Verbinde jedes Bauteil unter der Tastenkappe mit seiner Aufgabe.
Klicke links ein Bauteil an und dann rechts die passende Aufgabe — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Nur ein einziges dieser Bauteile erzeugt das eigentliche Signal: die Kontaktzungen. Alles andere sorgt dafür, dass dieser Kontakt sauber, an der richtigen Stelle und mit angenehmem Gefühl zustande kommt.
Gehe von oben nach unten durch den Querschnitt: Was berührst du, was bewegt sich, was leitet Strom, was hält alles zusammen?
2
Vom Tastendruck zum Zeichen
AFB I
Bringe die fünf Stationen zwischen Fingerdruck und Buchstabe auf dem Bildschirm in die richtige Reihenfolge.
Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Der Tastendruck verbindet eine Zeilen- mit einer Spaltenleitung der Tastenmatrix.
2Der Tastatur-Controller erkennt beim Durchlaufen der Matrix die gedrückte Kreuzung.
3Das Entprellen filtert das mechanische Nachzittern des Kontakts heraus.
4Der Scancode der Taste wird an den Rechner gesendet.
5Das Betriebssystem übersetzt den Scancode mit dem Tastaturlayout in ein Zeichen.
Die Tastatur sendet also nie den Buchstaben selbst, sondern nur die Nummer der Taste (den Scancode). Erst das Betriebssystem macht mit dem eingestellten Layout ein Zeichen daraus — deshalb vertauscht ein falsch eingestelltes Layout Z und Y.
Beginne bei der Mechanik (Kontakt) und ende bei der Software (Betriebssystem). Das Entprellen passiert, nachdem die Kreuzung erkannt wurde, aber bevor etwas gesendet wird.
3
Welche Bauform ist gemeint?
AFB II
Jede Beschreibung passt zu genau einer der drei Bauformen. Ordne sie zu.
Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann 1, 2 oder 3.
1Rubberdome
2Scherentaste
3Mechanisch
Die drei Bauformen beantworten dieselbe Frage — wie kommt der Kontakt zustande? — nur mit unterschiedlichem Aufwand: eine Gummimatte für alle, ein Klappgelenk pro Taste oder ein vollständiges Schaltergehäuse pro Taste. Preis, Bauhöhe und Reparierbarkeit folgen daraus fast automatisch.
Frage dich bei jeder Karte: Steckt das Bauteil einmal in der ganzen Tastatur oder einmal pro Taste?
4
Wie viele Tasten schafft die Matrix?
AFB II
Eine Tastatur nutzt eine Tastenmatrix mit 8 Zeilenleitungen und 16 Spaltenleitungen — insgesamt also nur 24 Leitungen zum Controller. Wie viele verschiedene Tasten lassen sich damit unterscheiden?
Überlege, wofür eine Kreuzung aus Zeile und Spalte steht, und trage die Anzahl ein.
Jede Taste sitzt auf genau einer Kreuzung aus Zeile und Spalte: 8 · 16 = 128 Tasten. Das ist der Witz der Matrix — mit 24 Leitungen unterscheidet man 128 Tasten statt nur 24. Für jede Taste eine eigene Leitung zu verlegen wäre viel zu aufwendig.
Nicht addieren! Jede Kombination „Zeile x trifft Spalte y“ ist eine eigene Taste — wie Felder auf einem Schachbrett.
5
Ghosting und Rollover
AFB II
Mehrere Aussagen über gleichzeitige Tastendrücke sind richtig. Markiere alle zutreffenden.
Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Ghosting ist ein Verdrahtungsproblem, kein Geschwindigkeitsproblem: Der Strom findet über eine dritte gedrückte Taste einen Rückweg, und der Controller kann diesen Umweg nicht von einem echten Tastendruck unterscheiden. Schneller abtasten hilft deshalb überhaupt nicht — nur Dioden helfen. Anti-Ghosting sichert dabei meist nur ausgewählte Tastengruppen ab, NKRO dagegen jede Kombination.
Probiere es im Applet oben aus: Drücke Q, W und A und starte die Abtastung. Überlege dann, ob schnelleres Abtasten daran etwas ändern würde.
6
Rückblick: Die Tastatur als Sensor
AFB I
Aus 1.2.4 weißt du: Jedes Eingabegerät ist ein Sensor, der etwas Physikalisches in Bits verwandelt. Was genau „misst“ eine einzelne Taste?
Denke an die Kontaktzungen: Sie können nur zwei Zustände haben. Kraft und Tempo spielen für das Signal keine Rolle.
7
Formfaktor, Layout und Tastenkappen
AFB II
Sechs Aussagen rund um Bauform, Belegung und Material. Entscheide jeweils, ob sie zutrifft.
Lies die Aussage und tippe auf „Stimmt“ oder „Stimmt nicht“.
Aussage 1 von 6
Nur eine der sechs Aussagen betrifft die Elektronik im engeren Sinn. Bei allen anderen hilft die Frage: Steckt das in der Hardware oder in der Software — und betrifft es das Signal oder nur das Gefühl beim Tippen?
Frage bei jeder Aussage: Verändert das wirklich die Nummer, die die Tastatur sendet — oder nur, wie sich das Tippen anfühlt bzw. wie das Betriebssystem übersetzt?
8
Werbetext mit drei Fehlern
AFB II
Ein Online-Shop beschreibt eine neue Tastatur. Drei der sechs Zeilen sind sachlich falsch. Finde sie.
Klicke die Zeilen an, in denen etwas sachlich falsch ist.
Werbetexte mischen gern echte Vorteile mit Versprechen, die physikalisch nicht haltbar sind. Die drei Fehler betreffen genau die drei Stellen, an denen du im Unterkapitel eine Grenze kennengelernt hast: Ghosting, Scancode und Prellen.
Ein Fehler verwechselt Tempo mit Verdrahtung, einer verlegt Software in die Hardware, einer bestreitet eine physikalische Eigenschaft von Metallkontakten.
9
Sechs Bauformen im Vergleich
AFB III
Setze überall dort ein Kreuz, wo die Eigenschaft auf die Bauform zutrifft. Achtung: Eine Zeile bleibt komplett leer.
Klicke in die Zellen, um Kreuze zu setzen oder wieder zu entfernen.
Bauform
Kontakt durch Berührung leitender Flächen
Muss entprellt werden
Arbeitet mit Licht
Auslösepunkt per Software einstellbar
Standardbauform im Notebook
Rubberdome
Scherentaste
Mechanisch
Optisch
Hall-Effekt
Kapazitiv (Topre)
Die Tabelle zeigt einen klaren Zusammenhang: Nur wo sich zwei leitende Flächen berühren, entsteht Prellen — die ersten beiden Spalten sind deshalb in jeder Zeile gleich. Optisch, Hall-Effekt und kapazitiv messen ohne Berührung und sparen sich die Entprellzeit. Die kapazitive Topre-Bauform erfüllt keine der fünf Eigenschaften.
Arbeite Spalte für Spalte. Beginne mit „Muss entprellt werden“: Prellen gibt es nur, wo sich zwei Teile wirklich berühren.
10
Trickaufgabe: Plötzlich tippt sie Y statt Z
AFB III
Nach einem Windows-Update schreibt Merves Tastatur bei der Z-Taste ein Y, das Fragezeichen landet auf einer anderen Taste und das @-Zeichen ist verschwunden. Die Tastatur ist erst zwei Wochen alt. Arbeite dich durch den Fall.
Spiele den Ablauf Schritt für Schritt durch: Was passiert als Nächstes? Nur die richtige Karte bringt dich weiter.
Der Fall ist deshalb knifflig, weil er wie ein Hardwaredefekt aussieht. Die Trennung Scancode (Hardware) und Zeichen (Software) löst ihn: Die Tastatur hat nie ein Z gemeldet und meldet auch jetzt kein Y — sie meldet beide Male dieselbe Kreuzungsnummer. Verändert hat sich nur die Übersetzungstabelle im Betriebssystem.
Frage bei jedem Symptom: Kann Hardware das überhaupt verursachen? Ein Stück Metall unter einer Kappe weiß nichts von Buchstaben.
