Tastaturen

Wenn man handelsübliche PC-Tastaturen betrachtet, stellt man fest, dass sie oft mehr als 100 Tasten zur Verfügung stellen. Da jede einzelne Taste ein spezifisches Signal an den Computer überträgt und zu diesem Zweck zwei Kontakte verbindet, müssten theoretisch mehr als 200 Leitungen zum PC geführt werden. Das kann weder sinnvoll noch effizient realisiert werden. Aus diesem Grund arbeiten Tastaturen auf Basis einer Schaltmatrix, die es ermöglicht, jede Taste anhand einer Reihe und einer Spalte zu identifizieren.

Eine Schaltmatrix besteht aus waagerecht und senkrecht angeordneten Leiterbahnen. An den Stellen, wo sich die Leiterbahnen kreuzen, befindet sich jeweils ein Tastenkontakt. So ergibt es sich, dass mit lediglich drei waagerechten und vier senkrechten Leiterbahnen bereits 12 Tasten erfasst werden können. Mit zunehmender Anzahl der Leiterbahnen vergrößert sich die Anzahl der Kreuzungspunkte und der Tastenkontakte.

Beim Drücken einer Taste wird ein elektrischer Kontakt zwischen der Reihe und der Spalte hergestellt. Um den Kreuzungspunkt zu verorten, kommt ein Mikrocontroller-Chip zum Einsatz, mit dem die Leiterbahnen innerhalb der Tastatur verbunden sind. Der Chip ordnet den Tastendruck einem Buchstaben, einer Zahl oder einer Funktion zu. Die Information wird dann als binärer Code an den PC übertragen. Das kann kabellos via Funk oder Bluetooth oder kabelgebunden per USB-Kabel oder PS/2-Kabel erfolgen.

Wenn die Taste "H" betätigt, ist die Leiterbahn der Spalte 3 (S3) und die Leiterbahn der Reihe 2 (R2) miteinander verbunden.

Die Besonderheit von Rubberdome-Keyboards besteht darin, dass sich unter den Tasten eine Matte aus Silikon oder Gummi befindet. Die Matte ist mit vielen kleinen Erhebungen ausgestattet und ähnelt optisch einer Luftpolsterfolie. Die Erhebungen dienen als Puffer zwischen den Tasten und Kontakten. Die Puffer stellen bei Betätigung der Tasten die Verbindung zur Leiterbahn her und lösen den Kontakt aus. Beim Loslassen führen sie die Taste wieder in ihre Ursprungsposition zurück.

Die Rubberdome-Technik bringt Vor- und Nachteile mit sich. Da die Puffer nicht einzeln unter jede Taste montiert, sondern als Matte über alle Tasten gelegt werden, ist die Produktion von Rubberdome-Keyboards günstig, was mit geringen Anschaffungskosten einhergeht. Außerdem sind die Tastaturen sehr leise im Gebrauch, was sich insbesondere im Büro- und Arbeitsumfeld als vorteilhaft erweist. Allerdings leiern die Puffer mit der Zeit aus, was zur Folge hat, dass man Tasten mehrfach drücken muss, bis sie auslösen. Außerdem gestaltet sich das Tippen dann unpräziser und unangenehmer.

Bei mechanischen Tastaturen befindet sich unter jeder Taste ein mechanisches Schaltelement mit Rückstellfeder, das den Kontakt beim Herunterdrücken schließt. Beim Loslassen drückt die Feder die Taste wieder in ihre Ausgangsposition zurück. Da bei einer mechanischen Tastatur keine Puffer zwischen Taste und Kontakt liegen, ist der Anschlag beim Tippen deutlich spürbar. Außerdem kann man bei Betätigung der Tasten ein Klickgeräusch wahrnehmen.

Im Gegensatz zu Rubberdome-Keywords muss man die Tasten nicht vollständig herunterdrücken, um eine Aktion auszulösen. Stattdessen werden die Anschläge schon vorher erkannt, was ein besonders schnelles Schreiben ermöglicht. Mechanische Tastaturen bieten ein angenehmeres und präziseres Tippgefühl als Rubberdome-Keyboards, weil sie einen exakt definierten Druckpunkt haben. Dafür sind sie teurer in der Anschaffung. Da sie aber deutlich länger halten, amortisieren sich die Kosten. Zur Orientierung: Rubberdome-Keyboards haben eine Lebensdauer von etwa 5 Millionen Anschlägen, mechanische Keyboards bringen es auf 50 bis 70 Millionen.

Kabelgebundene Tastaturen werden üblicherweise über eine USB- oder PS/2-Schnittstelle an den Computer angeschlossen. Das Kabel ist sowohl für die Datenübertragung als auch für die Stromversorgung der Tastatur zuständig.

Sollte eine PS/2-Schnittstelle fehlen oder kein freier USB-Port mehr vorhanden sein, kann man sich mit Adaptern behelfen.

Ein USB-Hub beispielsweise stellt zusätzliche USB-Eingänge zur Verfügung, so dass kabelgebundene USB-Tastaturen daran angeschlossen werden können.

Funktastaturen, auch Wireless-Tastaturen genannt, nutzen das 2,4-GHz-Signal für die Datenübertragung und dementsprechend die gleiche Frequenz wie WLAN. Während es bei Bluetooth-Verbindungen zu Störungen des Funksignals durch Hindernisse kommen kann, sind 2,4-GHz-Funkübertragungen dahingehend etwas weniger empfindlich.

Es muss auch kein unmittelbarer Sichtkontakt zwischen Wireless-Tastatur und PC bestehen. Da Funk- und Bluetooth-Tastaturen ihren Betriebsstrom nicht über ein Kabel beziehen können, benötigen sie eine gesonderte Energieversorgung. Diese wird meist über Batterien oder Akkus realisiert. In dem Zusammenhang ist darauf zu achten, die Tastaturen regelmäßig mit neuen Batterien zu bestücken bzw. aufzuladen, um einen dauerhaften Betrieb sicherzustellen.

Bluetooth-Tastaturen nutzen den Bluetooth-Funkstandard, um eingegebene Daten kabellos an den Computer zu übertragen.

Da die meisten PCs heutzutage eine Bluetooth-Funktionalität bieten, ist ein Anschluss meist problemlos möglich.

Vorteilhaft ist, dass Bluetooth-Tastaturen mehrere Bluetooth-Geräte ansprechen können. So ist es beispielsweise möglich, neben dem PC auch das Tablet oder den Laptop damit zu bedienen.

Meist kann man per Tastendruck zwischen den Endgeräten hin und her schalten, was noch mehr Anwendungskomfort eröffnet.