2.1 Tastatur Maus

Die Entwicklung der Computermaus

Wie eine optomechanische Kugelmaus arbeitet

Staub und Abrieb beeinträchtigten Kugel und Rollen, weshalb diese Mäuse regelmäßig gereinigt werden mussten. Optische Mäuse erfassen dagegen fortlaufend Bilder der Oberfläche und berechnen daraus die relative Bewegung.

• Die Bewegung der Maus dreht eine gummierte Kugel.
• Zwei rechtwinklig angeordnete Rollen übernehmen die Bewegung für X- und Y-Richtung.
• Die Rollen drehen Loch- oder Schlitzscheiben.
• Lichtschranken aus LED und Sensor erzeugen Impulsfolgen.
• Die Elektronik bestimmt aus Reihenfolge und Anzahl der Impulse Richtung und Strecke und übermittelt sie an den Rechner.

Anschlüsse und Datenübertragung

Aufbau und Layout einer Tastatur

Computertastaturen besitzen zusätzlich zu Buchstaben und Ziffern Funktions-, Steuer-, Cursor- und häufig Ziffernblocktasten. Die konkrete Anordnung hängt von Sprache, Geräteklasse und Bauform ab. QWERTZ ist unter anderem im deutschsprachigen Raum verbreitet, QWERTY beispielsweise im englischsprachigen Raum.

Die IBM-MF2-Anordnung prägte moderne PC-Tastaturen: 101 Tasten in der US-Ausführung beziehungsweise 102 Tasten in vielen internationalen Ausführungen. Spätere Windows-Tastaturen ergänzten zwei Windows-Tasten und eine Menütaste und kamen damit typischerweise auf 104 beziehungsweise 105 Tasten. Medien-, Sleep-, Wake- und Power-Tasten können die Zahl weiter erhöhen.

Bauformen und Ergonomie

Ergonomische Eingabegeräte können Belastungen reduzieren, ersetzen aber keine passende Arbeitshöhe, regelmäßige Pausen und abwechslungsreiche Bewegungen. Das Karpaltunnelsyndrom besitzt mehrere mögliche Ursachen; eine Tastatur allein erklärt es nicht.

• Inseltastatur: Zwischen den flachen Tasten liegen sichtbare Abstände; häufig bei Notebooks.
• Kompakttastatur: Verzichtet beispielsweise auf den separaten Ziffernblock, um Platz zu sparen.
• Einhandtastatur: Für besondere Arbeitsabläufe, Spiele oder barrierearme Bedienung.
• Ergonomische beziehungsweise geteilte Tastatur: Soll eine neutralere Hand- und Unterarmhaltung unterstützen.
• Großschrift- oder kontrastreiche Tastatur: Verbesserte Erkennbarkeit für Menschen mit eingeschränktem Sehvermögen.

Die Tastatur als persönliches Arbeitsmittel

Fachinformatiker arbeiten häufig über viele Stunden mit Tastatur und Maus. Die Tastatur ist deshalb kein beliebiges Zubehör, sondern ein täglich genutztes Arbeitsmittel. Layout, Größe, Neigung, Tastenform, Beschriftung und Schaltgefühl beeinflussen Komfort, Arbeitsfluss und langfristige Belastung.

Leitgedanke dieses Lernpfads ist: Wer dauerhaft an einem PC-Arbeitsplatz arbeitet, sollte die Möglichkeit erhalten, die Tastatur innerhalb der betrieblichen Rahmenbedingungen ergonomisch, optisch und tastentechnisch an die eigenen Bedürfnisse anzupassen. Das kann eine andere Baugröße, ein geteiltes Gehäuse, kontrastreiche Tastenkappen, eine bestimmte Schaltercharakteristik, Handballenauflage oder eine individuelle Tastenbelegung bedeuten.

Dabei handelt es sich nicht automatisch um einen uneingeschränkten gesetzlichen Anspruch auf jedes gewünschte Modell. Beschaffung, IT-Sicherheit, Barrierefreiheit, Reinigung und die Geräuschbelastung gemeinsam genutzter Räume müssen berücksichtigt werden. Die Arbeitsstättenverordnung verlangt jedoch, dass Form und Anschlag der Tasten zur Arbeitsaufgabe passen und eine ergonomische Bedienung ermöglichen. Eine begründete individuelle Auswahl ist daher fachlich sinnvoll.

• Ergonomik: Bauform, Breite, Höhe, Neigung und Position sollen eine entspannte Hand- und Unterarmhaltung ermöglichen.
• Schaltgefühl: Lineare, taktile oder klickende Schalter erzeugen unterschiedliche Kraftverläufe und Rückmeldungen.
• Akustik: Klickende oder hart anschlagende Tastaturen können in Einzelbüros angenehm, in offenen Arbeitsbereichen aber störend sein.
• Optik und Lesbarkeit: Farbe, Kontrast, Beleuchtung und Beschriftung dürfen die sichere Bedienung unterstützen und persönliche Identifikation ermöglichen.
• Arbeitsaufgabe: Programmierung, Dokumentation, Administration, Dateneingabe und mobiles Arbeiten stellen unterschiedliche Anforderungen.

Bekannte Cherry-MX-Schalter im Vergleich

Bei Cherry-MX-Schaltern bezeichnet die Farbe des Schaltstößels eine bestimmte Charakteristik. Linear bedeutet einen gleichmäßigen Kraftverlauf ohne fühlbaren Druckpunkt. Taktile Schalter geben am Schaltpunkt eine spürbare Rückmeldung. Klickende Varianten ergänzen diese durch ein deutliches Geräusch.

Die Werte beziehen sich auf verbreitete aktuelle beziehungsweise klassische MX-Varianten. Einzelne Produktgenerationen und Sonderausführungen können abweichen. Vor einer Beschaffung ist ein praktischer Test aussagekräftiger als die Farbe allein.

Tastentechniken

• Mechanische Schalter: Jede Taste besitzt einen eigenen Schalter, beispielsweise Varianten der Cherry-MX-Familie. Schaltgefühl, Betätigungskraft und Geräusch unterscheiden sich.
• Rubberdome: Eine Gummimatte erzeugt Rückstellkraft und schließt beim Drücken einen Kontakt. Diese Technik ist kostengünstig und weit verbreitet.
• Hall-Effekt-Schalter: Erfassen die Position berührungslos über ein Magnetfeld und erlauben je nach Tastatur einen einstellbaren Auslösepunkt.
• Piezoelektrische Schalter: Nutzen eine durch mechanischen Druck erzeugte elektrische Ladung und kommen eher in Spezialanwendungen vor.

Tastenmatrix und Entprellung

Die Tasten sind typischerweise als Matrix aus Zeilen und Spalten verschaltet. Ein Mikrocontroller tastet die Leitungen ab, erkennt geschlossene Kontakte, entprellt das Signal und sendet einen Tastencode an den Rechner. Dioden können verhindern, dass bei mehreren gleichzeitig gedrückten Tasten unerwünschte Phantomtasten entstehen.

ASCII, Zeichencodes und Tastatureingaben

ASCII steht für American Standard Code for Information Interchange. Der ursprüngliche Standard ist ein 7-Bit-Code mit 128 Werten von 0 bis 127. Die Werte 0 bis 31 sowie 127 sind Steuerzeichen; 32 ist das Leerzeichen. Druckbare lateinische Buchstaben, Ziffern und Satzzeichen liegen im Bereich 32 bis 126.

Das Beispiel H besitzt den Dezimalwert 72, den Hexadezimalwert 48 und die Binärdarstellung 01001000. Ein oft sogenannter „erweiterter ASCII-Bereich“ von 128 bis 255 ist nicht einheitlich: Verschiedene 8-Bit-Codepages ordnen dort unterschiedliche Zeichen zu. Moderne Systeme verwenden überwiegend Unicode, meist in einer Kodierung wie UTF-8.

Eine Tastatur übermittelt zunächst Tasten- beziehungsweise HID-Codes. Welches Zeichen daraus entsteht, bestimmen Betriebssystem, gewähltes Tastaturlayout, Zusatztasten wie Umschalt oder Alt Gr und die verwendete Software.