Bagaimana Keyboard Komputer Bekerja

Saat Anda melihat semua tambahan dan opsi yang tersedia untuk keyboard komputer baru, mungkin sulit untuk percaya bahwa desain asli mereka berasal dari mesin tik mekanis yang bahkan tidak menggunakan listrik.

Sekarang, Anda dapat membeli keyboard ergonomis yang sedikit mirip dengan model datar dan persegi panjang dengan tombol persegi biasa. Beberapa model yang lebih mencolok menyala, digulung atau dilipat, dan yang lain menawarkan opsi untuk memprogram perintah dan pintasan Anda sendiri.

Tetapi tidak peduli berapa banyak lonceng dan peluit yang mereka tawarkan, sebagian besar keyboard beroperasi menggunakan teknologi serupa. Mereka menggunakan sakelar dan sirkuit untuk menerjemahkan ketukan tombol seseorang menjadi sinyal yang dapat dipahami komputer. Pada artikel ini kita akan menjelajahi teknologi keyboard bersama dengan tata letak, opsi, dan desain tombol yang berbeda.

Fungsi utama keyboard adalah bertindak sebagai perangkat input. Dengan menggunakan keyboard, seseorang dapat mengetik dokumen, menggunakan pintasan tombol, mengakses menu, bermain game, dan melakukan berbagai tugas lainnya.

Keyboard dapat memiliki tombol yang berbeda tergantung pada pabrikannya, untuk sistem operasi yang dirancang dan apakah kunci tersebut dipasang ke komputer desktop atau bagian dari laptop.

Tetapi sebagian besar, tombol-tombol ini, juga disebut keycaps, memiliki ukuran dan bentuk yang sama dari keyboard ke keyboard. Tombol juga ditempatkan pada jarak yang sama satu sama lain dalam pola yang sama, tidak peduli bahasa atau alfabet yang diwakili oleh tombol tersebut.

Sebagian besar keyboard memiliki antara 80 dan 110 tombol, termasuk:

● Tombol pengetikan

● Keypad numerik

● Tombol fungsi

● Tombol kontrol

Tombol pengetikan menyertakan huruf-huruf alfabet, umumnya disusun dengan pola yang sama dengan yang digunakan untuk mesin ketik. Menurut legenda, tata letak ini yang dikenal sebagai QWERTY untuk enam huruf pertamanya, membantu menjaga lengan logam mesin tik mekanis agar tidak bertabrakan dan macet saat orang mengetik.

Beberapa orang mempertanyakan cerita ini, apakah itu benar atau tidak, pola QWERTY telah lama menjadi standar pada saat keyboard komputer hadir.

Keyboard juga dapat menggunakan berbagai pengaturan tombol pengetikan lainnya. Yang paling terkenal adalah Dvorak, dinamai menurut penciptanya, August Dvorak. Tata letak Dvorak menempatkan semua vokal di sisi kiri keyboard dan konsonan paling umum di sebelah kanan.

Huruf yang paling umum digunakan semuanya ditemukan di sepanjang baris beranda. Baris beranda adalah baris utama tempat Anda meletakkan jari saat mulai mengetik. Orang yang lebih menyukai tata letak Dvorak mengatakan bahwa ini meningkatkan kecepatan mengetik dan mengurangi kelelahan.

Tata letak lainnya termasuk ABCDE, XPeRT, QWERTZ dan AZERTY. Masing-masing diberi nama untuk kunci pertama dalam pola. Pengaturan QWERTZ dan AZERTY biasanya digunakan di Eropa.

Keypad numerik adalah tambahan terbaru pada keyboard komputer. Karena penggunaan komputer di lingkungan bisnis meningkat, begitu pula kebutuhan akan entri data yang cepat. Karena sebagian besar data adalah angka, satu set 17 kunci, disusun dalam konfigurasi yang sama seperti yang ditemukan pada penambahan mesin dan kalkulator, ditambahkan ke keyboard.

Pada tahun 1986, IBM memperluas keyboard dasar dengan penambahan tombol fungsi dan kontrol. Aplikasi dan sistem operasi dapat menetapkan perintah khusus ke tombol fungsi. Tombol kontrol menyediakan kontrol kursor dan layar. Empat tombol panah yang disusun dalam formasi T terbalik antara tombol pengetikan dan keypad numerik menggerakkan kursor di layar sedikit demi sedikit.

Tombol kontrol umum lainnya termasuk:

● Home

● End

● Insert

● Delete

● Page Up

● Page Down

● Control (Ctrl)

● Alternate (Alt)

● Escape (Esc)

Keyboard sangat mirip dengan miniatur komputer. Ia memiliki prosesor dan sirkuit sendiri yang membawa informasi ke dan dari prosesor itu. Sebagian besar sirkuit ini membentuk matriks kunci.

Matriks kunci adalah kisi sirkuit di bawah kunci. Di semua keyboard (kecuali untuk model kapasitif, yang akan kita bahas di bagian selanjutnya), setiap sirkuit rusak pada titik di bawah setiap tombol. Ketika Anda menekan sebuah tombol, itu menekan sebuah sakelar, menyelesaikan rangkaian dan membiarkan sejumlah kecil arus mengalir.

Tindakan mekanis sakelar menyebabkan beberapa getaran, yang disebut pantulan, yang disaring oleh prosesor. Jika Anda menekan dan menahan tombol, prosesor akan mengenalinya sebagai ekuivalen dengan menekan tombol berulang kali.

Ketika prosesor menemukan sirkuit yang tertutup, itu membandingkan lokasi sirkuit itu pada matriks kunci dengan peta karakter dalam read-only memory (ROM). Peta karakter pada dasarnya adalah bagan perbandingan atau tabel pencarian.

Ini memberi tahu prosesor posisi setiap tombol dalam matriks dan apa yang diwakili oleh setiap penekanan tombol atau kombinasi tombol. Misalnya, peta karakter memberi tahu prosesor bahwa menekan tombol dengan sendirinya sama dengan huruf kecil “a”, tetapi Shift dan tombol yang ditekan bersamaan sama dengan huruf besar “A.”

Komputer juga dapat menggunakan peta karakter terpisah, menggantikan yang ditemukan di keyboard. Ini dapat berguna jika seseorang mengetik dalam bahasa yang menggunakan huruf yang tidak memiliki padanan bahasa Inggris di papan ketik dengan huruf bahasa Inggris. 

Orang juga dapat mengatur komputer mereka untuk menafsirkan penekanan tombol mereka seolah-olah mereka sedang mengetik pada keyboard Dvorak meskipun tombol mereka sebenarnya diatur dalam tata letak QWERTY. Selain itu, sistem operasi dan aplikasi memiliki pengaturan aksesibilitas keyboard yang memungkinkan orang mengubah perilaku keyboard mereka untuk beradaptasi dengan disabilitas.

Keyboard menggunakan berbagai teknologi sakelar. Sakelar kapasitif dianggap non-mekanis karena mereka tidak menyelesaikan rangkaian secara fisik seperti kebanyakan teknologi keyboard lainnya. Alih-alih, arus mengalir secara konstan melalui semua bagian matriks kunci. Setiap kunci memiliki pegas dan memiliki pelat kecil yang terpasang di bagian bawahnya.

Saat Anda menekan sebuah tombol, ia akan memindahkan pelat ini lebih dekat ke pelat di bawahnya. Saat kedua pelat bergerak semakin dekat, jumlah arus yang mengalir melalui matriks berubah.

Prosesor mendeteksi perubahan dan menafsirkannya sebagai penekanan tombol untuk lokasi itu. Keyboard sakelar kapasitif mahal, tetapi memiliki masa pakai yang lebih lama daripada keyboard lainnya. Juga, mereka tidak memiliki masalah dengan pantulan karena kedua permukaan tidak pernah bersentuhan secara nyata.

Semua jenis sakelar lain yang digunakan pada keyboard bersifat mekanis. Masing-masing memberikan tingkat respons suara dan sentuhan yang berbeda, suara dan sensasi yang diciptakan oleh pengetikan. Sakelar kunci mekanis meliputi:

● Kubah karet

● Selaput

● Kontak logam

● Elemen busa

Sakelar kubah karet sangat umum. Mereka menggunakan kubah karet kecil dan fleksibel, masing-masing dengan pusat karbon keras. Saat Anda menekan sebuah tuts, plunger di bagian bawah tuts akan menekan kubah dan pusat karbon menekan permukaan datar yang keras di bawah matriks kunci.

Selama kuncinya dipegang, pusat karbon melengkapi sirkuit. Saat kunci dilepaskan, kubah karet akan kembali ke bentuk aslinya, memaksa kunci kembali ke posisi diamnya. Keyboard sakelar kubah karet tidak mahal, memiliki respons taktil yang cukup baik dan cukup tahan terhadap tumpahan dan korosi karena lapisan karet menutupi matriks kunci.

Alih-alih memiliki sakelar untuk setiap tombol, keyboard membran menggunakan membran kontinu yang membentang dari satu ujung ke ujung lainnya. Pola yang dicetak di membran melengkapi rangkaian saat Anda menekan tombol. Beberapa keyboard membran menggunakan permukaan datar yang dicetak dengan representasi setiap tombol, bukan tombol.

Keyboard membran tidak memiliki respons taktil yang baik dan tanpa komponen mekanis tambahan, mereka tidak mengeluarkan bunyi klik yang ingin didengar beberapa orang saat mereka mengetik. Namun, umumnya tidak mahal untuk dibuat.

Papan tombol kontak logam dan elemen busa semakin jarang ditemukan. Sakelar kontak logam hanya memiliki kunci pegas dengan strip logam di bagian bawah plunger. Saat kunci ditekan, strip logam menghubungkan kedua bagian sirkuit.

Sakelar elemen busa pada dasarnya memiliki desain yang sama tetapi dengan sepotong kecil busa spons di antara bagian bawah plunger dan strip logam, memberikan respons sentuhan yang lebih baik. Kedua teknologi tersebut memiliki respons sentuhan yang baik, menghasilkan “klik” yang terdengar memuaskan, dan tidak mahal untuk diproduksi.

Masalahnya adalah kontak cenderung aus atau terkorosi lebih cepat daripada pada keyboard yang menggunakan teknologi lain. Selain itu, tidak ada penghalang yang mencegah debu atau cairan bersentuhan langsung dengan sirkuit matriks kunci.

Produsen yang berbeda telah menggunakan teknologi standar ini, dan beberapa lainnya, untuk membuat berbagai macam keyboard non-tradisional. Kita akan melihat beberapa keyboard non-tradisional ini di bagian selanjutnya.

Banyak modifikasi pada desain keyboard tradisional merupakan upaya untuk membuatnya lebih aman atau lebih mudah digunakan. Misalnya, beberapa orang telah mengaitkan peningkatan penggunaan keyboard dengan cedera stres berulang seperti carpal tunnel syndrome, meskipun penelitian ilmiah telah memberikan hasil yang bertentangan.

Desain keyboard ergonomis dimaksudkan untuk menjaga tangan seseorang dalam posisi yang lebih alami saat mengetik sebagai upaya untuk mencegah cedera. Meskipun keyboard ini pasti dapat mencegah orang memegang tangan mereka dalam posisi “belalang sembah”, penelitian tidak sepakat tentang apakah mereka benar-benar mencegah cedera.

Papan ketik ergonomis yang paling sederhana terlihat seperti papan ketik tradisional yang telah dibagi di tengah, menjaga jarak tangan seseorang lebih jauh dan menyejajarkan pergelangan tangan dengan lengan bawah.

Desain yang lebih kompleks menempatkan dua bagian keyboard pada berbagai sudut satu sama lain dan ke permukaan tempat keyboard diletakkan. Beberapa bahkan melangkah lebih jauh, menempatkan dua bagian keyboard di sandaran lengan kursi atau membuatnya benar-benar tegak lurus dengan permukaan meja. Lainnya, seperti Datahand, tidak terlihat seperti keyboard sama sekali.

Beberapa modifikasi, meski belum tentu ergonomis, dirancang untuk membuat keyboard lebih portabel, lebih serbaguna, atau hanya lebih dingin:

● Das Keyboard adalah keyboard yang benar-benar hitam dengan tombol berbobot yang membutuhkan lebih banyak tekanan dari jari terkuat seseorang dan lebih sedikit tekanan dari jari yang lebih lemah.

● Keyboard Laser Virtual memproyeksikan representasi keyboard ke permukaan yang datar. Ketika berhasil digunakan, jari-jari seseorang melewati berkas cahaya infra merah di atas permukaan yang diproyeksikan dan sensor menafsirkannya sebagai penekanan tombol.

● Keyboard True-touch Roll-up fleksibel dan dapat digulung agar muat di dalam ransel atau tas. Keyboard dengan lampu latar biru ‘aktif’ Keyboard dengan lampu latar biru ‘mati’

● Keyboard bercahaya, seperti Ion Illuminated Keyboard, menggunakan dioda pemancar cahaya atau film elektroluminesen untuk mengirimkan cahaya melalui tombol atau ruang di antara tombol.

● Keyboard Optimus memiliki dioda pemancar cahaya organik (OLED) di tombolnya. Pengguna dapat mengubah huruf, perintah atau tindakan yang diwakili oleh setiap tombol dan OLED dapat mengubah untuk menampilkan informasi baru.

Dengan pengecualian Keyboard Laser Virtual, yang memiliki sistem penginderaannya sendiri, masing-masing keyboard ini menggunakan jenis teknologi yang sama seperti yang dilakukan model tradisional untuk berkomunikasi dengan komputer. Kita akan melihat teknologi itu selanjutnya.

Saat Anda mengetik, prosesor di keyboard menganalisis matriks kunci dan menentukan karakter apa yang akan dikirim ke komputer. Ia memelihara karakter-karakter ini dalam penyangga memori dan kemudian mengirimkan data.

Banyak keyboard yang terhubung ke komputer melalui kabel dengan konektor PS/2 atau USB (Universal Serial Bus). Laptop menggunakan konektor internal. Terlepas dari jenis konektor yang digunakan, kabel harus membawa daya ke keyboard, dan harus membawa sinyal dari keyboard kembali ke komputer.

Sebaliknya, Keyboard nirkabel, terhubung ke komputer melalui koneksi inframerah (IR), frekuensi radio (RF) atau Bluetooth. Koneksi IR dan RF serupa dengan yang Anda temukan di remote control. Terlepas dari jenis sinyal yang mereka gunakan, keyboard nirkabel memerlukan penerima, baik yang terpasang atau dicolokkan ke port USB, untuk berkomunikasi dengan komputer. Karena tidak memiliki koneksi fisik ke komputer, keyboard nirkabel memiliki koneksi daya AC atau menggunakan baterai untuk daya.

Baik itu melalui kabel atau nirkabel, sinyal dari keyboard dipantau oleh pengontrol keyboard komputer. Ini adalah sirkuit terintegrasi (IC) yang memproses semua data yang berasal dari keyboard dan meneruskannya ke sistem operasi.

Saat sistem operasi (OS) diberi tahu bahwa ada data dari keyboard, ia memeriksa untuk melihat apakah data keyboard adalah perintah tingkat sistem. Contoh yang bagus adalah Ctrl-Alt-Delete di komputer Windows, yang melakukan boot ulang sistem. Kemudian, OS meneruskan data keyboard ke aplikasi saat ini.

Aplikasi menentukan apakah data keyboard adalah perintah, seperti Alt-f, yang membuka menu File di aplikasi Windows. Jika datanya bukan perintah, aplikasi menerimanya sebagai konten, yang bisa berupa apa saja mulai dari mengetik dokumen hingga memasukkan URL hingga melakukan penghitungan.

Jika aplikasi saat ini tidak menerima data keyboard, itu hanya mengabaikan informasi. Seluruh proses ini, mulai dari menekan tombol hingga memasukkan konten ke dalam aplikasi, terjadi hampir secara instan.