Kỹ thuật input Analog cho các thiết bị ngoại vi không phải là điều mới mẻ. Ta vẫn thấy hàng loạt các công cụ dùng công nghệ này như Console controller joystick để chơi game… Nhưng với bàn phím thì đây lại là một việc hoàn toàn mới và có thể xem là tương lai của bàn phím sắp tới. Tương tự như console, các bàn phím analog mới nhất hiện nay thường được làm ra chuyên dùng chơi game, nhưng thật ra về mặt ứng dụng, nó có ý nghĩa nhiều hơn thế. Có nhiều công nghệ khác nhau để làm được dạng Analog input cho bàn phím, có thể kể đến là:
- Optical switches - công tắc quang học
- Hall effect switches - công tắc hiệu ứng Hall
- Membrane pressure sensitive switches - công tắc nhạy dùng áp lực màng
- Capacitive switches - công tắc điện dung
[Video thumbnail removed - please see original video]
Analog input là gì?
Analog input là thuật ngữ chuyên môn dùng để chỉ sự điều chỉnh tín hiệu tùy thuộc vào khoảng cách phím được nhấn xuống hoặc di chuyển. Bàn phím analog là bàn phím cho phép điều chỉnh điểm nhận tín hiệu. Các game controllers hoạt động dựa trên nguyên tắc Analog này. Nghĩa là khi bạn di chuyển cần điều khiển ra xa từ vị trí nghỉ của chúng thì tín hiệu đầu ra càng mạnh. Cho nên để tận dụng tính hữu ích này, người chơi có thể di chuyển nhân vật từ từ bằng cánh nhấn nhẹ thôi, và thêm nhiều lực hơn để chạy nước rút. Nó cũng tương tự như lái xe hơi vậy. Ngoài trò chơi ra thì công nghệ Analog input cũng có nhiều ứng dụng thú vị đáng chú ý khác, ví dụ như dùng cho việc bảo mật. Bảo mật analog nghĩa là người dùng không những phải truy cập đúng ký tự mật khẩu mà còn phải đúng luôn độ mạnh nhẹ nhanh chậm khi gõ mật khẩu vào nữa. Điều này giúp cho việc bảo vệ thông tin mật tăng lên một layer cao cấp hơn, khiến cho các hacker không còn dễ dàng truy cập vào như trước đây.
Các công nghệ Analog inputs khác nhau ứng dụng trên bàn phím cơ
1/ Optical switch / Flaretech
Đây được xem là dạng công tắc không phải cơ học mà cũng không phải công tắc màng. Nó cao cấp hơn nhiều và có cấu tạo rất phức tạp, điển hình là các công tắc của hãng Flaretech tạo ra.
Nguyên tắc hoạt động của công tắc quang học: khi nhấn phím xuống sẽ làm giảm lăng kính phản xạ ánh sáng hồng ngoại từ bộ phát của bảng mạch. Lượng ánh sáng phản xạ lại phụ thuộc vào khoảng cách của lăng kính. Và ánh sáng thu được từ cảm biến sau đó sẽ chuyển dần thành tín hiệu ký tự. Một điểm cần lưu ý là không phải bất kỳ công tắc quang học nào cũng đều làm được Analog input. Công nghệ analog input không chỉ phụ thuộc vào loại switch mà còn phụ thuộc vào cấu tạo và thành phần của bảng mạch. Hầu hết các công tắc quang học không phải Flaretech đều dùng chùm tia laser được đặt theo chiều ngang và sẽ được chặn lại khi ở vị trí nghỉ. Nhấn phím sẽ giúp cho chùm tia đi qua một cảm biến và kích hoạt phím. Các switch quang học vận hành theo cách này sẽ không thể tạo ra được Analog input.
2/ Hall effect switch - công tắc hiệu ứng Hall
Công tắc hiệu ứng HAll hoạt động dựa trên nguyên lý: đo khoảng cách di chuyển của nam châm mỗi khi có tác động ấn phím, khi khoảng cách đạt một mức nào đó đã được gán trước thì ký tự được nhận dạng.
Vì có một nam châm dịch chuyển và một bộ chuyển đổi có thể thay đổi điện áp dựa trên độ gần của nam châm nên các chức năng có thể được nhận dạng từ từ, đúng với yêu cầu của Analog input. Công tắc Hall effect gần như đã không còn trong danh sách của bàn phím cơ trong khoảng gần chục năm vì những hạn chế trong quá trình sản xuất cũng như không được thị trường đón nhận. Nhưng vài năm gần đây, nó hồi sinh mạnh mẽ nhờ Massdrop và XMIT với các sản phẩm bàn phím cơ tương đối gần gũi với đại chúng.
3/ Pressure sensitive membrance
Ý tưởng làm ra kiểu màng này không phải để đo khoảng cách di chuyển của các keycap khi được ấn xuống mà là lực được dùng để các phím chạm đáy. Điều này đã được hiện thực hóa trong bàn phím Roccat Isku + Force FX bằng cách dùng lớp áp điện. Đo điện áp của của vật liệu áp điện sẽ tạo ra tín hiệu từ từ đúng chuẩn analog input.
Hạn chế dễ dàng nhìn ra được của hệ thống vận hành này chính là: phím phải chạm đáy trước khi analog input thực sự có tác dụng. Bản chất nó vẫn liên quan nhiều đến công nghệ đo lực nhiều hơn là tạo khoảng cách để làm ra Analog input như những cách làm khác.
4/ Capacitive switch - Công tắc điện dung
Cho tới hiện nay cũng chỉ có một vài nhà sản xuất là có khả năng làm ra các công tắc điện dung đặc biệt này. Điển hình là Topre, nổi tiếng với dòng switch Topre đắt đỏ và có nhiều tính năng độc đáo so với switch truyền thống. Topre được người người ca ngợi là cho cảm giác gõ khác biệt và hoàn hảo nhất trên thị trường và cả trong tương lai. Và chính cách vận hành nhờ vào các thuộc tính điện dung cũng giúp loại switch này gia nhập vào đường đua Analog input.
Các switch Topre hoạt động dựa trên một cảm biến trên bảng mạch. Lò xo hình nón phía bên trong vòm cao su nén lại, và một cơ chế cảm biến điện dung sẽ nhận ra được khi phím được nhấn xuống. Về mặt lý thuyết, cách hoạt động này sẽ có thể được dùng cho các máy móc có công nghệ analog vì trường điện dung phát triển mạnh hơn khi lò xo bị nén. Tuy nhiên vì hệ thống này cần phải có một vòm cao su để tạo ra tính đàn hồi cho phím bấm nên tiện ích của Analog input bị hạn chế rất nhiều. Các vòm cao su có xu hướng chống lại động tác nhấn phím điều này làm cho tín hiệu nửa đường (half-way-signal) gần như khó có thể được thực hiện một cách nhất quán.
KẾT LUẬN Trên đây là một vài giới thiệu sơ khởi về Analog input. Tuy không mới đối với công nghệ nói chung nhưng nếu thực hiện được trên bàn phím cơ thì quả là một bước tiến vượt bậc. Chúng ta chỉ có thể hy vọng trong tương lai, nhiều kỹ thuật sẽ được đưa vào áp dụng và thỏa mãn được tiêu chí của công nghệ Analog input. Điều này sẽ giúp cho tốc độ nhập liệu đầu vào trở nên tiến bộ, tăng tốc và chính xác hơn rất rất nhiều lần so với hiện tại. Cheers for the future