Näppäimistö

syöttölaite, jolla tietokoneeseen syötetään tekstiä näppäimiä painamalla

Näppäimistö on tiedon syöttämiseen tarkoitettu laite, joka koostuu sormilla painettavista näppäimistä. Näppäimistöjä on monissa teknisissä laitteissa, kuten tietokoneissa, kirjoituskoneissa ja laskimissa.

Tyypillinen suomalais-ruotsalainen PC-näppäimistö.
Suomalais-ruotsalaisen näppäimistön kaavio, johon on merkitty myös, mitkä näppäimet tuottavat erilaisen kirjoitusmerkin norjalaisessa (vihreät merkit) ja tanskalaisessa (siniset merkit) näppäinasettelussa.

Tietokoneiden näppäimistöt muistuttavat yleensä perusasettelultaan kirjoituskoneiden näppäimistöjä, mutta niissä on enemmän näppäimiä. Eri tietokoneperheissä käytetyt näppäimistöt eroavat jonkin verran toisistaan, mutta nykyisin erot ovat suhteellisen vähäiset. IBM PC -yhteensopivissa tietokoneissa on ollut käytössä kolme yleistä näppäimistöstandardia, joista nykyisin yleisimmässä on 105 näppäintä, mutta joissain uusimmissa malleissa voi olla vielä erityisiä lisänäppäimiä. PC-näppäimistöjä voi usein käyttää myös muissa koneissa.

Ergonomiseksi näppäimistöksi voidaan kutsua keskeltä taitettua mallia, jonka on tarkoitus vähentää ranteisiin kohdistuvaa rasitusta.

Historia muokkaa

Ensimmäinen näppäimistö tietokoneeseen yhdistettiin 4.7.1956 Whirlwind I:een, jolloin ohjelmoijat pääsivät syöttämään koneeseen käskyjä suoraan ilman reikäkortteja tai katkaisimia.[1]

Qwerty-näppäimistö muokkaa

Pääartikkeli: QWERTY
 
Unkarilaisen näppäimistön erikoismerkkejä.

Yleisintä kirjoituskonetyyppisten näppäimistöjen asettelua kutsutaan Qwerty-asetteluksi, koska sen ylimmän kirjainrivin kuusi ensimmäistä näppäintä muodostavat tämän kirjainyhdistelmän. Näppäimistöistä on kaksi pääasiallista muunnelmaa: ANSI-näppäimistöä käytetään lähinnä Yhdysvalloissa. ISO-muunnelma on käytössä Euroopassa. ISO-näppäimistössä on yksi lisänäppäin vasemman Vaihto-näppäimen oikealla puolella, josta suomalaisessa asettelussa tulevat <|>-merkit. ANSI-näppäimistössä Enter (palautusnäppäin) on vaakasuora suorakulmio ja sen päällä on isompi näppäin |\-merkeille. ISO-näppäimistössä Enter on ylösalaisen paksun L-kirjaimen muotoinen. Näitä nimitetään myös PC105 ja PC104-näppäimistöiksi täysikokoisen PC-näppäimistön näppäinten määrän mukaan.

Qwerty-asettelusta on olemassa useita kansallisia muunnelmia, esimerkiksi saksankielisten maiden Qwertz ja ranskalainen Azerty. Useimmissa muunnelmissa erot kuitenkin keskittyvät perusnäppäinalueen oikeaan laitaan, jonne esimerkiksi ruotsalais-suomalaisessa versiossa on istutettu skandinaavisten kirjainten näppäimet Å, Ö ja Ä.

Qwerty-asettelua käytetään tietotekniikassa myös muiden kuin latinalaisia aakkosia käyttävien kielten, kuten japanin ja kiinan, merkinsyöttö­järjestelmien pohjana, mistä syystä sen mukaisia näppäimistöjä tavataan yleisesti kaikkialla maailmassa. Asettelu ei kuitenkaan ole täysin yleismaailmallinen: esimerkiksi yleisimmällä venäjän kirjoittamiseen käytetyllä asettelulla ei ole mitään yhteyttä Qwerty-asetteluun.

Vaihtoehtoiset asettelut muokkaa

Qwerty-näppäimistön rinnalle on esitetty vaihtoehtoisia malleja kuten Dvorak-näppäimistö ja portugalilainen HCESAR, mutta ne eivät ole saavuttaneet yhtä suurta suosiota.

PC-näppäimistö muokkaa

 
Näppäimistö voi olla toteutettu ohjelmallisesti, jolloin sitä ohjataan kosketusnäytöllä tai muulla osoitinlaitteella, kuten hiirellä. Tällöin näppäimistön merkinnät ovat vaihdettavissa lennossa.

Tyypillinen suomalainen PC-näppäimistö perustuu Qwerty-näppäimistöasetteluun, jossa on perusnäppäimistön lisäksi erikoisnäppäimiä. Kaikkiaan näppäimiä on tavallisesti 101–105.

Näppäimiin on merkitty kirjaimia ja muita merkkejä, joita perinteisesti kutsutaan kaiverruksiksi (vaikka nykyään niitä ei enää aivan sananmukaisesti kaiverreta näppäimiin). Kaiverrukset auttavat löytämään ja muistamaan oikeat näppäimet, kun järjestelmään halutaan syöttää tekstiä. Näppäimillä tuotettavat merkit eivät kuitenkaan ole kiinteästi sidoksissa näppäinkaiverruksiin, vaan riippuvat ohjelmallisesta näppäinasettelusta, jota voidaan haluttaessa muuttaa. Tietokoneen asetuksia vaihtamalla tavallisen Qwerty-näppäimistönkin voi siis hyvin laittaa tuottamaan vaikkapa kyrillisiä kirjaimia, kunhan tietokoneeseen on asennettu asianmukaiset näppäimistökartat, merkistöt ja fontit. Tällöin haluttujen kirjainten löytäminen näppäimistöstä voi tosin olla hankalaa, kun näppäinten tuottamaa syötettä ei voi päätellä päältäpäin.

Merkkien kirjoittaminen muokkaa

Perusnäppäimet muokkaa

 
PC-näppäimistön vasenta laitaa. Tyypillisessä suomalaisessa näppäimistössä vasen Shift- eli ⇧ Vaihto-näppäin on pienempi, sillä sen ja Z‑näppäimen väliin on lisätty <‑näppäin. Alarivissä sijaitsevat näppäimet Ctrl (control), Win (meta/Windows) sekä Alt (alternate), joiden avulla käyttäjä voi antaa komentoja käyttöjärjestelmälle ja ohjelmille.

Näppäimistön perusosan kolmella keskimmäisellä rivillä ovat edustettuina useimmin tarvittavat latinalaiset kirjaimet sekä osa välimerkeistä, erikoismerkeistä ja (ainakin ruotsalais-suomalaisessa näppäimistössä) tarkkeista. Kirjainnäppäimiin on tavallisesti merkitty vain suuraakkoset, vaikka niiden oletusarvoisena syötteenä ovat pienaakkoset; suuraakkosia voi kirjoittaa pitämällä samanaikaisesti alhaalla ⇧ Vaihto- eli Shift-näppäintä, jonka symbolina saattaa myös olla pelkkä lihava ylänuoli . Vaihtonäppäimiä on itse asiassa kaksi, alimman kirjainrivin vasemmalla ja oikealla laidalla, mutta vaikutukseltaan ne ovat yhteneväiset. Kymmensormijärjestelmässä vasemmanpuoleista vaihtoa käytetään silloin, kun kirjoitusmerkki näppäillään oikealla kädellä, ja vastaavasti oikeanpuoleista vaihtoa käytetään, kun merkki näppäillään vasemmalla kädellä.

Vasemmanpuoleisen vaihtonäppäimen yläpuolella olevan Caps Lock-näppäimen avulla suuraakkoset saa lukittua oletusarvoisiksi, jotta kirjoittajan ei tarvitsisi jatkuvasti pitää vaihtonäppäintä alhaalla, jos hän esimerkiksi haluaa kirjoittaa kokonaisia sanoja suuraakkosin. Tällöin yleensä syttyy erityinen merkkivalo, useimmiten näppäimistön oikeaan ylänurkkaan. Samalla vaihtonäppäimen vaikutus kääntyy kirjainnäppäinten osalta päinvastaiseksi, eli sen avulla voidaankin haluttaessa kirjoittaa pienaakkosia suuraakkosten lomaan. Pienaakkoset palautuvat oletusarvoisiksi ja merkkivalo sammuu, kun Caps Lock-näppäintä painetaan uudelleen.

Perusnäppäimistön ylärivin näppäimillä voidaan kirjoittaa numeromerkit sekä joukko erikoismerkkejä, välimerkkejä ja (monissa näppäimistöasetteluissa) tarkkeita. Caps Lock-näppäin ei vaikuta muihin kuin kirjainnäppäimiin (toisin kuin mekaanisten kirjoituskoneiden Shift Lock), joten numeronäppäimillä kirjoitetaan caps lockista riippumatta aina oletusarvoisesti numeroita. Numeronäppäinten erikois- ja välimerkit on kirjoitettava vaihtonäppäimen (tai Alt Gr-näppäimen) avulla.

Perusnäppäimistön alimman rivin keskellä sijaitsee kaikista levein näppäin, jossa yleensä ei ole mitään kaiverrusta. Sillä kirjoitetaan välilyönti. Välilyöntinäppäimen oikealla puolella sijaitsee Alt Gr (alternate graphic) ‑erikoisnäppäin, jota käytetään vaihtonäppäimen tapaan joidenkin erikoismerkkien kirjoittamiseen. Muihin kuin kirjainnäppäimiin onkin yleensä merkitty kahdesta neljään eri merkkiä. Tällöin näppäimen vasempaan alanurkkaan asemoitu merkki on näppäimen oletussyöte ja sen yläpuolella oleva tuotetaan vaihtonäppäimen avulla. Näppäimen oikeaan alanurkkaan mahdollisesti asemoitu merkki tuotetaan Alt Gr-näppäimen avulla, oikeaan ylänurkkaan mahdollisesti asemoitu merkki taas vaihtonäppäimen ja Alt Gr-näppäimen yhdistelmällä.

Esimerkkejä:

Merkin nimi Merkki Unicode-koodi Näppäily
numero 2 2 U+0032 2
suora lainausmerkki " U+0022 ⇧ Vaihto·2
ät-merkki @ U+0040 Alt Gr·2
kaareva lainausmerkki* U+201D ⇧ Vaihto·Alt Gr·2
numero 0 0 U+0030 0
yhtäläisyysmerkki = U+003D ⇧ Vaihto·0
kenoviiva \ U+005C Alt Gr·0
asteen merkki* ° U+00B0 ⇧ Vaihto·Alt Gr·0

Palautusnäppäin ja askelpalautin muokkaa

 
ANSI-tyyppinen sininen palautusnäppäin

Oikeanpuoleisen vaihtonäppäimen yläpuolella on normaalia näppäintä selvästi isompi palautusnäppäin Return, nykyään englanniksi useammin Enter, jonka symbolina on vasemmalle kääntyvä kulmanuoli . Palautusnäppäimen nimi periytyy vanhoista kirjoittimista, joissa paperitela tai kirjoituspää piti aina riviä vaihdettaessa palauttaa lähtöasentoon vaununpalautus-koodilla (carriage return). Nykyaikaisissa tekstinkäsittelyohjelmissa palautusnäppäin tuottaa yleensä näkymättömän kirjoitusmerkin, joka osoittaa tietokoneelle kappaleen päättyvän.

Palautusnäppäimen yläpuolella on askelpalautin ← Backspace, jota symboloi vasemmalle osoittava nuoli . Myös askelpalauttimen nimi periytyy kirjoituskoneista, joissa vastaava näppäin siirsi paperitelaa yhden askelen verran takaisinpäin. Nykyaikaisissa tekstinkäsittelyohjelmissa askelpalautin pyyhkii pois kohdistinta edeltävän merkin. Selaimissa tai tiedostonhallinnassa sen avulla voi yleensä palata edelliselle sivulle tai ylemmälle hakemistotasolle.

Sarkain muokkaa

 
Tabulaattori.

Ylimmän kirjainrivin vasemmalla puolella on niin sanottu sarkain- eli tabulointinäppäin, jossa tavallisesti on oikealle osoittava, pystyviivaan päättyvä nuoli [⇥] ja sen yläpuolella samanlainen mutta vasemmalle osoittava nuoli [⇤] ilmaisemassa, että vaihtonäppäimellä vaikutus kääntyy päinvastaiseksi. Sarkainnäppäimen tarkoitus vaihtelee käytettävän ohjelman mukaan, mutta esimerkiksi tekstinkäsittelyohjelmissa se tuottaa tavallisesti näkymättömän merkin, joka ohjaa kohdistimen eli kursorin asettumaan erikseen asetettavaan sarkainkohtaan. Toisaalta taulukoissa sarkainnäppäin ei tuota minkäänlaista merkkiä, vaan sen avulla siirretään kohdistinta solusta toiseen.

Tarkenäppäimet suomalaisessa näppäimistössä muokkaa

Pääartikkeli: Tarkenäppäin

Suomessa käytössä olevat näppäimistöt ja näppäimistöasettelut poikkeavat jossakin määrin esimerkiksi tavallisesta yhdysvaltalaisesta tai saksalaisesta näppäimistöstä. Eroavaisuudet koskevat pääasiassa niin kutsuttujen tarkkeitten ja kielikohtaisten kirjainmerkkien sekä joittenkin erikoismerkkien sijoittelua näppäimistöllä.

Tarkenäppäinten erikoispiirre on, että merkki ei näppäiltäessä tule heti näkyviin. Tarkkeita ei ole tarkoitettu käytettäviksi itsenäisinä kirjoitusmerkkeinä, vaan ne esiintyvät tavallisesti vain jonkin kirjaimen lisukkeina (é, ü, ñ, ç, ā), joten kirjoitettaessa ne jäävätkin odottamaan seuraavaa kirjainta ja ilmestyvät näkyviin vasta sen kera. Näin suomalaisella näppäimistöllä on varsin helppo kirjoittaa useitten eurooppalaisten kielten erikoismerkkejä.

Perinteisessä ruotsalais-suomalaisessa näppäimistöasettelussa on numerorivissä askelpalauttimen vasemmalla puolella tarkenäppäin, johon on kaiverrettu akuutti (´) eli oikealle kallistuva aksenttimerkki ja sen yläpuolelle gravis (`) eli vasemmalle kallistuva aksenttimerkki). Aksenttimerkin alapuolella on toinen näppäin, johon on kaiverrettu treema (¨) eli kaksi yläpuolista pistettä, sen yläpuolella sirkumfleksi (^) eli ylöspäin osoittava nuolenkärki ja oikeassa alanurkassa aaltoviiva (~) eli tilde.

Paitsi tarkkeena voidaan aaltoviivaa tietoteknisissä yhteyksissä käyttää yksinäänkin esimerkiksi kotihakemiston symbolina (etenkin Linux- ja Unix-järjestelmissä) ja sirkumfleksiä puolestaan yläindeksin korvikkeena esimerkiksi potenssilaskuissa (2^3 = 23). Aaltoviiva esiintyy itsenäisenä merkkinä myös esimerkiksi eräissä kielitieteellisissä merkinnöissä. Tällaista harvinaisempaa käyttöä varten tarkkeet saadaan tuotettua kirjoittamalla tarkemerkin jälkeen kirjaimen sijasta välilyönti tai kirjoittamalla tarke kaksi kertaa peräkkäin.

Laajennetussa suomalaisessa näppäimistöasettelussa on mukana lukuisia muitakin tarkemerkkejä: hattu, kaksoisakuutti, lyhyysmerkki eli breve, pituusmerkki eli makron, ogonek eli häntä, poikkiviiva, sedilji, yläpuolinen ja alapuolinen piste, yläpuolinen ympyrä ja niin edelleen. Tämä mahdollistaa suomen kielen š- ja ž‑kirjainten suositusten mukaisen kirjoittamisen sekä muitten, etenkin pohjois- ja keskieurooppalaisten, kielten kirjoittamista vielä huomattavasti laajemmin kuin perinteinen ruotsalais-suomalainen näppäimistö.

Vanha ruotsalais-suomalainen näppäimistö, jota esiintyi pääasiassa mekaanisissa kirjoituskoneissa huomattavasti ennen kotitietokoneitten yleistymistä, erosi nykyisestä muun muassa siten, että skandinaavisten kirjainten näppäimet Å, Ä ja Ö sijaitsivat alaoikealla, välittömästi M:n vieressä. Tärkeimmiksi katsottujen tarkkeitten paikka oli tuolloinkin yläoikealla. Näppäinten määrä oli yleensä pienempi kuin nykyään: esimerkiksi näppäimet 0 ja 1 saattoivat puuttua kokonaan, koska katsottiin, että numeroitten 0 ja 1 sijasta voitiin käyttää kirjaimia O ja l. Koska Alt Gr-näppäintä tai sitä vastaavaa mekanismia ei tunnettu, voitiin kullakin näppäimellä tuottaa korkeintaan kaksi erilaista merkkiä. Niinpä esimerkiksi aaltosulkeita, hakasulkeita tai ät-merkkiä ei tuon ajan ruotsalais-suomalaisissa näppäimistöissä esiintynyt.

Näppäimistöön merkitsemättömien kirjainten ja merkkien tuottaminen muokkaa

Näppäimistön merkinnät eivät yleensä kerro koko totuutta käytettävissä olevasta merkkivalikoimasta. Nykyaikaisissa Suomen oloihin kotoistetuissa tietokonejärjestelmissä esimerkiksi Alt Gr -näppäin yhdessä Ö-näppäimen kanssa saattaa tuottaa niin sanotun tanskalaisen Ö:n (Ø), vaikkei sitä olisikaan näppäimistöön erikseen merkitty. Tämä näppäinyhdistelmä toimii ainakin laajennetussa suomalaisessa näppäimistössä, joka on vuonna 2008 vahvistettu kansalliseksi standardiksi. Niin sanottu hattu saadaan samassa näppäimistöasettelussa pitämällä Alt Gr:ää pohjassa ja painamalla samaan aikaan suoran heittomerkin näppäintä. Kun tämän jälkeen painetaan esimerkiksi S-näppäintä, saadaan tarkkeellinen kirjain š.

Komento- ja ohjausnäppäimet muokkaa

 
Symbolics-tietokoneen näppäimistö, jossa ohjausnäppäiminä ovat Shift, Control, Meta, Super ja Hyper

Näppäimistön alimmalla rivillä vasemmassa reunassa on Ctrl eli ctrl-näppäin (control, suom. ohjaus) ja välilyöntinäppäimen vasemmalla Alt eli alt-näppäin (alternate, vaihtoehtoinen), joita voidaan käyttää yhdessä muiden näppäinten kanssa antamaan käyttöjärjestelmälle ja ohjelmille komentoja.

Näiden välissä PC-tietokoneen näppäimistössä on Win, jota yleensä kutsutaan Windows-näppäimeksi, koska siinä on Windows-käyttöjärjestelmän logo. Tämä näppäin lisättiin PC-näppäimistöihin Windows 95 -käyttöjärjestelmän aikana. Windowsissa se avaa käyttöjärjestelmän Käynnistä-valikon (Start-menu). Eräät valmistajat eivät pidä näppäinten nimen käytöstä Microsoftin markkinointiin. Sun Microsystemin Type 6 USB -näppäimistöissä sen tilalla on vinoneliöllä merkitty Meta-näppäin. Linuxin työpöytäympäristöistä ainakin GNOME käyttää tästä näppäimestä nimeä Super, joka on yksi X Window Systemin tuntemista näppäinten nimistä.

 
Sun Type 5c näppäimistön Meta, Compose ja Alt Gr -näppäimet.

Apple Macintosh-näppäimistössä vastaavalla paikalla on Cmd eli komento-näppäin, jonka avulla voidaan suorittaa erilaisia näppäinkomentoja. Ikkunoiduissa, graafisissa käyttöliittymissä ne tarjoavat näppärän oikotien, niin ettei käyttäjän tarvitse aina ruveta hakemaan komentoja valikoista hiiren avulla, mutta toisaalta käyttäjän on opeteltava näppäinyhdistelmät ulkoa, ennen kuin niistä on iloa. Välilyöntinäppäimen ja erikoismerkkien kirjoittamiseen tarvittavan Alt gr -näppäimen oikealla puolella on vielä toinen Windows- ja ctrl-näppäin ja usein niiden välissä niin sanottu menunäppäin (valikkonäppäin), jonka toiminta vastaa Windows-käyttöjärjestelmässä hiiren kakkospainiketta.

Joissain näppäimistöissä ja lähes kaikissa kannettavissa tietokoneissa on kyseisen valikkonäppäimen sijasta Fn eli Function -näppäin jota pohjassa pitämällä voi saada numerorivistä erinäisiä lisätoimintoja. Tätä on hyödynnetty esimerkiksi kannettavissa tietokoneissa kirkkauden säätämiseen ja mediakontrolleihin. Pienemmissä näppäimistöissä joissa ei ole funktionäppäimiä (F1–F12), voi Fn-näppäimellä aktivoida kyseiset toiminteet tavallisten numeronäppäinten avulla. Fn-näppäin voi sijaita joko vasemman tai oikean Ctrl-näppäimen vieressä. [2]

 
Esc-näppäin amerikkalaisen näppäimistön yläkulmassa.

Perusnäppäimistöosan yläpuolella vasemmassa kulmassa on Esc-näppäin (engl. escape, ’pako, poispääsy’) eli poistumisnäppäin, jolla toisinaan voi keskeyttää tietokoneen suorittaman toiminnon, mutta joissain ohjelmissa sillä saattaa olla muita erityistehtäviä. Esc-näppäimen oikealla puolella on rivistö funktio- eli toimintonäppäimiä (F1–F12), joihin voi liittyä lisää ohjelmakohtaisia erityiskomentoja: esimerkiksi F1-näppäin tuo tyypillisesti esiin käytettävän ohjelman ohjeistusta. Ensimmäisissä PC-koneiden näppäimistöissä (PC/XT) toimintonäppäimiä oli vain kymmenen, ja ne olivat näppäimistön vasemmassa reunassa parijonossa. Toimintonäppäinrivin oikeassa reunassa on yleensä vielä muutama erikoisnäppäin: print screen- (joka Windowsissa kopioi näytöstä kuvan leikepöydälle), scroll lock- ja pause/break-näppäimet.

 
Ohjaus- ja erikoisnäppäimiä.

Perusnäppäimistöosan oikealla puolella on tavallisesti kohdistimen ohjausnäppäimiä: neljä erillistä nuolinäppäintä (arrow keys) ja niiden yläpuolella näppäimet home (jolla kohdistin siirtyy rivin alkuun), end (rivin loppuun), page up (edelliselle sivulle) ja page down (seuraavalle sivulle). Samaan näppäinryhmään kuuluva insert-näppäin asettaa tekstinsyötön niin sanottuun päällekirjoitustilaan, jolloin jokainen vanhan tekstin lomaan lisättävä merkki korvaa sen alle jäävän vanhan merkin, sen sijaan että uudet merkit työntäisivät vanhaa tekstiä edellään, kuten tavallisesti. Delete-näppäin puolestaan poistaa kohdistinta seuraavan merkin kirjoittamatta mitään tilalle.

 
Erillinen numeronäppäimistö.

Samat kohdistimen ja tekstinsyötön ohjausnäppäimet sisältyvät myös näppäimistön oikeassa laidassa olevaan erilliseen numeronäppäimistöön, vaikka niiden asettelu on erilainen. Numeronäppäimistön vasemmassa ylänurkassa on lisäksi num lock -näppäin, joka toimii samaan tapaan kuin kirjainnäppäimiin vaikuttava caps lock: sen avulla numeronäppäimistön voi lukita laskinmaiseksi näppäimistöksi, jolla voi yksikätisesti syöttää lukuja ja laskea yksinkertaisia aritmeettisia perusyhtälöitä (yhteen-, vähennys-, kerto- ja jakolaskuja).

Kannettavien tietokoneiden näppäimistössä on yleensä hieman vähemmän näppäimiä ja erilainen näppäinjärjestys. Esimerkiksi erillinen numeronäppäimistö puuttuu yleensä tilansäästön vuoksi kokonaan. Niin sanotuissa multimedianäppäimistössä on lisäksi joitakin ohjelmoitavia erikoisnäppäimiä esimerkiksi äänenvoimakkuuden säätöön sekä selaimen ja yleisimpien apuohjelmien käynnistykseen ja sammuttamiseen.

Näppäimistön tekniikka muokkaa

Kytkimet muokkaa

The Handbook of Human-Computer Interaction suosittelee, että näppäinten liikkeen tulisi olla 1,3–6,4 mm ja painallukseen käytettävän voiman 28–142 g. Tutkimusten mukaan käyttäjät eivät ole tarkkoja näiden suhteen vaan sopeutuvat kulloiseenkin tilanteeseen.[3]

Kalvokytkin muokkaa

Tavallisimpien näppäimistöjen kytkimet perustuvat kalvoon. Tässä rakenteessa näppäinhatut on sijoitettu kumisten kupujen päälle. Kupujen alla on kerroksittainen muovikalvo. Näppäinhatun painuessa alas kupu painuu alas ja painaa ensimmäisen kalvon läpi eristekalvosta yhteen alimman kalvon kanssa, minkä kone tulkitsee merkin annoksi. Painalluksen hellittäessä kumikupu palauttaa näppäinhatun alkuasentoonsa. Tässä mallissa näppäinhattu liikkuu täydet 2,5–4,0 mm.

Tämä rakenne on halpa valmistaa, mutta muihin verrattuna se ei ole kovin kestävä: näille malleille on luvattu iäksi ainoastaan 1–10 miljoonaa painallusta. Ajan myötä kumi voi kovettua ja tuntuma muuttuu kovemmaksi tai pehmeämmäksi.

Joissakin kalvokytkimissä on yksinkertaisempi rakenne, jossa kolmen muovikalvon asemasta käytetään sähköä johtavaa kumia.

Joistakin malleista hattu ja kupu puuttuvat kokonaan.[4]

Saksikytkin muokkaa

 
Saksikytkimen toimintaperiaate.

Kalvokytkimen alalaji on saksikytkin. Tätä tyyppiä käytetään kannettavien tietokoneiden näppäimistöissä. Saksimekanismin vaikutuksesta näppäinhattu liikkuu vain 2 mm. Liike tuntuu kalvomallia vakaammalta, ja näppäimet palautuvat voimakkaammin.

Tämä malli on hieman kalvomallista kalliimpi. Sen käyttöikä on 1–20 miljoonaa painallusta.[4]

Mekaaninen kytkin muokkaa

 
Kokonainen mekaaninen kytkin (sininen) ja ruskea kytkin osiin purettuna.
 
vaihdettavat näppäinhatut

Mekaaniset näppäimistöt perustuvat mekaanisiin kytkimiin, jollainen on jokaisen näppäimen alle. Tällaiset näppämistöt ovat kalvomallisia mutkikkaampia, kalliimpia ja laadukkaampia.lähde? Jokaisen näppäimen alla on itsenäinen kytkin, joka voidaan ainakin periaatteessa irrottaa ja vaihtaa sen vikaannuttua.lähde?

Mekaanisia kytkimiä on erilaisia malleja, jotka tunnetaan värikoodien nimillä. Esimerkiksi kirjoittamiseen ja koodaamiseen käytettävät siniset kytkimet antavat selvän kosketustuntuman ja naksahtavat painettaessa, kun taas punaiset kytkimet ovat epälineaariset, hiljaiset ja muistuttavat tuntumaltaan kalvonäppäimiä ja niitä suositellaan esim. pelikäyttöön.[5]

Mekaanista näppäintä ei tarvitse painaa pohjaan saakka. Useissa tapauksissa näppäinhattu kulkee 4 mm matkan pohjaan, mutta signaali painalluksesta lähtee koneelle jo 2 mm:n kohdalla. Signaalin lähdettyä näppäinmekanismi alkaa vastustaa liikettä aiempaa voimakkaammin. Näin mekanismi ilmaisee kirjoittajalle, että sormen voi siirtää seuraavalle näppäimelle jo ennen törmäystä pohjaan. Tämän ansiosta nopean kirjoittamisen pitäisi olla miellyttävämpää.lähde?

Hyvin suunniteltu kytkin ei palaudu off-asentoon samassa kohdassa kuin signaali lähtee, vaan vasta myöhemmin, koska tämä estää useiden signaalien lähtemisen samalla painalluksella.[3]

Mekaanisten kytkimien toiminta ei heikkene ajan myötä. Samalla ne ovat kaikkein kestävimpiä: niille luvataan 20–50 miljoonaa painallusta.[4]

Mekaanisia näppäimistöjä myydään myös osina, joten käyttäjä voi vaihtaa näppäimistön kotelon, taustalevyn (backplate),[6][7] kytkimet, näppäinhatut ja johdon halutessaan tai rakentaa näppäimistön haluamistaan osista. Lisäksi jotkut näppäimistöt ovat ohjelmoitavia, joten näppäinten ja led-taustavalon toimintaa voi säätää.[8]

Lineaarinen mekaaninen kytkin muokkaa

Lineaarinen mekaaninen kytkin ei ilmaise erikseen, missä vaiheessa signaali on lähtenyt. Vaadittava painalluksen voima pysyy samana koko matkan. Esimerkkejä: Deck[9]; Cherryn mustakantaisilla kytkimillä varustetut näppäimistöt[4].

Mekaaninen kytkin, jossa on kevyt tuntuma muokkaa

Nämä mallit antavat kosketuspalautetta ja naksuvat, mutta erehdyttävän vaisusti. Esimerkki: Cherryn ruskeakantaisilla kytkimillä varustetut näppäimistöt[4].

Kosketustuntuman antavat mekaaniset kytkimet muokkaa

 
IBM:n kytkimen nurjahtava jousi

Näissä malleissa on tuntuva palaute ja selvä naksu. Esimerkkejä: SteelKeys 6G[10], Cherryn sinikantaisilla kytkimillä varustetut näppäimistöt[4].

Kuuluvaa palautetta antavat mekaaniset mallit muokkaa

Ääni on kovempi, mutta yleensä suurempaa voimaa ei tarvita niillä kirjoittamiseen. Esimerkki: Strongman-kytkimillä varustetut mallit[4], kuten Cherry SMK85[11].

Jäykät ja kovaääniset mekaaniset kytkimet muokkaa

Tämäntyyppisten näppäimistöjen tuntuma muistuttaa IBM Selectric -kirjoituskonetta.

Nämä mallit ovat harvinaisia nykyään, mutta ne olivat suosittuja tietokoneiden alkuaikoina. Monet vannovat näiden mallien nimiin edelleen. Vastaavan hyödyn voi kuitenkin saada uudemmista, kosketustuntumalla varustetuista mekaanisista näppäimistöistä.[4]

Esimerkki: Nurjahtavaan jouseen perustuva IBM:n alkuperäinen malli "M" painaa yli kaksi kiloa[4]. Nykyään samoja näppäimistöjä valmistaa Unicomp[12].

Näppäimistömatriisi muokkaa

Näppäimistön kytkimet on tyypillisesti kytketty matriisiin. Näppämistön kaikkien näppäinten kytkeminen suoraan näppäimistöä ohjaavan mikrokontrollerin tai vastaavan pinneihin on mahdotonta. Tämän vuoksi näppäimistön kytkimet on järjestelty matriisiin, jonka linjoja skannataan millisekuntien välein.[13][14]

Tekniikasta aiheutuu eräitä ongelmia, kuten ghosting, jossa näppäimenpainalluksia katoaa kun useita näppäimiä painetaan pohjaan. Tämä vuoksi etenkin pelaamiseen suunnitelluissa näppäimistöissä käytetään anti-ghosting-tekniikoita, jotka varmistavat sen, että ainakin useimmiten käytetyt näppäimet voi painaa pohjaan yhtäaikaa.[15] Tekniikasta, joka pystyy tunnistamaan kaikki yhtäaikaa painetut näppäimet käytetään nimeä NKRO (N-Key Rollover).[16]

Liitännät muokkaa

Erillisen näppäimistön liitäntöjä on lukuisia erilaisia. PC-yhteensopivissa koneissa liitin on aluksi ollut iso ja pyöreä DIN5-liitin, IBM PS/2-koneiden myötä pienempi pyöreä PS/2-liitin ja nykyisin usein USB-liitin. Applen tietokoneet ovat aiemmin käyttäneet ADB-liitintä, Sunin työasemat sarjaliitäntään perustuvia DB15 (Sun3-koneet) ja MiniDIN8-liittimiä (Type 5 -näppäimistöt). Nykyisin yleisin käytössä oleva liitäntä on USB.

Liitäntä voi olla myös johdoton infrapuna- tai radioyhteydellä (esim. Bluetooth) varustettu näppäimistö. Enemmistö langattomista näppäimistöistä perustuu kuitenkin langan päässä sijaitsevaan vastaanottimeen.

Muoto muokkaa

Näppäimistön muoto vaikuttaa kirjoitustehoon ja virheiden määrään. Tutkimusten mukaan paras muoto on sivulta katsottuna kaareva; toiseksi paras profiili on porrastettu. Tasainen profiili on kaikkein huonoin.[3]

Tutkimuksissa kaikki käyttäjät pitävät jonkin verran kallistetusta näppäimistöstä. Puolelle tutkimuksiin osallistuneista sopivin kulma on 15–25°. Sopiva kulma riippuu istuimen korkeudesta ja käyttäjän omasta pituudesta.[3]

Koko muokkaa

Näppäimet muokkaa

Useimmissa näppäimistöissä näppäimen muoto on kaareva tai kovera. On olemassa myös litteitä näppäimiä.

Näppäinten keskikohtien tulisi olla vähintään 19 mm:n päässä toisistaan, sillä tiheämpi asettelu hidastaa kirjoittamista[3]. ANSI-standardi suosittelee, että näppäimen koko on 12 × 12 mm.[3]

Katso myös muokkaa

Lähteet muokkaa

Aiheesta muualla muokkaa

 
Commons
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta näppäimistö.