إعداد: الدكتور علي زعيتر


* لوحة المفاتيح‏
سنبدأ بشرح واف وكاف عن جميع مكونات الكمبيوتر وملحقاته في عدة حلقات متسلسلة، نتناول فيها الشرح الدقيق والمفصل أهم الأجهزة وطرق العمل على الكمبيوتر وإدخال المعلومات إليه، علمياً ومن ثم عملياً. أكثر هذه الأدوات انتشاراً، هي لوحة المفاتيح، و(الماوس)، اللتان تعتبران اليوم، أمرين بديهيين. لكن ذلك لا يقلل من شأنهما، مقارنة مع أدوات الإدخال الأخرى، مثل عصا الألعاب، والماسحة، والطابعة، وغير ذلك. وتحدد لنا طبيعة عمل هذه الأدوات، إلى حد بعيد، طبيعة عملنا على جهاز الكمبيوتر. ونعرض في ما يلي، الأدوات المستخدمة في إدخال المعلومات. ازدادت أهمية (الماوس)، خلال السنوات الأخيرة، إلا أن لوحة المفاتيح، لا تزال أداة الإدخال الأساسية المستخدمة في الكمبيوتر. ومبدأ عمل كافة أنواع لوحات المفاتيح، هو إعلام النظام الأساسي لإدخال وإخراج البيانات Bios، ومن ثم وحدة المعالجة المركزية CPU، بهوية المفتاح المضغوط، وبالترتيب الذي يأتي به. تصنف لوحات المفاتيح، تبعاً لآلية عملها، إلى مجموعتين رئيسيتين: اللوحات التماسية contact، واللوحات السعوية capacitive. ويعد النوع التماسي، أقدمهما، ويعتمد مبدأ عمله على قاطع ميكانيكي switch، يغلق عند الضغط على مفتاح معين، فيغلق بدوره، دارة كهربائية خاصة به. ويعود المفتاح عند تحريره إلى وضعه الأساسي، بواسطة نابض، أو الية مشابهة، فتفتح الدارة الكهربائية، وتفصل التماسات عن بعضها البعض. أما النوع السعوي، فإنه يلغي الحاجة لتلك التماسات، عن طريق تحسس التغير في قيمة السعة، أو شحنات الطاقة المخزنة، عند ضغط المفتاح.

تتمتع لوحة المفاتيح التماسية، ذات النابض الميكانيكي، بشهرة جيدة. والمفتاح فيها، عبارة عن مجموعة بلاستيكية ذات تماسات معدنية، ويصدر عند ضغطه، صوتاً خفيفاً click. وبالإضافة إلى هذا النوع، يوجد نوعان اخران من لوحات المفاتيح التماسية، يستخدمان المطاط بدلاً من النابض، ولا تصدر مفاتيحهم صوتاً عند ضغطها. النوع الأول، هو لوحة المفاتيح ذات القبة المطاطية rubber dome، التي تحتوي على شريحة من المطاط الصناعي تحت المفاتيح. وتحت كل مفتاح، يوجد قبة مرتفعة قليلاً عن سطح الشريحة المطاطية. عندما تضغط على مفتاح معين، فإنك تضغط القبة المطاطية، مما يولد إحساساً باللمس ناتج عن الممانعة، ويؤدي إلى تلامس تماسات كربونية، فتنغلق الدارة الكهربائية الموجودة تحت القبة المطاطية. يستخدم هذا النوع على نطاق واسع في صناعة لوحات المفاتيح اليوم، لأنها اعتمادية، وتستخدم قطعاً أقل من المفاتيح الميكانيكية. أما النوع الثاني، فهو لوحة المفاتيح ذات الغشاء Membrane، وتشبه لوحة المفاتيح ذات القبة المطاطية، إلى حد بعيد، لكن المفاتيح فيها ليست منفصلة، بل تتصل مع بعضها البعض، ضمن الشريحة المطاطية ذاتها. وهي مناسبة للعمل في البيئة المعرضة كثيراً للغبار والأوساخ، لكنها من جهة أخرى، لا تعطي ذلك الإحساس باللمس، ولا تصدر صوتاً. لا تستخدم لوحة المفاتيح السعوية قاطعاً ميكانيكياً، بل تحاكي عمل القاطع، عن طريق تحسس التغيير في قيمة السعة. وتوجد تحت كل مفتاح، في هذا النوع، صفيحتان معدنيتان، العلوية منهما متحركة، والسفلية ثابتة، ولهما شحنتان كهر بائيتان متعاكستان. ويخزن الفراغ الموجود بينهما، الطاقة الناتجة عن التجاذب ما بين الشحنات. تتقارب الصفيحتان عند ضغط المفتاح، فتزداد شدة الحقل الكهربائي بينهما، وتزداد نتيجة ذلك، السعة التي يمكن تخزينها. وتتحسس دارة كهربائية، التغير في قيمة الشحنة، وترسل البيانات المتعلقة بالمفتاح المضغوط، إلى وحدة المعالجة المركزية CPU. وتعتبر لوحة المفاتيح السعوية أكثر اعتمادية ومتانة، من لوحة المفاتيح التماسية، لكنها بالمقابل، أكثر تكلفة.

تصل المعلومات التي تبين أي المفاتيح ضغطت إلى نظام (بيوس)، على شكل سلسلة من رموز المسح can codes تقابل القواطع َّّitches Sواء كانت حقيقية أم مقلدة، شبكة تدعى مصفوفة المفاتيح ًم‏y matrix. وتتضمن لوحة المفاتيح أيضاً، لوحة كهربائية كى‏cuit board Pات معالج خاص بها. وعندما يضغط مفتاح أو يحرر، يحدد هذا المعالج موقع المفتاح على شبكة، ويرسل المعلومات إلى ضابط لوحة المفاتيح ًم‏yboard controller Yلى اللوحة الأم، على شكل رزمة بيانات. فيرسل ضابط لوحة المفاتيح إشارة إلى نظام (البيوس)، يعلمه فيها بحصوله على سلسلة جديدة من رموز المسح، فيخزن (البيوس) هذه السلسلة في ذاكرة وسيطة خاصة بلوحة المفاتيح ثم يترجمها إلى رموز اسكي ءس‏CII, لتصبح جاهزة للتناول من قبل وحدة المعالجة المركزية. وهكذا تم شرح لوحة المفاتيح بشكل دقيق علمي، وبقي ان نتعرف عليه بشكل عملي في الحلقات القادمة .