使用PCB构建宏键盘

描述

介绍

在成功尝试使用其他人的 PCB 设计构建我自己的机械键盘之后。我想尝试设计我自己的键盘，但在我去那里之前我想开始设计一些简单的东西。所以我首先尝试设计一个宏垫。

我对宏键盘的要求是需要 4x4 开关来替换我 60% 键盘的小键盘。

材料和组件选择

在我做这个项目的时候，我们处于芯片危机的状态，所以这个项目我选择了 RP2040 芯片，因为它仍然处于稳定的库存状态。因为对于这个宏垫，我不需要很多针脚，所以我选择了 Xiao RP2040，因为它的尺寸和易用性。此外，RP2040 已经支持一些键盘固件，如 PRK 和 KMK

我在这个项目中使用的开关是基于 Cherry MX 的开关。有很多第三方供应商进行此类转换。

设计印刷电路板

我使用 EASYEDA 设计 PCB，有很多样品可以学习。按照小板上的足迹，我开始选择哪个引脚成为列，哪个引脚成为行

 

对于二极管，因为我无法决定哪个封装更好，所以使二极管封装支持 PTH 和 SMD 封装。

尽管这是在考虑到 Xiao 封装的情况下制作的，但我希望 PCB 也能与其他一些微控制器或开发板兼容。所以我添加了一个 USB C 封装，并制作了 4 个孔连接到 USB 的 Vcc、GND、D+ 和 D-。柱子旁边的 4 个孔用于 raspberry pi pico

这是最终结果

 

底部

 

印刷电路板

在我完成 PCB 设计后，Seeed Fusion 非常友好地赞助了键盘开发竞赛原型的概念验证。查看下面的链接了解详细信息：https ://www.seeedstudio.com/seeed-fusion-diy-xiao-mechanical-keyboard-contest.html
经过几次电子邮件交换，PCB 及其组件（如开关和晓RP2040。它肯定具有非常好的质量。同样对于这个项目，他们为两个 pcb 提供种子融合 pcba 服务，我的两个 PCB 已经焊接了二极管。

 

我接下来要做的就是放置并焊接开关

 

设计和制作案例

这是对我来说具有挑战性的部分，因为我以前从未这样做过。谢天谢地，在谷歌搜索后，有专门为机械键盘生成自定义外壳的网站。

在我输入宏垫的规格后，它很好地生成了案例。但它仍然需要很多调整，所以我尝试学习inkscape并在那里编辑文件。

尝试设计案例

 

设计完成后，我将其带到当地的一家亚克力工作室并在那里进行打印。第一个设计失败了，因为我错过了几毫米的安装孔和开关板。

 

 

第二次设计仍然失败，但第三次设计成功，这就是最终产品

 

 

 

代码

有一些现成的机械键盘固件，如流行的 QMK 和 ZMK。但是对于这个项目，我将坚持使用 python，因为 RP2040 能够运行 circuitpython，所以我将使用基于 circuitpython 的KMK 固件。

第一步你需要确保小RP2040中安装了circuitpython。这是一个非常简单的过程，只需按照 seeedstudio 中的指南进行操作即可。

转到 KMK 固件github 页面并下载/克隆存储库。将kmk文件夹直接复制到微控制器CIRCUITPY驱动器上的lib文件夹

 

接下来将刚刚下载的 repo 中的boot.py文件复制到 CIRCUITPY 驱动器的根目录

 

在 mu 编辑器或 thonny 编辑器之间选择一个 IDE 来为键盘编写代码。这次我要用thonny。在 thonny 中打开你的串行端口，我们准备好对键盘进行编码

 

根据下图我们已经知道哪些管脚是行，哪些管脚是列

 

只需将此代码粘贴到 thonny IDE 并将其另存为code.py

print("Starting")

import board
from kmk.hid import HIDModes
from kmk.kmk_keyboard import KMKKeyboard
from kmk.keys import KC
from kmk.scanners import DiodeOrientation

keyboard = KMKKeyboard()

keyboard.col_pins = (board.D6,board.D5,board.D4,board.D3,)
keyboard.row_pins = (board.D10,board.D9,board.D8,board.D7,)
keyboard.diode_orientation = DiodeOrientation.COL2ROW

keyboard.keymap = [
    [KC.A, KC.B, KC.C, KC.D,
     KC.E, KC.F, KC.G, KC.H,
     KC.I, KC.J, KC.K, KC.L,
     KC.M, KC.N, KC.O, KC.P,
     ]
]

if __name__ == '__main__':
    keyboard.go()

你很高兴去。如果你想改变键盘功能，只需根据KMK 的 keycode guide更改keyboard.keymap列表的内容

结论

通过这个项目，我在机械键盘世界和 Cad 设计中学到了很多新东西。

我打算使用 XIAO BLE 使 macropad 无线，但不知何故我放错了电池连接，由于我的错误，Xiao BLE 在我身上失败了。也许将来当我拿到另一个小 BLE 时，我会尝试无线制作 macropad/

我想说非常感谢SeeedStudio使这个项目成为可能，尝试他们很棒的 PCBA 服务是有趣和很棒的经历，这对这个项目所需的组件非常有帮助