Vlastní mechanická mechanická klávesnice: 12 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

V tomto Instructable vás provedu základy vytváření vlastní 6klíčové makropady ovládané Arduinem. Provedu vás tím, co potřebujete, jak to sestavit, jak naprogramovat a jak to vylepšit nebo si to přizpůsobit.

Po dlouhém zkoumání jsem opravdu nemohl najít skvělý průvodce, jak vytvořit makroklávesnici nebo obecně ručně drátovou klávesnici. Rozhodl jsem se to tedy udělat sám, nejjednodušším možným způsobem, bez diod, odporů nebo čehokoli jiného. Také jsem chtěl mít jedinečnou modulární klávesnici, kde bych mohl uchopit všechny části, které jsem potřeboval, toto je první z mnoha dalších částí. Tento modul se inspiroval klávesami se šipkami na klávesnici, schopností vejít se do kapsy a vzít si je kamkoli, pokud jste na cestách potřebovali pár dalších tlačítek.

Vzhledem k tomu, jak byla tato klávesnice vyrobena, vřele doporučuji, abyste si před jakýmkoli nákupním rozhodnutím přečetli všechny pokyny.

Také jsem se pokusil vytvořit Instructable v logickém pořadí, ale nebuduji logicky, takže by mohlo být lepší přeskočit v pořadí kroků podle toho, jak stavíte.

Krok 1: Získání dílů

Nejdelší krok je právě tady, nákup dílů a čekání na jejich odeslání. Odkazy na Amazon budou kanadský Amazon. Díly, které budete potřebovat, jsou:

1. Mechanické klíčové spínače

   • Odtud vybírám přepínače Gateron s jasnými vrcholy (Clear topy usnadňují další krok, jsou zde zahrnuty také nejběžnější typy přepínačů)

   • Další místa k nákupu najdete zde pod vaší oblíbenou sekcí přepínačů

     Také vřele doporučuji provést zde nějaký průzkum, jaký přepínač byste zde chtěli v sekci „Pocity“

2. Mechanické klíčenky

   • Ujistěte se, že jsou kompatibilní s vámi vybraným přepínačem!

     Ujistěte se také, že jsou kompatibilní s podsvícením, abyste mohli změnit barvu

   • Prodejce najdete zde v sekci „Nové klíče (standardní výroba)“, pokud nechcete úplnou sadu Keycap

3. Adresovatelné RGB LED pásky (volitelně, ale velmi doporučeno)

   • Koupil jsem něco podobného těmto z Amazonu

     • Ujistěte se, že LED diody jsou LED WS2812B, mohou přijímat nižší napětí.
     • Můžete také koupit 3mm běžné LED diody vaší oblíbené barvy, které chcete použít, ale potřebujete rezistory

4. Mikroprocesor kompatibilní s HID (použil jsem Pro Micro)

   • Koupil jsem je od Amazonu za nejlepší nabídku

     Můžete si koupit další mikrořadiče, ale ujistěte se, že jsou kompatibilní s Arduino i HID (zařízení pro lidský vstup)

5. 128x32 I2C OLED displej

   Koupil jsem to z Amazonu

6. Přístup k 3D tiskárně

   • Zkuste místní knihovny nebo školy kolem vás a zjistěte, zda mají 3D tiskárnu
   • Osobně jsem nikdy nepoužíval online službu, ale můžete je použít také (něco takového)
7. Tenký drát

8. Potřebné obecné nástroje

   • Páječka a pájka
   • Kleště boční
   • Malé soubory (poněkud volitelné)
   • Pistole na lepidlo a lepidlo
   • Šroubovák a šrouby dle vašeho výběru

Krok 2: Úpravy klíčového spínače

Začněte rozebírat přepínače, které jste si koupili. Děláme to proto, aby světlo lépe prosvítalo a dostalo se na naše klíčenky. Pokud jste vybrali klávesové zkratky, které nepodporují RGB, tento krok přeskočte.

Vezměte 2 malé klínky (použil jsem 2 ploché šroubováky) a zatlačte pod úchytky na boku spínače. Poté vložte něco mezi horní a dolní část, aby se nezavřelo. Pokračujte zatlačením jazýčků na druhé straně, takže žádné záložky by stále neměly držet horní část. Poté dokončete práci a vysuňte horní část přepínače. Obvykle existují čtyři části, horní a spodní část pouzdra, pružina a představce (posuvná část spínače, která drží krytku klíče).

Začněte stříhat malé malé kousky ze spodní části pouzdra, aby prošlo více světla. Nejprve odřízněte poutko, které drží spínač na desce. Poté odřízněte kousek původního průchodu LED (část se 4 otvory, ty jsou pro nohy LED). Pomalu střihněte tuto záložku uvnitř, abyste se dostali dolů. Poté pokračujte v řezání až do válcového středu spínače, který drží pružinu. Nepotřebujeme jít dál. Poté trochu rozšiřte otvor pomalým odříznutím obou stran pomocí předlisovaných podpěr. Dalším volitelným krokem je soubor, aby byl hezčí a méně zubatý. Ujistěte se, že uvnitř pouzdra jsou malé nebo žádné plastové kousky, protože nechcete, aby se přepínač zasekl. Ujistěte se, že tyto řezy provádíte pomalu a pomalu, protože jsem zlomil několik případů ze šířky bočních fréz, které nutily pouzdro od sebe.

Pokud horní polovina přepínače také není jasná, zkuste ji upravit tak, aby světlo prosvítalo. Zkuste to kousek po kousku, aniž byste přerušili vypínač, protože nechcete, aby stonek vypadl. Možným řešením může být vystřihnout kus plastu, který by držel normální LED, a nechat plast, který drží stonek uzavřený, a pouze jej zapilovat.

Krok 3: 3D tisk

Budete si muset stáhnout jeden z níže uvedených souborů zip a vytisknout je 3D. K dispozici budou různé verze podle toho, co chcete. Bude tam složka se všemi normálními stl soubory (KeybArrowSTLFiles) a jedna se soubory vynálezce Autodesku (KeybArrowSourceFiles), abyste mohli upravovat soubory a měnit je podle svých vlastních potřeb. Soubory se mírně liší od toho, co jsem vytiskl, bylo to proto, že tam byly některé konstrukční chyby, a cítil jsem, že je mohu vylepšit. Příkladem by byly boky případu, ty moje byly příliš vysoké, takže krytky kláves by netlačily úplně dolů, nové soubory by to měly napravit.

Jejich návrh byl dost komplikovaný, s více než 30 a více kroky. Řeknu jen, že pokud chcete navrhnout pouzdro pro jinou velikost, měli byste se ujistit, že máte zkušenosti s poněkud komplikovanými 3D návrhy. Není to opravdu pro lidi, kteří jsou v 3D designu noví.

Všimněte si, že oba soubory skříně svírají úhel 3 stupně a měli byste je naklonit naplocho na postel

Krok 4: Sestavení toho, co zatím máte

Nyní, když máme všechny naše díly a máme 3D tištěné díly, je čas to trochu sestavit!

Umístěte všech 6 spínačů do desky a přilepte je na místo. Musíme je lepit, protože jsme odřízli poutka, která drží na místě. Navrhuji počkat na zavedení OLED, protože nechcete, aby byl šikmý.

Poté odřízněte 6 LED diod a umístěte je na desku LED. Čtverce na talíři vám pomohou zarovnat LED diody. Čtvercové LED diody se do nich vejdou, takže můžete 3D vytisknout další, aby pomohlo zarovnání, nebo ho jen obložit zezadu. Ujistěte se, že šipky směřují k ostatním LED diodám, protože DO by bylo připájeno k DI. Pomocí těchto čtverců přilepte LED diody horkým lepidlem, přidržte je na místě a počkejte, až lepidlo vydrží.

Použil jsem prototypovou desku pro přepínače, které drží LED diody (na obrázcích), protože nerad plýtvám vláknem, a rozhodl jsem se použít znovu. Nový soubor nic neovlivní, jen usnadňuje zarovnání.

Krok 5: Nastavení OLED

Doporučuji použít tento Instructable k důkladné procházce. Odvedli to opravdu dobře a vysvětlili to.

Aby kód fungoval, budete si muset stáhnout a importovat tuto knihovnu a tuto knihovnu.

Nejprve zapojte. Připojte VCC k VCC a GND k GND. Poté zapojte piny SDA a SCL. Piny SDA a SCL se mohou u každého Arduina lišit, ale na profesionálním mikro je SDA zapojen až do pinu 2 a SCL je zapojen až do pinu 3. Pokud si nejste jisti, jaké piny SDA, vyhledejte vývod svého mikrořadiče a SCL jsou propojeny.

Dalším úkolem je zajistit zobrazování a vytváření obrázků. Níže budou uvedeny soubory, jak to funguje. Prvním krokem je použití kódu ScreenScan (původně poskytl Arduino zde). Nahrajte kód na Pro Micro a otevřete sériovou čtečku (na kartě nástrojů v horní části). Přečte vás zpět a adresu OLED. Pokud je vaše adresa 0x3C, nemusíte nic měnit. Pokud tomu tak není, musíte jít a změnit adresu v kódu ssd1306_128x32_i2c a konečném kódu (pojmenovaném ArrowKeypad), aby fungoval správně.

Nyní vyzkoušejte ukázkový kód, který byl součástí knihovny Adafruit ssd1306 pro kód 128x32 i2c (pojmenovaný ssd1306_128x32_i2c)

Poté nechte Arduino zapnuté a zkuste srovnat OLED na spínací desce, poté jej vypněte a zkuste jej nalepit na místo. Tento první pokus s největší pravděpodobností nezískáte, ale pokračujte v úpravách, abyste se ho pokusili zarovnat, aby po dokončení nebyl zahnutý. Doporučuji trochu slepit jednu stranu a zkontrolovat, než nalepíte druhou stranu, abyste se ujistili, že není šikmá.

Stáhněte si kód nyní a použijte další soubory kódu v kroku 8 dále v tomto Instructable

Krok 6: Pájení

Níže bude k dispozici soubor Fritzing. To vám umožní komunikovat s obvody a pokud kliknete a podržíte levým tlačítkem, uvidíte, jaké kabely jsou připojeny (zvýrazněny žlutými tečkami) soubory, které je třeba importovat do Fritzing, než otevřete soubor, budou dole (pro Pro Micro a LED diody).

Ujistěte se, že piny označené „MOSI, MISO nebo SCLK“jsou NEPOUŽITÉ, jinak to způsobí závady s OLED

Po rozřezání 6 LED diod na jednotlivé pásy a jejich přilepení na desku. Umístěte páječku na měděné podložky a do každé z nich přidejte pájku. Odřízněte malé kousky drátu a polovinu odizolujte, stočte, druhou polovinu sundejte a drát stočte. Drát bude muset být držen kleštěmi nebo pomocnými pájecími rukama, zatímco ho držíte na místě pájkou. Přidejte více pájky, aby to tam pěkně drželo. Pájejte všechny LED diody v řadě dohromady. Odřízněte vodič a připájejte jej na konec LED v první řadě se štítkem „DO“nebo „D-“a připojte jej k první LED ve druhé řadě se štítkem „DI“nebo „D+ '. Můžete to udělat také s 5v a GND, ale je to jednodušší, pokud jsou první LED 5v a GND na každém řádku zapojeny dohromady. Připojte 5v vodič k VCC, datový pin k jakémukoli digitálnímu pinu (kód je nastaven jako 10) a GND k GND na Arduinu.

Aby Arduino rozpoznalo vstup, musí přepínače připojit uzemnění k datovému kolíku. Můžete tedy pájet jeden vodič a připojit všech 6 přepínačů k zemi. Ke každému spínači připájejte jeden vodič a pokud je to možné, zkuste změnit barvy drátu, abyste měli přehled o tom, který spínač je jaký vodič. Protáhněte vodiče skrz desku LED a připojte je k datovému kolíku na Arduinu (k tomu jsem použil datové piny 5-9)

Dva boční přepínače mají různé funkce, jeden je resetovací spínač pro programování, zatímco druhý je funkční přepínač, který přepíná mezi vrstvami klávesnice a rychle mění funkce tlačítek. Horní spínač je připojen k resetování (RST) a GND, pokud je připojen, způsobí reset. Spodní spínač je připojen až ke kolíku 18, který je na Pro Micro označen jako A0. Dejte si trochu volno na spínacích vodičích, protože stále musíte zasunout desky a příliš málo drátu nedovolí destičky pro vložení skrz vrchol.

Krok 7: Úvod do programování

Než budete chtít případ uzavřít, chcete jej vyzkoušet a ujistit se, že funguje. Nyní můžete přeskočit na krok 11 a sestavit jej. Zjistil jsem, že testování předem pomáhá snížit počet otevření a zavření. I když by to nemělo mít velký vliv, použil jsem Arduino IDE verze 1.8.3, takže pokud máte problémy, zkuste použít tuto verzi. Kód je v kroku 5, je to soubor zip, který budete muset extrahovat a nahrát přes Arduino.

Níže bude několik kusů kódu. Jeden bude konečný kód, dva budou testovat OLED (jeden testovat, jeden najít adresu) a jeden bude testovat RGB. Pomocí konečného kódu otestujte přepínače.

Pokud si chcete navrhnout vlastní kód, učím vás to v následujících 3 krocích, ale je to úplně v pořádku, pokud chcete použít můj kód, nebo ho vzít a upravit.

Některé základy programování

• Na kartě „Nástroje“a poté na kartě „Deska“ji nastavte na Arduino Leonardo (Pokud nemáte mikrořadič odlišný od Pro Micro)
• Přepínač reset použijte při každém nahrání kódu do Pro Micro. Zjistil jsem, že jakmile je lišta kompilace plná a stále se nahrává, je načase přepnout přepínač do polohy programování. (Pokud to neuděláte, nahrávání se nepodaří.)

• Všechny použité knihovny musí být nainstalovány a importovány

  Chcete -li importovat, přejděte na kartu nástrojů a klikněte na možnost Zahrnout knihovnu. (Všimněte si také, že moje příklady kódu na webové stránce musí mít kolem názvu knihovny, nemohl jsem je v následujících krocích zadat do sekce s ukázkovým kódem)

• Knihovny LED a OLED budou inicializovány jako objekty, můžete je pojmenovat jakkoli, ale kvůli demonstraci je pojmenuji „proužek“a „displej“

  Volání funkcí z objektu zadáním názvu objektu, vložením tečky a poté zadáním funkce, kterou chcete použít

Dále otestujte LED diody, nahrajte kód a ujistěte se, že všechny fungují. Pokud nic nefunguje, chybí k nim kolík, zkontrolujte pájení první LED.

Nakonec použijte konečný kód k otestování vašich přepínačů. To by mělo být nejjednodušší. Všimněte si, že nyní, po nahrání nějakého HID kódu, budete muset resetovat Arduino pokaždé, když do něj nahrajete kód. Stačí jej resetovat v polovině nahrávání a mělo by to fungovat.

Krok 8: Programování přepínačů

Přepínače jsou ze všech programů nejméně komplikované. Aby byla uznána jako klávesnice, stačí použít knihovnu klávesnice Arduino a podmíněné příkazy. Pokud používáte Pro Micro jako já, ujistěte se, že na kartě Nástroje je deska nastavena na Arduino Leonardo.

Než začneme s podmíněnými příkazy, musíme nastavit piny. Potřebujeme, aby to běželo jednou, takže to vložte do neplatného nastavení. Začněte s pinMode (PinNum, INPUT_PULLUP); To říká Arduinu, že PinNum očekává vstup a že přidává vytahovací odpor (takže nepotřebujeme zapojovat žádný v hardwaru)

Vstupní pullup má 2 stavy, LOW a HIGH. Arduino bude číst LOW na pinu, když je připojen k uzemnění (GND) a bude číst HIGH, když je odpojen. Abychom zjistili, co pin čte, používáme digitalRead (PinNum).

Počínaje základy používáme podmíněné příkazy if, abychom zjistili, zda byla klávesa stisknuta. Chceme, aby to běželo znovu a znovu, takže chceme, aby to bylo místo prázdné smyčky. Pokud byla klávesa zaregistrována jako „NÍZKÁ“, pak chceme, aby byla klávesa stisknuta a klávesa uvolněna, když je vstup „VYSOKÝ“. Abychom to udělali, kódujeme if (digitalRead (PinNum) == LOW) {[Kód pro stisknutí tlačítka]} a kód if (digitalRead (PinNum) == HIGH) {[Kód pro uvolnění tlačítka] }

Pro kód klávesnice importujte knihovnu klávesnice. Vložte klávesnici.begin (); v nastavení prázdnoty. Pak uvnitř našich podmíněných příkazů použijeme keyboard.press ([klíč]); a keyboard.release ([klíč]); nebo keyboard.releaseAll (); pokud jste stiskli více kláves. Můžete také použít keyboard.print ([String]); a keyboard.println ([String]) pro tisk řetězců, například hesla. print a println jsou podobné, ale println jen přidá ENTER, takže se automaticky přesune na další řádek.

Krok 9: Programování OLED

Počínaje programováním OLED budete potřebovat základní instalační kód. To v podstatě říká počítači, kde se nachází váš OLED, jeho velikost a jak je naprogramován. Jakmile máte nastavovací kód pro OLED, za předpokladu, že zobrazujete pouze text, mělo by být programování docela jednoduché. Nejprve zahrňte knihovny Wire a SSD1306.

Definujte OLED_RESET jako 4 a zahrňte do svého kódu knihovnu SSD1306. Vložte displej Adafruit_SSD1306 (OLED_RESET); ve vašem kódu začít používat knihovnu Adafruit SSD1306.

Začněte s Serial.begin (9600); potom display.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); k inicializaci zobrazení i2C s adresou 0x3C (pokud se to nezměnilo v kroku 5). Dejte je oba do neplatného nastavení, protože stačí spustit jednou.

Před programováním displeje byste se měli ujistit, že používáte display.clearDisplay. Pokud ne, bude to, co bylo zadáno, překrývat a v závislosti na tom, co bylo změněno, nebude čitelné. Chcete také nastavit počátek, použijte tedy display.setCursor (0, 0); Chcete -li jej nastavit na bod na displeji, položením (0, 0) jej resetujte zpět na začátek. Chcete -li nastavit velikost textu, použijte display.setTextSize (1); Nešel bych mnohem větší než 1, je to mnohem větší, než se očekávalo.

I když je náš displej monochromatický, musíme nastavit barvu textu, proto ho naprogramujeme jako display.setTextColor (WHITE);

Nyní, když máte importovanou knihovnu a objekt zobrazení, můžete ji začít programovat. Chcete -li přidat text, použijte display.print (); a display.println (); k tisku strun. Opět platí, že tisk nepřidá návrat, zatímco println se automaticky vrátí na další řádek, když se něco vytiskne znovu.

Než budete mít cokoli k zobrazení, musíte aktualizovat OLED a sdělit mu, aby se aktualizoval, použijete display.display (); bez parametrů a bude aktualizován.

Kód by nyní měl vypadat nějak takto:

// Kód vytvořil Foster Phillips

#include Adafruit_SSD1306.h #include Wire.h #define OLED_RESET 4 Adafruit_SSD1306 display (OLED_RESET); neplatné nastavení () {pinMode (SWITCH, INPUT_PULLUP); Serial.begin (9600); display.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); display.display (); zpoždění (2000); display.clearDisplay (); display.setTextSize (1); display.setTextColor (BÍLÁ); } void loop () {display.display (); zpoždění (2000); display.clearDisplay (); display.setTextSize (1); display.setCursor (0, 0); display.println („Hello World!“); display.println („Hello Instructables!“); }

Tento Instructable a tento odkaz na Github jsou velmi dobré reference pro řešení potíží a další informace o programování displeje.

Krok 10: Programování LED diod

LED diody jsou také poměrně jednoduché. Budeme používat knihovnu Adafruit Neopixel. Osobně je knihovna NeoPixel velmi podobná programování ve zpracování, pokud jste v tom někdy programovali.

Nejprve je třeba nastavit kód, řešit, jakou knihovnu používáme, a nastavit pole, které v zásadě říká, kolik LED diod je na pinu, jaký pin je pro data a jak je naprogramován. To se provádí na příkladu jako Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel (6, 10, NEO_GRB + NEO_KHZ800); To vysvětluje, že existuje 6 LED diod, pin je pin číslo 10 a používá adresovatelné proužky typu NEO_GRB + NEO_KZH800. Obvykle se posledního argumentu není třeba dotýkat, LED pásky, které jsem použil, to nepotřebovaly.

Poté potřebujete strip.begin (); funkce, která ukazuje, že jste připraveni je začít používat. V závorkách nemusí být nic.

Jakmile to máte, můžete pomocí proužku volat různé funkce. [Funkce]

Jeden, co budete potřebovat vědět, je strip.setPixelColour. To má v závorkách 4 funkce. LED máte v 'poli' LED diod (pamatujte, pole začínají na 0) a odpovídající červené, zelené a modré hodnoty od 0 do 255. To vám umožní smíchat požadované červené a zelené hodnoty, abyste získali požadovanou barvu. Kód by měl vypadat takto: strip.setPixelColour (0, 0, 255, 255); pokud chcete azurovou barvu na první LED.

LED dioda musí také odeslat tato data, což je strip.show (); dělá. Aktualizuje pixely poté, co jste s nimi něco změnili. Nic nemusí být uvedeno v závorkách.

Kód by měl vypadat takto:

// Kód vytvořil Foster Phillips

#include Adafruit_NeoPixel.h #define PIN 10 #define Num 6 Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel (Num, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800); neplatné nastavení () {strip.begin (); strip.show (); } void loop () {strip.setPixelColor (0, 255, 0, 0); strip.setPixelColor (1, 255, 0, 0); strip.setPixelColor (2, 255, 0, 0); strip.setPixelColor (4, 255, 0, 0); strip.setPixelColor (3, 0, 0, 255); strip.setPixelColor (5, 0, 0, 255); strip.show (); }

Více informací naleznete zde.

Krok 11: Sestavení

Toto je pravděpodobně nejjednodušší a nejúžasnější krok.

Začněte umístěním a nasunutím Pro Micro na uzávěr pouzdra. Přilepte ho na místo horkým lepidlem.

Pouzdro/uzávěr bylo navrženo tak, abyste mohli položit spínací desku a desku LED dovnitř. Jednoduše ji zasuňte a podle toho, jak jste ji vytiskli, budete možná muset podložit nebo oříznout vnitřní část sklíček, abyste odstranili nějaký přesahující plast.

Poté seberte šrouby a zasuňte je tam a vytvořte si vlastní otvory pro šrouby. Když jsem navrhoval pilníky, neměl jsem konkrétní závity šroubů, takže jsem prostě udělal díru zhruba o velikosti šroubu a zašrouboval ji do sebe. Zahřátí zapalovačem pomůže zformovat jej na šroub, který potřebujete, a obvykle zpevní vrstvy. Dávejte pozor, abyste na šrouby příliš netlačili, jinak můžete hlavu odizolovat. Ke snížení tohoto rizika jsem použil šrouby s vnitřním šestihranem.

Poté už jen nasuňte krytky klíčů na klávesy. Pak je to docela hotové! Moje verze Macropadu se šipkou je kompletní!

Krok 12: Vaše vlastní vylepšení

Nyní, když víte, jak vytvořit moji verzi, můžete si vytvořit vlastní! Klávesnice může být o tom, jak se vyjádřit, takže mít design někoho jiného není zábava, pokud jej neupravíte tak, aby vám seděl! Existuje mnoho vylepšení, která můžete udělat! Zde jsou některá vylepšení, která bych chtěl přidat nebo na která bych myslel!

• Programujte Tetris a další jednoduché hry
• Udělejte to bluetooth
• Umožněte mu číst data z prezentací a zobrazovat je na OLED (Zobrazit číslo a název snímku)

• Pomocí této techniky vytvořte klávesnici plné velikosti nebo větší makropad

  Musíte se naučit, jak pro to vytvořit matici přepínače

• Naprogramujte více barevných možností
• Programová makra pro hry, úpravy videa atd.
• Použijte zdrojové soubory aplikace Autodesk Inventor k vytvoření vlastního případu nebo jej upravte tak, aby byl jednoznačně váš!
• Přidejte zvukovou desku, aby se zdvojnásobila jako hudební přehrávač

Bavte se s výrobou! Neváhejte přidat tipy nebo mě požádejte o upřesnění!

Pokud chcete vidět průběh ostatních částí, zvažte mrknutí na můj Instagram. Děkuji za přečtení mého Instructable!

Runner Up in the Microcontroller Contest