_(°:з」∠)_/自制分体键盘

Created Wed, 14 Dec 2022 00:00:00 +0000
2328 Words

起因

某一天刷小破站的时候发现有个老哥自制了一把分体键盘,正好回国之后重新配了一台电脑还没有键盘就想着自己也做一把。搜集资料的时候才发现原来研究这玩意的人还不少,于是东拼西凑整合了一个比较满意的方案。实现的过程全是教训,一丝顺利都没有,秉着GPL精神把这个过程记录下来分享给以后可能需要制作的朋友们。

准备工作

材料类

材料基本上是参考这个清单列表,不过因为选择了 Redox Manuform 这款壳体,有部分材料需要增改。最终采购的零部件如下:

物品 价格 数量
Redox Manuform 壳体 210.54 - 30 (用券) 1
Atmega32U4 Pro Micro Type-C 接口 23.23 2
PJ-392A 3.5mm 音频母座 1.02 2
Type-C 公对母带螺丝固定挡板线 19.9 1
二极管 1N4148 100x一件 0.99 1
杜邦线 母对母 15cm 40x一组 1.9 1
0.5mm直径紫铜丝 10m 9.8 1
灰木轴v3 0.58 70

由于壳体上预留开孔尺寸的原因,原版材料清单里的“PJ-320B 音频母座”是不能使用的,否则无法很好地固定在壳体上。购买 Type-C 公对母线也是出于同样的原因,壳体上预留的孔位是依据老款 micro-USB 公母延长线的尺寸设定的,因此还需要用Fusion 360对壳体模型进行一些修改。

此外还有一些零件是热心网友洗头哥哥帮忙打印的,主要是作为热插拔轴座使用的套件(和键轴数量一样,70x)。使用这个套件一方面可以省下买凯华轴座的钱,一方面布线也更加舒服,更重要的是不需要焊接! 如果完全不需要热插拔也愿意焊接的话可以参考未来科技研究所大佬的B站视频,可以省不少钱,就是费人。

工具类

物品 作用
电烙铁 焊开发板针脚
带测距网格的切割板 测距
镊子 辅助
挖耳勺 制作轴座等
指甲锉条 磨壳体孔位
502胶 固定行铜线

工具就不标价格了,有啥用啥。有条件的话还是买个好点的电烙铁,不然体验直线下降。带网格的切割板在制作轴座阵列的时候可以很方便地观察轴座间的铜线长度。镊子在手指不太好介入的位置很有用。 挖耳勺是绝对的神器,尤其在制作轴座套件的时候,勺的部分可以用来把铜线塞到凹槽里,柄的部分可以用来绕二极管针脚,非常好用。

制作过程

轴座套件

套件的制作过程可以参考作者的图文教学。个人建议是把套件统一制作完之后再进行下一步,虽然很麻烦,但是总好过焊几百个焊点吧。人的潜力让人惊叹,我手撸140个套件之后感觉都能进电子厂打工了。 建议二极管放入套件上预留的孔位后,把它抵在桌面上压进去,不过不要太用力,二极管和套件都是挺脆的。 成品如图:

正面 反面
正面 反面

轴座阵列

阵列的制作过程也可以参考图文教学,不过这份教程里面用到了不同版本的套件,看着有点费解,不过只要知道是把套件连接成5行7列就行。建议在电脑上打开模型文件,一边测量壳体上孔间距,一边利用切割板上的测距网格控制轴座之间需要预留的铜线长度。 最后成品长这样: 轴座阵列

每一行和每一列都需要连一根杜邦线出来以备连接开发板,我这里是直接把导线剥开缠在铜线上,这样就算坏了也比较容易修理,当然也可以在连接处焊接一下。

每一列的铜线是通过缠绕的方式连接的,所以比较稳定。但是每一行的铜线是卡在轴座设计好的凹槽内,再通过二极管的针脚绕好的环把铜线锁住。实际操作中发现行铜线会非常容易松动脱落,导致安装的时候非常难受。建议可以在轴座凹槽的一侧滴入502胶,将行铜线固定在轴座上。

安装阵列

把轴座阵列安装到壳体上是最耗时的部分,会面临各种突发状况,比如轴座间铜线预留长度不够(一定要留足够的余量!)、轴座插不进壳体预留的孔位之类的。总之非常麻烦。建议优先安装最难装的上下两排轴座。如果发现轴座差不进孔位,可以用指甲锉条把孔位周边稍微磨一下。

连接开发板

接下来要依据固件里设定的针脚把5行7列对应的12根杜邦线连接到开发板,比如我选择的redox_rev1_base固件的config.h文件中有如下定义:

#define MATRIX_ROW_PINS { D4, D7, E6, B4, B5 }
#define MATRIX_COL_PINS { F5, F6, F7, B1, B3, B2, B6 }

依照针脚对应关系针脚对应图

行和列应该这样连接到开发板的针脚上

R0 R1 R2 R3 R4
4 6 7 8 9
C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6
A2 A1 A0 15 14 16 10

当然也可以自己修改固件里面的针脚设定重新编译固件。

安装音频母座

音频母座用于连接左右两个分体键盘,我试着通过各种方式把杜邦线连接到音频母座上:

  • 直接把杜邦线剥开焊接到母座的针脚上
  • 把杜邦线剥开,铜丝拧成一股,穿过母座针脚的小孔缠绕几圈
  • 同上,再加焊
  • 同上,不焊,用502胶固定

结果试废了4个母座。究其原因还是杜邦线内的铜丝强度太弱,而安装母座需要扭转它直至与螺母旋紧,这样一来母座还没旋上杜邦线都七零八落了。最终总结出来的方案是,将一小段0.5mm铜导线焊接至母座针脚,然后将杜邦线剥出一小段铜丝缠绕至铜导线上,再将多出来的铜导线缠绕至杜邦线上,这样就能把杜邦线牢牢绑住避免脱落。 具体过程如图:

焊接铜线 缠绕杜邦线
焊接铜线 缠绕杜邦线

后来我发现其实除了这种在内测固定螺母外侧旋转母座的PJ-392A母座外还有一种直接在外侧旋转螺母固定的PJ-392母座。不过两者的直径不同,壳体预留的是8mm直径的圆孔,只适合PJ-392A的尺寸,转用PJ-392需要对壳体模型进行修改,缩小预留孔径。

刷入固件

刷入固件的方式可以参考这里,我选择的是redox_rev1_base固件。壳体的底板上原本留了一个小孔,可以用来放置一个reset小开关,虽然我把开关买回来了,但是实在懒得再加大工作量,干脆把模型上的孔给去了。刷固件的时候用镊子把reset接地即可。

成品展示

等所有按键测试通过之后就可以装键帽了,不过能买到的键帽基本上和这种自制键盘的尺寸不太匹配,导致有好几个键帽没有配齐。单侧需要的键帽数量是:

尺寸 数量
1u 28
1.25u 4
1.5u 3

之后应该要单独去买几个增补键帽。目前成品大概就长这个样子: 键盘

使用感受

小的时候老爸就让我练习盲打,一直以为自己的指法都是对的,用了分体键盘才发现自己一直是用中指打的O键,用无名指打的P键,这就非常尴尬了。现在得切换成无名指打O键,小拇指打P键,一时间很难换过来,慢慢适应吧。最后这段话就是用分体键盘打的~