迷你键盘制作图解

第1步：材料和说明

根据您的项目制作方式，您可能需要不同的组件，但这些组件是te我用过的。

1 Arduino pro micro + USB线

3个Kailh BOX红色开关

3 10k电阻（0805 SMD）

3 100nF电容（0805 SMD）

4 APA102 rgb LED（5050 SMD）

3键帽

1本项目提供的印刷电路板（PCB）

1项目中提供的3D打印案例

为什么我要使用Arduino专业版微？

大多数像Uno（Atmega328）这样的arduino主板都不支持USB通信。是的，您可以非常轻松地通过USB编程，我认为有解决方法，但我喜欢在USB通信方面保持简单，我不知道解决方法是否具有响应性。这些主板使用外部芯片进行USB通信，而Arduino pro micro（Atmega32U4）则内置。

开关

有很多你可以使用的机械开关。来自Kailh或Cherry MX的线性，触感或咔哒声。选择你喜欢的任何一个。我使用Kailh开关，因为它们在Ailexpress上很便宜。如果您选择使用PCB，则需要Kailh BOX开关。颜色决定了感觉。

电子元件

在本章中没有太多解释它们，但如果你不使用PCB我会推荐只是普通的槽孔组件，便于焊接。不幸的是，所使用的LED不适用于槽孔封装。除非您对焊接技术非常有信心，否则我也不建议在SMD封装上使用电线。即使对于PCB上的SMD，也需要“高级”焊接技术。

住房

我确实在这个项目中提供住房，但此时此刻有缺陷。需要进行修改以安装螺栓，LED的开口不是最佳的，arduino是暴露的，需要切出一部分以便USB适合。将来可能会增加新的住房。如果您有一台3D打印机，请继续打印，但如果您不打算使用某种项目盒，请不要用它来打印这个有缺陷的盒子。

第2步：原理图

此项目的原理图非常简单，但我想为感兴趣的人解释组件知道这个实现。

切换到Arduino的连接

交换机连接到Arduino引脚0，2和3，因为这些引脚可以用作外部中断。这在代码部分进一步说明。

去抖电路

原理图左侧是一个复制3次的电路。该电路用于去抖开关。要知道什么是去抖动，你需要了解开关弹跳，这并不难理解。

首先看看这个模拟画第一张照片（快速点击开关然后看下面的信号）http://tinyurl.com/yajdtndw

当你按或发布时一个开关它反弹，你的信号在高和低之间交替几次，持续几毫秒。 Arduino非常快，在这么短的时间内读取每一个高低。每次读取高或低时，程序将发送按键或释放按键，因此每次按下您的计算机将接收多次按键。不适合节奏游戏。

此去抖电路将减慢信号的下降沿。到Arduino的信号将无法像弹跳一样快地改变，所以它将被读作一次按下。不要担心下一次真正的新闻会因为下降而放慢速度。

高级：

Atmaga32U4读取0.2Vcc - 0.1V = 0.9伏的数字低电平。电容器在其放电中的任何时间的电压都是Vcc * e ^（ - t/RC）。如果您在开关上测量不同的去抖时间，则可以计算电阻和电容值。

LED

rgb LED是APA102 LED，可通过时钟和数据线单独寻址。无需外部组件即可使其正常工作。对于许多LED，你应该使用一个平行于5伏和地的电容，但只有4个LED你不需要它。

步骤3：电路板设计

PCB是在JLCPCB中设计的。我不是他们赞助的，但是对于便宜的原型，他们制作了优秀的PCB。 2美元你得到同一块板的10块，但对我来说运费大约是11美元。如果你不喜欢rgb照明并计划制作一个，你应该考虑让你的键盘没有PCB。

电路板的设计非常简单。我只需要为交换机添加一个组件，但在看了一些视频之后我就掌握了它。我发现的唯一缺陷是孔的位置与开关有点太接近。

要订购PCB，请访问https://jlcpcb.com/并选择2层选项。它会要求您提供Gerber文件。下载“.zip”文件并将其拖到窗口中。你不需要解压缩它。设置应该没问题，你可以继续完成订单。

第4步：案例设计和装配提示

设计

如前所述，我的设计存在缺陷，但如果您愿意，仍然可以打印。这个设计是在Fusion 360中完成的。它是一个免费的3D建模软件，凭借我从发明者和solidworks的经验，它很容易使用。表壳边角上的圆圈是为了防止从打印件上剥落。

如果你制作自己的表壳只有一件事是非常重要的。您的开关需要牢固放置，无法移动。我提供了带有尺寸的方形切口图片，因此您可以将它用于您自己的设计，假设您使用Kailh BOX开关。

装配

现在你有组装所需的所有组件。由于开关是焊接的，因此需要组装第一个版本。

1。焊接SMD元件。这些是电阻器，电容器和LED。

2。焊接Arduino pro micro。

3。在焊接之前，将3个开关放入3D打印的盖板中。焊接开关后，无法拆下盖板。不建议拆焊开关，可能会毁坏它们。

4。现在将开关焊接到位。尽快这样做是因为塑料开关会熔化并毁坏它们或大幅减少咔嗒声。

5。将装配好的盖板放入3D打印的外壳中，如果它们不干扰键帽，则用胶带固定或使用螺栓。

6。将keyCaps放在开关上即可完成。

Recomendations

上传代码后，拆焊或屏蔽arduino上的LED。如果你的代码没有上传但是作为成品看起来不好看，那么很好。需要技巧和尖头镊子。

底部的一些抓握脚也很好防滑，让rgb光线透过。

步骤5：代码（硬件去抖动）

这个项目的代码不是初学友好的，所以如果你刚刚开始用arduino编程那么这个代码可能会吓到你一点。但是，我会尽力解释发生了什么事情。有些事情将在后面的tex中解释，所以如果您有疑问，请先阅读整篇文章。

上传代码

首先下载所有3“ .ino“文件并将它们放在一个文件夹中。

将您的Arduino连接到您的PC并打开“OSU_Keyboard_code_V1.ino”。在工具 - 》板上选择“Arduino/Genuino Micro”。同样在工具中选择正确的COM端口。这有时可能会改变。要将代码上传到您的Arduino，只需单击屏幕左上角的箭头，然后等到它告诉您它已在左下角完成。

OSU_Keyboard_code_V1

包含和定义

首先，您需要包含键盘库。这使得可以将Arduino用作键盘。

接下来我定义一些值。定义就像一个变量，但在程序运行时它们不能改变。

前9个用于键盘字符，arduino引脚编号和端口位。

然后是LED数据和时钟的端口位。

还定义了LED的数量和色轮角度的变量。

设置

这部分代码只会在插入arduino时执行一次。

首先设置LED的时钟和数据引脚作为输出和开关引脚作为输入。这是pinMode（）的高级版本。如果您有兴趣搜索“直接端口操作”。

Keyboard.begin（）只是以键盘的形式启动usb连接。

接下来的3个中断是链接到开关引脚。每次在开关引脚上检测到变化时，都会执行一个小程序。这个小程序将继续进行。

循环

这部分将在arduino上电时不断重复。

I仅用它来改变和更新LED的颜色。

中断

这里是小程序，只有在检测到变化时才会执行在开关引脚上，制作。它们是相同的，除了它们对它们作出反应。

首先它检查按钮是否被按下或释放并发送正确的键盘命令。

LED （以不同的顺序解释）

如果您对LED的控制方式感到好奇，那么您应该查看APA102数据表。 https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/APA102.pd.。.

OneBit

这又是直接端口操作版本数字写作。

首先检查它是否应发送0或1，并分别将数据引脚拉低或拉高。然后它将时钟引脚写入非常短并再次写入低电平。

OneByte

这将使用“for”循环重复oneBit 8次。它读取一个字节中的第一位并将其值传递给oneBit函数，并对接下来的7位执行相同操作。

LedData

重复此操作oneByte 4次提供一个led所需的数据。第一个字节以111xxxxx开头，而xxxxx位置的亮度值为5位。亮度可以设置为0到31（2 ^ 5 = 32级）。

接下来的3个字节用于蓝色，绿色和红色值。每种颜色一个字节。

ColorWheelThisLed

此函数调用ledData根据色轮中的角度为其提供rgb颜色。

16位值是6个等间距60度的分红。查看图像可能会帮助您更好地理解。

（还提供了8位版本但注释掉了，因为它过于闪烁）

StartEndFrame

每次想要向LED发送新颜色并想要更新LED的实际颜色时都需要使用起始帧

我只使用起始帧，因为endframe是不需要。起始帧是4个字节的0.结束帧是4个255字节（11111111）。

步骤6：代码（软件去抖动）

经过一段时间的游戏，我注意到硬件去抖的一些双击问题。这可以通过一些其他值电阻器或电容器来修复，但由于按钮和盖子不可拆卸，我认为软件去抖将是一个不错的解决方案。软件去抖应该工作，或者是否实现硬件去抖。在我目前的设置中，我不能取下盖子，所以我只是将电阻器和电容器留在原位。

我不会像以前的版本那样广泛地解释代码，因为它有点难以解释。

基本上大多数代码都是一样的，并且led代码是左边的不变。更改的是外部中断不再使用arduino函数。现在它适用于纯C代码。现在添加的是软件中断。为此，我使用AVR计时器等待一段时间，直到弹跳停止。由于定时器是基于中断的，因此衰减时间不受循环中发生的任何事情的影响。

我能想到的唯一缺点是arduino延迟功能不能再使用了。因为延迟功能使用定时器0，并且该程序使用定时器0去抖动。

在图像中，您可以看到代码大致如何工作。 mem位指示定时器是否正在运行。未描述的是在按钮结束时按下输入的情况。在这种情况下，只有按钮已经释放时才会发送按键。这意味着就计算机而言，密钥将被按下。对于这种罕见的例外，当计时器到期时将执行检查。如果在计时器结束时未按下按钮，将发送keyrelease命令。

步骤7：结果

如果一切顺利，你现在应该有一个工作键盘来玩Osu！上。我个人没有注意到任何延迟。如果你这样做，请告诉我。如果有任何问题，请随时提出任何问题。

前面提到的关于V2并不是一个承诺，所以不要推迟这个项目，因为你想要等待V2。

我希望你喜欢你的键盘！

奥苏！名称：Thomazzz3

疑难解答

如果您认为键盘出现问题，请先打开文本编辑器，然后短按一次。 。

一个或多个键不起作用吗？

焊接时可能会在内部销毁开关。如果万用表将其连续/嘟嘟声，请在未连接Arduino时将其与开关平行，然后按键。它应该是哔哔声。

您输入的字符是否与您在Osu中配置的键匹配！ ？

更改前3个#defines中的arduino代码中的字符（‘’是nessecary！）。

或者更改你的Osu！使用配置键的设置。

一个或多个键是否重复几次？

去抖电路可能不适用于您的开关或没有正确焊接。检查焊接连接。如果仍然发生，请尝试1uF的电容值。这对PCB用户来说非常困难。

如果您的LED出现问题

LED是否会闪烁？

焊接连接可能松动。如果你使用PCB确认焊锡真的在印刷品的焊盘上流动。

没有LED工作或一定数量的LED停止工作？

检查第一个LED的连接线之间的短路（跟踪轨道），并检查Arduino输出端和第一个LED输出端是否连接良好。如果确认正确且仍有缺陷，则可能需要更换第一个LED。