Các switch cơ học ra đời đã đánh dấu một thời kỳ mới của công nghệ, tạo ra hàng loạt thành công vang dội cho các thương hiệu bàn phím cơ uy tín. Từ đó cho đến nay hành trình phát triển của switch cơ học gần như chỉ xoay vòng quanh các đặc tính khác nhau của các loại switch dùng cùng công nghệ tiếp xúc. Đây là công nghệ chế tạo switch phổ biến nhất. Phần bệ dưới của switch có một miếng đồng nhận tín hiệu, khi nhấn phím, stem đi xuống cho 2 miếng đồng chạm vào nhau, tín hiệu phím ký tự được ghi nhận. Người ta tự hỏi nếu một ngày nào đó, vì một lý do mà công nghệ này không còn phù hợp nữa hay bị lỗi thời do những nhu cầu mới của con người thì liệu đâu sẽ là con đường thay thế? Với suy nghĩ đó, các nhà nghiên cứu switch đã cho ra đời một công nghệ mới, sử dụng tín hiệu ánh sáng, được cho là ưu việt hơn so với bất cừ loại switch cơ học nào trước đây, đó chính là switch quang học – optical switch.
Những người tiên phong
Có thể nói Flaretech là người đầu tiên làm ra switch quang học, và hiện đang được dùng cho bàn phím cơ Celretias 2 (Esport) và bàn phím cao cấp của Gigabyte là Aorus K9. Người hùng thứ hai là Razer với switch opto-mechanical và áp dụng cho chính series bàn phím cơ Huntsman của hãng. Sự ra đời của hai dòng switch quang nổi tiếng này đã thay đổi diện mạo của công nghệ bàn phím cơ nói riêng và switch nói chung rất nhiều, đến độ người ta bắt đầu nghĩ nhiều về những tính năng ưu việc của switch quang so với switch cơ học tiếp xúc trước đây.
Ưu điểm của switch quang học
Để hiểu tại sao switch quang học lại có cho mình những ưu điểm vượt trội như nhiều người vẫn biết, chúng ta phải đi từ cấu tạo chung. Switch quang vẫn có các thành phần cơ bản tương tự như một công tắc cơ học tiếp xúc:
- Top housing
- Stem
- Cụm thấu kính
- Bot housing
- Lò xo
- Ngoài ra còn có hệ thống đèn báo hiệu với led màu dịu nhẹ không gây hại mắt và một bảng màu đa dạng, được cài hẳn trên bảng mạch để đảm bảo thẩm mỹ, và giữ cơ chế vận hành của switch quang êm ái, gọn nhẹ hơn.
Nguyên tắc hoạt động
Công thức chung của các switch quang học là dùng Tín hiệu ánh sáng để nhận dạng ký tự. Và với mỗi loại switch quang của mỗi hãng lại có cách làm khác nhau. Trong đó nổi bật là các cách sau:
1/ Nguyên lý chặn ánh sáng (light-block): đại diện là Razer
- Thay vì dùng hai miếng đồng như switch cơ tiếp xúc thì ở đây, bộ tạo tín hiệu bao gồm một đèn led tạo tín hiệu và một bộ nhận tín hiệu ánh sáng
- Đường đi của ánh sáng từ bộ phát đến bộ nhận bị chia cắt bởi stem
- Khi nhấn phím, stem đi xuống làm mở cửa trập cho ánh sáng đi qua, giúp máy nhận ra ký tự tương ứng
2/ Nguyên lý khúc xạ: đại diện là Flaretech
- Có một bộ phận phát và nhận ánh sáng như nguyên lý chặn ánh sáng, nhưng đường đi của ánh sáng bị thay đổi bởi một lăng kính nằm trên stem.
- Đèn tín hiệu luôn sáng nhưng không chiếu trực tiếp vào bộ phận. Khi có lực gõ, stem đi xuống, lăng kính sẽ tiến vào luồng sáng và hướng một phần hay toàn bộ luồng sáng đến vị trí mới của bộ phận nhận để tạo ra tín hiệu tương ứng.
Chính vì cách vận hành trên nên switch quang có một ưu điểm nổi trội so với switch cơ học thông thường là: khả năng thay đổi điểm nhận phím. Nghĩa là: nếu ở switch cơ truyền thống người ta dùng hai lá đồng để tạo tín hiệu, giữa hai lá đồng này luôn có khoảng cách và khoảng cách này là cố định, không thể thay đổi, nên chỉ có thể có hai tình trạng: nhận – không nhận phím.
Còn ở switch quang, số lượng chùm sáng mà bộ nhận bắt được là có thể thay đổi dựa trên độ mở của khoảng hở sáng nên nó có thể tạo tín hiệu với nhiều mức độ cao thấp khác nhau. Cho nên chúng ta hoàn toàn có thể thay đổi được điểm nhận phím bằng phần mềm điều chỉnh đi kèm. Nhưng việc này vẫn còn đang bỏ ngõ vì nhiều lý do đến từ các hãng lớn. Chắc phải đợi đến khi switch quang thật sự có chỗ đứng vững chắc hơn và nhiều tiềm năng thay thế switch cơ thông thường hơn thì tính năng này mới thật sự được đào sâu và hiện thực hóa chỉnh chu.
Và cũng chính nhờ cách vận hành mới mẻ này nên switch quang có được một số ưu điểm vượt trội sau:
1/ Độ bền siêu cao
Switch cơ truyền thống đươc coi như hư, không xài được nữa nếu bộ phận tạo tín hiệu là hai lá đồng bị biến dạng gây ra lỗi khi gõ máy như doubleclick hay chuyển thành một ký tự khác, hoặc phím không ăn nữa. Nhưng với switch quang học thì chúng ta không gặp phải tình trạng này vì tác dụng của switch quang không bị ảnh hưởng bởi lá đồng hay từ stem nên dù có bị bào mòn hoặc biến dạng cũng không hề gì. Độ bền của switch quang học dựa hoàn toàn vào độ bền của đèn tín hiệu và bộ nhận, nên thường vượt chuẩn 50 triệu lần bấm.
2/ Cho cảm giác bấm mượt mà vượt trội
Switch cơ truyền thống khi hoạt động luôn làm phát sinh hai loại ma sát: giữa stem và housing; giữa stem và lá đồng. Ma sát hãm độ trơn mượt khi bấm phím nên khi dùng switch cơ sẽ luôn có cảm giác có một độ trì nhất định dù là có khấc hay không khấc. Với switch quang thì khác, chỉ còn ma sát giữa stem và housing nên vận hành trơn mượt hơn, nhẹ nhàng hơn. Một số nhà sản xuất còn tham vọng triệu tiêu ma sát hiện đang rất nhỏ này để switch quang hoàn toàn trơn mượt và nhẹ nhất có thể.
3/ Độ phản hồi cao, cho hiệu quả bấm tức thời
Trên switch cơ, thời gian từ khi hai miếng đồng chạm nhau tới khi dòng điện chạy qua và tạo ra tín hiệu là khoảng 5ms, đồng nghĩa độ trễ là 5ms. Trong khi đó với switch quang, thời gian để ánh sáng đi từ bóng LED đến bộ nhận và tạo ra tín hiệu chỉ mất 0.03ms, trung bình nhanh hơn switch cơ 150 lần. Và đây cũng chính là điểm vượt trội ưu tú nhất của các dòng switch quang, đặc biệt trong các bàn phím chuyên game tốc độ cao.
So sánh tóm tắt Switch quang học và Switch cơ truyền thống
Switch quang:
- Độ trễ tối đa 0.3ms
- Đường đi – key travel: 3mm
- Dạng tín hiệu: tacticle, linear
- Có tính năng chống nước, độ ổn định cao, tương thích với cross stem keycap
- Tuổi thọ: 100 triệu lần bấm
Switch cơ (Cherry MX):
- Độ trễ tối đa 50ms
- Key travel: 4mm
- Dạng tín hiệu: tacticle/ linear
- Không có tính năng chống nước và độ ổn định không cao, không tương thích với cross stem keycap
- Tuổi thọ: 50-60 triệu lần bấm
4/ Xu hướng của thời đại
Nhờ công nghệ hiện đại, hình thức đẹp mắt, đi kèm với ưu điểm vượt trội trên mà switch quang học được xem là xu hướng của tương lai. Cái gì của tương lai thì chúng ta nên hướng tới phải không anh em, đặc biệt là về công nghệ.
Ưu điểm nhiều, nhưng nhược điểm cũng còn nhiều, đó là một trong những lý do làm switch quang vẫn còn là một e dè với nhiều hãng sản xuất bàn phím cơ:
1/ Giá thành cao: Công nghệ mới vẫn còn trong vòng tiềm năng chưa được khai thác và công bố triệt để nên giá thành luôn cao hơn so với các công nghệ quen thuộc trước đây. Chưa kể chi phí cho công tác nghiên cứu phát triển thị trường đi kèm để từng bước hoàn thiện sản phẩm cũng làm cho giá của switch quang đội lên khá nhiều.
2/ Người dùng mất một thời gian để làm quen với switch quang: Cách vận hành khác, cấu tạo và chất liệu tạo thành cũng mới, nên switch quang mang lại cảm giác bấm mới lạ, hoàn toàn khác so với switch cơ học truyền thống, khiến không ít người dùng ái ngại việc phải thay đổi thói quen thường xuyên của mình để chuyển qua một cảm giác bấm hoàn toàn mới.
Lời kết
Cho tới nay, switch quang học vẫn chưa được gọi là hoàn thiện 100% và chưa thật sự phổ biến trong giới công nghệ, nhưng đây đã ghi dấu được sự phát triển khá thành công ban đầu khi được đưa vào dùng cho một số bàn phím cơ nổi tiếng, đặc biệt các bàn phím dành cho game thủ.