机械键盘的坑 篇五:我的优联机械键盘——收官篇
此为系列文章,记录自己设计、组装机械键盘的过程,前情回顾:
大家好,我是无尘。我来交卷了
不出意外的话,这可能是全球第一把,集 Filco、罗技优联之大成,同时坐拥三模、小配列、优联、低功耗、全键可编程于一身的机械键盘
请容我显摆一下
先上图:
嗯?这不就是一把普通 minila air 键盘吗?
别急,咱不能只看外表,俗话说,好看的皮囊千篇一律,有趣的灵魂万里挑一,看似平平无奇的外表下,装了一颗与众不同的“芯”:
呐,就是它啦
来张特写,上面是 minila 原版主控,下面是鄙人设计的超级加强版,已经迭代到 V1.0.5 版本
来张特写,上面是 minila 原版主控,下面是鄙人设计的超级加强版,已经迭代到 V1.0.5 版本
考虑到其他外壳的适配,USB 端子单独做了块小板
啧啧,真是越看越漂亮,全球键盘界三巨头的梦幻组合,各位看官姥爷确定不来上一套😏?
详细特性:
三模,有线,蓝牙,及 2.4g 优联。其中有线和 2.4g 模式支持 BIOS 使用
支持自定义配列,三种模式下均实现全键可编程
无线基于罗技 K375S,支持完整优联特性(蓝牙、2.4g、低延迟、稳定、省电)
支持罗技 Flow,无缝自动切换不同设备(需搭配支持罗技 Flow 的鼠标食用,鄙人使用罗技 Master 3)
休眠极速唤醒,首键即可响应(Minila 原版的蓝牙,唤醒要 2-3 秒,且唤醒过程中的按键不响应,体验非常糟糕)
在第二层键值映射了 K375S 原生的 Fn 键,可通过快捷键切换最多 3 台设备(不需要翻转键盘操作)
Filco minila air 原装矩阵 PCB 板、定位板、轴、帽,保留了大 F 的细腻手感,大厂调教,原汁原味
完美支持 Filco minila air 蓝牙无线版外壳(电池仓、LED 指示灯、电源开关、复位按钮、6 位拨码开关)
支持有线版本 minila 改无线三模。理论上,除了 minila 外,可以支持任何小配列矩阵(欢迎有需要的小伙伴前来骚扰,说不定能开波车)
虽然完成的比预想得更快,但过程不可谓不曲折
拿到从嘉立创打回来的第一块板卡后,需要先把元器件焊接上去。说起焊板,那也是大姑娘上花轿——头一回。工欲善其事必先利其器,在工具上绝对不能马虎,又开启买买买模式:
这些大家都认识吗
桌面空间太小,洞洞板 YYDS
实际动手前,特地刷了不少电路板焊接教程,看视频时觉得,恩,挺简单的,有手就行。到实际操作,怀疑我可能长了个假手
世上无难事,经过不断练习,原来烙铁不是热了就行的,原来焊锡是有规格的,原来热风枪是会把贴片元件吹飞的,原来芯片引脚太用力是会掰歪的......别问我这些是怎么知道的......
终于焊出第一块主控板后,迫不及待的上电测试,不出意外的话,还是出意外了:电脑无法识别
自我安慰一下,第一板能成功的概率极低,除非天赋异禀。我等凡人还是安下心来好好分析一下哪里出了问题
就在苦苦思索找不到头绪时,鬼使神差的想是不是数据线的问题,马上换了根数据线,再插到电脑上。“咚咚”,电脑成功识别
哈哈,还真是数据线的问题,没想到人生第一次设计、焊接电路板,竟然一遍过,自信心爆棚有木有
兴奋了半天,还是冷静下来,万里长征第一步,路漫漫其修远兮,真正的难点还在后面
虽然每个定位孔、螺丝孔、元器件的位置都是用卡尺卡过,但还是存在误差,其中一个定位孔放不进去,强迫症当然不能忍,重新测量后再打板。每打一次板就要大半个星期,第一个月大半时间都是在等板子等板子。不过在打了几版后,发现自己原理图和 pcb layout 熟练度越来越高,之前做一版要大半个月,现在不到一天就能搞定。三版过后,电路板终于和外壳严丝合缝,同时还优化了接线和布局
电路板 OK 了,就接着搞软件,把系统升级到最新,然后移植之前的测试代码,改掉不规范的部分,编写正式逻辑。逻辑不算复杂,加上自己软件出身,游刃有余比较顺利
因为要复用 minila 原装矩阵电路板,接下来需要先测量 minila 的原版矩阵,然后根据键值制作矩阵表。体力劳动,没什么技术含量,也很快完成。把矩阵表录入代码,烧录,插入 USB 线,成功识别键盘,键值正常,快捷键正常
至此,花了三年时间,终于把蓝牙版本键盘,改造成了有线版本
反向操作最为致命
当然还没完,得再给它加上一颗优联的心。一切进展的似乎非常顺利,感觉 5 月份就可以提前完成任务了,一顿狂喜。不出意外的话,又要出意外了
果不其然,驱动优联的过程中,先是发现主控频率不足,导致按键会误触发和连键;之后又发现按键触发延迟异常的高(最高可达 300ms),并且在 k375s 休眠后无法正常唤醒
这两个问题可谓是最大的拦路虎,因为是硬件本身的限制,如果搞不定,轻则换硬件芯片方案,所有设计推倒重来,重则整个项目就此宣告失败😭
黑暗中摸索了 2 周,在各种论坛和群里请教大佬,各种测量优联矩阵扫描模式(研究后发现,优联并不是标准矩阵扫描时序,为了省电做了特殊优化,YYDS👍🏻,但这也为驱动它带来了更大复杂度,后续有机会可以详细聊聊),尝试了所有能想到的方法,仍然毫无进展。虽不愿承认,但当时觉得要到此为止了,几度想要放弃。然而就在某天早晨,睡眼朦胧时,头脑中突然冒出一个绝妙想法,鲤鱼打挺翻身下床,指尖在键盘上飞舞跳跃,编译、烧录、运行,静静等待,一分钟,五分钟,十分钟......一小时过去了,测试通过,一切正常。这一刻的感觉,美妙得无以言表
截止当前,用这把键盘写着稿子,3 年前挖的坑终于完美落幕,如梦如幻,非常美妙。过程中解决的大小问题不计其数,上百条 TODO 满满当当,个中艰辛,暂且按下不表
可能有小伙伴想知道总共花费了多少,大概列一下吧:
二手 minila 键盘 * 2,约 800 元
二手左移 64 键盘,约 200 元
罗技 K375S 键盘 * 2,约 150 元
二合一焊台,约 280 元
锡膏,锡线,吸锡带,吸锡器等耗材,约 300 元
元器件,约 200 元
开发板,约 200 元
杜邦线等材料,约 30 元
时间,不详
总体费用多少,大家可以自己算一算,反正我是不想算(严重超支... )
花费了这么多,收获了些啥呢:
一把刚刚好的键盘
工具若干
初级电路板设计和制作技能
XXX 位看官姥爷(没错,就是屏幕前的你)
6 点起床的好习惯
投入产出是否值得,大家一定有自己的评判。对于我来说,在克服了曾认为不可能的困难后,蒙蒙亮的清晨,整个城市已然还睡梦中,当亲手编写的代码,成功运行在亲手焊接的主控上,指示灯有节奏的闪烁起来的那一刻,手中拿着的不再是一块冰冷的电路板,似乎拥有了自己的生命一般,安静而又坚定的向世界宣告着自己的存在。这种体验,只有经历过的人,才会懂罢
上篇咱们谈到了嘉立创这家公司,这里稍微多说两句。
在决定自己设计制作硬件电路的时候,最开始学习的是应用广泛、功能强大的 Altium Designer(人称AD)。软件操作倒还好,但这都2202年了,一开始还得自己画封装是什么鬼,重复工作就是浪费生命,让人不得不觉得 AD 廉颇老矣。遂转战国内自主免费的立创 EDA。由于是基于页面前端架构,有跨平台优势,但性能略有影响,操作不如 AD 流畅。但是抵不住抬手就有的官方封装库和用户库来的香呀,对于我等新手来说简直是太友好了。不夸张的说,如果没有立创 EDA 的强大封装库,我的硬件设计之路可能在第一步就被劝退了
除了封装库,立创还打通了从设计到打板的整个流程,全程自助式操作,要知道,在立创之前,打块电路板,是需要跟工厂来回扯皮的,量少的情况下人家还不一定理你。嘉立创极大的降低了学生、电子爱好者的动手成本,立创 eda、开源平台、立创商城、3D 打印、训练营,一条龙服务,简直是 YYDS。因为他的存在,使得很多人的知识、才能,得以以极低的成本开花、结果(任何一个小小阻碍,都可能让一个创意和想法胎死腹中)。所以说,嘉立创的厉害之处,不仅仅在于免费打板为大家省下了多少钱,而是他通过模式创新带来的巨大社会价值,不得不点赞
晒晒这三个月来自己在嘉立创的部分战绩:
为啥乱入了俩捷配?因为立创 2 次免费用完了 - -!
不能光薅羊毛,还得喂羊吃草,这不,在立创商城也下单了不少元器件和工具,虽说贡献不多,但愿望是好的:希望嘉立创能越做越大,越做越好,持续不断的为大伙带来更多福利~
在这里提一个小小建议,希望可以调整一下免费打板策略,每次板子数量减少为 3 块,每月免费次数提高为 4 次(或者只限制每个月打板的总数,不限打板次数)。对于学生及个人爱好者,一般用不完 5 块板子(考虑到可能焊坏,3 块也足够了),多的板子浪费;对于要量产的大老板来说,5 块 3 块也没什么区别。这样在不影响打板总数的情况下,既避免了板材浪费,同时大家还可以多几次打板(改板)机会,岂不乐哉。同意的小伙伴要点赞哦
现在芯片价格水涨船高,我同时也在关注国内的替代方案,其中一位选手是 ESP32,内置 WiFi 和蓝牙。过程中发现了一个可以 1 块钱撸开发板的地方,已经成功撸到一块,有需要的小伙伴可以点击下面的链接(可额外获得积分),在他们的软件里签到可以兑换开发板:
至此,“制作”机械键盘之旅就告一段落了
吧?
花费了这么多美好早晨和周末,好不容易从零开始学会了硬件电路设计与制作,就这么结束了,又有些意犹未尽,所以......让我康康还能折腾些啥
感谢各位小伙伴的持续支持,如果觉得咱的键盘还可以,欢迎点赞收藏关注,有问题随时留言
我是无尘,咱们下篇见
作者声明本文无利益相关,欢迎值友理性交流,和谐讨论~
micoyoung
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一只飞翔的小猪
疫情在方舱时候咸鱼看到一款大7回车斐尔可键盘,六月初顺丰终于送货了,我拆开没兴趣再动焊枪了,直接滴油进开关,现在当办公主力用,虽然敲键偏软,但真的不想折腾了。
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