ 14,0 14,1 Шаблон:Cite web
- ↑ 15,0 15,1 15,2 [1]Шаблон:Wayback [Обзор] Logitech G810 Orion Spectrum. Чудо эргономики / Хабр
- ↑ 16,0 16,1 Шаблон:Cite web
- ↑ Feedback on G910 and Romer G switches : LogitechG
- ↑ 18,0 18,1 Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ По результатам измерения клавиатуры от IBM Thinkpad T40
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ 23,0 23,1 23,2 Шаблон:Cite web
.jpg){kind=link}
.jpg){kind=link}
.jpg){kind=link}
