带RGB的最简可编程直列键盘,适合小白制作【Pro Micro】 - 嘉立创EDA开源硬件平台

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1、简单易用,可快速上手

2、流畅支持300个器件或1000个焊盘以下的设计规模

3、支持简单的电路仿真

4、面向学生、老师、创客

专业版 professional

1、全新的交互和界面

2、流畅支持超过3w器件或10w焊盘的设计规模,支持面板和外壳设计

3、更严谨的设计约束,更规范的流程

4、面向企业、更专业的用户

标准版 带RGB的最简可编程直列键盘,适合小白制作【Pro Micro】

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简介:1、分两块PCB,单独使用是20键小键盘,拼在一起是全功能电脑键盘。 2、开源QMK程序,全键可编程。 3、全部采用1U按键,键帽配备简单便宜,无卫星轴,可不用定位板。 4、配置了RGB灯显示层状态。

开源协议: CC BY-NC-SA 3.0

(未经作者授权,禁止转载)

创建时间: 2022-05-07 16:53:40
更新时间: 2024-01-19 16:49:43
描述

开源声明:CC BY-NC-SA 3.0 署名+相同方式共享+非商业使用

 

本键盘极简设计,易于制作,小白入坑首选:选用Pro Micro模块作为主控,电路成熟、简单;采用直列设计,全部采用1U按键,键帽配备简单便宜,无需购买卫星轴;结构简单,外壳小巧;配置了RGB显示层状态,方便好用;精心独特的小配列键位设计,Ctrl、Win、Alt等功能键全部安排在最下面一行,有独立Del键,所有按键均处于十指的舒适区;40键的设计,不多一键不少一键,极简与便携好用的最佳选择。

 

注:本工程采用Pro Micro模块,组成有线键盘,非常适合键盘制作入门者选用,如换为nRFMicro模块,则可变成蓝牙有线双模键盘,模块管脚完全兼容,nRFMicro模块可参考:https://oshwhub.com/joba/nrfmicro-e73

 

小配列键盘如何做到好用?
精心设计的小配列设置,所有按键均在十指舒服操作范围,小指无需向外按键;
最频繁使用的回车键、退格键就在右手小指下,无需移动即可操作;
切换1、2层的按键及shift、空格键就在两拇指下方,拇指的作用不再只用来按空格,十指利用率有效提高;
左手拇指按Fn1键,左手下面是完整的数字小键盘与运算符号,非常适合左手数字,右手鼠标的操作;【见新版本】
右手拇指按Fn2键,右手下面是上下左右与Home、End等方向键,手势与拿鼠标相似,自然舒服,在码字时尤其方便移动光标位;【见新版本】
所有标点符号只需拇指按Fn1键或Fn2键,另一只手的手指按相应按键即可,所有键位均在手指舒适区;
左手拇指按Fn3键,单手按F键简单易用,右手Fn3键,虚拟鼠标……【见新版本】
 
以下制作过程适合初次入坑阅读,高手请略过。

 

 

Pro Micro模块是以ATmega32U4单片机为核心的完整小系统,具有mini usb插口,可用于模拟HID设备,用作键盘制作,仅需增加少量元器件即可完成;ATmega32U4主控自带USB界面,不需要烧录器烧录固件,QMK官方完美支持,可在线生成固件,无需自己深入编程即可制作一把全键可编程的键盘。

 

 

Pro Micro做主控的电路图如上,键盘最下方一行均安装了WS2812 RGB灯,不同的颜色对应不同的层。

 

可以按需求做出不同的键盘:

 

1、可做成20键的辅助键盘,见20键小键盘,你的得力助手:https://oshwhub.com/iqirtryi/promicro-pkb20

 

 

2、本工程采用相同的电路板左右拼接组合成40键的直列键盘。其中主控与type C口焊在左边的PCB上。

 

 

3、48键直列键盘,具备独立复制、剪切、粘贴键,助力编辑工作:https://oshwhub.com/iqirtryi/iqp48-pro-micro

 

 

4、40%可编程常规配列键盘,无需过多改变您的打字习惯:https://oshwhub.com/iqirtryi/iqirtryi40_keyboard

 

 

一、前期准备:

1、必须熟读相关资料:建议小白阅读文末所列资料。

2、备齐所需工具、原材料。 

 

二、做电路板、购买元器件、焊接

制作顺序如下:

1、焊接除键轴外的所有元器件;

2、主板烧录BL、固件,调试;

3、键轴卡在定位板上,插入PCB中,用导线焊接将相邻的两片电路板拼接起来;

4、测试每个按键是否正常工作;

5、焊好全部键轴;

6、外壳安装。

 

使用本工程PCB文件直接在JLC下单做板即可,尺寸符合免费条件。

 

元器件可参考BOM列表和电路图,以电路图为准,元器件封装可参考PCB的3D预览图。

注:本文图片供参考,部分未必是本工程图片。

 

 

首先焊接好所有贴片元件,注意元件不要出错,某些元件是有方向的,并保证每个焊点都没有虚焊或短路,这样就不需要在后期耗费大量时间排错。焊接Type C与某些管脚密集的芯片对于小白来说有点难度,采用电烙铁焊接经常焊不好,甚至造成损坏。强烈建议采用加热台和锡膏来完成,比电烙铁方便好用多了。除了键轴与个别元件外,基本都可用加热台完成。焊这种小板,所有贴片元件焊盘涂好锡膏,放好除C口和芯片外的元件,加热,等C口和芯片的锡膏融化,有连锡的用尖物划开,然后准确放上芯片、C口,按住几秒,一次焊完全部贴片,100%成功,又快又好!没经验的可以在B站搜索相关内容学习,注意C口和芯片的锡膏只需薄薄的一层,总焊接时间切勿过长,以免损坏元件。上图所示的加热台淘自某宝,DIY了一个PCB隔热支架,简单实用,详见:https://oshwhub.com/iqirtryi/heater-holder

 

 

 

接着焊接直插式元件,如模块、微动开关等。PRO MICRO模块切勿直接焊到主板上,推荐方法:主板上焊接圆插母(焊孔已加大,圆插母贴近主板);模块元件面朝向主板,模块不采用成品插针,而直接焊元件脚当插针,将高度降到最低,焊好后插到圆插母上。(紫色电路板是本人重出江湖,使用尘封多年的老旧尖头烙铁焊的第一块板,请无视它的工艺。当然这糟糕的工艺在最终的键盘改矮进程中消失了。)  

 

 

模块本身自带的是micro插座,插入micro插头,用导线将模块连接到主板上。
reset采用微动开关,对着底板的位置开一小孔,方便烧录固件。如不需反复调试,也可不焊开关,需要时用镊子短接一下即可。
这时,先按后面介绍的烧录固件,调试好主板后再做下一步的焊接。

 

 

将键轴卡在定位板上,把焊好的电路板在键轴上放置好,用导线(可以使用元件脚、铜线等)将两块板如上图所示焊接起来(先不焊键轴)。

接上电脑,最下面一排RGB灯显示层状态:平时Fn1、Fn2键的灯亮,按下不同的Fn键最下一排显示不同的颜色。 

用镊子短接每个键轴,试验全部正常工作后,将键轴焊好。

 

 

最后,焊上所有的键轴。

完成焊接!一把好用的直列小键盘诞生了,浓浓的复古工业风,沉甸甸的手感。

 

 

 

 

 

作为主力键盘,它陪伴了我大半年的时间,最终在键盘改矮进程中换心了,见:https://oshwhub.com/iqirtryi/iqp40u-r

 

三、定做键盘外壳
键盘结构有很多种,可参考:https://zhuanlan.zhihu.com/p/133532919
做法有3D打印、亚克力切割、铝坨坨CNC等,本工程采用最简单的结构:定位板+边框+底板依次上下堆叠,定位板可用亚克力、铜、铝等材料,边框可以亚克力、PC等,根据个人喜好选择。

 

本人喜欢黄铜那沉甸甸的感觉,选用了铜定、铜底,如果考虑到便携与价格、色彩丰富,建议和中框一起采用亚克力。

 

 

当然,分割设计的铝基板定位板也是省钱的好选择,受到不少diyer的喜爱。

 

 

工程包含定位板、边框、底板设计图,可以直接导出dxf文件,交厂家定制即可,定制时标明数量与厚度。定位板厚度为1.5mm,太厚太薄都不能很好的卡住键轴,注意边框厚度要根据所选键轴与电路板、元器件高度实测确定。

 

 

考虑到制作方便与成本,可根据type C位置确定采用一片或两片边框,如本工程C口在水平居中位置,则采用两片相同的边框,用锉刀手工加工一下即可;如C口紧贴底板,则只需采用一片边框。如不想手工加工,可多定制一片带C口出口的边框,见设计图。
安装时,用M2.0圆铜柱贯穿边框,两端用M2.0螺丝固定。铜柱、螺丝实测确定长度。
建议安装电路板前,先固定好定位板、边框、底板,依次用粗、中、细的砂纸打磨好键盘周边,否则,全部安装完再打磨,会弄脏键轴、键帽。

 

四、键位设计
按照自己的使用习惯,设计好键盘的分层及每层键位,并在使用中不断调整到最佳。

以下为V1.0版的键位设置,经过不停的使用,进入了2.0版的更新,更高效更好用了,新的版本详见:

https://oshwhub.com/iqirtryi/iqp40u-r

 

 

0层:字母+功能键。Fn1进入标点符号层,Fn2进入数字层,Fn3为F功能区、虚拟鼠标、方向键,Fn4为软件快捷键和媒体键。

按Fn1加空格切换中文,输入中文时,拇指按空格选第一个字,Shift选第二个字,输入大写字母左手拇指按Shift,所有操作均无需离开主区域。

 

 

1层:所有标点符号按个人习惯和易于记忆布置,如?就是Fa发问的F位置,#就在井号的J位置,~曲线q,@at,[中括号Z,{大括号K,\捺N,$Us刀,“双引号S,…… +-×/=兼顾数字键盘的使用。

 

 

2层 :右边是完整的数字小键盘,双击Fn2还可以锁定2层,方便大量输入数字时使用。左边是方向键,方便文字编辑时使用,使用时双手手无需做移动。

 

 

3层:右手拇指摁在Fn3上,就像用鼠标的手势一样,方便舒服。

直列键盘与常规键盘相比,最大的优势就是方向键、数字小键盘等布局很整齐好用。用来玩游戏,也可以设置专门的一层。

键盘虽小,功能齐全,小白也可享受DIY的乐趣。

键位设置是整个键盘的灵魂,按需设置好,使用将很方便,它很快就成为我唯一的主力键盘。

 

五、生成固件、烧录固件
使用ATmega32U4做主控的键盘固件文件可以直接在网站https://kbfirmware.com/制作,无需编程知识,简单快捷,可导出hex固件文件和源代码。
如果需要更多功能,如RGB显示,则需要自己稍作改写源代码,安装QMK MSYS软件编译生成hex文件。
(注:如采用ATmega32a等无自带USB界面的主控,在烧录固件前,必须先用烧录器烧入bootloader,然后再按以下步骤烧录固件,烧入bootloader的方法另见说明。)

 

 

附件有已经编译好的hex固件文件,直接烧录即可。
生成后的hex文件用qmk toolbox软件烧录到模块中,步骤如下:
1、打开hex文件。
2、选择MCU为ATmega32U4。
3、点选Auto-Flash
4、按一下reset微动开关。(即RST和GND短接一下)
如电路板焊接无误,稍等几秒,固件即烧录完成,这时键盘最下一排几个不同颜色的RGB灯亮起,恭喜你,键盘可正常使用了。

注意:Pro Micro模块可先单独试验:直接通过USB数据线连接电脑进行烧录固件,烧录后短接对应的管脚测试按键是否正常工作,试验好之后再插入电路板。

 

 

 

如需在现有基础上更改本键盘设置,附件也提供了本工程的QMK源代码,按以下步骤进行:
1、下载安装QMK MSYS软件,请仔细阅读安装、使用方法: https://www.bilibili.com/read/cv10071032/
2、将附件源代码解压后的文件夹(如iqp64a)复制到QMK MSYS的安装路径里,如 C:\Users\iqirtryi\qmk_firmware\keyboards\iqp64a
3、使用任意文本编辑器软件修改其中的keymap.c文件。修改时,格式不变,更改每个键的排列即可。每个键的代码含义可以参考本工程的键位设置图,更详细的请阅读qmk官方文档https://docs.qmk.fm/#/zh-cn/
4、用QMK MSYS软件编译生成hex文件。

 

主要元器件购买链接(新)https://docs.qq.com/doc/DYWFPbGdhZ0puV2V6

 

如需降低键盘高度、降低成本,可选稍微复杂点的40键板载主控方案:

https://oshwhub.com/iqirtryi/kb40-atmega32a 


如果特别频繁使用复制、粘贴快捷键,可采用48、64键芯片方案:

https://oshwhub.com/iqirtryi/pkb16x4-atmega32a 

 

 

极简30键键盘,等着追求更简的你,有胆试试吗?

https://oshwhub.com/iqirtryi/IQP30A-atmega32a

 

入门必读!!!入门必读!!!入门必读!!!

重要的事情说三次,要想顺利完成自己的第一把自制键盘,建议仔细阅读以下资料,感谢各位大牛的贡献:

1、必读指南:

零基础组装:https://www.zfrontier.com/app/flow/2wqGYOQPMpOQ

快速学会自制:https://www.bilibili.com/read/cv5275203/

QMK刷机教程:https://post.smzdm.com/p/aekz8pdm/  

2、进阶选读:
QMK环境搭建:https://www.bilibili.com/read/cv10071032/

RGB灯设置:https://www.zfrontier.com/app/flow/2dq9AoE37KpE  
3、工具网站:  
QMK官网:https://docs.qmk.fm/#/zh-cn/  
配列编辑:http://www.keyboard-layout-editor.com/  
在线生成固件:https://kbfirmware.com/  
定位板外壳:http://builder.swillkb.com/  

 

谢谢大家的关注,觉得有意思,记得点赞+评论+收藏哟!

 

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