Cách chọn bàn phím máy tính công nghiệp tiêu chuẩn

Bàn phím máy tính công nghiệp là bàn phím được chế tạo cho môi trường xưởng, kho, phòng sạch, ngoài trời hoặc trên phương tiện: vỏ và phím bằng silicone, thép không gỉ hoặc màng polyester, đạt cấp bảo vệ IP65/IP68, chịu bụi, nước, dầu, hóa chất và va đập. Việc chọn đúng bàn phím quyết định tuổi thọ của trạm nhập liệu và thao tác của người vận hành. Bài viết trình bày đặc điểm, phân loại, tiêu chuẩn bảo vệ, đầu nối, công nghệ phím và các tiêu chí chọn theo điều kiện lắp đặt.

1. Bàn phím máy tính công nghiệp là gì

Bàn phím máy tính công nghiệp là thiết bị ngoại vi nhập liệu gồm các phím chữ, số, phím chức năng và có thể kèm thiết bị trỏ, dùng để đưa dữ liệu vào máy tính, hệ thống truyền thông hoặc giao diện người máy của một thiết bị. Khác với bàn phím văn phòng, bàn phím công nghiệp được thiết kế kín, chịu được điều kiện làm việc khắc nghiệt và có tuổi thọ phím cao.

Bàn phím công nghiệp có thể là bàn phím điện tử (màng, điện dung) hoặc cơ điện (công tắc cơ), đáp ứng các yêu cầu về độ bền, chống nước, chống bụi và chống ăn mòn. Thiết bị được dùng trong hệ thống điều khiển, giám sát, thiết bị tự động hóa, máy y tế và trạm nhập liệu tại kho.

2. Ứng dụng của bàn phím công nghiệp

Bàn phím công nghiệp xuất hiện ở mọi nơi có máy tính làm việc ngoài văn phòng. Các ứng dụng thường gặp:

• Nhà máy và tự động hóa: trạm vận hành máy CNC, bảng điều khiển dây chuyền, trạm kiểm tra chất lượng, nơi có dầu, phoi kim loại và bụi.
• Ki-ốt và thiết bị đầu cuối tự phục vụ: cổng gửi xe, máy tra cứu, trạm đăng ký; cần chống phá hoại và chịu thời tiết.
• Hàng hải và phương tiện: buồng lái tàu, xe chuyên dụng; cần chịu rung, ẩm muối và thao tác được bằng găng tay.
• Y tế và phòng sạch: bàn phím kín có thể khử trùng bằng cồn hoặc hóa chất, không có khe kẹt bụi.
• Quân sự, hàng không, viễn thông, điểm bán hàng (POS): yêu cầu tương thích điện từ và độ tin cậy cao.

3. Đặc điểm của bàn phím máy tính công nghiệp

Đặc điểm nhận biết của bàn phím công nghiệp là khả năng chống va đập, chống bụi, nước, dầu và hóa chất; một số dòng đạt chứng nhận dùng trong khu vực có nguy cơ cháy nổ. Bề mặt kín cho phép làm sạch bằng chất tẩy rửa công nghiệp mà không lọt chất lỏng vào mạch bên trong.

Về kết cấu, bàn phím công nghiệp có ba dạng lắp: để bàn với vỏ kín, lắp bảng (panel mount) gắn vào mặt tủ điều khiển, và lắp giá 19 inch (rackmount) dùng trong tủ máy chủ hoặc tủ thiết bị. Nhiều mẫu có phím tắt lập trình được, đèn nền cho khu vực tối và thiết bị trỏ tích hợp để không phải dùng chuột rời.

4. Cách chọn bàn phím máy tính công nghiệp phù hợp

Việc chọn bàn phím đi từ điều kiện tại vị trí lắp, sau đó đến thao tác của người dùng và cuối cùng là cổng kết nối với máy tính. Bảng dưới tóm tắt các tiêu chí chính:

Với khu vực có nguy cơ cháy nổ hoặc yêu cầu tương thích điện từ, cần thêm chứng nhận ATEX hoặc MIL-STD-461 tương ứng, nêu ở mục 6.

5. Phân loại bàn phím máy tính công nghiệp

Theo vật liệu và kết cấu, bàn phím công nghiệp chia thành các nhóm sau:

Bàn phím silicone

Toàn bộ mặt phím đúc liền bằng silicone, không có khe hở, đạt IP65 đến IP68. Nhẹ, mềm, một số mẫu cuộn lại được; chịu cồn và chất tẩy rửa nên phổ biến trong y tế, chế biến thực phẩm, phòng sạch và bàn thao tác trong xưởng. Hành trình phím ngắn, cảm giác nhấn kém hơn phím cơ.

Bàn phím thép không gỉ

Mặt và phím bằng inox, thường đạt IP65 trở lên và cấp chống va đập IK cao. Chịu rửa áp lực, thời tiết và phá hoại; dùng cho ki-ốt, cổng ra vào, trạm ngoài trời, hàng hải. Nặng và giá cao hơn, thường lắp cố định vào bảng.

Bàn phím màng

Nhiều lớp polyester in mạch dẫn điện, mặt phẳng hoặc có vòm kim loại tạo cảm giác nhấn. Dễ in ký hiệu theo yêu cầu, giá thấp, phù hợp bảng điều khiển máy có ít phím lệnh. Tuổi thọ phím thấp hơn phím cơ.

Bàn phím tích hợp thiết bị trỏ

Bàn phím kèm trackball, touchpad hoặc nút trỏ trong cùng một vỏ kín, dùng khi không có mặt bàn cho chuột hoặc khi lắp bảng, lắp giá. Trackball kín đạt IP65 thao tác được bằng găng tay và dễ vệ sinh hơn touchpad.

Bàn phím cầm tay và không dây

Bàn phím nhỏ gọn, chống nước, nối qua Bluetooth hoặc bộ thu USB cho kỹ thuật viên di chuyển giữa các máy. Cần xét nhiễu vô tuyến trong nhà máy và chính sách bảo mật của hệ thống.

6. Tiêu chuẩn bảo vệ bàn phím công nghiệp

Bàn phím công nghiệp được đánh giá theo các chỉ số và tiêu chuẩn sau:

• Kết cấu chắc chắn: vỏ thép hoặc hợp kim, phím không tháo rời được, dùng cho ki-ốt và thiết bị đầu cuối nơi công cộng.
• Chỉ số IP: chữ số đầu chỉ mức chống vật rắn và bụi, chữ số sau chỉ mức chống nước. Bàn phím công nghiệp thường đạt IP65 (kín bụi, chịu tia nước) hoặc IP68 (kín bụi, chịu ngâm nước theo điều kiện nhà sản xuất công bố). Chọn cấp IP theo điều kiện thật tại vị trí lắp, không chọn cao hơn mức cần vì giá tăng theo.
• Chỉ số IK: gồm hai chữ số, chỉ mức chịu va đập cơ học tính bằng jun. Ví dụ IK01 tương ứng năng lượng va đập 0,15 J, bằng vật nặng 150 g rơi từ độ cao 10 cm; cấp càng cao càng chịu va đập mạnh.

• ATEX: chứng nhận thiết bị dùng trong khu vực có nguy cơ cháy nổ (hóa dầu, sơn, bột mịn). Bàn phím và màn hình công nghiệp trong các khu vực này phải có chứng nhận tương ứng.
• MIL-STD-810G/F: tiêu chuẩn thử nghiệm độ bền môi trường của quân đội Hoa Kỳ (rung, sốc, nhiệt, ẩm), nay được dùng rộng rãi trong thương mại để chỉ mức chịu đựng của sản phẩm.
• MIL-STD-461: tiêu chuẩn về tương thích điện từ, cần cho thiết bị gần nguồn phát nhiễu mạnh hoặc thiết bị nhạy nhiễu.

7. Lựa chọn đầu nối cho bàn phím công nghiệp

Đầu nối là kết nối vật lý truyền dữ liệu và cấp điện giữa bàn phím và máy tính. Các tùy chọn cho bàn phím máy tính công nghiệp:

• USB: phổ biến nhất, có trên mọi máy tính công nghiệp và Panel PC hiện nay, cắm nóng được, cấp nguồn cho đèn nền và trackball. Nên chọn đầu nối USB có khóa ren hoặc kẹp cáp ở vị trí rung.
• PS/2: đầu nối trước thời USB, vẫn gặp trên máy đời cũ hoặc hệ thống cần bàn phím nhận từ BIOS. Phải cắm trước khi bật máy, không cắm nóng.
• Không dây: Bluetooth hoặc bộ thu USB theo chuẩn riêng của hãng; tiện cho bàn thao tác di động nhưng cần pin, có thể bị nhiễu trong xưởng và phải được chính sách bảo mật cho phép.
• Cáp liền và đầu nối M12: một số bàn phím inox dùng cáp liền đi xuyên bảng hoặc đầu nối tròn M12 để giữ cấp IP tại điểm nối.

Đầu nối được chọn theo cổng còn trống trên máy tính hoặc thiết bị đầu cuối mà bàn phím sẽ nối vào, và theo yêu cầu giữ kín tại điểm cáp đi qua vỏ tủ.

8. Cách chọn loại phím và công nghệ cho bàn phím công nghiệp

Bàn phím cơ

Mỗi phím có một công tắc riêng; khi nhấn, công tắc đóng và gửi tín hiệu về bộ xử lý.

• Ưu điểm: hành trình rõ, gõ nhanh, thao tác được bằng găng tay, thay được từng phím khi hỏng.
• Nhược điểm: giá cao hơn và ồn hơn bàn phím màng.

Bàn phím màng

Nhiều lớp polyester, trong đó một lớp in mạch dẫn bằng bạc hoặc mực dẫn điện. Mặt phím có thể phẳng, có đệm kim loại hoặc công tắc vòm để tạo cảm giác nhấn.

• Ưu điểm: dễ tùy biến ký hiệu, kín nước, giá thấp hơn phím cơ.
• Nhược điểm: tuổi thọ ngắn hơn và phản hồi kém rõ hơn.

Bàn phím cảm ứng

Cần phân biệt cảm ứng điện dung (nhận thay đổi điện trường khi ngón tay chạm) và cảm ứng điện trở (hai lớp tiếp xúc khi ấn xuống). Cảm ứng điện dung không nhận thao tác qua găng tay dày, nên không phù hợp xưởng cơ khí; cảm ứng điện trở dùng được với găng tay và bút, tương tự màn hình cảm ứng điện trở trên nhiều Panel PC. Xem thêm bài màn hình cảm ứng HMI.

Bàn phím áp điện

Dùng tinh thể áp điện như thạch anh sinh điện tích khi bị ép; không có bộ phận chuyển động, mặt phím liền khối bằng kim loại hoặc kính.

• Ưu điểm: rất chắc chắn, dùng được gần nước, tuổi thọ cao.
• Nhược điểm: giá thành cao, không có cảm giác hành trình.

Chọn thiết bị cho trạm nhập liệu công nghiệp

Bàn phím công nghiệp thường đi cùng một máy tính công nghiệp hoặc Panel PC đặt tại cùng vị trí. Kỹ sư IPC247 khuyến nghị chọn cả bộ theo ba tiêu chí:

• Cấp bảo vệ đồng bộ: bàn phím IP65 đi với Panel PC có mặt trước IP65 trở lên; khu vực rửa áp lực chọn Panel PC vỏ inox kín toàn thân.
• Cách nhập liệu: nơi thao tác ít và đeo găng có thể bỏ bàn phím rời, dùng Panel PC cảm ứng điện trở kèm bàn phím ảo; nơi nhập văn bản nhiều dùng bàn phím rời kèm trackball.
• Cổng và kiểu lắp: máy tính phải còn cổng USB cho bàn phím, và cả bộ lắp được vào tủ hoặc tay đỡ tại vị trí vận hành.

Cho khu vực ướt và chế biến thực phẩm, Panel PC KLD-1061B có vỏ thép không gỉ SUS304, không quạt, chống thấm nước, chịu bụi, dầu và hóa chất; Taicenn TPC-SC150C là lựa chọn khác cùng nhóm vỏ inox chống nước. Các mẫu Panel PC lắp tủ điện khác nằm trong nhóm Panel PC bảng điều khiển công nghiệp và máy tính công nghiệp màn hình cảm ứng; thiết bị nhập liệu di động cho kho xem tại thiết bị cầm tay công nghiệp. Nếu chưa rõ điều kiện lắp đặt, dùng công cụ chọn máy theo điều kiện lắp đặt để lọc theo cấp IP, nhiệt độ, cổng và kiểu lắp.

Câu hỏi thường gặp về bàn phím máy tính công nghiệp

Bàn phím công nghiệp là gì?

Bàn phím công nghiệp là bàn phím máy tính được chế tạo để làm việc trong xưởng, kho, phòng sạch, ngoài trời hoặc trên phương tiện. Vỏ và phím làm bằng silicone, thép không gỉ hoặc màng polyester, đạt cấp bảo vệ IP65 trở lên, chịu bụi, nước, dầu, hóa chất, va đập và làm sạch được bằng chất tẩy rửa công nghiệp.

Bàn phím máy tính công nghiệp khác bàn phím văn phòng ở điểm nào?

Bàn phím văn phòng có khe hở giữa các phím, vỏ nhựa thường, không chịu nước và hỏng nhanh khi dính dầu, bụi kim loại. Bàn phím công nghiệp kín hoàn toàn, đạt IP65/IP68, vỏ silicone hoặc inox, phím chịu số lần nhấn lớn, có thể lắp cố định vào bảng điều khiển và thường tích hợp trackball hoặc touchpad.

Nên chọn bàn phím silicone hay bàn phím inox?

Bàn phím silicone nhẹ, mềm, giá thấp hơn, chịu nước và hóa chất, phù hợp phòng sạch, y tế, chế biến thực phẩm và bàn thao tác trong xưởng. Bàn phím inox chịu va đập, chống phá hoại, chịu rửa áp lực và thời tiết, phù hợp ki-ốt, cổng ra vào, khu vực ngoài trời hoặc nơi nhiều người dùng chung.

Chỉ số IP65, IP68 trên bàn phím công nghiệp nghĩa là gì?

Chữ số đầu chỉ mức chống bụi, chữ số sau chỉ mức chống nước. IP65 là kín bụi và chịu tia nước áp lực thấp từ mọi hướng, đủ cho xưởng có rửa sàn và lau bằng khăn ướt. IP68 là kín bụi và chịu ngâm nước liên tục theo điều kiện nhà sản xuất công bố, dùng cho khu vực rửa áp lực, ngoài trời hoặc hàng hải.

Bàn phím công nghiệp nối với máy tính công nghiệp bằng cổng nào?

Phổ biến nhất là USB, có trên mọi máy tính công nghiệp và Panel PC hiện nay. Một số máy đời cũ hoặc yêu cầu khởi động từ BIOS vẫn dùng PS/2. Bàn phím không dây qua Bluetooth hoặc bộ thu USB dùng cho bàn thao tác di động, nhưng cần xét nhiễu và bảo mật trong nhà máy.