Teclados: o que são switches ópticos, como funcionam - e o que as empresas não explicam

Primeiro de tudo, switches ópticos para teclados não são um conceito novo, mas apenas recentemente eles estão se tornando viáveis para serem utilizados em teclados de diversas marcas.

A Bloody foi pioneira neste segmento e já vende teclados com isto há alguns anos no Brasil, mas só agora em 2018 estes switches estão ganhando fôlego, pelo fato de switches mecânicos genéricos estarem com a má fama do problema de “Double-Click“, por estarem mais baratos e também por grandes empresas estarem investindo na tecnologia, sendo que a Razer estará lançando teclados com switches ópticos baseados no LK Libra em breve.

Switches Razer Purple Optical

Mas, o que diferencia os “switches ópticos” de “switches mecânicos“? Primeiro de tudo, vamos entender o funcionamento de um switch mecânico comum.

Switches mecânicos

Switch Cherry MX Blue

Ao empurrar a tecla para baixo, dois contatos internos (a peça bronze da GIF) se conectam e registram a tecla ao gerar um sinal elétrico. É tudo simples no papel, mas este sinal elétrico não é perfeito, há um efeito chamado “bouncing” em switches mecânicos, seja em teclados, mouses, eletrônicos ou o que for. Muitos pensam que pressionar um switch mecânico gera um sinal igual ao da esquerda, mas na verdade é o da direita.

Este sinal tende a piorar com o tempo, aumentando em duração e também intensidade, especialmente quando o switch é feito de materiais de baixa resistência, que ficam mais “moles” com o tempo e uso, razão pela qual o double-click tende a ocorrer com maior tempo e intensidade de uso, seja em teclados ou mouses.

Mas, para evitar este problema, há um “delay” que é aplicado para analisar estes dados, chamado “debounce time” ou também conhecido em mouses por Button Response Time:

LOW = Desligado, HIGH = Ligado. O Debounce Time é representado pela linha em vermelho

Se não houvesse o Debounce / Button Response Time para “ignorar” múltiplos acionamentos durante um período de tempo, o switch mecânico acima ao invés de acionar apenas uma vez como deveria, acionaria três ou mais vezes. O único “problema” disso é que é acrescentado um pequeno atraso na resposta do switch, seja no seu teclado, no mouse ou em qualquer eletrônico que use switches mecânicos.

O mesmo processo ocorre nos botões do seu mouse para evitar que um double-click seja reconhecido. Mas, marcas gamers diminuem este “atraso” para proporcionar um melhor desempenho para jogadores, embora também acabam aumentando as chances de double-click ocorrer devido a essa decisão.

Por isso seu mouse genérico de R$ 20 funciona há 6 anos e nunca teve double-click, enquanto aquele mouse gamer de R$ 150 pode estar com o problema. O Button Response Time entre eles talvez seja muito diferente.

Há muitos “especialistas” de mouses que buscam mouses onde este valor seja o mínimo possível, chegando ao ponto de criticar empresas que não colocam este valor perto do mínimo possível, mas estas mesmas pessoas infelizmente não explicam porque esse atraso existe, só reclamam e querem cada vez menos atraso, sem saber as consequências.

Switches ópticos

E aqui entram os switches ópticos e alguns dos principais pontos que o marketing de empresas que utilizam eles gostam de deixar expostos. Os componentes internos (mola, sistemas de cliques, sistemas de feedback tátil) são exatamente os mesmos que alguns switches mecânicos, proporcionando exatamente a mesma resposta que switches mecânicos.

A única coisa que muda, é a peça responsável por registrar a tecla.

O sinal do switch óptico é muito mais limpo, é o sinal da esquerda, eliminando o problema de “Double-Click“. Como o problema de double-click está eliminado, pode-se diminuir drasticamente o “Debounce Time”, resultando em switches com resposta mais rápida, algo que o marketing gosta de deixar exposto, mesmo que não faça diferença na prática.

Mas então switches ópticos duram mais que switches mecânicos? Depende. Todos os switches ópticos são compostos por duas peças principais, o Emissor de Luz e o Sensor Fotossensível, mas não são todos iguais. Vamos adentrar estas três variantes, sendo o Co-Gain apenas uma cópia inferior do Flaretech. Há também os switches ópticos da Gateron, uma marca extremamente respeitada no ramo de teclados mecânicos, mas a tecnologia deles é uma cópia do LK Optical.

Switches LK Optical

Os switches LK Optical, ou “Light Strike Optical“, foram os primeiros switches ópticos para teclados (pelo menos após os anos 2000), inicialmente introduzidos pela Bloody (subsidiária da A4Tech) e agora possuem duas variantes, o modelo antigo e o novo “LK Libra“.

Primeira imagem: Modelo antigo do LK Optical; Segunda Imagem: Razer Purple, baseado no LK Libra

É usado um emissor de LED Infravermelho (que é um LED de baixa tensão e alta durabilidade, bem mais do que LEDs comuns) e do outro lado fica o sensor fotossensível. Ao pressionar a tecla, a luz do LED Infravermelho entra em contato com o sensor fotossensível. Bastante simples, mas bem feito, embora o marketing da Bloody seja ridiculamente “sensacionalista” em cima disso, razão porquê é um pouco difícil levar estes switches a sério.

O switch LK Libra é atualmente um dos switches mais interessantes do mercado, pois combina diversas tecnologias em um só. Além do switch óptico, há um encaixe de keycap no estilo BOX e também há um encapsulamento ao redor do switch para impedir que água, refrigerantes ou outros líquidos caiam na placa ou no interior do switch, fazendo estes serem mais resistentes contra líquidos do que maioria dos switches do mercado.

E é este switch que foi escolhido como base para o Razer Purple, o que me parece ter sido uma excelente escolha, só espero que quando lançar ele, a Razer entregue os devidos créditos para a Light Strike ao invés de fazer parecer que a tecnologia foi criada por ela, que não existe nenhum switch igual, etc, etc…

Switches Flaretech

Enquanto isso, o switch Flaretech é mais “complexo” em seu funcionamento. Ao invés do emissor e sensor estarem apontados diretamente um para o outro, é utilizado um sistema de prismas dentro dos switches para refletir a luz em seu interior. Ao pressionar o switch, um prisma desce e reflete a luz do emissor até o sensor fotossensível:

Já o restante do funcionamento é o mesmo que o LK Optical. É usado um LED Infravermelho por questões de durabilidade, enquanto que a tecla aciona ao receber esta luz no sensor fotossensível.

O resultado é que todos os switches Flaretech são removíveis por natureza e também permitem detectar “pressão” a partir da intensidade de luz recebida pelo sensor, a qual aumenta conforme o prisma se aproxima dele ao empurrar a tecla para baixo, permitindo fazer teclados com WASD sensíveis, como é o caso do Wooting One, o qual infelizmente é o único teclado fazendo proveito desta tecnologia:

Mas o que não fica exposto no material publicitário é que você precisa pressionar a tecla até a metade para apenas então ela começar responder, a “dead-zone” é grande. A própria Wooting já afirmou que está trabalhando para corrigir isto no futuro.

Em teclados com WASD sensível, você precisa afundar a tecla até a metade para só então sua sensibilidade começar responder, o que não é o ideal

Aliás, switches que utilizam mecanismos Hall Effect (uso de ímãs) são mais adequados para esta função do que os Flaretech, pois apresentam maior precisão e permitem sensibilidade desde o início da tecla. Os gatilhos do controle do Xbox One usam esta tecnologia.

Também veremos este tipo de switch se popularizar (na verdade estão “retornando” ao mercado, já foram usados nas décadas de 80 e 90) em teclados mecânicos nos próximos anos.

Switches Co-Gain OKS

E quanto aos switches da Co-Gain? Estes estão presentes no Gamdias Hermes P2 que recebi recentemente para análise, os quais a Gamdias chama de “Gamdias Optical Switches“, mas não foi ela que produz ou projetou eles já que há a marca da Co-Gain na traseira, o logotipo da Dare-U no topo, e o próprio Gamdias Hermes P2 é remarcado da Dare-U.

Ele é uma cópia inferior do Flaretech, mas qual a diferença então?

São duas diferenças, a primeira é que maior parte do switch é similar ao Flaretech, mas o acionamento interno é idêntico ao LK. A luz é refletida no interior do switch, assim como o Flaretech:

Mas ao invés de um prisma que desce ao pressionar a tecla, há uma peça que bloqueia a luz, liberando ela apenas quando pressionada, igual o LK Optical.

A segunda diferença é o LED usado para enviar luz para o sensor fotossensível. Ao invés de usar um LED Infravermelho de baixa potência como é feito nos outros dois concorrentes, é usado o próprio LED RGB da iluminação do teclado para esta função.

E eu não consigo colocar em palavras o quão inadequada esta decisão de design é. Não é algo inteligente e não é algo durável, pois os LEDs RGB são um dos maiores pontos de falhas de teclados mecânicos atuais.

Se queimar um dos espectros RGB do LED (o que é o mais comum), ou então se o LED inteiro parar de funcionar, a tecla vai deixar de funcionar. Aliás, não há como desligar a iluminação nestes teclados pois ele depende dela para seu funcionamento. Se você tentar “desligar”, as teclas ficam com um branco bem fraco.

Não há como desligar a iluminação do Gamdias Hermes P2 pois ele literalmente depende dela para funcionar

Agora imaginem vocês leitores, comprar um Motospeed CK104 sem garantia da China e depois de 1 mês, uma fileira de LEDs queimar por causa de um problema na placa? Se o teclado usasse os switches Co-Gain, estas teclas não funcionariam mais. Imagina se as teclas TAB, F e Z parassem de funcionar por estarem com LEDs queimados?

Estes são dois casos reais de teclados postados no grupo Periféricos High End e são teclados Motospeed CK104.

Imagina não poder usar a cor Azul no seu teclado RGB pois uma (ou mais) teclas estão com esta cor queimada. Aliás, isto também vai atrapalhar quando você tentar usar o teclado com efeitos de iluminação ligados, pois durante os momentos que esta tecla estiver azul, ela vai deixar de funcionar. O teclado abaixo é o meu G.FalleN Falcão-Peregrino.

A impressão que fica é que o switch da Co-Gain é um “Frankenstein” cujas decisões de design foram feitas não para ter melhor durabilidade, precisão ou algo do tipo, e sim para evitar problemas legais, buscando misturar tecnologias da LK e Flaretech que não precisavam ser misturadas, além da péssima decisão de usar o LED RGB como parte do switch. Tudo para evitar um possível processo da Adomax Flaretech ou da LK.

A impressão é que o principal foco de design dos switches Co-Gain era evitar problemas legais

O switch Co-Gain realmente não é bem projetado, mas por favor entendam, este problema é exclusivo dele, pois os switches LK Optical e Flaretech utilizam um LED Infravermelho de baixa potência exclusivamente para o acionamento do switch, sendo muito melhores do que o Co-Gain na questão de durabilidade.

Também, acredito que a Gamdias não tenha culpa pelas falhas deste switch, e tenha sido “ingênua” ao utilizar eles sem entender seus pontos fracos, os quais não devem ter sido expostos pela Co-Gain ou pela Dare-U.

Durabilidade de switches ópticos

Falando em durabilidade, switches ópticos, incluindo os LK Optical e Flaretech, prometem uma durabilidade de 100 milhões de pressionamentos, bem acima dos “50 milhões” que switches Cherry MX oferecem. O veredito quanto a isso?

Mentira.

Vejam, não estou dizendo que os switches LK Optical ou Flaretech não são duráveis, pois realmente são muito bem feitos e podem durar muito mais do que vários switches mecânicos, mas a métrica de “X milhões de pressionamentos” é inválida para calcular a durabilidade de um switch óptico.

A vida útil de um switch óptico não deve ser calculada em pressionamentos, e sim em quantas horas contínuas o emissor de luz irá durar

Switches ópticos não possuem peças mecânicas que apresentem desgaste. Logo, é possível sim que funcionem por 100, 150, 200 milhões de cliques, especialmente em um ambiente artificial de testes. Mas, há outra peça neles que possui vida útil, a qual estas marcas não explicam: o Emissor de Luz.

O Emissor de Luz que é usado para o funcionamento do switch óptico é o principal fator de durabilidade, e como pudemos ver no caso dos switches da Co-Gain, se for mal feito, pode ser menos durável que teclados mecânicos convencionais.

O problema é que não há como medir exatamente a vida útil de um LED pois isto depende de uma grande gama de fatores, mas pode-se medir quanto tempo o LED leva até começar perder força, o que pode atrapalhar o funcionamento do switch, informação a qual nem a LK, nem a Flaretech e muito menos a Co-Gain disponibilizam.

Ao invés de dizer “Durabilidade de 100 milhões de pressionamentos”, switches ópticos deveriam dizer algo como “Certificado para ao menos 50.000 horas contínuas de uso“, o que infelizmente nenhuma marca faz.

Mas, pelo menos sabemos que LEDs Infravermelhos de baixa tensão e potência, são muito mais duráveis que LEDs RGB.

Conclusão

Switches ópticos são extremamente interessantes e quando bem implementados podem ser “mais duráveis” que vários switches mecânicos por não terem o risco de “double-click“, mas deve-se informar qual a fabricante do switch do teclado.

Assim como em teclados mecânicos, muitas empresas não informam a fabricante, optando por chamar os switches por nomes próprios (ex: Gamdias Optical), o que já é um mal sinal e pode indicar o uso de switches de baixa qualidade.

Switches como o LK (Light Strike), Flaretech e Gateron Optical (que é uma cópia bem feita do switch da LK) já possuem um bom respeito neste mercado e se você se interessou por esta tecnologia, deve optar por teclados que utilizem um switch destas marcas. Já marcas como a Co-Gain, cujo switch é mal projetado, e outras empresas desconhecidas deste ramo, devem ser evitadas, pelo menos por enquanto.