Anpassat makromekaniskt tangentbord: 12 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

I denna instruktionsbok tar jag dig igenom grunderna för att skapa din egen 6 nycklade macropad, styrd av en Arduino. Jag kommer att ta dig igenom vad du behöver, hur du monterar det, hur du programmerar det och hur du kan förbättra det eller göra det till ditt eget.

Efter mycket forskning kunde jag inte riktigt hitta en bra guide om hur man gör ett makroknappsats eller ett handkopplat tangentbord i allmänhet. Så jag bestämde mig för att göra det själv, på det enklaste sättet, utan dioder, motstånd eller något annat. Jag ville också ha ett unikt modulärt tangentbord, där jag kunde ta tag i alla delar som jag behövde, det här är den första av många andra delar. Den här modulens inspiration var från piltangenterna på ett tangentbord, att kunna passa den i fickan och ta den vart som helst om du behövde några extra knappar när du var på språng.

På grund av hur denna knappsats gjordes rekommenderar jag starkt att du läser hela instruktionsboken innan du fattar några köpbeslut.

Jag försökte också göra Instructable i en logisk ordning, men jag bygger inte logiskt, så det kan vara bättre att hoppa runt i stegens ordning beroende på hur du bygger.

Steg 1: Skaffa delarna

Det längsta steget är just här, att köpa delarna och vänta på att de ska skickas. Amazon -länkar kommer att vara kanadensiska Amazon. Delarna som du kommer att behöva är:

1. Mekaniska nyckelbrytare

   • Jag väljer Gateron -omkopplarna med klara toppar härifrån (Klara toppar gör nästa steg enklare, de vanligaste typerna av switchar täcks också där)

   • Andra platser att köpa hittar du här under din favorit switch -sektion

     Jag rekommenderar också att du undersöker här vilken switch du vill ha här under avsnittet "Känslor"

2. Mekaniska nycklar

   • Se till att de är kompatibla med din switch som du väljer!

     Se också till att de är kompatibla med bakgrundsbelysning så att du kan ändra färgen

   • Leverantörer hittar du här under avsnittet 'Nyhetsknappar (standardtillverkning)', såvida du inte vill ha en komplett Keycap -uppsättning

3. Adresserbara RGB LED -remsor (valfritt, men rekommenderas starkt)

   • Jag köpte något liknande dessa från Amazon

     • Se till att lysdioderna är WS2812B lysdioder, de kan acceptera en lägre spänning.
     • Du kan också köpa 3 mm vanliga lysdioder i din favoritfärg att använda, men du behöver motstånd

4. En HID -kompatibel mikrokontroller (jag använde en Pro Micro)

   • Jag köpte dessa från Amazon för bästa pris

     Du kan köpa andra mikrokontroller, men se till att de är både Arduino och HID (human input device) kompatibla

5. En 128x32 I2C OLED -skärm

   Jag köpte detta från Amazon

6. Tillgång till en 3D -skrivare

   • Prova med lokala bibliotek eller skolor runt dig och se om de har en 3D -skrivare
   • Jag har personligen aldrig använt en onlinetjänst, men du kan också använda dem (något liknande det här)
7. Tunn tråd

8. Allmänna verktyg behövs

   • Lödkolv och löd
   • Sidoskärstång
   • Små filer (något valfritt)
   • Hotlimpistol och lim
   • Skruvmejsel och skruvar efter eget val

Steg 2: Nyckelomkopplare

Börja demontera omkopplarna som du köpte. Vi gör detta för att låta ljuset skina igenom bättre för att nå våra nycklar. Om du har valt nyckelord som inte stöder RGB, hoppa över det här steget.

Ta 2 små kilar (jag använde 2 platta skruvmejselbitar) och tryck under flikarna på sidan av strömbrytaren. Lägg sedan något mellan toppen och botten så att det inte stängs. Fortsätt att trycka på flikarna på andra sidan, så att inga flikar fortfarande ska hålla toppen uppe. Efter det, avsluta och hoppa av toppen av strömbrytaren. Det finns vanligtvis fyra delar, överdelen och botten av höljet, fjädern och spindeln (glidande del av omkopplaren som håller nyckelhöljet).

Börja klippa små små bitar ur botten av fodralet så att mer ljus passerar. Klipp först fliken som håller omkopplaren på plattan. Skär sedan lite av den ursprungliga LED -passagen, (delen med de 4 hålen, de är för LED -benen). Skär långsamt ner den fliken inuti för att komma ner till botten. Fortsätt sedan med att skära upp till den cylindriska mitten av omkopplaren som håller fjädern. Vi behöver inte gå längre än så. Därefter vidgar du hålet lite genom att långsamt klippa av båda sidorna med de förformade stöden. Ett annat valfritt steg är att fila ner det, göra det trevligare och mindre ojämnt. Se till att det finns små eller inga plastbitar inuti höljet från detta, eftersom du inte vill att omkopplaren ska fastna. Se till att göra dessa snitt långsamt och små, eftersom jag har brutit några fall från sidoskärarnas bredd och tvingat isär isär.

Om den övre halvan av omkopplaren inte också är tydlig, försök att ändra den så att ljuset lyser igenom. Prova lite efter lite utan att bryta omkopplaren, för du vill inte att stammen ska falla ut. En möjlig lösning kan vara att klippa ut plastbiten som skulle hålla en normal lysdiod och lämna plasten som håller stammen stängd och bara fila ner den.

Steg 3: 3D -utskrift

Du måste ladda ner en av zip -filerna nedan och skriva ut dem i 3D. Det kommer att finnas olika versioner beroende på vad du vill ha. Det kommer att finnas en mapp med alla vanliga stl -filer i den (KeybArrowSTLFiles) och en med Autodesk -uppfinnarfilerna (KeybArrowSourceFiles), så att du kan ändra filerna och ändra dem till dina egna behov. Filerna skiljer sig något från det jag skrev ut, det berodde på att det fanns vissa designfel och jag kände att jag kunde förbättra dem. Exempel skulle vara sidorna av höljet, mina var lite för höga så nyckelkåporna skulle inte trycka hela vägen ner, de nya filerna borde fixa det.

Utformningen av dem var ganska komplicerad, med över 30+ steg. Allt jag kommer att säga är att om du vill designa ett fodral för en annan storlek, bör du se till att du har erfarenhet av lite komplicerade 3d -mönster. Det är inte riktigt för människor som är nya inom 3D -design.

Observera att båda höljesfilerna är i 3 graders vinkel, och du bör vinkla dem platta på sängen

Steg 4: Montera vad du har hittills

Nu när vi har alla våra delar, och vi har de 3D -tryckta delarna, är det dags att sätta ihop det lite!

Placera alla sex omkopplare i plattan och limma dem på plats. Vi måste limma dem eftersom vi skär av flikarna som håller den på plats. Jag föreslår att du väntar på att sätta i OLED eftersom du inte vill att den ska vara snedställd.

Skär sedan av 6 lysdioder och lägg dem på LED -plattan. Kvadraterna på plattan hjälper dig att rikta in lysdioderna. De fyrkantiga lysdioderna passar in i dem, så du kan 3d -skriva ut en annan för att hjälpa till med justeringen, eller bara rada den bakifrån. Se till att pilarna pekar på de andra lysdioderna, eftersom DO skulle lödas till DI. Använd dessa rutor för att limma på lysdioderna med varmt lim, håll dem på plats och vänta på att limet håller.

Jag använde en prototypplatta för switcharna för att hålla lysdioderna (i bilderna) eftersom jag inte gillar att slösa glödtråd och bestämde mig för att återanvända. Den nya filen påverkar ingenting, bara gör det enklare att anpassa.

Steg 5: Konfigurera OLED

Jag rekommenderar att du använder denna Instructable för en grundlig genomgång. De gjorde ett riktigt bra jobb med att förklara det.

Du måste ladda ner och importera det här biblioteket och det här biblioteket för att koden ska fungera.

Dra först upp den. Anslut VCC till VCC och GND till GND. Dra sedan SDA- och SCL -stiften. SDA- och SCL -stiften kan variera från varje Arduino, men på pro micro är SDA ansluten till pin 2 och SCL är ansluten till pin 3. Slå upp en pinout på din micro controller om du är osäker på vilka pins SDA och SCL är anslutna till.

Nästa är att få det att visa och göra bilder. Det kommer att finnas filer nedan om hur du får det att fungera. Det första steget är att använda ScreenScan -koden (ursprungligen tillhandahållen av Arduino här). Ladda upp koden till Pro Micro och öppna serieläsaren (under verktygsfliken högst upp). Det kommer att läsa dig tillbaka och adressen till OLED. Om din adress är 0x3C behöver du inte ändra någonting. Om det inte är det, måste du gå och ändra adressen i ssd1306_128x32_i2c -koden och den slutliga koden (namnet ArrowKeypad) så att den fungerar korrekt.

Testa nu exempelkoden som ingick i Adafruit ssd1306 -biblioteket som för 128x32 i2c -koden (namngiven ssd1306_128x32_i2c)

Efter det, håll Arduino på och försök att ställa in OLED på omkopplaren, stäng sedan av den och försök att limma den på plats. Du kommer sannolikt inte att få det här första försöket, men fortsätt att justera för att försöka få det i linje, så att det inte vinklas när det är klart. Jag föreslår att du limmar ena sidan lite och kontrollerar innan du limmar den andra sidan för att se till att den inte är snedställd.

Ladda ner koden nu och använd de andra kodfilerna i steg 8 senare i denna instruktionsbok

Steg 6: Lödning

En Fritzing -fil kommer att finnas tillgänglig nedan. Detta gör att du kan interagera med kretsarna och om du vänster klickar och håller kan du se vilka ledningar som alla är anslutna (markerade med gula prickar) filer som måste importeras till Fritzing innan du öppnar filen kommer ner nedan (för Pro Micro och lysdioder).

Se till att stiften märkta "MOSI, MISO eller SCLK" är oanvända, annars kan det orsaka fel med OLED

Efter att ha klippt de 6 lysdioderna i enstaka remsor och limt dem på plattan. Placera lödkolven på kopparkuddarna och tillsätt lod i var och en av dynorna. Klipp små bitar av tråd och ta bort hälften av den, vrid den, ta sedan av den andra halvan och vrid tråden. Tråden måste hållas med en tång eller några lödande händer medan du håller den på plats av lödet. Lägg till mer löd för att hålla det fint där. Löd alla lysdioderna i raden tillsammans. Klipp en tråd och löd den till slutet av lysdioden på första raden, med etiketten 'DO' eller 'D-', och anslut den till den första lysdioden på den andra raden med etiketten 'DI' eller 'D+ '. Du kan göra detta med 5v och GND också, men det är lättare om de första lysdioderna 5v och GND på varje rad är anslutna. Koppla 5v -kabeln till VCC, datastift till valfri digital stift (koden är inställd som 10) och GND till en GND på Arduino.

För att få Arduino att känna igen en ingång måste omkopplarna ansluta jord till en datastift. Så du kan löda en tråd för att ansluta alla 6 omkopplare till jord. Löd en tråd till varje switch, och om möjligt, försök att ändra trådens färger för att hålla reda på vilken switch som är vilken tråd. Mata kablarna genom LED-plattan och dra dem till en datapinne på Arduino (jag använde datapinnar 5-9 för detta)

De två omkopplarna på sidan har olika funktioner, den ena är en återställningsomkopplare för programmering, medan den andra är en funktionsomkopplare, som växlar mellan knapparna på knappsatsen för att snabbt ändra knapparnas funktioner. Den övre omkopplaren är ansluten för återställning (RST) och GND, när den är ansluten orsakar den återställningen. Den nedre omkopplaren är ansluten till stift 18, som är märkt som A0 på Pro Micro. Ge dig själv lite slapp med omkopplarledningarna, eftersom du fortfarande behöver glida i plattorna, och för lite tråd kan inte plattor att sätta in genom toppen.

Steg 7: Introduktion till programmering

Innan du vill stänga fallet vill du testa det och se till att det fungerar. Du kan hoppa till steg 11 för att montera det nu. Jag tycker bara att testa det i förväg hjälper till att minska antalet gånger du öppnar och stänger det. Även om det inte skulle påverka det mycket, använde jag Arduino IDE version 1.8.3, så om du har problem, försök att använda den här versionen. Koden finns i steg 5, det är en zip -fil som du måste extrahera och ladda upp via Arduino.

Det kommer att finnas flera kodbitar nedan. En kommer att vara den sista koden, två kommer att vara att testa OLED (en för att testa, en för att hitta adressen) och en för att testa RGB. Använd den slutliga koden för att testa omkopplarna.

Om du vill designa din egen kod lär jag det i de tre följande stegen, men det är helt okej om du vill använda min kod, eller ta den och ändra den.

Några grunder för att programmera detta

• Under fliken "Verktyg", sedan "Board" -fliken, ställ in den på en Arduino Leonardo (Om du inte har en mikrokontroller som skiljer sig från Pro Micro)
• Använd återställningsknappen varje gång du laddar upp kod till Pro Micro. Jag har upptäckt att när kompileringsfältet är fullt och fortfarande laddas upp är det en bra tid att slå på och stänga av omkopplaren för att programmera. (Om du inte gör det kan överföringen bara inte överföras.)

• Alla bibliotek som används måste installeras och importeras

  För att importera, gå till fliken verktyg och klicka på inkludera bibliotek. (Observera också att mina kodexempel på webbsidan måste ha runt bibliotekets namn, jag kunde inte skriva in dem i exempelkodavsnittet i de närmaste stegen)

• LED- och OLED -biblioteken kommer att initieras som objekt, du kan namnge dem vad som helst, men för demonstrationens skull kommer jag att kalla dem 'strip' och 'display'

  Ring funktioner från ett objekt genom att skriva objektnamnet, sätta en punkt och sedan skriva den funktion du vill använda

Testa sedan lysdioderna, ladda upp koden och se till att alla fungerar. Om ingen fungerar saknar du en nål som går till dem, kontrollera din lödning av den första lysdioden.

Slutligen, använd den sista koden för att testa dina switchar. Detta borde vara det enklaste att göra. Observera att nu, efter att du har laddat upp en HID -kod, måste du återställa Arduino varje gång du laddar upp koden till den. Återställ det bara halvvägs genom att ladda upp det och det borde fungera.

Steg 8: Programmering av switcharna

Av all programmering är omkopplarna minst komplicerade. Allt du behöver använda är Arduino Keyboard -biblioteket och villkorliga uttalanden för att få det igenkänt som ett tangentbord. Se till att styrelsen är inställd på en Arduino Leonardo under fliken Verktyg om du använder en Pro Micro som jag.

Innan vi börjar med villkorliga uttalanden måste vi ställa in stiften. Vi behöver bara detta för att köra en gång, så lägg det i tomrumsinställningen. Börja med pinMode (PinNum, INPUT_PULLUP); Detta berättar för Arduino att PinNum förväntar sig en ingång, och att det lägger till ett pullup -motstånd (så att vi inte behöver leda någon i hårdvaran)

Ingångspullup har två tillstånd, LÅG och HÖG. Arduino kommer att läsa LOW på en stift när den är ansluten till Ground (GND) och kommer att läsa HIGH när den kopplas bort. För att hitta vad stiftet läser använder vi digitalRead (PinNum).

Från och med grunderna använder vi villkorade if -satser för att hitta om tangenten trycktes in. Vi vill att det här ska köra om och om igen så vi vill att det här ska sättas till en tom slinga. Om nyckeln var registrerad som "LÅG" vill vi att knappen ska tryckas in och att tangenten ska släppas när ingången är "HÖG". Så för att göra detta kodar vi if (digitalRead (PinNum) == LOW) {[Kod för när knappen trycks in]} och kodar om (digitalRead (PinNum) == HIGH) {[Kod för när knappen släpps] }

Koden för tangentbordet importerar tangentbordsbiblioteket. Sätt ett tangentbord. Börjar (); i tomrumsinställningen. Sedan inne i våra villkorliga uttalanden använder vi keyboard.press ([tangent]); och keyboard.release ([tangent]); eller keyboard.releaseAll (); om du hade tryckt på flera tangenter. Du kan också använda keyboard.print ([String]); och keyboard.println ([String]) för att skriva ut strängar, som ett lösenord. print och println liknar varandra, men println lägger bara till ett ENTER så går det automatiskt till nästa rad.

Steg 9: Programmering av OLED

Börja med att programmera OLED, du måste ha grundläggande installationskod. Detta berättar i princip datorn var din OLED är placerad, storleken på den och hur den är programmerad. När du väl har konfigurationskoden för OLED, förutsatt att du bara visar text, ska det vara ganska enkelt att programmera. Inkludera först Wire- och SSD1306 -biblioteken.

Definiera OLED_RESET som 4 och inkludera SSD1306 -biblioteket i din kod. Sätt Adafruit_SSD1306 display (OLED_RESET); i din kod för att börja använda Adafruit SSD1306 -biblioteket.

Börja med Serial.begin (9600); sedan display.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); för att initiera i2C -displayen med adressen 0x3C (om den inte ändrades i steg 5). Sätt båda dessa i ogiltig installation eftersom de bara behöver köras en gång.

Innan du programmerar displayen bör du se till att du använder display.clearDisplay. Om du inte gör det överlappas det som matades in, och beroende på vad som ändrades kommer det inte att vara läsbart. Du vill också ange ursprunget, så använd display.setCursor (0, 0); för att ställa in den på en punkt på skärmen, sätt (0, 0) för att återställa den till början. För att ställa in textens storlek, använd display.setTextSize (1); Jag skulle inte gå mycket större än 1, det är mycket större än förväntat.

Även om vår skärm är svartvit, måste vi ställa in textfärgen, så vi programmerar den som display.setTextColor (WHITE);

Nu när du har importerat ditt bibliotek och ditt visningsobjekt kan du börja programmera det. För att lägga till text, använd display.print (); och display.println (); att skriva ut strängar. Återigen lägger utskrift inte till någon retur medan println automatiskt återgår till nästa rad när något skrivs ut igen.

Innan du får något att visa måste du uppdatera OLED och berätta för den att uppdatera, du använder display.display (); utan parametrar och den uppdateras.

Koden ska se ut ungefär så här nu:

// Kod Tillverkad av Foster Phillips

#include Adafruit_SSD1306.h #include Wire.h #define OLED_RESET 4 Adafruit_SSD1306 display (OLED_RESET); void setup () {pinMode (SWITCH, INPUT_PULLUP); Serial.begin (9600); display.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); display.display (); fördröjning (2000); display.clearDisplay (); display.setTextSize (1); display.setTextColor (VIT); } void loop () {display.display (); fördröjning (2000); display.clearDisplay (); display.setTextSize (1); display.setCursor (0, 0); display.println ("Hej världen!"); display.println ("Hej instruktioner!"); }

Denna instruerbara och denna Github -länk är båda mycket bra referenser för felsökning och mer information om programmering av skärmen.

Steg 10: Programmering av lysdioderna

Lysdioderna är också ganska enkla. Vi kommer att använda Adafruit Neopixel -biblioteket. Personligen är NeoPixel -biblioteket mycket likt programmering i bearbetning, om du någonsin har programmerat det.

Det finns den första installationskoden, som adresserar vilket bibliotek vi använder och att ställa in en matris som i princip säger hur många lysdioder som finns på stiftet, vilken pin är för data och hur den är programmerad. Detta görs med ett exempel som Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel (6, 10, NEO_GRB + NEO_KHZ800); Detta förklarar att det finns 6 lysdioder, stiftet är stift nummer 10, och det använder NEO_GRB + NEO_KZH800 typ av adresserbara remsor. Vanligtvis behöver det sista argumentet inte vidröras, LED -remsorna som jag använde behövde inte ändras.

Efter det behöver du remsan.begin (); funktion som visar att du är redo att börja använda dem. Inget behöver finnas inom parenteserna.

När du har det kan du ringa olika funktioner med remsan. [Funktion]

En som du behöver veta är strip.setPixelColour. Denna har fyra funktioner inom parenteserna. Du har lysdioden i 'matrisen' av lysdioder (kom ihåg, matriser börjar vid 0) och motsvarande röda, gröna och blåa värden från 0-255. Detta gör att du kan blanda de önskade rödgröna och blåa värdena för att få en färg du vill ha. Koden ska se ut som: strip.setPixelColour (0, 0, 255, 255); om du ville ha en cyan färg på den första lysdioden.

Lysdioden måste också skickas med data, vilket är vad strip.show (); gör. Det kommer att uppdatera pixlarna efter att du har ändrat något med dem. Ingenting behöver gå in i parenteserna.

Koden ska se ut så här:

// Kod Tillverkad av Foster Phillips

#include Adafruit_NeoPixel.h #define PIN 10 #define Num 6 Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel (Num, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800); void setup () {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 (); }

Mer information hittar du här.

Steg 11: Montering

Detta är förmodligen det enklaste steget och det coolaste.

Börja med att placera och skjuta in Pro Micro på fodralets stängning. Limma på plats med lite varmt lim.

Lådan/stängningen var utformad så att du kunde placera omkopplaren och LED -plattan i. Bara skjut in den, och beroende på hur du skrev ut den kan du behöva fila eller skära insidan av objektglasen för att ta bort lite överhängande plast.

Efter det får du skruvarna och bara klämmer in det och gör dina egna skruvhål. Jag hade inga specifika skruvgängor när jag konstruerade filerna, så jag gjorde bara ett hål ungefär lika stort som en skruv och skruvade in det själv. Att värma upp den med en tändare hjälper till att forma den till den skruv du behöver och brukar förstärka lagren. Se till att inte trycka för mycket på skruvarna, annars kan du ta bort huvudet. Jag använde insexskruvar för att minska denna risk.

Tryck sedan bara på nyckelkåporna på tangenterna. Då är det ganska gjort! Min version av Arrow Key Macropad är klar!

Steg 12: Dina egna förbättringar

Nu när du vet hur du gör min version kan du göra din egen! Tangentbord kan utan tvekan handla om att uttrycka dig själv, så att bara ha någon annans design är inte kul om du inte ändrar den för att passa dig! Det finns många förbättringar du kan göra! Här är några förbättringar som jag skulle vilja lägga till eller tänka på!

• Program Tetris och andra enkla spel
• Gör det till bluetooth
• Låt den läsa data från bildspel och visa den som en OLED (Visa bildnummer och bildnamn)

• Gör ett tangentbord i full storlek eller större macropad med denna teknik

  Du måste lära dig att göra en switchmatris för detta

• Programmera fler färgalternativ
• Programmakron för spel, videoredigering etc.
• Använd källfilerna i Autodesk Inventor för att skapa ditt eget fall, eller ändra det till att vara unikt ditt!
• Lägg till ett ljudkort för att få det dubbla som musikspelare

Ha kul att göra! Lägg gärna till tips eller be mig förtydliga!

Om du vill se framstegen för de andra delarna, överväga att kolla in min Instagram. Tack för att du läste min Instructable!

Tvåa i Microcontroller -tävlingen