DIY自組直列式鍵盤 - 鍵盤

之前handwire隨手做了幾個媒體控制器/翻頁器，
那時就提到之後會嘗試用stm32控制器做一個鍵盤。
因為疫情在家工作/工作量減少，這幾個星期終於
完成了

自己設計製作鍵盤時，有一些很棒的網站可以協助，
包括 http://www.keyboard-layout-editor.com/ ，
可以在上面設計最符合自己需求的鍵盤排列，

https://i.imgur.com/5ivabs4.png

然後可以匯出json檔編譯韌體，以及到另一個網站
http://builder.swillkb.com/ 設計plate/外殼

https://i.imgur.com/JvuWWih.png

這個網站可以匯出dxf檔案，可以自行修改，我是
使用免費的librecad

https://i.imgur.com/mocvfns.png

在cad裡面可以做一些細部修改，例如螺絲鎖孔、
微控制器鎖孔、編碼器固定孔等等

在cad裡面處理完成後，就可以送去雷射切割，
材料有很多選擇，壓克力、碳纖維、不鏽鋼等等，
我是選擇不鏽鋼，因為cherry按鍵的設計使用1.5mm
的定位板，如果用壓克力會太脆弱，必須增加厚度

雷射切割國外強力推薦西班牙的laserboost，品質好、
速度快，而且有很多材料和表面處理選項可以選擇，
當然價格比較貴
國內廠商技術能力不一，處理時間通常比較久，但價格
便宜很多，含運費大約只需要國外1/2-1/3的費用
我這次是選擇國內廠商，品質還不錯，但比較沒那麼
細緻，據說可以加錢修一下，不過我沒有試過

https://i.imgur.com/XwTugZJ.jpg

有了定位板之後，還需要一些基本零件，包括按鍵，
十年前我會選擇cherry原廠，但是現在價格已經是
以前的三倍了，所以這次選擇市面上最便宜的gateron

https://i.imgur.com/y4yeROX.jpg

另外還需要二極體，這是為了共用微控器的接腳，
例如一般鍵盤105鍵，如果不用二極體要106根接腳，
使用二極體後只需要10+11=21根接腳（10x11=110）
二極體很便宜，這包1N4148有500根，大概100左右吧

最後最重要的是微控制器，之前用的是最通用的
Pro Micro，但是Pro Micro的接腳數量少了一點，
這次的鍵盤有79個按鍵，最少需要8+10=18，加上每個
編碼器的A/B接腳會有點緊張，而且本來就想試用
stm32做控制器，所以這次選擇stm32f103，價格其實
比Pro Micro還便宜，不過一些特殊功能的支援稍微
差一點，但一般鍵盤沒有關係

鍵盤初步組合會像這樣

正面：
https://i.imgur.com/KKXDMCQ.jpg
背面：
https://i.imgur.com/qfGF8Ml.jpg

我通常會把二極體裝到軸體內，不過很多handwired
鍵盤是直接連在外面
放在裡面的好處是配線會簡潔一點點，不過要拆開
每個按鍵需要一點耐心

編碼器除了轉動功能以外，有的還有按鍵按下功能，
可以作為額外按鍵使用，不過二極體就沒辦法裝在
裡面了

https://i.imgur.com/A02BFEt.jpg

handwire基本上就是把縱向column接好，把橫向row
接好，再接到微控制器上就好了

https://i.imgur.com/qKNzKTo.jpg

這裡已經接好column，因為要節省接腳，所以把
column兩兩串在一起，可以省下8根接腳

row和column全部接好後像這樣

https://i.imgur.com/suBo8PM.jpg

接著決定使用微控制器的哪些接腳，然後接上排線

https://i.imgur.com/tn1fMMj.jpg

https://i.imgur.com/AcEcFBT.jpg

再來就是無窮無盡跳接繞線的接線地獄，因為太累
忘記拍下最後接好的樣子，反正很雜亂很醜

最後是成品的樣子，鍵帽用的是最便宜的ABS鍵帽，
以後有機會想試試MT3鍵帽

https://i.imgur.com/YBI3Hmq.jpg

中間開的這些洞包括reset孔和led以及固定螺絲孔等

https://i.imgur.com/nQNhj5O.jpg

整把鍵盤最開始設計花費的時間最多，原本想裝個
trackpoint模組，但是stm32這方面的支援稍微差一
點，電路上也需要調整（3.3V<->5V位準轉換），
還有滑鼠按鍵位置的人體工學問題，所以暫時沒有
做

雖然有三個編碼器，但其實沒有很確定要拿來做什麼，
現在有一個可以控制音量/靜音，一個可以翻頁，一個
是滑鼠滾輪（但是有bug不會動）

全部材料都備齊後，組裝時間斷斷續續大概兩天，
韌體是qmk，複製現有的鍵盤設定然後依據接線鍵位
修改，自己設計的鍵盤好處是完全自訂，自由度很高，
有興趣的同好都可以試試

Update:
加幾張圖

這是微控制器的USB port，這款有固定孔，裝起來比較
方便，不過比一般的bluepill少幾根接腳
https://i.imgur.com/Noa1jAV.jpg

另外昨天發現有一個按鍵原本正常，後來卻沒有反應，
就拆開檢查順便重拍接線完成的樣子
https://i.imgur.com/bKb5HRh.jpg

最後發現很可能是二極體的問題，這時把二極體裝在
軸體內反而變成缺點了，要更換變得比較麻煩，有空
再來處理

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