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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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/  

 

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