立创EDA绘制优联机械键盘PCB的补充
前言
上次写了如何使用立创EDA绘制优联机械键盘PCB的教程,看到不解的人挺多,感觉是自己没有把相关原理作出讲解,所以再发文补充一下。
原理
优联主控
优联技术是罗技独有的2.4g技术,推出过多款优联无线键盘。由于罗技还是全球最大的外设代工厂商,还给戴尔、索尼等品牌贴牌推出过优联技术的产品。
关于优联键盘的分类可以看我之前写的原创。目前改造机械键盘使用比较多的罗技K375s的主控,支持蓝牙和优联双模,价格在60元左右。其次是罗技k270和k230的主控,二手存量大,20-30元就能买到。
矩阵键盘
矩阵式键盘在不少单片机的教程中都有讲诉,是典型的电子电路案例。
常见的薄膜键盘、老式机械键盘的主控是分离式主控。带有矩阵的引出接口,这些接口大多数直连主控芯片的针脚。例如罗技优联键盘大多数是如图所示的斑马条接口。
老式键盘,例如樱桃老键盘则是这种排线座。
部分芯片则需要寄存器进行针脚的扩展。
新式机械键盘主控大多数是板载的芯片,没有引出接口。
在立创的用户贡献元件库中,常见的优联键盘的主控都能找到。
也可以无视这些,直接按照引出的针脚数搜索元件。例如罗技k270的主控是24针的,则搜24pin。
24针主控在原理图中的示意图如图所示。
机械轴体则相当于是开关,有两个针脚。平常开关是断路的,接通则会触发按键。
为了实现按键功能,需要主控的两个针脚和轴体的两个针脚相连接。这样做法就有个缺点,一个轴(开关)就需要主控两个针脚,104个轴则要208个针脚。
为了节省主控针脚,有人想出了矩阵的方法组织按键。按键A按下,针脚1和针脚3接通;按键B按下,针脚2和针脚3接通;按键C按下,针脚1和针脚4接通;按键D按下,针脚2和针脚4接通。如此一来,4个按键只需4个针脚,104个按键,只需21个针脚。
常见网友分享的键盘矩阵图就是这个原理。例如k270优联版的矩阵图,针脚1和针脚10接通则会触发TAB按键。修复机械键盘利用的也是这个原理,找轴和主控针脚的连线,看看是哪里断了,飞线修复。
按键无冲
矩阵键盘也是有缺点的,需要增加按键无冲技术,也就是防反二极管改善。
传统的矩阵式键盘,当你同时按下A、B、C按键,针脚1、2、3、4都会接通。这时候主控就会懵掉,以为A、B、C、D按键都触发了。
防反二极管,外设党常称防冲二极管。老式机械键盘,都是直插样式。新式机械键盘已经是贴片样式。
在宣称全键无冲的机械键盘,都能找到防冲二极管。有些机械键盘的按键不触发,也可能是防冲二极管坏了,或者防冲二极管到轴体的线路断了。
防冲二极管是具有方向性的,能防止电流反向。在原理图中,防冲二极管是个三角形。三角形尖端为正极,低端为负极,电流只能从正极流向负极。
矩阵电路增加了防冲二极管后,主控就会检测矩阵的通路情况。即使同时按下A、B、C按键,主控也只是能检测到针脚1和针脚3、针脚2和针脚3、针脚1和针脚4接通。
标准USB HID协议只能实现6键无冲,老式PS2协议才能实现全键无冲。新式的USB机械键盘主控则会通过模拟成多个键盘与电脑通讯,实现全键无冲。罗技优联主控使用的是标准USB HID协议,所以即使每个按键增加了防冲二极管,也无法实现全键无冲。
轴体热插拔
初入外设的,比较喜欢使用热插拔技术的键盘,认为不用烙铁就能直接更替轴体比较方便。
老式的热插拔多是使用空心柳钉,也就是俗称的铜鸡眼。较容易出现问题,现在已经少用。
目前比较多使用的是凯华专门推出的热插拔底座。
在立创中能找到凯华热插拔的元件。
PCB图则是如图所示。
指示灯
为了省电优联键盘基本是没指示灯的,部分会有caps大小写指示灯,例如罗技K260没有指示灯,罗技K270只有caps大小写指示灯。
可以通过飞线实现原主控的贴片led改造成灯珠,引出指示灯。
背光灯
为了省电大部分优联键盘基本是没背光灯的,所以主控板上就没有背光的控制电路。如果要给优联机械键盘增加背光,需要另外绘制背光灯的电路,以及控制开关。个人感觉优联机械键盘增加背光灯没有什么意义,完全违背了优联主控续航长的优点。想要背光灯,不如使用罗技lightspeed的主控改机械键盘。
上次教程中,我选用了带有灯孔的封装,是出于固定轴体的需要。因为diy的产品精度有问题,即使有定位板也可能出现轴体松动的情况。有灯位孔就能添加无用的灯或铁丝作为轴体的针脚,牢牢固定住轴体。
锂电池供电
优联主控大多数是使用两节7号电池进行供电,也就是3V供电。一些优联机械键盘PCB会绘制者出于厚度需求,还会将供电改成3v的纽扣电池。
立创中能找到纽扣电池的封装。
也有些会改造成锂电池供电,一般使用的是3.7V的聚合物锂电池,所以需要锂电池的降压电路和充电电路。降压加个电阻就能实现,要求高就用AMS1117芯片。而充电的电路小白绘制比较有难度,建议使用成品的模块。
立创中能找到充电模块的封装,这种模块某宝价格基本是3-5元包邮。
总结
已经2020年了,罗技优联键盘的限制其实挺多,例如2.4g通讯容易受到干扰,不支持全键无冲等等。那些优联机械键盘卖家大都夸大宣传的成分,大家注意甄别,按需购买吧。
czmeng
校验提示文案
值友4541820779
校验提示文案
知了常
校验提示文案
私炉造钱
校验提示文案
枝枝枝枝桠
校验提示文案
楚狂徒
以文章中k270的主控为例,如果要加防冲突二极管的话是加在与左列相连的引脚还是加在与上排相连的引进呢?就好比tab键,二极管是接1号引脚还是接10号引脚?如果接的话正极是接引脚端吗?
校验提示文案
拒绝消费主义呀
校验提示文案
[已注销]
校验提示文案
时光能不能倒流
校验提示文案
值友4291907184
校验提示文案
聚灵阵主
校验提示文案
小宇taroking
校验提示文案
奕口大锅
校验提示文案
敞篷皮卡
校验提示文案
炸虾粒
校验提示文案
一只飞翔的小猪
校验提示文案
值友2704005868
校验提示文案
值友8988240456
校验提示文案
值友8988240456
校验提示文案
值友2704005868
校验提示文案
一只飞翔的小猪
校验提示文案
拒绝消费主义呀
校验提示文案
楚狂徒
以文章中k270的主控为例,如果要加防冲突二极管的话是加在与左列相连的引脚还是加在与上排相连的引进呢?就好比tab键,二极管是接1号引脚还是接10号引脚?如果接的话正极是接引脚端吗?
校验提示文案
炸虾粒
校验提示文案
敞篷皮卡
校验提示文案
小宇taroking
校验提示文案
枝枝枝枝桠
校验提示文案
私炉造钱
校验提示文案
聚灵阵主
校验提示文案
奕口大锅
校验提示文案
值友4541820779
校验提示文案
[已注销]
校验提示文案
知了常
校验提示文案
值友4291907184
校验提示文案
时光能不能倒流
校验提示文案
czmeng
校验提示文案