Мембранные клавиатуры¶

Мембранная клавиатура — устройство ввода, в котором нажатие клавиши замыкает электрический контакт через гибкую мембрану, а не через отдельный механический переключатель. Относится к классу плёночных (плоских) клавиатур и является наиболее массовым типом клавиатур в потребительской электронике, бытовой технике и промышленных пультах.

¶Принцип работы

Конструктивно мембранная клавиатура представляет собой многослойный «бутерброд» из гибких плёнок. Верхний слой — лицевая плёнка с нанесёнными обозначениями клавиш. Под ней расположены две токопроводящие плёнки с напылёнными контактными площадками, разделённые изоляционной прокладкой с отверстиями в местах клавиш. Нижний слой — жёсткое основание (металл, пластик или стеклотекстолит).

При нажатии верхняя плёнка прогибается, контактные площадки смыкаются через отверстие в прокладке, и цепь замыкается. Контроллер фиксирует замыкание и передаёт код нажатой клавиши. После отпускания упругость плёнки возвращает клавишу в исходное положение. Тактильная отдача при этом минимальна или отсутствует — именно поэтому мембранные клавиатуры часто называют «мягкими».

Существует подтип — резиново-мембранная клавиатура, где над контактными площадками размещены купола из резины или силикона. Купол обеспечивает возврат клавиши, а на его внутренней стороне находится токопроводящее покрытие, замыкающее контакты на печатной плате. Такая схема применяется в большинстве офисных и домашних клавиатур.

¶История

Плёночные переключатели начали применяться в электронной технике в 1960–1970-е годы, когда возникла потребность в дешёвых и герметичных панелях управления для калькуляторов, микроволновых печей и промышленного оборудования. Массовое распространение мембранных клавиатур для персональных компьютеров началось в 1980-е годы, когда стоимость механических переключателей стала тормозом для снижения цены массовых ПК.

К 1990-м годам мембранная технология стала доминирующей в сегменте недорогих клавиатур. В России в этот период получили распространение клавиатуры марок Genius, Mitsumi, BTC и других производителей, поставлявшиеся вместе с компьютерами. Позднее, с ростом интереса к механическим переключателям в 2010-х годах, мембранные клавиатуры сохранили позиции в бюджетном и офисном сегментах.

¶Виды и классификация

Ножничная клавиатура — разновидность мембранной, в которой каждая клавиша удерживается двумя перекрещенными пластиковыми рычагами. Это обеспечивает короткий и ровный ход, устойчивость колпачка и малую высоту. Такая схема применяется практически во всех ноутбуках.

¶Характеристики

• Ход клавиши — обычно 2–4 мм у настольных моделей, 1–2 мм у ножничных.
• Усилие нажатия — 40–70 гс.
• Ресурс — от 1 до 10 млн нажатий, что ниже, чем у механических переключателей (50–100 млн).
• Герметичность — плёночные панели могут выполняться влагозащищёнными и пылезащищёнными (IP54 и выше).
• Стоимость — существенно ниже механических аналогов.

К недостаткам относят слабую тактильную отдачу, «продавливание» при длительной работе, невозможность замены отдельных клавиш и меньший ресурс. К достоинствам — низкую цену, бесшумность, компактность и устойчивость к загрязнению.

¶Применение

Мембранные клавиатуры используются в настольных ПК офисного и домашнего класса, ноутбуках, банкоматах, платёжных терминалах, кассовых аппаратах, пультах бытовой техники, медицинском и промышленном оборудовании, панелях управления станками, лифтами и охранными системами. Отдельное направление — мембранные панели для приборов, работающих в агрессивных средах, где важна герметичность.

В игровом сегменте мембранные клавиатуры уступают механическим, однако остаются востребованными в бюджетном сегменте и среди пользователей, предпочитающих тихую работу.

¶Сравнение с механическими клавиатурами

Механическая клавиатура использует индивидуальный переключатель под каждой клавишей, что даёт чёткую тактильную отдачу, высокий ресурс и возможность замены. Мембранная клавиатура дешевле, тише и компактнее, но менее долговечна и не поддаётся ремонту на уровне отдельных клавиш. Выбор между ними определяется задачами: для набора больших объёмов текста и игр чаще выбирают механику, для офисной работы и массовых устройств — мембрану.

¶Ремонт и обслуживание

Мембранные клавиатуры обычно не подлежат ремонту: при износе токопроводящих дорожек или разрыве плёнки устройство заменяют целиком. В некоторых моделях возможна чистка контактных площадок спиртом при залипании клавиш. Влагозащищённые промышленные панели могут иметь сменные мембранные слои.

¶Значение

Мембранная клавиатура стала одним из самых массовых устройств ввода в истории вычислительной техники. Именно она обеспечила доступность персональных компьютеров для широкого круга пользователей за счёт низкой стоимости, а её модификации — ножничные и плёночные — лежат в основе интерфейсов ноутбуков, терминалов и бытовой техники.

Источники: техническая документация производителей клавиатур, справочные материалы по периферийным устройствам ПК, обзоры рынка компьютерной периферии.