Was ist eine mechanische Tastatur? Funktionsweise und Unterschiede erklärt

Mechanische Tastaturen haben in den vergangenen Jahren enorm an Popularität gewonnen, obwohl ihre verwendete Technik älter ist als die Technik, die in neueren Rubberdome Tastaturen verwendet wird.

Wir möchten euch zeigen, was mechanische Tastaturen eigentlich sind, wie diese funktionieren und warum sie trotz älterer Technik anderen Tastatur Arten wie Rubberdome Tastaturen von vielen Menschen bevorzugt werden.

Definition: Was ist eine mechanische Tastatur?

Wie der Name schon verrät, handelt es sich bei einer mechanischen Tastatur um eine grundlegende Mechanik, die dafür sorgt, dass bei einem Tastendruck die Auslösung eines einzigartigen elektrischen Signals durch einen Schalter erfolgt.

Wikipedia definiert eine Tastatur im Allgemeinen folgendermaßen:

Eine Tastatur ist ein peripheres Eingabegerät nach dem Vorbild der Schreibmaschinentastatur, das als Bedien- und Steuerelement eine Anzahl von mit den Fingern zu drückenden Knöpfen oder Tasten verwendet, die als mechanische Hebel oder elektronische Schalter fungieren.

Wikipedia

Membrantastatur (Rubberdome): Funktion und Unterschied zur mechanischen Tastatur

Bevor wir uns den mechanischen Tastaturen zuwenden, werfen wir zunächst einen Blick auf die neueren Rubberdome-Tastaturen.

Eine Membrantastatur oder auch Rubberdome Tastatur genannt, ist ein weitverbreiteter Tastaturtyp, der eine dünne, flexible Membran verwendet, um Tastenanschläge zu registrieren. Sie ist oft in Laptops und kostengünstigen externen Tastaturen zu finden.

Funktionsweise

1. Membranschichten: Eine Membrantastatur besteht aus drei Schichten: zwei leitfähigen Membranen und einer dazwischen liegenden Trennschicht. Die oberen und unteren Membranen haben leitfähige Bahnen, die sich in einem Rastermuster gegenüberliegen.
2. Tastenbetätigung: Beim Drücken einer Taste wird die obere Membran durch die Trennschicht nach unten gedrückt, sodass sie die untere Membran berührt. Dieser Kontakt schließt den Stromkreis und sendet ein elektrisches Signal an den Computer.
3. Signalverarbeitung: Das elektrische Signal wird dann von der Tastatursteuerung verarbeitet und als entsprechende Eingabe an den Computer weitergeleitet.

Rubberdome vs. Mechanisch: Was ist der Unterschied?

Eine Rubberdome-Tastatur verwendet kuppelförmige Gummibuckel (Domes), die beim Drücken der Tasten zusammengedrückt werden, um einen Kontakt auf der Leiterplatte zu schließen und ein elektrisches Signal zu erzeugen. Dies führt oft zu einem weichen, schwammigen Tippgefühl bei einem leisen und unauffälligen Tastaturanschlag.

Im Gegensatz dazu verwendet eine mechanische Tastatur individuelle mechanische Schalter für jede einzelne Taste, die ein präziseres und ein taktiles, klickendes oder lineares Feedback bieten. Mechanische Tastaturen sind langlebiger und bieten ein konsistentes Tippgefühl, aber sind lauter und klobiger, während Rubberdome-Tastaturen günstiger und weniger robust, aber dafür meist leiser und deutlich flacher sind.

Da Rubberdome Tastaturen durch die fehlende Mechanik eine deutlich geringere Bauhöhe ermöglichen, werden sie in Laptops eingesetzt. Auch viele günstige Einsteiger Tastaturen ab 15€ verwenden die Rubberdome Technik.

Vorteile und Nachteile einer mechanischen Tastatur

Aufbau und Funktionsweise einer mechanischen Tastatur

Der Aufbau und die Funktionsweise einer mechanischen Tastatur sind einfach und leicht zu verstehen.

Wie bereits in der Definition einer mechanischen Tastatur erwähnt, möchten wir dir nun genauer erklären, wie eine mechanische Tastatur funktioniert und wie sie aufgebaut ist.

Funktionsweise

Eine mechanische Tastatur zeichnet sich durch ihre mechanischen Schalter, auch Switches genannt, aus. Unter jeder Taste befindet sich ein solcher Schalter. Wenn du eine Taste drückst, wird ein elektrischer Kontakt geschlossen und der fließende Strom wird vom angeschlossenen Gerät verarbeitet und der jeweiligen Taste zugeordnet.

Eine mechanische Tastatur verfügt also über individuelle mechanische Schalter (Switches) für jede einzelne Taste. Eigenständige Schalter bieten zahlreiche Vorteile, die im Abschnitt „Vorteile einer mechanischen Tastatur“ weiter unten detailliert erläutert werden.

Die Technologie hinter diesen Switches ist überraschend einfach. Jeder Schalter besteht aus einem kleinen Mechanismus, der durch das Drücken einer Taste ein elektrisches Signal auslöst, welches dann vom Computer verarbeitet wird.

Trotz ihrer Einfachheit ermöglichen diese Schalter eine präzise und zuverlässige Eingabe, was mechanische Tastaturen besonders bei Vielschreibern und Gamern so beliebt macht.

Aufbau eines Switches

Ein Switch besteht aus mehreren Teilen: einem (beweglichen) Metallkontakt, einer Feder und einem Gehäuse. Beim Drücken einer Taste wird der Kontakt nach unten gedrückt und die Feder komprimiert. Sobald der Kontaktpunkt erreicht ist, schließt der Stromkreis und das Signal wird an den Computer gesendet.

Zusammengefasst, bestehen die Switches (Schalter) aus:

• (Beweglicher) Metallkontakt: Dieser schließt den Stromkreis, wenn die Taste betätigt wird und sorgt für das Übermitteln der Informationen an den PC. Dabei wird zwischen einem festen und einem beweglichen Metallkontakt unterschieden.
• Feder: Sie hält die Taste in Position und bringt sie nach dem Drücken wieder nach oben.
• Stem: Der Stem sorgt dafür, dass die Bewegung über die Taste auf den Switch erfolgt, um den Kontakt zwischen den Metallkontakten zu schließen. Die mechanische Betätigung erfolgt durch die „Rampe“ hinten am Stem.
• Gehäuse: Es hält alle Teile des Schalters zusammen und besteht aus der oberen und der unteren Gehäuseabdeckung.

Unterschiede von Mechanischen Switches

Mechanische Tastaturen gibt es nicht nur in verschiedenen Größen und Höhen. Vor allem die Auswahl der Verbauten Switches bestimmen das Tippgefühl. Lineare, Taktile und Klickende Switches sorgen dabei für ein mechanisches und/oder akustisches Feedback.

Betätigungskraft und zurückgelegter Weg

Switches besitzen verschiedene Eigenschaften wie die Betätigungskraft, den Vorlauf– und den Gesamtweg. Sie werden bei den jeweiligen Switches immer angegeben und meist findet sich ebenfalls eine Grafik (Betätigungskraft/Weg), die das Verhalten grafisch abbildet.

• Betätigungskraft: Die Betätigungskraft ist die erforderliche Kraft, um eine Taste vollständig herunterzudrücken und somit den Kontakt zwischen den Metallkontakten im Schalter herzustellen. Diese Kraft wird in Zentinewton (cN) gemessen. Die Höhe der Betätigungskraft beeinflusst das Tippgefühl und die Reaktionsfähigkeit der Tastatur. Eine höhere Betätigungskraft kann versehentliche Tastendrücke verhindern, während eine niedrigere Kraft weniger Anstrengung beim Tippen erfordert.
• Vorlaufweg: Der Vorlaufweg beschreibt den Weg, den der Schalter zurücklegt, bevor der Kontakt zwischen den Metallkontakten hergestellt wird und der Stromkreis geschlossen ist. Dieser Weg ist entscheidend für das Timing und die Empfindlichkeit der Tasteneingaben. Nachdem der Vorlaufweg erreicht ist, wird der eigentliche Schaltvorgang vollzogen, was bedeutet, dass die Eingabe registriert wird.
• Gesamtweg: Der Gesamtweg bezeichnet den gesamten Bewegungsbereich des Schalters nach Erreichen des Vorlaufweges. Nachdem der Kontakt hergestellt und der Stromkreis geschlossen wurde, kann die Taste noch einige Millimeter weiter heruntergedrückt werden.

Die drei Hauptgruppen von mechanischen Switches: Linear, Taktil und Klickend

Wer sich mit mechanischen Tastaturen beschäftigt, wird in absehbarer Zeit etwas von Linearen-, Taktilen- und Klickenden Switches Lesen oder hören. Diese sind dir drei Hauptgruppen, in denen die Switches unterteilt werden. Sie besitzen unterschiedliche Charakteristiken mit unterschiedlichen Eigenschaften, die das Tippgefühl der jeweiligen Tastatur bestimmen.

Durch diese Charakteristiken werden häufig ihre Einsatzgebiete eingegrenzt, denn hauptsächlich wird das Tippgefühl durch die verbauten Switches bestimmt. So kann die baugleiche Tastatur mit unterschiedlichen Switches bestückt werden. Sollten einem die Switches eines Tages nicht mehr gefallen, so können diese später einfach gewechselt werden. Für einen nachträglichen Wechsel sollte man auf die Bezeichnung „Hot Swappable“ achten.

Lineare Switches

Lineare Switches zeichnen sich durch ihre gleichmäßige und glatte Betätigung aus. Diese Schalter bieten während des gesamten Tastendrucks einen konstanten Widerstand, ohne dass es einen spürbaren Punkt gibt, an dem der Schaltvorgang erfolgt. Aufgrund des fehlenden taktilen Feedbacks und der geringen Geräuschentwicklung sind lineare Switches besonders bei Gamern beliebt, da sie schnelle und wiederholte Tastenanschläge ermöglichen. Beispiele für lineare Switches sind Cherry MX Red und Cherry MX Black, wobei die Unterschiede hauptsächlich in der Betätigungskraft liegen.

Taktile Switches

Taktile Switches hingegen bieten ein spürbares, taktiles Feedback. Dies bedeutet, dass der Benutzer einen kleinen Widerstandspunkt oder „Bump“ fühlt, wenn der Schalter betätigt wird und der Schaltpunkt erreicht ist. Dieses taktile Feedback ist hilfreich für Vielschreiber, da es eine physische Bestätigung gibt, dass die Taste erfolgreich betätigt wurde, ohne dass die Taste vollständig durchgedrückt werden muss. Taktile Switches sind in der Regel etwas leiser als klickende Switches, aber lauter als lineare. Beispiele für taktile Switches sind Cherry MX Brown und Razer Orange.

Klickende Switches

Klickende Switches kombinieren das taktile Feedback mit einem hörbaren Klickgeräusch. Diese Schalter bieten nicht nur das spürbare „Bump“-Gefühl, sondern auch ein akustisches Feedback in Form eines deutlichen Klicks, wenn der Schaltpunkt erreicht ist.

Erzeugt wird das Klickgeräusch durch ein spezielles mechanisches Element innerhalb des Schalters, wie eine kleine Feder oder ein Kunststoffteil, das beim Drücken der Taste gegen einen Widerstand drückt und plötzlich umspringt, sobald der Auslösepunkt erreicht ist.

Dies macht sie ideal für Benutzer, die eine klare Rückmeldung sowohl durch das Gefühl als auch durch den Klang der Betätigung bevorzugen. Programmierer und Vielschreiber, die auf das akustische Feedback angewiesen sind, um ihre Tippgeschwindigkeit und Genauigkeit zu verbessern, schätzen klickende Switches besonders. Beispiele hierfür sind Cherry MX Blue und Razer Green.

Hot Swappable Tastaturen

Hauptmerkmale von Hot-Swappable Tastaturen

1. Einfacher Wechsel von Switches:
   • Nutzer können Schalter schnell und unkompliziert austauschen.
   • Kein Löten oder technisches Wissen erforderlich.
2. Anpassbarkeit:
   • Nutzer können verschiedene Schaltertypen testen und ihre Präferenzen herausfinden.
   • Ideal für Personen, die gerne herumexperimentieren und in Zukunft vorhaben, andere Switches auszuprobieren.
3. Flexibilität:
   • Möglichkeit, defekte Schalter einfach zu ersetzen, ohne die gesamte Tastatur auseinandernehmen zu müssen.
   • Nutzer können ihre Tastatur anpassen, ohne neue Hardware zu kaufen.

Bauarten und Größe in Prozent angegeben

Zwischen mechanischen Tastaturen gibt es erhebliche Unterschiede, vor allem in den Bauarten. Die Bauarten werden dabei oft in Prozent (%) angegeben.

Im unteren Bild kannst du das Standardlayout sehen: Eine IBM-PC Standardtastatur mit 104 Tasten. Dabei kann die Tastatur in grob vier Bereiche unterteilt werden.

100% / 80% / 70% Tastaturen (TKL)

Herkömmliche Tastaturen mit einem Numpad setzen den Standard und sind daher als 100% Tastaturen bekannt.

TKL-Tastaturen (Tenkeyless) verzichten auf das Numpad und werden als 80%-Tastaturen bezeichnet. Der Vorteil des fehlenden Numpads ist mehr Platz auf dem Schreibtisch. Besonders Gamer schätzen diesen zusätzlichen Platz, der für schnelle Mausbewegungen entsteht. 80% Tastaturen sind neben den 100% Tastaturen die gängigsten mechanischen Tastaturgrößen.

Neben den gängigen Größen von 100% und 80% sind auch 70%-Tastaturen sehr beliebt. 70%-Tastaturen verzichten nicht nur auf das Numpad, sondern auch auf die gesamte obere Reihe der Funktionstasten (F1-F12) und weiteren Tasten.

Dann gibt es auch zwischen den üblichen Größen von 100%, 80% und 70% viele weitere Größen und Bauformen. Von Hersteller zu Hersteller unterscheiden sich die verwendeten Tasten dabei stark und hier muss speziell auf das Anwendungsgebiet der Tastatur geachtet werden. Man muss sich also arrangieren, welche Tasten für einen selbst wichtig sind und auf welche verzichtet werden kann.

Die Wahl der richtigen Tastaturgröße hängt also stark von den individuellen Bedürfnissen ab. Während 100%-Tastaturen ideal für Nutzer sind, die viel mit Zahlen arbeiten, bevorzugen viele Gamer und Minimalisten die kleineren Varianten. Vor allem Gamer profitieren von dem dazugewonnenen Platz neben der Tastatur.

Mechanische Low Profile Tastaturen

Mechanische Tastaturen sind oft größer, höher und breiter als Rubberdome Tastaturen. Low Profile Tastaturen aber vereinen ein relativ schlankes Design mit mechanischen Switches. So kombinieren sich die Vorteile einer Flachen Tastatur und einem schönem mechanischem Tippgefühl.

Low-Profile-Tastaturen zeichnen sich durch ihre deutlich geringere Höhe aus. Dies wird durch zwei Faktoren erreicht:

• Allgemein niedrige Bauhöhe: Das Gehäuse von Low-Profile-Tastaturen ist generell sehr schlank und elegant gestaltet.
• Low-Profile-Switches: Spezielle Schalter, die eigens für diese Art von Tastaturen entwickelt wurden, tragen wesentlich zur reduzierten Höhe bei.

Vorteile von Low Profile Tastaturen sind neben der geringe Bauhöhe der mögliche Verzicht auf eine Handballen Auflage. Denn mechanische Tastaturen sind nun mal hoch und eine Handballenauflage ist für viele Tastaturmodelle unverzichtbar.

Außerdem kann eine Low Profile Tastatur deutlich bequemer und platzsparender transportiert werden und sorgt auf dem Schreibtisch für einen cleanen und aufgeräumten Look.

Die Nachteile von Low Profile Tastaturen halten sich bedeckt. Denn das beste Tippgefühl bekommst du tatsächlich mit normal hohen Switches. Dennoch bieten sie den besten Kompromiss zwischen einer flachen Membrantastatur und einer normal hohen mechanischen Tastatur, wenn dir mechanische Tastaturen zu klobig sein sollten.

Warum du eine mechanische Tastatur nutzen solltest

Mechanische Tastaturen besitzen gegenüber Rubberdome Tastaturen eine ältere Technologie. Also warum solltest du eine ältere Technologie nutzen, wenn du die neuere Nutzen kannst?

• Tippgefühl: Das Tippgefühl auf einer mechanischen Tastatur ist unvergleichlich. Die taktile Rückmeldung und das akustische Feedback sorgen für ein angenehmeres und präziseres Tippen. Es gibt verschiedene Arten von mechanischen Schaltern, wie z.B. Cherry MX Blue, Red und Brown, die jeweils unterschiedliche Tippgefühle bieten und so individuell angepasst werden können.
• Langlebigkeit: Einer der größten Vorteile mechanischer Tastaturen ist ihre Langlebigkeit. Die meisten mechanischen Schalter sind für über 50 Millionen Anschläge ausgelegt, im Vergleich zu den 5 bis 10 Millionen Anschlägen einer typischen Membrantastatur. Dies macht sie zu einer langfristigen Investition, die auch nach Jahren intensiver Nutzung zuverlässig bleibt.
• Anpassungsfähig: Mechanische Tastaturen bieten eine hohe Anpassungsfähigkeit. Von austauschbaren Schaltern und Keycaps bis hin zu anpassbarer Beleuchtung und programmierbaren Makros – die Möglichkeiten sind nahezu unbegrenzt. Dies ermöglicht es, die Tastatur nach Vorlieben zu personalisieren und zu gestalten.

Mechanische Customizable Tastaturen

Customizable Tastaturen sind eine ganz eigene Sparte für sich und viele Menschen erfreuen sich daran. Das geht so weit, dass es das Hobby von so manch einem geworden ist. Und man kann auch sehr gut verstehen, warum das so ist.

Unter Customizable Tastaturen versteht man komplett anpassbare Tastaturen. Sie sind so weit anpassbar, dass man nahezu alles tauschen kann. Oft muss man sich dabei alle Komponenten selbst kaufen und die Tastatur selbstständig zusammenbauen. Von ABS/PBT Keycaps bis hin zur Baseplate, alles kann frei individualisiert werden.

Es gibt aber auch sogenannte „Barebone“ Tastaturen in denen die wichtigsten Komponenten, das PCB und die Stabilisatoren, bereits eingebaut sind. Hier müssen lediglich Switches und Keycaps separat erworben und selbstständig eingebaut werden.

Wer schon so weit für seine anpassbare Tastatur gegangen ist, kann seine mechanische Tastatur noch luben (schmieren). Dafür gibt es spezielles Öl, welches selbst im Switch aufgetragen wird, was für eine bessere Schmierung, ein weiter verbessertes Tippgefühl und ein schönes akustisches Feedback sorgt. Aufgetragen wird das Öl durch extrem feine Pinsel.

Das Customizable Tastaturen Thema ist so umfangreich, da hier wirklich alles personalisiert werden kann. Die Designs und Farbgestaltungen sind so unglaublich unterschiedlich.

Es bedarf aber keiner Custom Tastatur, um das schöne Tipp-Erlebniss einer mechanischen Tastatur zu erfahren.

Gute Shops für Customizable Tastaturen

• Keygem
• Candykeys
• Oblotzky industries
• Eloquentclicks
• Kbdfans
• Novelkeys

Typische Fragen zu mechanischen Tastaturen

Fazit – Eigene Meinung

Es ist nicht verwunderlich, warum sich mechanische Tastaturen immer größerer Beliebtheit erfreuen. Nicht nur technische Vorteile wie Langlebigkeit, Tippgefühl, Anpassbarkeit sorgen für diesen Zugewinn. Es steckt auch ein gewisser Charme in mechanischen Tastaturen. Es macht einfach Spaß, sie zu nutzen. Das Tippen und die Geräusche, die dabei entstehen, sie für viele Menschen Musik in den Ohren. Nicht ohne Grund existieren diverse ASMR Videos, in denen einfach nur stumpf auf Tastaturen getippt wird.

Wer sich eine mechanische Tastatur zulegt, hat vor seine Tastatur länger zu nutzen oder möchte die Vorteile im Gaming für sich beanspruchen.

Mechanische Tastaturen bleiben auch für mich persönlich ein Leidenschaftsthema, mit dem ich mich gerne auseinandersetze, wie viele andere auch. Alleine Customizable Tastaturen sind für mich noch Neuland, was ich aber zeitnah ändern möchte und euch