带你深入了解朝夕相处的键盘

哒哒!哒哒! 21世纪,敲击键盘的声音就是思考的声音——敲击键盘来编程,敲击键盘来发帖……。不过,你有没有停下来想一想,键盘的内部是什么样子的?看到它的内部构造你一定会惊讶的,让我们一起走近与我们朝夕相处的键盘吧!


有言在先

把电子设备整个拆开是学习它们运作原理的绝佳办法,但这么做通常很危险。如果你要拆的是电脑键盘,可能谈不上危险,但你很难将数百个小零件重新拼装回去。如果你真的要拆,那就要做好花几个小时拼装键盘的准备!


1.按键底下是什么?——拆开一个按键

拆开键盘上的一个按键,你就大概知道它是怎么运作的了。如图,键盘上有一个小洞,拆下的按键上有一个直径与其相符的小圆柱。小洞内部有一小块橡胶(图上看不到),它的作用是固定按键,同时具有弹性能带动按键。


2.键盘底下是什么?——拆下键盘底版

将键盘底版拆开,就能从下往上观察整个键盘。在图中,你可以看到透明的塑料接触层,它们能感应到键盘上的压力。你能看到按键上的小圆柱从上往下深入接触层上的圆洞中。左上角绿色的长方形上有三个LED小灯,当你按下Num Lock(数字锁定键)、Caps Lock(大写) 和Scroll Lock(屏幕滚动锁定键)时便会激活对应灯。看到接触层内的电线了吗,他们能在键盘和电脑的USB接口之间传递电子信号。 


 3.按下按键会发生什么?——电脑键盘里的接触层

Taking the bottom panel off a computer keyboard

揭开接触层,你会看到按键的底部和它们被按压的位置。图中手指上就是前面提到的小块橡胶,正是它让键盘能够上下弹动。留意接触层上画的电线位置图。


4.接触层是如何工作的?——电脑键盘内部敏感的接触层

这就是键盘的魔力所在。一共有3层塑料接触层监测按键上的压力。其中两层上铺有金属导电轨道,中间有一层布满小洞的绝缘层。图中,绝缘层上有一个个圆洞,这就是两层铺有金属导电轨道的接触层连接的地方。当接触层感知到我们施加在按键上的压力时,接触层上的金属导电轨道能让微电流经过。


下图是一个按键底部的特写——如果你仔细观看,就能发现它是如何运作的。下层塑料板上有以浅灰色印刷的电路连接图。上层塑料板上用深灰色印刷了另一份电路连接图。两层板由一层塑料层分隔开,只有在小圆洞上相互接触,这就是按下按键将两层塑料层结合起来的地方。


5.整个键盘如何运作?

当你按下一个按键时,上接触层与下接触层触碰到一起,键盘就会向电脑发送一个信号——正如下图所示:


现代计算机键盘是谁发明的?

有着“QWERTYUIOP”这样古怪顺序的现代计算机键盘是由19世纪晚期的打字机进化而来的。如今的键盘是一块电路板上安装多个按键,而那时候的打字机键盘可不一样,它是一个由许多杠杆、弹簧组成的复杂系统,在纸上印出字时还会发出很大噪音。随着电子元件的发展,打字机上可移动的部分逐渐减少。不过,要找到并确定键盘从机械转向电子是由哪一个个键盘还是哪一位发明家开始的还真不容易。我查阅了各种发明记录和我能找到的关于现代键盘的最早期文献——美国专利2,391,749: The Singer Company的詹姆斯·马丁·康斯托克(James Martin Comstock)发明了印刷电路键盘并于1971年获得专利。正如马丁在专利阐释中说的那样,这种键盘的优势显而易见:造价低廉、可移动部件少、易与其它设备连接(即使损坏也能及时换上新键盘)。


登录或注册后发布评论