Keychron x Logitech Q1 RGB Wireless Keyboard

2022-08-12 14:55:19 53点赞 23收藏 11评论

国内首发的时候入手的Q1,计划改造成优联三模。但Q1底壳空间不足无法解决电池供电(无空间安放电池),且无线信号没有出口,改造计划便暂时搁浅

前阵子,受到B站给Q1增加中框改造方案的启发。遂购入一套中框进行调研;改造后素质确有提升,外观也没有影响。该方案不仅提供了底壳塞下电池的可能,还能解决无线信号的问题。正巧,最近在研究罗技G913的方案,将G913移植到Q1的计划便提上日程

EBStudio Keychron Q1G v0.1

0x0 中框改造

细总的中框厚度只有2mm,只能解决上下壳共振和漏轴的问题,满足RGB使用1天以上,电池容量必须大于1500mAh。

电池最终选择了2500mAh容量 3mm厚度的型号,通过电池厚度反推,中框厚度至少4mm,PCB需垫高3mm

简单拼装了一下,中框使用亚克力方案,可以一并将底灯功能做上

画图,淘宝找厂家订做,安装,由于切割刀口是在侧面这里选择的喷砂工艺处理,达到半透明的效果。装上PCB底部放入电池,定位板的活动空间也足够,中框改造完成

中框实装效果中框实装效果

0x1 PCB改造

PCB改造过程,实属困难重重,罗技G913和TKL很多功能都有独立的按键和指示灯,并且原装主控尺寸过大,PCB没有摆放的空间,斟酌后选取了基于G913改造本身没有Fn功能键开发灵活度更高,并对主控进行移植

0x1.0 主控改造

G913主控使用了nRF52840的方案,单芯片即可满足三模需求,功能强大,但代价就是芯片使用了aQFN焊盘;芯片一共73个引脚,体积却只有7 * 7mm,且罗技基本上使用了全部引脚。那么问题来了,芯片内层引脚引出只能做4层板3/3mil走线才能满足PCB生产与SMT工艺,再三考量后放弃将主控跟键盘做到同一张PCB的方案

主控单独小板做4层,仅保留核心功能,其他电路部分全部挪到大板上,保证主控板体积足够小。花了亿点点时间,主控终于搞定,定型尺寸为16.8 * 14mm,可以完美的摆放至右侧4个按键和方向键的间隙中

主控焊接位主控焊接位

0x1.1 方案改造

前面提到,G913很多功能都有独立的按键和指示灯,比如M1-M3/MR(3个板载配置),2.4G/BT/Game/灯控等,不仅按键独立指示灯也是独立。为了尽可能多的保留全部功能,方案进行了多次修改,最后通过增加独立的Fn键,保留了全部功能和指示灯

0x1.1.0 按键方案

保留了除播放控制外的全部功能按键,播放控制可以通过G键自定义实现

Fn + Esc - 灯控

Fn + F1/F2/F3/F4 - M1/M2/M3/MR

Fn + F5/F6/F7 - 2.4G/BT/Game

Fn + F8/F9/F10/F11/F12 - G1/G2/G3/G4/G5

Fn + Delete - Prt Scr

Fn + Insert - Home

0x1.1.1 指示灯方案

同样使用了Fn切层逻辑,按下Fn后RGB灯会切换为功能指示灯

F1/F2/F3/F4 - M1/M2/M3/MR

F5/F6/F7 - 2.4G/BT/Game

Page Up - Battery

Caps Lock - 移除

0x1.1.2 旋钮方案

与Q1一致,功能为音量+/-,按下静音,位置与Insert复用

旋钮安装位置旋钮安装位置

0x1.1.3 电源方案

众所周知,罗技无线键盘的优点就是省电,电源上这次也没有缩,全部使用了超低功耗的芯片方案,充电芯片跟G913一样用了TI的芯片,并且升了一下级,最高支持5V 1.5A充电(实际锁在了1A,保护电池寿命)

TI电源管理芯片TI电源管理芯片

0x1.1.4 RGB方案

由于配列问题差异,为了保证灯效效果,Q1右侧竖排的4个按键使用了G913上 上一首/Num Lock/7/4的灯位

通过一些Trick的手段最大化的保证动效效果,理论上除了“按键共鸣”外(多个键盘按键联动时最右侧竖排的4个按键映射错误),其他灯效应该完美工作

同时,增加了键盘左右两侧共10颗RGB底灯

0x1.1.5 开关方案

开关复用了Q1原本的Mac/Win配列切换开关,Win为开,Mac为关。并且重新画了USB小板,修复了Q1小板的Bug,统一使用FPC卡扣式排线(更易安装)并兼容早期版本外壳

USB及开关小板USB及开关小板

0x1.1.6 保护方案

供电保护依赖了TI的电源管理芯片,本身提供了防反、短路、电池过热保护;USB输入也增加了ESD保护;Buff叠满

0x2 测试

花了亿点点的时间完成了PCB Layout,打板,待样板到手后开始测试

0x2.0 灯效测试

除前文提到的“按键共鸣”最右侧4个键出现映射错误外,其他灯效效果衔接完美,没有受到配列不同的影响;底灯经过喷砂中框后,也有比较好的光晕,不过由于底灯选取了聚光效果的型号,后续更换更适合的相信效果会更进一步

RGB!!!RGB!!!

0x2.1 功能测试

充电及电量显示 ... OK

三模功能及切换 ... OK

按键及功能键切换 ... OK

G Hub功能设置 ... OK

G HubG Hub

0x2.2 功耗测试

功耗测试这里使用了微安级功耗测试仪,分别统计了RGB最大亮度/关闭RGB运行/休眠状态下的功耗并与G913进行对比,保证所有使用状态的功耗都能够与G913原版接近或是小优

实测结果,基本上与G913的表现一致,但由于电池容量为G913的1.5倍,续航表现肯定远优于原版

RGB最大亮度 - 31mAh

RGB关闭 - 1.06mAh

休眠 - 0.230mAh

功耗测试功耗测试

0x2.3 信号测试

天线使用了5dBi增益的IPEX4 PCB天线,摆放在键盘右上角位置;主控为打样版本,未对RF进行调校仅做了简单的信号测试

使用GPW2接收器同时配对GPW2与键盘,直线无障碍实测10米,音乐律动开启实测5米;在公司无线干扰比较多的环境下,连续使用2天,未出现断联问题

待主控板定版,对RF进行调校后相信可以有更好的信号表现

0x3 总结

整体改造断断续续进行了近2个月,作为v0.1版本,出现了一些逻辑错误,比如Game模式和电池指示灯引脚连接错误,旋钮方向错误;但最终看到成品后,个人还是非常满意;一把铝合金/Gasket/全键无冲/RGB/热插拔/无线三模的键盘,满足我对键盘的颜值与功能的全部预期;不得不说,Keychron Q1是一把上限很高的量产键盘

v0.1版本出现的问题,也只能在v0.2版本中解决了,v0.2版本新增功能也基本有了一些思路,键盘底边再增加一些底灯,还有按键自定义?

完结撒花🎉完结撒花🎉

作者声明本文无利益相关,欢迎值友理性交流,和谐讨论~

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