Arduino
Я уже писал в блоге про свое новое хобби — механические клавиатуры. Отличное хобби, за исключением того, что довольно дорогое. Собрать неплохую кастомную клавиатуру обойдется примерно в 250$, а купить готовую — еще дороже. Поэтому и возникла идея попробовать собрать максимально дешевую механическую клавиатуру.
Основная идея в том, чтобы купить недорогую механическую клавиатуру самого начального уровня (можно даже б/у) и переделать ее.
На чем будем экономить:
- свичи берем из клавиатуры-донора
- планку для свичей берем из клавиатуры-донора
- кейкапы берем из клавиатуры-донора
- плату не покупаем, используем плату Atmega32U4 и паяем свичи через диоды к ней
- корпус из оргстекла
Казалось бы, а зачем вообще переделывать, если можно просто купить и использовать механическую клавиатуру начального уровня?
Чем наша клавиатура будет лучше донора:
- поддержка QMK прошивки
- более удобный форм-фактор
Самое основное: мы получаем поддержку QMK. Это прошивка, которая позволяет очень тонко настраивать клавиатуру.
Только часто возможностей QMK:
- заменять коды любых клавиш на любые
- макросы: при нажатии на клавишу может выполняться произвольный код, генерироваться несколько кодов нажатия и т.д.
- слои: можно создавать несколько слоев и переключаться между ними, каждый слой может содержать свою логику
- гибкое управление подсветкой (обычной и RGB): можно создавать свои эффекты подсветки или использовать готовые
- обратная связь: при желании с компьютера на клавиатуру можно передавать события, на которые клавиатура будет реагировать, например, менять цвет подсветки при переключении раскладки
Поэтому при покупке клавиатуры или платы, будет очень полезна поддержка QMK.
Подготовка
Для начала нам понадобится:
- Клавиатура-донор
- Плата Atmega32U4
- Диоды
- Коннекторы
- Латунные распорные винты
- Оргстекло
- Провода
- Паяльник
- Колодка для платы
Ссылки на все это есть справа от статьи — ровно это я и использовал. Единственное, что я не использовал — это hotswap-коннекторы, так как хотел сделать максимально дешевую клавиатуру. Hotswap-коннекторы позволяют сделать клавиатуру с заменяемыми без пайки свичами, что полезно, если один из свичей выйдет из строя, либо если вы хотите попробовать другие свичи.
Съемник также можно не покупать, обычно он входит в комплект с клавиатурой.
Пора начинать
Сначала нужно аккуратно разобрать нашу клавиатуру-донор. В первую очередь снимаем кейкапы с помощью съемника (того, что из пластика).

Далее так же аккуратно извлекаем свичи, используя металлический съемник и располагая его вертикально.

После — снимаем саму металлическую пластину, на которой держались свичи. Бывает, что винты находятся с лицевой части, а бывает, что сзади.
Теперь нам нужно определиться с тем, какой форм-фактор будет у нашей новой клавиатуры. Форм-факторов бывает довольно много, обозначаются они обычно в процентах от полного форм-фактора, такого, как у клавиатуры Redragon surara. Поэтому ее лучше всего использовать в качестве донора: у вас на выбор довольно много вариантов, как ее «урезать», а так будет большое количество свичей в запасе.
Также клавиатуры могу иметь один из двух стандартов: ANSI (с однострочным ENTER-ом) и ISO (с двухстрочным ENTER-ом). Но это вы изменить не сможете.
Но есть нюанс: так как вместо полноценной платы мы используем Arduino-подобную Atmega32U4, то мы ограничены количеством ее пинов. У той, что я использовал и ссылку на которую разместил, всего 18 пинов. Будущую клавиатуру нужно разбить как бы на сетку, часть пинов будет использоваться для рядов, а часто — для столбцов. Если в клавиатуре всего 5 рядов, то столбцов может быть максимум 13.
Я остановился на форм-факторе 60% ANSI. Такая клавиатура имеет 5 рядов. Правда в первом и втором рядах сверху клавиш 14, а не 13, в третьем — 13, зато в 4 — 12, а в последнем — вообще 8. Таким образом клавиши две клавиши из первого и второго ряда можно «повесить» на последний ряд, в котором есть запас, или на 4 и 5 ряды, как удобнее. Это не имеет особого значения, просто в QMK прошивке нужно будет это прописать.
Следующий шаг: отпиливаем от металлической планки лишнее, так, чтобы остался нужный нам форм-фактор. И можно вставляем обратно свичи и кейкапы. Уже видно, какая будет клавиатура в итоге 🙂

Ну и теперь нужно запастись терпением, а также проводами. Я использовал обычную витую пару. И начинаем паять. Свичи, как обычные выключатели, имеют 2 пина, замыкаемые при нажатии. Один пин каждого свича одного столбца нужно припаять к одному пину платы, второй пин каждого ряда — через диод — к другому пину платы.

Выйдет примерно следующее:

Далее из оргстекла я выпилил нижнюю часть корпуса с местом под плату (решил сделать ее не под клавиатурой, а на виду — сверху)

По моей задумке плата должна была быть быстросъемная, для чего и нужны коннекторы. Кстати, мне это как минимум 1 раз уже пригодилось: повредился разъем платы (неудачно дернули провод), и для ремонта я просто вынул старую плату и вставил новую, перепаивать ничего не пришлось.
Выпиливаем из того же оргстекла крепление для платы, в котором будут вклеены коннекторы.

И вклеиваем в нее коннекторы, установив в них плату, чтобы после схватывания клея размеры между коннекторами были точные.

Просверлив обе делали, прикручиваем нижний лист к планке клавиатуры через распорные винты, и с помощью них же крепим площадку для платы к нижнему листу.
Ну и последние: припаиваем провода к колодке разъема.

Прошивка
Qmk является проектом с открытыми исходными кодами, размещенными на github.
Для создания своей прошивки, проще всего взять за основу готовую прошивку для похожей клавиатуры (имеющей тот же форм-фактор и основанной на Atmega32U4), скопировать директорию, заменить в конфигах название и модель клавиатуры, скомпилировать и прошить клавиатуру.
Вот дерево файлов и директорий прошивки:

Я скопировал эти файлы (уже не помню с какой прошивки) в созданную директорию с именем nixoid .
В файле rules.mk прописываем путь к версии прошивки: DEFAULT_FOLDER = nixoid/rev1 .
В файле rev1/rev1.h должна быть корректная схема соответствия клавиш на раскладке и тому, какие ряды и столбцы клавиши занимают.

В файле rev1/config.h — обозначено, к каким пинам платы подключены ряды, а к каким — столбцы.

Соответствия пинов и их названий:

Это основные моменты. К сожалению, описать все, что касается Qmk, в одной статье невозможно. У проекта есть неплохая документация, и комьюнити на github, так что разобраться несложно.
Итоговый вариант клавиатуры:

Вывод
Самое основное: сколько же я сэкономил? Клавиатуру донора я купил по скидке примерно за 2000 руб, на все остальное ушло также примерно 2000 руб в сумме. Финальная стоимость в 4000 руб меня устроила, я добился, чего хотел — сделать дешевую механическую клавиатуру с поддержкой qmk и новым для меня форм-фактором.
Для сравнения: если собирать кастомную механическую клавиатуру на готовой плате без донора, то по стоимости это выйдет в 3-5 раз дороже, в зависимости от выбранных свичей, кейкапов и корпуса.
После использования клавиатуры могу описать ее плюсы и минусы.
- низкая стоимость
- удобный форм-фактор (вместо отсутствующих f1-f12 используется спецклавиша и цифры, а вместо стрелок — правые модификаторы, которые я и так не использую)
- удобная быстрая замена платы — можно даже иметь 2 платы с разными прошивками и менять их при необходимости
- поддержка qmk делает из обычной клавиатуры очень крутую 🙂
- не очень удачное расположение платы — легко вырвать разъем, дернув провод
- подсветки иногда не хватает
В ближайшее время хочу собрать также бюджетную клавиатуру форм-фактора 40%. Почему бюджетную? Да просто у меня уже есть 2 основных клавиатуры, и тратить на клавиатуру в 40% не хочется, использоваться она будет крайне редко, скорее всего.
В отличии от описанной в статье, для нее я заказал набор кейкапов (они там не стандартные), планку, а также буду использовать хотсвап коннекторы. Ну и Atmega32U4 будет расположена уже под клавишами и разъем будет надежно закреплен.
Механическая Клава. Как, зачем и из чего собирать свою клавиатуру

Привет, с вами Артем Лебовски. Уже много лет я собираю механические клавиатуры и сегодня хочу рассказать об этом хобби. Мы поговорим об устройстве механических клавиатур, изучим их рынок и узнаем, чем отличаются клавы разных ценовых сегментов. Обсудим, чем масс‑маркет хуже кастомов, какие бывают моды и зачем они нужны. Как и в любой другой области, здесь есть много нюансов. Эта статья расширит твой кругозор, а также поможет определиться с выбором клавиатуры своей мечты.
Что такое кастомные клавиатуры?
Кастомная клавиатура — понятие относительное, каждый вкладывает в него свой собственный смысл. Мое мнение на этот счет довольно близко к общему мнению большинства клавиатурных гиков. Я называю клавиатуру кастомной, если она соответствует двум критериям.
Первый — наличие в ней прошивки QMK (Quantum Mechanical Keyboard). Это ПО с открытым исходным кодом, которое основано на операционной системе ChibiOS (микроядерная операционная система реального времени). QMK позволяет гибко программировать клавиатуру, благодаря чему в ней поддерживаются функции переназначения клавиш, различные режимы подсветки, макросы, управление курсором мыши и другие интересные вещи. Но есть нюанс: QMK работает только на ARM-контроллерах, например Atmel, STM32, ATmega32u4, но не работает с беспроводными технологиями. То есть подавляющее большинство кастомов не умеют подключаться к компу по Bluetooth.
Однако сейчас появилось ПО ZMK, которое уже поддерживает беспроводные модули и потихоньку начинает обретать популярность. Можно посмотреть исходники каждой из прошивок и увидеть почти все проекты, где она используется. Это полезно, если ты решил заняться кастомами всерьез. Для работы с прошивкой используется специальный софт с графическим интерфейсом, который позволяет программировать клавиатуру без собственно программирования: назначать макросы, реакцию на нажатия сочетаний клавиш, прописывать режимы работы функциональных кнопок, управлять подсветкой и так далее.

Для QMK это VIA и ее открытый аналог VIAL. VIA — не open source, но эта софтина поддерживает много различных клавиатур и прошивок. VIAL — с открытым исходным кодом, но она пока только набирает популярность и не поддерживает многие клавиатуры, зато в ней реализовано больше функций, чем в VIA.
Второй критерий кастомной клавиатуры — она собрана из набора деталей. Одна из основных комплектующих — это корпус (он же основа или база). Корпус служит основанием для клавиатуры, но бывают клавиатуры и без корпусов. Вторая важная деталь — плата, которая обрабатывает нажатия, это мозг клавиатуры. Плейт — это металлическая или неметаллическая пластина, в которую втыкаются переключатели. Она действует как дополнительный крепеж, а еще влияет на тактильность и на звучание клавиатуры. Некоторые клавиатуры бывают plateless — переключатели просто припаиваются к плате.
Еще в составе клавиатуры используются стабилизаторы — они нужны для того, чтобы пробел, Enter и остальные длинные кнопки не перекосились при нажатии с краю. Наконец, переключатели — это пружинные механизмы, которые позволяют твоим кнопочкам нажиматься, а клавиатуре регистрировать нажатия. Переключатели бывают совершенно разные, о них я расскажу чуть позже. Последняя важная деталь — кейкапы, они же кнопки, их касаются твои пальцы. Кроме того, над кастомными клавиатурами можно проводить различные манипуляции и выполнять модификации (моды), улучшающие либо меняющие характеристики девайса.
О ценовых сегментах
А теперь немного поговорим о ценовых сегментах кастомных клавиатур. Самый низкий из них — это масс‑маркет с AliExpress. К таковым можно отнести клавиатуры брендов Skylong, Akko, Keychron (точнее, их QMK-версии), YMDK и всякое такое прочее. Что‑то из перечисленных мною брендов использует QMK, что‑то нет. Но в любом случае эти ребята продают DIY-киты для самостоятельной сборки клавиатур, и чаще всего ты получаешь именно то, за что платишь. То есть клавиатуры, которые стоят дешево, выглядят и ощущаются дешево. Но и из них порой можно собрать годноту.
Средний ценовой сегмент — это уже полноценные кастомы серийного производства. Из них я выделяю Glorious с их успешной моделью GMMK PRO (этот текст я пишу как раз на ней). К этой же категории можно отнести целую линейку клавиатур бренда KBDfans: Tofu60, Tofu65, kbd75v3 и прочие. Их довольно много, и на этих основах собираются отличные клавиатуры неплохого качества. Самое главное — их не нужно ждать до своей старости, об этом читай далее.
К топ‑сегменту относятся так называемые группбайные клавиатуры. Что такое «группбай»? По большому счету это краудфандинг, схема, по которой малый бизнес или инженер‑одиночка могут выпустить партию своего продукта в продажу. Разработчик создает макет (это может быть 3D-рендер или уже готовый прототип) и публикует его на форуме Geekhack (это всемирно известный форум, на котором можно встретить кастомы самых причудливых видов, он же используется в качестве площадки для проведения группбаев). Затем разработчик проводит Interest Check — голосование с целью узнать, сколько реальных людей готовы потратить деньги на его творение. Обычно цена колеблется в районе 500 долларов, но бывает как ниже, так и сильно выше. После того как проверка интереса успешно пройдена, разработчик открывает сам группбай — то есть принимает деньги от потенциальных покупателей в течение месяца. Люди выбирают, из какого материала будет изготовлена основа клавиатуры, какова будет расцветка, и определяют многие другие опции. Спустя примерно тридцать дней группбай закрывается, и часть собранных денег отправляется на производство, где изготавливается тираж клавиатур, равный количеству вступивших в группбай людей. Иногда клавиатур производят больше и потом распродают как ресток по той же цене, а иногда — дороже. У некоторых особо крутых чуваков есть даже свои собственные станки и производства.
Площадок для проведения группбаев много. Обычно после завершения Interest Check разработчик открывает группбай на каком‑то одном или сразу на нескольких сайтах (либо на своем собственном — организатором группбая может быть крупная компания). Многие ресурсы в интернете предоставляют площадки для таких покупок. Предполагаю, что на нескольких размещать предложения выгоднее, так как там больше аудитория благодаря решению проблем с дистрибуцией заказов. Например, в нашу страну не все площадки возят заказы напрямую, поэтому приходится использовать сервисы доставки из‑за рубежа вроде Shopfans.
Самая неприятная «побочка» у группбаев — ожидание доставки. Ждать свою основу, капы и прочие детали порой приходится ну очень долго. Основы в среднем производят около полугода. Кейкапы — от года до двух лет. Переключатели, стабы, ковры — по‑разному. Короче, на группбаях покупают в основном крутые и высокотехнологические клавиатуры. Кастомная клавиатура группбай‑уровня — это предмет роскоши и зависти. Вещь с большой буквы.
Почему группбайные клавиатуры стоят так дорого? Потому что они производятся мелкими партиями, что повышает цену. На нее также влияют методы окраски корпуса, расходы на разработку, стоимость материалов, зарплата рабочим и так далее. Следует знать, что группбай‑клавиатуры даже в одном ценовом диапазоне (скажем, 500 долларов) могут иметь совершенно разное качество исполнения. Поэтому какие‑то из них оказываются более приятными по звуку, ощущениям, красоте, а какие‑то — менее. Здесь нужно читать и смотреть обзоры, а еще лучше — плюс‑минус шарить в теме, чтобы не ошибиться в выборе.
Где купить
Вот несколько полезных ссылок, где купить кастомные клавиатуры и детали, из которых они сделаны.
- Агрегаторы (сайты, собирающие ссылки на товары с разных площадок):
- www.mechgroupbuys.com
- thocstock.com
- kprepublic.aliexpress.ru
- aliexpress.ru/store/912616246
- aliexpress.ru/store/912431208
- www.pcgamingrace.com
- drop.com/mechanical-keyboards/drops
- novelkeys.com
- cannonkeys.com
- ilumkb.com
- mekibo.com
- kbdfans.com
- dailyclack.com
- graystudio.club
- ramaworks.store
- percent.studio
- store.projectkeyboard.com
- geistmaschine.io
- shop.modedesigns.com/pages/eighty
- keycult.com
- monokei.co
- www.typemachina.com
- www.matrixlab.store
- zionstudios.ph
- общемировой — reddit.com/r/mechmarket
- по странам СНГ — reddit.com/r/ru_mechmarket
Устройство кастомной клавиатуры
Материалы основы клавиатуры
Дешевый сегмент кастомных корпусов сделан из ABS-пластика либо из акрила. Также встречается алюминий и поликарбонат. А в самых «топах» используется алюминий (и не только) со вставками из различных металлов — меди, титана, нержавеющей стали, карбона и так далее. Часто в мидл- и хай‑сегменте при покупке предлагается два материала на выбор — алюминий различных цветов и Frosted-поликарбонат. «Фростедом» (он же «замороженный») называется матовая поверхность поликарбоната, потому что она похожа на поверхность застывшего льда. Из такого поликарбоната сделан корпус Radiance TKL.

Груз
Груз — это деталь, которая прикручивается к корпусу клавиатуры. Поскольку в основном корпуса сделаны из легкого алюминия или пластика, груз уменьшает вибрации клавиатуры при печати, тем самым меняя звук в лучшую сторону, и клавиатуру становится не так просто сдвинуть с места — для многих это плюс. Обычно груз ставят в кастомы мидл- и хай‑сегмента, самый распространенный материал — это латунь. В хай‑сегменте материал груза иногда можно выбрать. Например, часто предлагается медь или сталь с PVD-покрытием, что увеличивает цену клавиатуры, но при этом делает ее красивее и уникальнее. Пример такой клавиатуры — Percent Studio Trio75.

Еще грузы изготавливают из алюминия — такие изделия используют в качестве дизайнерской фишки: основа клавиатуры из алюминия может быть покрашена в один цвет, а груз — в другой. Так, например, устроена Pixelspace Studio X KBDfans Endless-80.

Краска и обработка поверхностей
Корпуса нижней ценовой категории изготавливают из цветного ABS-пластика и акрила. В мидл‑сегменте используется анодированный алюминий. В хай‑сегменте тоже применяется анодированный алюминий, а еще встречаются вариантики поинтереснее.
PVD Mirror polished
Он же Physical Vapor Deposition (конденсация из паровой фазы). Так называется дорогущая обработка металла, в результате которой тот блестит как зеркало. На заранее отполированную металлическую поверхность в среде с откачанным воздухом и закачанной смесью азота и аргона при температуре 400–600 градусов напыляются частицы другого металла, например титана или циркония. Получается крайне твердое покрытие, лишенное даже микротрещин и очень устойчивое к царапинам, ударам и прочим механическим воздействиям. Например, нижняя часть клавиатуры, включая дно, может быть сделана из отполированной до зеркального блеска нержавеющей стали. Пример такой клавы — Project Keyboard kepler TKL.

E Coating
Так называется электрофоретическая окраска: для нанесения краски на поверхность корпуса используется высокое напряжение. Этот способ позволяет добиваться разных градаций цвета, а также интересных текстур поверхности.
Например, с помощью анодирования покрасить корпус в белый цвет не получится, а электрофоретический метод позволит добиться любого цвета. При этом поверхность будет либо гладкой, если используется жидкая краска, либо шершавой, если используется порошковая. Такой способ окраски повышает устойчивость к механическим повреждениям. В частности, так покрашена клавиатура Pixelspace Studio X KBDfans Endless-80 в расцветке E-beige case + Purple weight.

Ceracote
Это краска с частицами керамики. Данный метод используют в покраске оружия. На корпус клавиатуры напыляется краска, затем он отправляется в автоклав, где под действием высокого давления и температуры краска запекается. Метод крутой, но в то же время очень дорогой. Вот пример клавиатуры, покрашенной именно этим методом.
Sandblasting
Это пескоструйка. Она используется, если клавиатура сделана целиком из меди, латуни и прочих металлов и требуется добиться матовой поверхности либо матовыми нужно сделать вставки или груз. На клавиатурах средней ценовой категории груз обычно никто не обрабатывает, поэтому на нем могут быть видны следы от фрезы.
Продолжение доступно только участникам
Вариант 1. Присоединись к сообществу «Xakep.ru», чтобы читать все материалы на сайте
Членство в сообществе в течение указанного срока откроет тебе доступ ко ВСЕМ материалам «Хакера», позволит скачивать выпуски в PDF, отключит рекламу на сайте и увеличит личную накопительную скидку! Подробнее
Вариант 2. Открой один материал
Заинтересовала статья, но нет возможности стать членом клуба «Xakep.ru»? Тогда этот вариант для тебя! Обрати внимание: этот способ подходит только для статей, опубликованных более двух месяцев назад.
Разборка и чистка клавиатуры своими руками

Уход за клавиатурой от ПК — как правильно раскрутить и почистить компьютерную, и любую другую похожую клавиатуру.
Заметил, что среди пользователей персональных компьютеров немало любителей довольно часто менять клавиатуру (про мышки вообще молчу). Объяснение этому явлению нашёл в том, что вероятно стремление к разнообразию заложено в самой сути человеческой натуры. Но вот мой знакомый посетовал на то, что никак не может найти и купить новую клавиатуру, причем точно такую же как старая. На высказанное удивление пояснил, что у неё отломилась ножка и вообще она уже сильно грязная. Далее выяснилось что клавиатура это одноразовое изделие, которое используется до первой поломки или пока не потеряет внешний вид. Придя домой поспешил сделать нашей «клаве» профилактическое обслуживание, пока ненароком не выбросили. У нее, кстати, тоже нет одной «ноги».

Самая обычная клавиатура, Genius модели К-639. Дорога привычным для пальцев раскладом, сами бегут по клавишам. Она уже: ещё не грязная, но внешний вид потеряла. Главное правило при ревизии работоспособного оборудования это с одной стороны не робеть, а с другой не увлекаться разборкой узлов «до последнего винтика».

Разборка клавиатуры
Сначала фотографирую (чтоб потом собрать) и разбираю корпус. Из нижней его части выкручиваются все саморезы и она отсоединяется от верхней при помощи небольшой плоской отвертки, которая выводит из зацепления пластмассовые защелки, расположенные изнутри по бокам. Глазам предстают две соединённые между собой пластиковые плёночные пластины (разъединять их не нужно) с контактными мембранами и токопроводящими дорожками, между ними ещё один слой, изолирующий (препятствует контакту в не нажатом положении), и небольшая печатная плата, к которой подходит кабель подключения.

Снимаем и их и резиновую прокладку с графитовыми кончиками. Кстати это она возвращает кнопки в исходное положение после нажатия. Освободившиеся части корпуса из пластмассы в обязательном порядке мыть в воде с добавлением стирального порошка.

Сначала облил из крана горячей водой, а затем с обеих сторон мыл мыльной водой при помощи кисточки. А вот плёночные пластины мыть не стал, они гладкие и скользкие, с них всё хорошо сметается веником, как снаружи, так и изнутри.

У отмытой верхней части отсоединил несколько штук клавиш на предмет контроля и заметил «непромыв». Снял все. Вот что там увидел — в данном случае это кошачья шёрстка. Так что владельцам «усатых – полосатых» съём клавиш обязателен в полном объёме изначально.

Любые провода в изоляции моются именно таким способом. Только верхний край, что на верёвочке, лучше придерживать рукой, тогда губку, которая пропитана мыльной водой, можно будет прижимать с хорошим усилием, что позволит быстро закончить работу. Естественно, что после мытья мыльная поверхность ополаскивается прохладной водой.
Сборка клавиатуры ПК
Сборка производится в обратном порядке. Устанавливается на защёлку плата с кабелем. Укладывается резиновая прокладка.

А вот перед укладкой пластиковых элементов необходимо чистым спиртом тщательно протереть соединительные контакты на пластике и на печатной плате.

Когда всё на месте можно соединять половинки корпуса. Соединение достигается прижатием с некоторым усилием краёв правой и левой сторон корпуса до производства щелчка – это защёлки вошли в зацепление. Первым закручивается центральный саморез, затем производится соединение левой верхней стороны где находятся в прижатом друг к другу состоянии протёртые ранее контакты печатной платы и пластин из пластика.

Несмотря на то, что ножки клавиатуры порой испытывают значительные нагрузки, изготавливаются они почему-то явно в каком-то декоративном исполнении, вот отсюда и их хроническая «хромота». Поправить дело просто: нужно вывернуть три верхних самореза (два крайних и средний), найти им замену такого же диаметра, но на 5 мм длиннее, подобрать что-то на роль новых ножек, например пробки от пищевой тары, просверлить в них отверстия и прикрутить. Клавиатура прочно стоит на ногах. И стала она как новая. Автор — Babay iz Barnaula.
Сборка 90% механической клавиатуры XD96

Здравствуйте, товарищи! Оговорюсь в самом начале, это не обзор. В тексте не будет анализа рынка механических клавиатур, обоснования выбора и всего вот этого. Я просто хочу поделиться опытом сборки конкретного устройства, указать на некоторые не очевидные вещи что может быть полезно тому кто будет собирать клавиатуру на данной плате.
Собирать мы будем 90% механическую клавиатуру XD96 на плате от KPREPUBLIC.
Комплектующие
Как такового набора комплектующих для сборки производитель не продает. Все необходимое предлагается заказывать отдельно. Для сборки клавиатуры нам понадобятся:
- Плата
- Свичи на Ваш вкус (для общего понимания масштаба трагедии)
- Стабилизаторы (для XD96 набор 104 x1 Set)
- Корпус
- Кейкапы, опять же по вкусу
Выбор кейкапов
Есть нюанс на который нужно обратить внимание. Плата дает некоторую свободу в выборе раскладки и физическом размещении на ней свичей, по этому выбор набора кейкапов желательно делать после того как Вы определились с раскладкой.


Плата
Основные особенности платы:
- до 96 клавиш— поддержка 3pin или 5pin MX свичей (либо их клонов)
- контроллер клавиатуры — Kimera Core (открытый контроллер клавиатур на ATmega32u4)
- редактирование раскладки в Keyboard Layout Editor
- прошивка с использованием TKG-TOOLS offline или TKG online (есть информация о наличии порта QMK для данной платы, но сам я не проверял)
- 16 SMD RGB светодиодов на нижней стороне платы для фоновой подсветки
- предусмотрены отверстия под PCB Mount стабилизаторы Cherry
- контакты для 3мм светодиодов в каждом сокете под свич (может работать как подсветка клавиши или индикатор)
- разъем mini-USB. вот это в 2022 году уже просто не серьезно


Перед тем как начинать собственно сборку необходимо подключить плату к компьютеру, открыть какой-нибудь клавиатурный тестер (например этот) и замыкая контакты клавиш пинцетом проверить все ли клавиши работают. Этап этот важен т.к. может сохранить кучу времени и нервов при дальнейшем поиске неисправностей. Так например выяснилось что на плате не хватает одного диода.

Корпус

Под данную плату производитель предлагает только один вариант корпуса. Это довольно увесистый алюминиевый корпус в пяти вариантах расцветки: серебристый, красный, серый (как в моем случае), голубой и черный.

Комплект корпуса, помимо основной оболочки, включает в себя: монтажную пластину универсальную для всех поддерживаемых раскладок, матированную с внутренней стороны стеклянную нижнюю крышку, набор винтов, четыре силиконовые ножки. На фото выше видно что корпус имеет складные ножки дающие не большой угол клавиатуре на столе, на этих ножках можно увидеть накладки. Эти накладки я печатал на 3д принтере из резины т.к. складные ножки имеют довольно острые грани и могут царапать столешницу.
Ни какой звукоизоляции с корпусом не поставляется, но в коробке корпус при транспортировке удерживала прокладка из какого-то вспененного материала и в теории можно использовать его как шумку.
Приступим к сборке

И первое что нужно сделать это установить стабилизаторы. В прочем, если не использовать монтажную пластину то это можно сделать и после того как будут смонтированы свичи. Но в нашем случае после установки всех свичей на место к плате будет уже не добраться. И да, перед установкой стабилизаторов их рекомендуют смазать тефлоновой смазкой. У меня такой не оказалось и я решил что сделаю это потом. Так вот, потом так и не наступило )) Но вроде бы все работает и не особо гремит.

Начинаем устанавливать свичи.
Свичи бывают двух видов: для монтажа в монтажную пластину и для монтажа непосредственно на плату. Отличаются они наличием двух дополнительных пластиковых пинов у свичей предназначенных для монтажа сразу на плату. Они позволяют точно позиционировать переключатель на плате что даст потом ровные ряды клавиш без смещения в зазорах, но только в том случае если в плате предусмотрены отверстия под эти пины. Наша плата поддерживает и трех и пяти пиновые свичи, по этому я заказал вариант под монтаж на плату. Сделал я это потому, что монтажная пластина из комплектного корпуса — универсальная, т.е. позволяет устанавливать клавиши в нескольких вариантах размещения от этого не во всех гнездах пластины свичи фиксируются жестко и ровно. Таким образом мы получаем точное позиционирование свичей на плате.
Для начала стоит вставить в монтажную пластину 4 свича в заведомо правильные места. Например Esc, Ctrl слева и парочку с права поближе к краю клавиатуры. Затем совместить монтажную пластину и плату стараясь не загнуть контакты свичей, после чего припаять свичи. Все, теперь плата верно позиционирована относительно монтажной пластины и можно начинать устанавливать остальные свичи.
Я бы рекомендовал ставить свичи по одному, сверяясь при этом с раскладкой и припаивать. Я же сначала вставил все свичи, а потом сел их паять. На выходе я получил: три не припаянных и еще три не верно припаянных свича.
Теперь нужно припаять светодиоды для Caps Lock и Num Lock.

На плате, рядом с каждой клавишей есть контакты для 3мм светодиодов. Поведение этих светодиодов настраивается в конфигураторе прошивки. Они могут работать как подсветка или индикатор. В самих свичах есть посадочные места для этих диодов, просто вставляем их, попадаем ножками в контакты на плате и припаиваем. На маркировку полярности нанесенную на свич обращать внимания не стоит, полярность контактов показана на картинке. На плате она нарисована только в одном месте (в верхнем углу, под USB разъемом) и увидеть ее можно не сразу, потом придется перепаивать светодиоды (как мне).
Настало время собрать все в корпус

В старой версии корпуса монтажная пластина не крепилась к корпусу по бокам, от чего клавиатура могла прогибаться при нажатии на клавиши в этих местах. У нового корпуса там есть винты, но печатные проставки я на всякий случай все равно установил.
Вообще, корпус можно совсем не покупать. На основе имеющейся раскладки можно сгенерировать детали для корпуса и монтажную пластину и нарезать все это из акрила (или другого материала по вкусу). Все это делается в сервисе Plate & Case Builder. Правда не факт что это окажется дешевле готового корпуса.
Прошивка
В принципе все, сейчас клавиатура уже работает. Ее можно подключать к компьютеру и пользоваться. Но что если мы хотим поменять местами клавиши или еще как-то изменить раскладку? У нас же кастом в конце то концов 🙂
- Для начала открываем редактор раскладок с базовой раскладкой для этой платы.
- Редактируем раскладку и сохраняем свой вариант. Для этого понадобится авторизация, подходит учетка гитхаба.
- Подключаем клавиатуру к компьютеру, нажимаем сочетание клавиш Fn+Backspace — это переведет клавиатуру в режим прошивки (в диспетчере устройств она будет видна как ATm32U4DFU)
- При помощи Zadig устанавливаем драйвер WinUSB

- В Гугл хром (это важно), открываем генератор прошивок xd.tkg.io
- В разделе General, в настройках клавиатуры, выбираем Kimera -> Config -> XD96
- В разделе Layer выбираем вкладку Simple, в Composite Layer вставляем адрес нашей новой раскладки

- Разделы Fn и LED настраиваем как показано ниже


- Жмем «Burn .eep File»
В конфигурации по умолчанию, LED 1 это scroll lock, но я данную клавишу не использую. LED 3 это Num Lock, я инвертировал индикатор для того что бы он не горел постоянно, а загорался когда на клавиатуре выключен нумпад. После самой прошивки может появиться сообщение об ошибке, на него можно не обращать внимания. Клавиатуру лучше отключить от компьютера и подключить снова, все должно работать как Вы настроили в редакторе раскладок.
На этом у меня все, спасибо за внимание. Надеюсь кому-то этот материал будет полезен.
Надеюсь дойдут руки проверить работает ли на xd96 порт прошивки QMK, все же куда приятнее было бы конфигурить раскладку «на лету» в каком нибудь VIA.