El teclado #
Los teclados son periféricos similares a las máquinas de escribir (Cristopher L. Sholes en 1868 diseñó la primera máquina de escribir comercial y en 1873 el teclado "QWERTY" que se usa en la actualidad), con sus teclas dispuestas en una distribución que se conoce como QWERTY, y que se basa en la idea de que las teclas más utilizadas (en inglés) estén lo más separadas posibles entre si y además la mano izquierda se use en un 60% de las ocasiones (40% la mano derecha, más hábil.
Figura 2. Teclados QWERTY Y Dvorak. Y al lado, detalle de máquina de escribir tradicional.
Al pulsar una tecla se cierra un conmutador que hay en el interior del teclado, y mediante el chip 8742 se detecta que tecla se ha pulsado para que posteriormente una lógica circuitos codificadores llamados controladores de teclado (8042) generen el código correspondiente al carácter seleccionado (ASCII, por ejemplo), y envien una interrupción a la CPU para avisar de que tecla o teclas han sido pulsadas.
Normalmente, el programa gestor de teclado hace un “eco” del carácter pulsado visualizandolo en el monitor, pero eso no quiere decir que ese carácter haya sido enviado a la CPU.
Su funcionamiento detallado es como sigue: los teclados poseen internamente una matriz de teclas y un circuito integrado (el 8742) que se encarga de supervisar esta matriz y detectar las pulsaciones. Cuando se detecta una pulsación, o la liberación de una tecla, se escribe su código
en un buffer interno del teclado y a continuación el teclado transmite este código al controlador que se encuentra en la placa base del procesador vía serie a través del cable del teclado. Al pulsar se genera una interrupción o llamada que detecta el 8742 y genera el código ASCII de la tecla pulsada (con el bit-7 a “0”) y al soltar se genera el mismo código pero con el bit-7 activado a “1”.
Por ejemplo, si se pulsa la 'A' se generará una INT 9 y aparecerá en el puerto del teclado (60h) el byte “1Eh”, al soltar la 'A' se generará otra INT 9 y se podrá leer el byte “9Eh” del puerto del teclado. Este controlador 8742 incluido en el teclado posee las siguientes funciones:
a) Prevenir falsas repeticiones (rebotes) o pulsaciones incorrectas.
b) Traducir la tecla pulsada en un código único, llamado “scan-code”. Suele ocupar un byte.
c) Repetir un carácter si se ha pulsado durante cierto tiempo (del orden de un segundo como mínimo).
d) Detectar las pulsaciones simultáneas de varias teclas.
El conector de teclado posee 5 hilos para transmitir las señales:
señal de reloj, datos, reset , tierra y alimentación
Ello permite establecer una comunicación bidireccional entre la CPU y el teclado. La línea de reset sirve para inicializar el teclado.
Figura 3. Esquema gráfico de conexión de un teclado.
Cuando se produce una pulsación, el controlador transfiere un código al ordenador (“make-code”) que genera una interrupción para que la rutina de tratamiento lea el código enviado. Es el driver de teclado el que en estas interrupciones se encarga de combinar los códigos para generar los caracteres (mayúsculas, minúsculas, teclas de función, control,...).
Las teclas expandidas -las que han sido añadidas al teclado estándar de 83/84 teclas- o las combinaciones de teclas como ALT-teclado_numérico, tienen un comportamiento especial, ya que pueden generar hasta 4 interrupciones consecutivas (con un intervalo de unos 1,5 milisegundos, ó 3 ms en los códigos dobles que convierte en uno el 8042). En la figura 1.4 se observa un diagrama similar de cómo funciona el teclado de un ordenador.
Figura 4. Diagrama del esquema de conexión de un teclado.
Según las normas ANSI (American National Standars Institute) los teclados deben contener los siguientes tipos de letras:
• Teclado principal: Caracteres alfabéticos, numéricos y especiales, como una máquina de escribir más o menos.
Teclas de gestión de imagen: sobre la pantalla aparece un “cursor” que indica donde va a
• aparecer el siguiente carácter a teclear, pues bien, deben haber unas teclas que nos permitan mover y situarar este cursor en la posición que nosotros elijamos. Además estas teclas de gestión de imagen deben permitirnos borrar un carácter o una línea completa. Incluso deben permitirnos modificar el contenido de la memoria intermedia antes de que su contenido sea enviado a la CPU.
• Teclado numérico: son teclas que contienen los caracteres numéricos y operaciones básicas sobre ellos (+,-,*,/), además del punto decimal. En el teclado de la figura 1.3 se puede observar estos caracteres a la derecha del teclado.
• Teclas de funciones: son teclas cuya función puede ser predefinida por el usuario mediante los programas que este desarrolle o lo están por los programas que estamos utilizando en cada momento. Son de F1 a F12. Hoy en día exinten además multiples teclas programables por los programas o el usuario.
• Teclas de funciones locales: controlan funciones propias del terminal, como la impresión del contenido de la pantalla, teclas de escape, avance de página, etc..
Tipos de teclado
• Según su tecnología:
o Teclados mecánicos constan de una serie de teclas con unos interruptores mecánicos colocadas encima de unos muelles, que son los que hacen retornar las teclas a la posición original, de modo que al ser pulsadas éstas hacen contacto con unas terminaciones metálicas del circuito impreso del propio teclado, cerrando así el circuito, y volviendo a abrirlo al dejar de pulsar por el efecto de retorno del muelle.
El contacto establecido entre los terminales metálicos de las teclas y el del circuito impreso determina la señal diferenciada.
o Teclados de membrana se componen de cuatro capas: la inferior tiene una serie de pistas conductores impresas; encima de ella, se coloca una capa de separación con agujeros justo debajo de cada una de las teclas; encima de esta se coloca una capa conductora con pequeñas montañitas debajo de cada una de las teclas y en cada montañita un conector metálico; encima de éstas se coloca una capa de goma para producir el efecto de retorno a la posición inicial.
Cuando pulsamos una tecla, lo que hacemos es poner en contacto las dos capas conductoras (la primera con el circuito y la tercera con los conectores) haciendo que el circuito se cierre, y la membrana de goma hace que se separen las capas al impulsar la tecla hacia su posición inicial (similar al mando a distancia del TV).
o Otras tecnologías: de cúpula de goma o de contacto metálico.
• Según su forma física:
o Teclados ergonómicos Se basan en el principio que dividiendo el teclado principal colocando en ángulo cada una de las mitades, los codos descansan en una posición mucho más natural, y cambiando la curvatura del teclado y añadiendo un pequeño “reposamuñecas”, el ángulo de escritura es mucho más cómodo para el usuario.
Figura 5. Teclado ergonómico
o Teclados programables El propio teclado lleva un microcontrolador interno (que se comunica con la controladora de teclado de la placa base) con un programa integrado que interpreta las señales producidas al cerrarse el circuito cuando dos terminales (tecla y circuito integrado) entran en contacto.
Este programa reside en una ROM, la cual puede almacenar muchos otros datos, además del código del teclado (país) y la posición de las teclas, pero para interpretarlos, se ha de instalar un driver o controlador del dispositivo que interprete las señales. Un Driver (conductor) es suministrado por el fabricante y tiene como función asegurar la compatibilidad, el buen funcionamiento y el uso de las características que dicho dispositivo ofrece.
Un driver normalmente está desarrollado para un sistema operativo específico y no funcionará bajo otros entornos.
La mayoría de los teclados que se venden actualmente tienen teclas específicas para WINDOWS 9x y NT, que son interpretadas por el propio sistema operativo sin un driver adicional, pero existen teclados desde los cuales podemos manejar parámetros concernientes al sonido, la reproducción de CDs musicales, etc.
Recientemente han aparecido en el mercado teclados con teclas adicionales programables sin una función específica, a las que nosotros podremos asignar la ejecución de nuestras aplicaciones favoritas, el guardado de documentos, impresión, etc.
o Teclado multimedia Añade teclas especiales que llaman a algunos programas en el computador, a modo de acceso directo, como pueden ser el programa de correo electrónico, la calculadora, el reproductor multimedia, etc.
o Teclado flexible Estos teclados son de plástico suave o silicona que se puede doblar sobre sí mismo. Durante su uso, estos teclados pueden adaptarse a superficies irregulares, y son más resistentes a los líquidos que los teclados estándar. Estos también pueden ser conectados a dispositivos portátiles y teléfonos inteligentes. Algunos modelos pueden ser completamente sumergidos en agua, por lo que hospitales y laboratorios los usan, ya que pueden ser desinfectados.
Figura 6. Teclado flexible de Apple
o Teclado en pantalla Hoy en día existen también los teclados en pantalla, también llamados teclados virtuales, que son (como su mismo nombre indica) teclados representados en la pantalla, que se utilizan con el ratón o con un
dispositivo especial (podría ser un joystick). Estos teclados se utilizan mayoritariamente en los dispositivos móviles como teléfonos, tabletas y PDA. En el mercado hay una gran variedad de teclados.
o Teclados de proyección Existen teclados de proyección, de igual tamaño que un teclado estándar pero que utilizan láser. Se pueden conectar por USB, Bluetooth o Wi-Fi.
• Según su conexión:
o Teclado con conector Paralelo Obsoleto.
o Teclado con conector DIN o PS/2 El conector DIN fue usado por pocas computadoras, y fue remplazada rápidamente, más que nada por su tamaño. El PS/2, que también se le denomina «Mini DIN», es parecido al conector DIN, pero con un tamaño más reducido, y se sigue utilizando hoy en día pero cada vez en menor medida (siendo remplazado por el USB en gran parte). Se caracterizan por ser redondos y contener varios pines en su interior.
Figura 7. Conectores PS/2 para ratón (verde) y teclado (morado)
o Teclado con conector USB Aunque los teclados USB comienzan a verse al poco de definirse el estándar USB, es con la aparición de la Apple iMac, que trae tanto teclado como mouse USB de serie cuando se estandariza el soporte de este tipo de teclado. Además tiene la ventaja de hacerlo independiente del hardware al que se conecta.
Si queremos conectar a nuestro equipo un teclado USB, primero debemos tener una BIOS que lo soporte y en segundo lugar debemos tener instalado el sistema operativo con el “Suplemento USB”. Un buen teclado USB debe tener en su parte posterior al menos un conector USB adicional para poderlo aprovechar como HUB y poder conectar a él otros dispositivos USB como ratones, altavoces, etc.
Figura 8. Convertidor PS/2 a USB y HUB USB
o Teclado inalámbrico Suelen ser teclados comunes donde la comunicación entre el computador y el periférico se realiza a través de rayos infrarrojos, ondas de radio o mediante Bluetooth. Los primeros modelos empleaban infrarrojos, pero ya lo habitual es la radiofrecuencia, cuya gran virtud es que no necesitamos tener una línea visual entre el teclado y el sensor, lo que nos da una extraordinaria movilidad. También existen ratones inalámbricos, que a menudo podemos comprar en un kit junto al teclado.
El gran problema de estos dispositivos ha sido siempre el gasto de pilas. No obstante, los nuevos modelos están reduciendo enormemente el consumo de electricidad (algunos ya ofrecen varios meses de
autonomía) y, en cualquier caso, siempre podemos recurrir a las pilas recargables. Estos teclados en vez de enviar la señal mediante cable, lo hacen mediante infrarrojos, y la controladora no reside en el propio teclado, sino en el receptor que se conecta al conector de teclado en el PC.
Figura 9. Teclado y ratón inalámbricos
Distribuciones de teclado más usuales: #
Figura 10. Distribuciones de teclado
El ratón #
Fue diseñado por Douglas Engelbart y Bill English durante los años 60 en el Stanford Research Institute, en pleno Silicon Valley en California. La primera maqueta se construyó en madera, y se patentó con el nombre de "X-Y Position Indicator for a Display System". En San Francisco, a finales de 1968 se presentó públicamente el primer modelo oficial.
La función principal del ratón es transmitir los movimientos de nuestra mano sobre una superficie plana hacia el ordenador. Allí, el software denominado driver se encarga realmente de transformarlo a un movimiento del puntero por la pantalla dependiendo de varios parámetros.
En el momento de activar el ratón, se asocia su posición con la del cursor en la pantalla. Si desplazamos sobre una superficie el ratón, el cursor seguirá dichos movimientos. Es casi imprescindible en aplicaciones dirigidas por menús o entornos gráficos, como por ejemplo Windows.
Tipos o modelos: #
Parte inferior de un ratón con cable y sensor
Ratón o mouse multitáctil, magic óptico.
mouse.
Ratón inalámbrico Arc de Microsoft. Un modelo trackball de Logitech.
Ratón mecánico
Figura 11. Distintos tipos de ratón
• Según su mecanismo:
o Mecánico Tienen una gran esfera de plástico o goma, de varias capas, en su parte inferior para mover dos ruedas que generan pulsos en respuesta al movimiento de éste sobre la superficie. Una variante es el modelo de Honeywell que utiliza dos ruedas inclinadas 90 grados entre ellas en vez de una esfera. La circuitería interna cuenta los pulsos generados por la rueda y envía la información a la computadora, que mediante software procesa e interpreta.
o Óptico Es una variante que carece de la bola de goma que evita el frecuente problema de la acumulación de suciedad en el eje de transmisión, y por sus características ópticas es menos propenso a sufrir un inconveniente similar. Se considera uno de los más modernos y prácticos actualmente. Puede ofrecer un límite de 800 ppp, como cantidad de puntos distintos que puede reconocer en 2,54 centímetros (una pulgada); a menor cifra peor actuará el sensor de movimientos.
Su funcionamiento se basa en un sensor óptico que fotografía la superficie sobre la que se encuentra y detectando las variaciones entre sucesivas fotografías, se determina si el ratón ha cambiado su posición. En superficies pulidas o sobre determinados materiales brillantes, el ratón
óptico causa movimiento nervioso sobre la pantalla, por eso se hace necesario el uso de una alfombrilla de ratón o superficie que, para este tipo, no debe ser brillante y mejor si carece de grabados multicolores que puedan «confundir» la información luminosa devuelta.
o Láser Este tipo es más sensible y preciso, haciéndolo aconsejable especialmente para los diseñadores gráficos y los jugadores de videojuegos. También detecta el movimiento deslizándose sobre una superficie horizontal, pero el haz de luz de tecnología óptica se sustituye por un láser con resoluciones a partir de 2000 ppp, lo que se traduce en un aumento significativo de la precisión y sensibilidad.
o Trackball En concepto de trackball es una idea que parte del hecho: se debe mover el puntero, no el dispositivo, por lo que se adapta para presentar una bola, de tal forma que cuando se coloque la mano encima se pueda mover mediante el dedo pulgar, sin necesidad de desplazar nada más ni toda la mano como antes. De esta manera se reduce el esfuerzo y la necesidad de espacio, además de evitarse un posible dolor de antebrazo por el movimiento de éste.
A algunas personas, sin embargo, no les termina de resultar realmente cómodo. Este tipo ha sido muy útil por ejemplo en la informatización de la navegación marítima.
o Multitáctil El principal ejemplo de los ratones táctiles es el Magic Mouse de Apple, y están diseñados con una carcasa superior de una pieza. Su superficie es lisa, sin botones, ya que se trata de una zona multitáctil en el que todo el ratón hace de botón y lo puedan usar tanto los diestros como los zurdos.
• Según su conexión:
o Cableado (PS/2 (puerto) y USB) Es el formato más popular y más económico, sin embargo existen multitud de características añadidas que pueden elevar su precio, por ejemplo si hacen uso de tecnología láser como sensor de movimiento. Actualmente se distribuyen con dos tipos de conectores posibles, tipo USB y PS/2; antiguamente también era popular usar el puerto serie.
Es el preferido por los videojugadores experimentados, ya que la velocidad de transmisión de datos por cable entre el ratón y la computadora es óptima en juegos que requieren de una gran precisión.
o Inalámbrico En este caso el dispositivo carece de un cable que lo comunique con la computadora, en su lugar utiliza algún tipo de tecnología inalámbrica. Para ello requiere un receptor que reciba la señal inalámbrica que produce, mediante baterías, el ratón. El receptor normalmente se conecta a la computadora a través de un puerto USB o PS/2. Según la tecnología inalámbrica usada pueden distinguirse varias posibilidades:
▪ Radiofrecuencia La Radio Frecuencia (RF) es el tipo más común y económico de este tipo de tecnologías. Funciona enviando una señal a una frecuencia de 2.4 GHz, popular en la telefonía móvil o celular, la misma que los estándares IEEE 802.11b y IEEE 802.11g. Es popular, entre otras cosas, por sus pocos errores de desconexión o interferencias con otros equipos inalámbricos, además de disponer de un alcance suficiente: hasta unos 10 metros.
▪ Infrarrojo La tecnología infrarroja (IR) utiliza una señal de onda infrarroja como medio de transmisión de datos, popular también entre los controles o mandos remotos de televisiones, equipos de música o en telefonía celular. A diferencia de la anterior, tiene un alcance medio inferior a los 3 metros, y tanto el emisor como el receptor deben estar en una misma línea visual de contacto directo ininterrumpido para que la señal se reciba correctamente.
Por ello su éxito ha sido menor, llegando incluso a desaparecer del mercado.
▪ Bluetooth La tecnología Bluetooth (BT) es la más reciente como transmisión inalámbrica (estándar IEEE 802.15.1), que cuenta con cierto éxito en otros
dispositivos. Su alcance es de unos 10 metros o 30 pies (que corresponde a la Clase 2 del estándar Bluetooth).