Keyboard

Eine Tastatur ist ein Eingabegerät, das aus einer Matrix von mechanischen oder elektronischen Schaltern besteht, die in Reihen und Spalten angeordnet sind, typischerweise mit 50 bis 110 Tasten. Jede Taste schließt beim Drücken einen Stromkreis und erzeugt ein eindeutiges Signal, das das Gerät als Zeichen, Befehl oder Funktion interpretiert. In industriellen Anwendungen dient die Tastatur als primäre Schnittstelle zwischen dem Bediener und Maschinen, Speicherprogrammierbaren Steuerungen, CNC-Systemen oder Steuersoftware.

Mechanische Tastaturen nutzen physikalische Schaltermechanismen unter jeder Taste: einen federgelagerten Hebel, der nach unten bewegt wird, um ein Kontaktpaar oder einen Zungenschalter zu betätigen. Gummidom-Tastaturen verwenden eine leitfähige Kuppel, die unter Druck zusammenfällt und zwei Schaltschichten verbindet. Membran-Tastaturen schichten flexible Folien mit gedruckten Leiterbahnen und sind in rauen Umgebungen verbreitet, da sie gegen Staub und Flüssigkeitseintritt abgedichtet sind. Industrievarianten haben oft mechanische Arretierungen, Epoxidummantelung oder IP67-gekapselte Gehäuse, um Hochdruckreinigung, Vibrationen und elektromagnetische Störungen zu verkraften.

Layout und Codierungsstandards

Das QWERTY-Layout dominiert in englischsprachigen Regionen, wobei Industriesteuerpanels benutzerdefinierte Anordnungen nutzen können, die für spezifische Aufgaben optimiert sind. Die Tastaturmatrix selbst arbeitet nach dem Zeile-Spalte-Prinzip: Beim Drücken einer Taste prüft der Mikrocontroller, welche Zeile-Spalte-Schnittfläche geschlossen wurde, und codiert dies als Scancode. Dieser Scancode wird via PS/2, USB oder kabellose Protokolle zum Host übertragen, wo die Treibersteuerung ihn in das tatsächliche Zeichen oder den Befehl übersetzt. Programmierbare Industrietastaturen ermöglichen das Umkonfigurieren dieser Scancodes für spezifische Prozessanforderungen.

Ausfallmodi sind Tastenprellen (eine einzelne Betätigung registriert mehrmals durch Kontaktprellung), Verlust von Tastengefühl durch Membranverschleiß oder Korrosion von Kontaktflächen durch Feuchte und chemische Einwirkung. Tasten können auch durch angesammelte Verschmutzung oder verschüttete Flüssigkeit festkleben. In der Lebensmittelverarbeitung, Pharmazie und Chemieindustrie versiegeln Silikon- oder Polycarbonat-Auflagen die Spalten zwischen den Tasten, um zu verhindern, dass Verschmutzungen zu den darunter liegenden Schaltern gelangen.

Der Begriff Tastatur stammt aus dem mechanischen Tastaturlayout von Schreibmaschinen, bei denen Tastenreihen einzelne Typenhebel steuerten. Obwohl sich die Technik von mechanischen Verbindungen zu Elektronik verschoben hat, blieb diese Bezeichnung bestehen. Industrietastaturen erben diese Nomenklatur und integrieren Spannungspegel (typischerweise 3,3 V oder 5 V Logik), Abtastraten (60 bis 1000 Hz) und Tastatur-Entprelllogik im Millisekundenbereich, um zuverlässigen Betrieb in elektromagnetisch lauten Fabrikumgebungen zu gewährleisten.