KLAVYE

1. GİRİŞ

En temel sistem bileşenlerinden biri olan klavye, en önemli giriş cihazıdır. Başka bir ifadeyle bilgisayarla kullanıcı arasında iletişim kurmayı sağlayan önemli bir aygıttır.  Üzerinde harfler, sayılar, işaretler ve bazı işlevleri bulunan tuşlar vardır. Sisteme  veri girişi için kullanılır. Klavye sistemin ayrı bir parçası olarak bir bağlantıyla anakart üzerinde bulunan klavye konnektörüne takılır. Taşınabilir bilgisayarlarda ise klavye bilgisayar şasesi ile tümleşiktir.

2. KLAVYENİN YAPISI

Şekil 1.1: Klavye resmi

 Birçok klavye 80 ile 110 arasında tuşa sahiptir. Klavye üzerinde bulunan bu tuşlar 4 ana grupta toplanır.

     1. Alfabetik tuşlar

2. Sayısal tuşlar

3. Fonksiyon tuşları

4. Kontrol tuşları 

2.1. Alfabetik tuşlar

Yazı yazarken en çok ihtiyaç duyacağımız harf ve sayıları içerir. Klavyeler öncelikle bu karakterlerin yazımı için tasarlanmıştır. Başka hiçbir tuşa basmadan harf ve sayıların bulunduğu alanda herhangi bir tuşa basılırsa tuşun üzerine yazılmış harf veya sayı ekranda görünür.

2.2. Sayısal tuşlar

Klavyenin  en sağında bulunan sayılar ve bazı aritmetik işlemler bulunan kısımdır. Bu kısım  Num Lock tuşuna basılarak aktif hale getirilir. Aksi halde bu tuşlar alt kısımlarında yazılı olan işlevleri yerine getirir.

2.3. Fonksiyon tuşları

Klavye tasarlanırken işlevi belirlenmemiş tuşlardır. Her program kendi işlemlerine  uygun olarak bu tuşlara görev yükleyebilirler. Klavyenin en üst tarafında F1,F2,F3 biçiminde sıralanırlar.

2.4. Kontrol tuşları

Bazı işlemleri kullanıcının daha kolay yapmasını sağlar. Bir tuşun üzerinde birden fazla karakter varsa, üzerine basıldığında genellikle sol alt köşedekini ekrana yazar. Sol üst köşede yazan karakterler shift tuşuna basılıyken çıkartılabilir. Sağ alt köşede karakter varsa Alt Gr tuşuna basılıyken çıkartılabilir. Ayrıca bazı programlarda kolaylık olsun diye kontrol tuşlarına görevler yüklenmiştir. Örneğin bazı programlarda yeni sayfa açmak için CTRL+O tuş kombinasyonuna basmak yeterlidir.

Esc	Geçerli bir görevi iptal etme
F2	Seçili bir dosyaya yeniden isimlendirme
F3	Dosya ve klasör arama
F4	Bilgisayarım veya Windows Gezgini içinde, Adres çubuğu listesini görüntüleme.
F5	Etkin pencereyi yenileme.
F6	Pencere içindeki veya masaüstündeki ekran öğeleri arasında, başlatıldıkları sıraya göre geçiş yapma.
F10	Etkin programın menü çubuğunu etkinleştirme.
F11	Ekrandaki pencerede bulunan araç çubuklarını temizler.
Print Screen	Saklamak istediğiniz bir ekranı bu tuşla yakalıyorsunuz.
Delete	Dosyaları siler veya metinleri sağdan sola doğru siler.
Home	Bir sitenin en baştaki görüntüsünü pencereye getirir.
End	Bir sitenin en sondaki görüntüsünü pencereye getirir.
Page Up	Mouse ile yukarı kaydırmanın yaptığı görev.
Page Down	Mouse ile aşağı kaydırmanın yaptığı görev.
Num Lock	Sağ taraftaki numaraların kilitlenmesini sağlar.
Caps Lock	Metine büyük harfle başlamanı sağlar.
Windows	Başlat menüsünü açar.
Alt (Alternate)	Ctrl tuşuna benzer. Tuşlara dördüncü bir görev vermek için kullanılır. Genel bir anlamı yoktur.
Shift	Büyük harf yada tuşun başka bir işlevini kullanma özelliği sağlar.

Tablo 2.1: Klavye kısayol tuşları

3. KLAVYENİN İÇ YAPISI VE ÇALIŞMASI

 

 Şekil 3.1: Klavyenin içi

Şekil 3.2: Klavye içerisinde buluna mikroişlemci

Klavye yapısı ve çalışması bakımından küçük bir mikrobilgisayara benzer. Kendine ait bir mikroişlemcisi ve devreleri vardır. Bu devrelerin büyük bir kısmı tuş matrislerinden oluşur. Bilgisayar ile klavye arasında 11 bitlik (sekiz tanesi veri biti, 3 tanesi çevre ve kontrol bitleri) bir seri iletişim vardır.

 

Şekil 3.3: Klavye ile klavye arabirimi arasındaki bağlantı

Klavyeden girilen bütün bilgiler BİOS data alanının 40:1EH adresinden başlayarak bellekte 16 word yer tutan  bir alana INT 09H kesmesi kullanılarak yerleştirilir.  Burada bu karakterler INT 16H kesmesi kullanılarak işlemci içerisine çekilir.

AH	Fonksiyonu
00H	Bir karakter oku
01H	Karakter varmı bak
02H	Shift durumunu döndür
05H	Klavye tamponunu yaz
10H	Klavyeden karakter oku
12H	Karakter var mı bak
11H	Shift durumunu döndür

Tablo 3.1: INT 16 kesmesine göre giriş fonksiyonları

 Klavye üzerinde bir tuşa basıldığında, tuş matrisindeki bir sütun ile bir satır arasında kontak kurulmuş olur. Matris yapısındaki her bir sütun ve satır ½ I akımından oluşur. Bu akım matris üzerindeki bir satır ve sütunun birleşmesiyle I akımına dönüşür. Bu akım da  klavye işlemcisini  (genellikle intel 8048) tetikler.

 

 Şekil 3.4: Klavye tuş matrisi

 

 Şekil 3.5: Klavye tuş matrisi ile devre bağlantısının prensip şeması

İşlemci  bu tuş matrisindeki tuş anahtarı konumunu okur. Daha sonra anakarta INT 09H kesmesiyle birlikte basılan tuşun make kodunu içeren 11 bitlik  seri veri paketini 60H portu aracılığıyla PC’ye gönderir. BIOS”da bulunan karakter haritasındaki bilgi ile bu seri paketi karşılaştırılır. INT 09H kesmesi, BIOS’taki karakter haritasındaki her bir tuşun ve tuş kombinasyonlarını neyi temsil ettiğini işlemciye söyler. Tuş yarım saniye sonra bırakıldığında da anakarta yine  INT 09H ile bir seri paketi gönderilir. Buna da break kodu denir (Break kodu=make kodu+128). Break kodları her zaman 128’den azdır. Make kodları ise her zaman 128’den fazladır. Bununla birlikte klavye üzerindeki tuş sayısı 128’den fazla olamaz. Eğer fazla olursa break ve make kodları örtüşürler. İşlemci aldığı bu break ve make kodlarını uygulamaların anlayacağı ASCII kodlarına çevirir. Çünkü farklı klavyeler farklı tarama kodları üretir. ASCII karakter seti 128 karakterden oluşur. Fakat bilgisayarlar genişletilmiş 256 karakter içeren ASCII karakter setlerini kullanırlar. ASCII kodlarında tuş kombinasyonlarının karşılığı yoktur. ASCII kodları klavyeden ALT tuşu birlikte girilebilir.

 

 Şekil 3.7: Klavyenin çalışması

BIOS’tan alınan kodlar INT 09H kesmesiyle birlikte klavye tamponuna gönderilir. Klavye tamponlarında  ASCII karakterler için 2 baytlık yer ayrılmıştır. Klavye tampon kaydedicisinde iki adet indisçi vardır. Kuyruk indisçisi tampona girilecek karakterlerin yerini belirtir. INT 09H kesmesini kullanarak bilgileri tampona yazar. Kafa indisçisi INT 16H kesmesini kullanarak tampondan bilgilerin okunmasını sağlar. Kuyruğun hızını kullanıcı belirlerken kafanın hızı sabittir. Ekrana yazdırma komutları kullanılarak veriler ekrana yazdırılır.Kafa ile kuyruk aynı yeri gösterirse klavyeden giriş yapılmamıştır.

Klavyede büyük harflerin okunmasıyla küçük harflerin okunması arasında belirgin bir fark yoktur. Sadece klavye sürücüsü iki tane make kodunu birleştirerek  bir tane ASCII kodu elde ediyor.

Bazı klavye kombinasyonları BİOS tarafından okunamaz. Çünkü klavye üzerindeki bazı tuşlar komutları derler. Örneğin Print ve Print Screen tuşlarına basıldığında INT 5H kesmesi çağrılır.

4. KLAVYE ARABİRİM BAĞLANTILARI

Klavyelerin, bilgisayar sistemi ile bağlantısını sağlamak için standart fişler vardır. Klavyelerde, klavye tarafındaki bağlantı ucu klavyenin içerisinde sabittir.

Dünyada çeşitli klavye konektörleri kullanılmaktadır. Bunlar;

1. 5 bacaklı DIN¹ fişi (baby  AT anakarta)
2. 6 bacaklı DIN² fişi (PS/2 sistemlerde  ve LPX,ATX ve NLX anakartlarda)
3. 6 bacaklı SDL fişi

Pin Tanım 1 Saat 2 Data 3 Boş (eski klavyelerde sıfırlama) 4 Şase 5 +5 VDC

Şekil 4.1: Beş pin konektör bağlantı tipi ve sinyalleri

Pin Tanım 1 DATA 2 Boş 3 Şase 4 VCC (Power , +5 VDC) 5 Saat Boş

  Şekil 4.2: Altı  pin mini din konnektor

Pin Tanım B DATA A Boş C Şase E VCC (Power , +5 VDC) D Saat F Boş

Şekil 4.3: Altı  pin  SDL konnektor

 

 Şekil 4.4: PS/2 Klavye konnektörü

5.TUŞ TASARIMI TEKNOLOJİLERİ

Klavyelerin tuş takımları tasarlanırken bir çok değişik teknoloji kullanılmıştır. Bunlar:

1. Metal kontaklı tuşlar
2. Köpük elemanlı tuşlar
3. Kauçuk kubbeli tuşlar
4. Zarlı tuşlar
5. Kapasitif temelli tuşlar

5.1. Metal Kontaklı Tuşlar

Metal plakaların anlık bir temasla bağlantıyı kurduğu basit bir mekanik anahtardır.  Anahtarın genellikle dokunulduğunda etkisini gösteren bir geri besleme mekanizması var­dır. Bu mekanizma, klavyeye "klik" hissi vermek için ve tuşa basılmasına biraz direnç göstermesi için tasarlanmış bir klips ve yay düzeneğinden oluşur.

5.2. Köpük Elemanlı Tuşlar

Tuşların altında  elektrik kontağı bulunan bir köpük elema­nına sahiptir. Bu köpük elemanı, tuşa bağlı olan bir mini-pistonun alt tarafına tutturulmuştur.

 

Şekil 5.1: Köpük elemanlı tuşun yapısı

Anahtara basıldığında, köpük elemanının altındaki iletken bir metal yaprak alttaki basılı devre kartın­daki devreyi kapatır. Baskı kaldırıldığında, bir yay tuşu tekrardan yukarıya iter. Köpük temas noktasını bastırarak zıplamasını önler ama, bu da klavyelere "yumuşak" bir his verir. Bu tipteki tuş anahtarı tasarımının en büyük problemi, tuşa basılma hissini çok az olmasıdır. Bu tip klavyeler sistem hoparlörüne tuşa basıldığını bildiren bir klik sesi yollarlar.

5.3. Kauçuk Kubbeli Tuşlar

Kauçuk kubbe anahtarları  yapı bakımından köpük elemanına tuşlara benzerler. Bu  tuşların alt tarafında karbon bir iletken bulunan kauçuk kubbe kul­lanmaktadır. Bir tuşa bastığınızda tuşun mini-pistonu, kauçuk kubbenin üzerine basar. Bu, kubbenin direnç göstermesine ve bir yağ-tenekesinin üst kapağı gibi birden çökmesine sebep olur. Kauçuk kubbe çöktüğünde kullanıcı tuşa basıldığını hisseder ve karbon iletken alt taraftaki devre kartı izleri arasında teması sağlar.

 

Şekil 5.2: Kauçuk kubbeli tuşlar

Tuş bırakıldığında kauçuk kubbe tekrar eski şeklini alır ve tuşu geri iter. Kauçuk, yay ihtiyacını ortadan kaldırır ve özel klipsler veya diğer parçalar olmadan yeterli miktarda bir tuşa basılma hissi verir. Kauçuk kubbe anahtarlarında karbon iletken kullanılır, çünkü paslanmaya karşı dirençlidir ve alt taraftaki metal iletkenleri kendiliğinden temizleyen bir yapıya sahiptir. Kauçuk kubbeler alttaki devreyi kirden, tozdan ve hatta küçük döküntülerden tamamen koruyan bir tabaka­nın üzerine yerleştirilmişlerdir. Bu da kauçuk kubbeli anahtarları oldukça güvenilir yapar. Bu klavyeler günümüzde en çok kullanılan klavyelerdir.

5.4. Zarlı Tuşlar

Zar klavyeler kauçuk kubbeli tiplerin bir varyasyonudur. Tuşlar ayrı ayrı değil, bir tabaka olarak kau­çuk kubbe tabakasının üzerinde durur. Bu düzenleme tuşlar üzerinde gezinmeyi oldukça sınırlar.

5.5. Kapasitif temelli Tuşlar

Kondansatör anahtarlar plastikten yapılmış iki tabaka, devredeki kapasite değişimlerini algılamak için tasarlanmış bir anahtar matrisine bağlanmıştır. Tuşa basıldığında mini-piston üst tabakayı  alt tabakaya doğru hareket ittirir. Genellikle tuşa basıldığı hissini veren bir klik sesi duyulur. Üst tabaka alt tabakaya doğru hareket iki plaka arasındaki kapasite değişir. Klavyedeki karşılaştırma devresi bu değişimi algılar.

Bu anahtarlar bir kez basılmasına rağmen birden fazla karakter yazmasıyla sonuçlanan, tuşların zıplaması problemine karşı oldukça dirençlidir. Aynı zamanda minimum 25 milyon tuş basılma öm­rüyle, diğer 10 milyon ve 20 milyon tuş basılma ömürlü klavyelerle karşılaştırıldığında endüstride en dayanıklı tasarımdır. Kapasitif  temelli klavyeler günümüzde  en pahalı klavyelerdendir.

6. KLAVYE ÇEŞİTLERİ

Klavye çeşitleri olarak XT ve AT klavyeler, kablosuz klavyeler, MF/2 klavyeler programlanabilir klavyeler ele alınmaktadır.

6.1. XT ve AT Klavyeler

PC’lerde kullanılan ilk klavyeler XT (extended teknology) klavyeleridir. 83 tane tuşa sahiptir. Enter ve shift tuşları küçük olduğu için ve kontrol tuşları olmadığından  kullanımı zordu.

AT klavyeler ise 84 tane tuşa sahipti. Bu klavyelerin enter ve shift tuşu XT klavyelere göre daha büyüktür. AT klavyelerde ise  Numlock, Scrool lock tuşları az kullanıldığı için küçültülmüştür. Ayrıca bu klavyeye SysReg tuşu eklenmiştir. Bu tuş işletim sistemleri fonksiyonlarını ve TSR  programlarını çağrılması  için konulmuştur.

6.2. MF/2 Klavyeler

MF/2 klavyeler AT klavyelerin geliştirilmiş halidir. Amerika’da kullanılan MF/2 klavyeleri 101 tuşludur. Avrupa’da kullanılan ise 102 tuşludur. MF/2 klavyelerde sayısal tuşlar nümerik tuşlardan ayrılmıştır. Numlock, Capslock, Scrool Lock tuşlarının durumunu belirten ledler kullanılmıştır. MF/2 klavyede standart hale gelmiştir.

6.3. Kablosuz Klavyeler

Şekil 6.1: Kablosuz klavyeler

Bilgisayar ile klavye arasında fiziksel bir bağlantı yoktur. Kızılötesi, radyo dalgaları yada bluetooth bağlantıları aracılğıyla bilgisayar ile  iletişim kurarlar. Klavye hangi sinyali kullanırsa kullansın muhakkak bir alıcıya ihtiyacı vardır. Alıcının kablosu PS/2 portuna takılır. Klavyenin enerjilenmesi için  ya bir AC güç bağlantısının olması  yada  pil kullanması gerekir.

6.4. Programlanabilir Klavyeler

 

Şekil 6.2: Programlanabilir klavyeler

Programlanabilir klavyelerde tuşların altında ışığı emen diyotlar vardır. Kullanıcılar klavyenin üzerindeki harfi yada tuşa yüklenmiş görevleri değiştirebilirler. Işığı emen diyotlarda  tuş üzerindeki gösterge bilgiyle değiştirebilir.

7. KLAVYENİN BAKIMI

Koruyucu bir bakım İçin klavyeyi haftada bir  ya da ayda bir elektrikli süpürgeyle temizlenmelidir. Klavyeye basınçlı hava ile üflemeden önce, içinde toplanan tozun aşağıya düşebilmesi için ters çevrilir.

Bütün klavyelerde tuşların her biri  kolaylıkla çıkabilir. Tuşların takılması yada her basıldığında yazılmaması durumunda tuşlar çıkartılabilir. Tuşu çıkarttıktan sonra tuşun alt tarafındaki böl­geye kiri çıkartmak için basınçlı hava püskürtülür. Daha sonra tuşlar yeniden takılır.

Klavyenin üstüne bir şey dökülmesi durumunda klavyeyi soğuk saf su ile temizlenmelidir. Klavyeyi parçalarına ayırarak bileşenleri su ile yıkanır. Klavye tamamen kuruduktan sonra çalıştırılır. Aksi takdirde bazı bileşenleri kısa devre yapabilir.