[鍵盤] 以Pro Micro 自製機械鍵盤筆記分享

看板Key_Mou_Pad作者zodhk01054 (sipe)時間1年前 (2023/01/28 16:17)推噓11(11推 0噓 4→)

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大家好，這篇文章主要是紀錄改裝樹梅派Pi-400為機械鍵盤的筆記本身在這方面完全是大外行，期間參考板上眾多前輩的分享，在爬文及製作時有將一些資訊記錄下來，想將過程回饋板上，第一次在板上發文，有任何不妥處還請告知，謝謝。進入正文前，首先提要幾個參考來源： ‧鍵盤布局網站 http://www.keyboard-layout-editor.com ‧QMK韌體「Keyboard Firmware Builder」 https://kbfirmware.com/ 其他參考文章： ‧「40%keyboard」的改裝Pi-400文章 https://www.40percent.club/search?q=PI+400 ‧「Jeff Geerling」上的專業Pi-400拆解 https://www.jeffgeerling.com/blog/2020/raspberry-pi-400-teardown-and-review ‧「henry jiang」在EasyEDA分享的鍵盤電路圖 https://easyeda.com/henryjiang0x3639/Atmega32u4-Development-Board ‧「ruiqimao」在Github上寫的鍵盤PCB電路入門 https://github.com/ruiqimao/keyboard-pcb-guide ‧本文的啟蒙，板上前輩「observer0117」分享的「DIY自組直列式鍵盤」 https://www.ptt.cc/bbs/Key_Mou_Pad/M.1623060630.A.CF3.html ----------------本文開始-------------- 1. 鍵盤佈局規劃（keyboard-layout-editor.com） **布局規劃時，按想要設計的最大按鍵數，選擇使用的開發板(有多少Pin可用)。以ProMicro為例，常規有18pin可用，即可以製作9x9的81鍵鍵盤；若移除板子上的預設LED，參考此網站：https://golem.hu/guide/pro-micro-upgrade/）則可多2個pin，至多可製作10x10的100鍵鍵盤。當然，如果不考慮鬼鍵問題，可以透過串接容納更多按鍵是沒有問題的。 2. 生成Kicad檔及電路繪製（https://kb.xyz.is/） **若此網站失效，參考下列Reddit作者的作品： shorturl.at/kEKS0 kb.xyz.is網站非常簡單，只需要將Keyboard-layout-editor.com網站中 Raw欄位下的文字全選貼上即可生成Kicad檔做進一步拉線與修改。 KiCAD為開源免費軟體，直接搜尋下載即可。打開KICAD檔後需要做一次資料庫更新跟元件映射刷新，詳細步驟可能隨版本更新有所變動，得適時爬文一下。 3. 送製PCB板（保守可在步驟4、5完成，並且測試完後再送）目前有很多網站都可以上傳檔案訂做PCB電路板，這邊使用JLCPCB，覺得主要是網站訂購流程設計得不錯，唯一缺點是一次需要訂製5片（含）以上。從KICAD完成繪製PCB後： A. 輸出Gerber檔，於檔案>繪製。勾選全部圖層，預設線粗0.15mm，其餘照預設即可。 https://imgur.com/2oi2Ddf

B. 輸出Drill（鑽孔），於檔案>輸出加工文件>生成.drl文件。無腦照預設就可，選擇｢生成鑽孔文件｣及以「生成地圖文件」 C. 將A、B步驟中獲得的檔案壓縮為zip後，即可從JLCPCB或其他網站訂購步驟中上傳。雖然PCB訂購網站未必需要提供那麼多檔案，但是不管它。從訂購到到貨非常快，最快大概4～5天就能到手。 **上圖可看到衛星軸的孔，我選擇的是直接裝在PCB上的衛星軸（另一種是裝在定位板上的），有大小孔之分。圖中空白鍵的衛星軸安裝孔位是大孔在上，表示鐵桿是從軸上繞，SHIFT、ENTER等鍵則反之。 4. 規劃QMK鍵盤韌體（https://kbfirmware.com/） A. WIRING：檢查鍵盤布局，各鍵的Col、Row接線是否與KICAD中的一致，又或者修改KICAD布局與本網站WIRING一致。 B. PIN：規劃col、Row對應的PIN腳，ProMicro為Atmega32U4晶片。 PIN跟ProMicro對應的腳位參此網站 https://golem.hu/article/pro-micro-pinout/ 前面有提過的獲得Pro Micro額外2個腳位作法參考： https://golem.hu/guide/pro-micro-upgrade/ 做法大致是把板子上LED的電阻用電烙鐵給「推掉」 C. KEYMAP以降應該就不用多說了，照順序完成即可。 D. SETTING：可以替Layout命名，這邊直接命名為「kb」。 E. COMPILE 匯出韌體： i. 匯出選項有兩個，一個可載.hex，另一個為ZIP，我們只需要ZIP ii. 下載ZIP後解壓縮，會獲得一個「qmk_firmware」的資料夾 iii. 將裡面的makefile檔刪除，從本網站中獲得的makefile檔會造成後續編譯失敗。 iv. 至此已完成韌體編譯前準備，可以先擱著，跳下一步驟 **FN鍵在QMK中定義為MO()，括弧中為圖層(layer)的數字，預設為0，MO()的功用在於按下去時可暫時切換鍵盤層為n，接著再對目標層的鍵位做更改，即可達到FN鍵的功能。鍵位說明參此網站： https://docs.qmk.fm/#/keycodes?id=keycodes-overview **韌體規劃到一半可以透過SETTING頁籤中的「Save Configuration」按鈕來儲存設定檔。 5. QMK編譯韌體 **其實有在想如果直接刷https://kbfirmware.com/ 下載下來的hex檔可不可行，若是一般5V的ProMicro說不定可以，就不用特地做步驟5。 A. 到QMK網站下載必要軟體，詳QMK Get Start說明頁面： https://docs.qmk.fm/#/newbs_getting_started 下載QMK MSYS，下面有提到的手動安裝選項不用理它，那是舊版。過程中應該會有提示說要不要複製檔案到使用者目錄中，選是。 B. 按照上面QMK Get Start說明頁面的步驟完成qmk setup。 C. 準備將步驟4的檔案開始編譯，首先確認檔名：點進剛才獲得的qmk_firmware資料夾，可以看到裡面還有有以下路徑 /Keyboard/kb/keymaps/default等資料夾，其中「kb」以下（含）才是這個自己做的鍵盤的檔案，其他是編譯過程中會需要的檔案。而「kb」這個名稱，不管在韌體規劃網站上 SETTING取什麼這邊都是叫kb，不做更改省得後面麻煩。 D. 準備複製檔案到QMK目錄中 i. 檢查使用者目錄C/使用者/<自己的使用者名稱> 看下面有沒有一個也叫做「qmk_firmware」的資料夾。沒的話重新檢查步驟5-A。 ii. 複製從剛剛步驟4-E中提到的「qmk_firmware」資料夾，貼上到C/使用者/<自己的使用者名稱>當中，檔案有重複選擇覆蓋。 E. 編譯韌體（3.3V/8MHz的ProMicro請先拉到最下面的「補充-2」說明） i. 按WIN+S搜尋「QMK MSYS」並執行。 ii. 鍵入cd /c/Users/<自己的使用者名稱>/qmk_firmware 掛載QMK主目錄。 iii. 鍵入qmk compile -kb kb -km default 開始編譯韌體，這是最重要的步驟，順利的話就會有跑很多[OK]，或是一些警告，然後完成。若檔案有差錯，會有各種奇怪的錯誤訊息。以前面提到的makefile檔為例，如果沒有事先刪除就貼到QMK主目錄中，就會造成各種以makefile檔為表頭，以及提示kb.h(keyboard.h)檔中至少要放入一個keymap，或是info.json檔的錯誤訊息。 iv. 完成編譯後，會自動在QMK主目錄下的 .build資料夾中生成kb_default.hex檔案，確認有後就可以準備燒錄到ProMicro中。 6. 燒錄韌體 A. 下載QMK Toolbox，初次安裝後開啟提示要安裝驅動，請安裝。 B. 開啟QMK Toolbox，在Local File中選擇QMK主目錄/.build，找到kb_default.hex檔案 C. USB線插上ProMicro，待下方訊息顯示找到硬體後就可以按下Flash燒錄韌體。 https://imgur.com/i39uCIN

-------------本文結束------------- 補充說明： 1. ProMicro刷壞的情形特徵是插上USB線後，Windows跳出無法辨識或損壞的資訊，且QMK Tools認不出硬體（按下Flash後顯示找不到硬體）。解法：用迴紋針或其他導電物在USB插著ProMicro的情況下，快速短路RST+GND兩次，此時會進入8秒的Bootloader模式可以重新刷韌體，趕緊回到QMK Tools重新刷韌體，也可Clear EEPROM後再重刷。怕速度不夠快時，可以勾選AUTO Flash+Flash when ready。 2. 3.3V / 8MHz的ProMicro一直刷失敗的情況回到C:\Users\<使用者名稱>\qmk_firmware\keyboards\kb 路徑下，找到rules.mk檔案，以記事本開啟後修改F_CPU從16000000為8000000存檔。再重新跳回步驟5-E執行編譯並且燒錄一次。最後是一些收到電路板後組裝照及成品： https://imgur.com/xea1vCV

這邊用的SMD二極體型號為DIODES 1N4148W，東西很小，可先在焊盤先上錫，再焊上其中一腳固定，另一腳補個錫即可。 https://imgur.com/plJIXEb

https://imgur.com/bqkOXml

https://imgur.com/8HAOVXp

電路板與Pro Micro完成接線 https://imgur.com/OQuvlAj

為了方便，有保留PI-400的上蓋，剪去鍵盤間隔塑料後直接把PCB黏上去。 https://imgur.com/gKCuSHT

成品，使用太豪櫻花道鍵帽跟PI-400的配色蠻搭的。 ------------------- 2023/01/31編輯：增修一些文字及照片並補充本次製作上的一些檔案，包含KICAD檔、QMK韌體檔、鍵盤布局等， KICAD佈線弄得頗亂，但仍提供給有興趣的板友參考，請參下方連結： https://reurl.cc/AyoOmp -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 36.226.54.29 (臺灣) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Key_Mou_Pad/M.1674893846.A.292.html

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darktt

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