Jak działają przełączniki optyczne w klawiaturach?

przełączniki optyczne w klawiaturach, przełączniki optyczne

Dużo pisałem już na temat klawiatur i przełączników, więc należy temat wyczerpać możliwie najbardziej. Dlatego dziś odpowiadam na pytanie, jak działają przełączniki optyczne.

Wcześniej odpowiadałem na to, czy wybrać klawiaturę mechaniczną, czy membranową. Jeśli mechaniczną, to jakie przełączniki wybrać i wreszcie czy warto kupić drogą klawiaturę? Dziś więc czas sięgnąć nieco głębiej, bo w stronę czegoś niszowego, co może i jest od dawna na rynku, ale co i tak niezbyt przebiło się do mainstreamu, pozostawiając zwyczajne przełączniki mechaniczne na topie.

Są jednak częścią i tak wielu modeli na rynku klawiatur, więc warto przynajmniej wiedzieć to, na jakiej zasadzie działają, bo wbrew pozorom, oferują naprawdę wiele. Obecnie na rynku funkcjonują w wersji od Razera, Gatreona, Bloody, czy Keychrona.

Jak działają przełączniki optyczne w klawiaturach?

Przełączniki optyczne

Co tu dużo mówić, nazwa tych przełączników ujawnia wszystko to, co najważniejsze w ich działaniu i konstrukcji. Można jednak trafić nie raz na określenie ich mianem mechanicznych przełączników optycznych i osobiście to określenie naprawdę mi się podoba, bo te dwa światy (mechaniczny i optyczny), łączą się w przypadku tych przełączników już w samej konstrukcji. Dlatego najpierw odpowiedzmy na pytanie, jak to jest z tymi tradycyjnymi, mechanicznymi. 

Tak jak klawiatury membranowe bazują na membranach, tak klawiatury mechaniczne na… mechanicznych przełącznikach. Te są osadzone w lukach górnej części obudowy, łącząc się z jednej strony z laminatem o szeregu obwodów elektrycznych i diodami, a z drugiej klawiszem, czyli keycapem, w którego klikamy.

Jak działają przełączniki optyczne w klawiaturach?
Budowa przełącznika

Sam przełącznik mechaniczny składa się z czterech głównych części. Idąc od dołu, czyli miejsca po połączeniu przełącznika z płytką laminiowaną, zobaczymy jego dolną część obudowy ze sprężynką, na której ląduje trzpień i którą zamyka górna część obudowy. O nią właśnie obija się klawisz po dociśnięciu go na maksa, ale aktywacja zachodzi znacznie wcześniej. Ta objawia się połączeniem ukrytego wewnątrz obwodu elektrycznego i tym samym wygenerowaniem i wysłaniem sygnału do komputera.

Jak działają przełączniki optyczne w klawiaturach?

Czytaj też: Dlaczego jest tak dużo producentów płyt głównych i kart graficznych?
Czytaj też: Historia za technologią aktywnej redukcji hałasu
Czytaj też: Czy dbanie o temperaturę dysków SSD naprawdę je niszczy?

W przełączniku optycznym pozbyto się potrzeby fizycznego kontaktu między dwoma materiałami przewodzącymi w celu wychwycenia aktywacji klawisza. To z marszu wyeliminowało wymóg powszechnego lutowania przełączników do laminatu, czyli płytki elektronicznej znajdującej się w klawiaturze, umożliwiając nawet prostą wymianę przełączników. Jednak należy pamiętać, że już w świecie mechanicznych rozwiązań pojawiły się na rynku przełączniki na „wcisk”. To więc jedna z zalet, ale jak możecie się domyślić, w grę wchodzą te znacznie ważniejsze.

Jak działają przełączniki optyczne w klawiaturach?

Przełącznik optyczny bazuje na horyzontalnej zorientowanej wiązce światła, która nieustannie pada w przełączniku na blokujący ją fizyczny element. Zwykle jest to sam trzpień, który posiada w sobie „dziurę” na pewnej wysokości, przez którą przechodzi wiązka światła w momencie aktywacji. To więc od jej umiejscowienia zależy, kiedy wiązka światła przedostanie się na drugą stronę przełącznika, wyzwalając przy tym aktywację przycisku. Innymi słowy, zachodzi to w momencie, kiedy wciskamy klawisz. 

Należy podkreślić, że w optycznym przełączniku, tak jak w mechanicznym, wciskając klawisz, wciska się wewnętrzny trzpień na sprężynie, która w razie zniknięcia nacisku przywróci trzpień (więc i klawisz) do pierwotnej pozycji. Po drodze może jednak znaleźć się dodatkowy element, który z tego typu liniowej charakterystyki zrobi taką z wyczuwalnym przeskokiem (mowa o przełącznikach Blue/Brown).

Jak działają przełączniki optyczne w klawiaturach?

Jak więc możecie się spodziewać, nawet obeznanym może umknąć różnica między działaniem przełączników mechanicznych i optycznych w praktyce. W gruncie rzeczy posiadają bowiem te same fizyczne elementy, ale różne mechanizmy aktywacyjne i dlatego optyczne przełączniki znajdziemy w tradycyjnych wariantach znanych z tych „zwyczajnych mechanicznych” (pokroju, ale często o nieco niższym poziomie aktywacji sięgającym np. nie 2 mm, a 1,5 mm.

Zalety przełączników optycznych

Główną przewagą przełączników optycznych jest skrócenie opóźnienia sygnału od wciśnięcia klawisza do reakcji komputera o niewyczuwalne kilka(naście) milisekund przez pozbycie się problemu związanego z szumem odbijanych części metalowych.

Dodatkowo krótsza droga pracy i szybszy moment aktywacji pozytywnie wpływają na szybkość. Te dodatkowo szybciej ulegają degradacji poprzez utlenianie i zwyczajne zużycie, co pogarsza w czasie działanie mechanicznych przełączników. 

Jak działają przełączniki optyczne w klawiaturach?

Stąd wyższa wytrzymałość wersji optycznych, które są dodatkowo mniej podatne na duże awarie, jako że niedokładnie wykonane luty w przypadku mechanicznych mogą dać z czasem o sobie znać i przykładowo uczynić z czasem klawiaturę zwyczajnie bezużyteczną. Prowadzi to też do wyższej odporności klawiatur optycznych na zalania i potencjalnie mniejszych kosztów produkcji, choć może to być tylko pozorna oszczędność, którą trzeba przerzucić na dodatkowe diody i czujniki w przełącznikach. 

Chcesz być na bieżąco z WhatNext? Śledź nas w Google News