工程名稱：Dactyl-HelloWord人體工程學(xué)鍵盤

工程作者：Dimsmary

工程描述

這是一個(gè)使用了瀚文HelloWord固件的Dactyl人體工程學(xué)鍵盤，其繼承了瀚文鍵盤的基本功能：按鍵、RGB燈效，支持熱插拔，并使用了Dactyl生成器所生成的外殼。

為了最大程度適配瀚文固件所產(chǎn)生的一些設(shè)計(jì)，導(dǎo)致本項(xiàng)目的復(fù)刻難度可能較高，詳細(xì)情況將在后續(xù)內(nèi)容提及。

電路設(shè)計(jì)說明

本項(xiàng)目的PCB一共包括三塊：軸板（Keyboard），主控板（LeftBoard）、擴(kuò)展板（RightBoard）。

由于Dactyl的異形結(jié)構(gòu)（每個(gè)軸都不在一個(gè)平面上），按鍵軸的安裝并不能用一塊PCB完成。在其他的Dactyl項(xiàng)目中，軸與軸之間的連接通過手工飛線實(shí)現(xiàn)。

01軸板

本項(xiàng)目采用了每個(gè)按鍵使用單獨(dú)一塊PCB的方案。

軸板PCB圖

每塊PCB上焊有：RGB燈珠、軸座、FPC排線連接座。PCB之間以及與主控板的連接通過FPC軟排線實(shí)現(xiàn)。

為了節(jié)省打板費(fèi)用，我將25個(gè)按鍵PCB拼板到了一個(gè)10x10cm的PCB上。這25個(gè)PCB并不相同，因此分為了3號(hào)PCB、2號(hào)PCB、1號(hào)PCB。

實(shí)物到手后需要用鐵皮剪剪好，再依次焊接并組裝到一起。具體組裝方式如下：

對(duì)于1號(hào)PCB，其右邊的FPC連接座為6P，從上至下的線序?yàn)椋↘EY1/KEY2/KEY3/GND/DIN/5V），而左邊的FPC連接座為5P，從上至下的線序?yàn)椋↘EY2/KEY3/GND/DOUT/5V）。右邊的6P座直接與主控連接，負(fù)責(zé)獲取RGB燈珠的電源、信號(hào)以及傳遞按鍵連接。左邊的5P座與2號(hào)PCB的5P座連接，將RGB電源、信號(hào)傳遞以及按鍵連接線的中繼。

對(duì)于2號(hào)PCB，其右邊的FPC連接座為5P，即與1號(hào)PCB相連。左邊的FPC連接座為4P，從上至下的線序?yàn)椋↘EY2/KEY3/GND/DOUT/5V），與3號(hào)PCB相連。

對(duì)于3號(hào)PCB，其右邊4P座與2號(hào)相連，左邊的4P座定義為（GND/DOUT/DOUT/GND），即將RGB燈珠的輸出信號(hào)傳回至主控板。

1、2、3號(hào)PCB構(gòu)成一個(gè)按鍵PCB組，由于RGB燈珠的信號(hào)是逐級(jí)傳遞的，故每個(gè)PCB組的3號(hào)PCB需要傳回主控板，主控板再走線將信號(hào)輸出至下一個(gè)PCB組的RGB信號(hào)輸入。

軸板的焊接工作量巨大，如果經(jīng)濟(jì)實(shí)力允許，建議使用SMT服務(wù)。4P座的排線連接方向是反的，但不影響使用，如在意，可自行調(diào)整。

02主控板

主控板的電路完全參考瀚文鍵盤，在移位寄存器的數(shù)量上進(jìn)行了刪減。

主控板PCB圖

其上一共有四個(gè)連接器：

RJ45：負(fù)責(zé)給擴(kuò)展板提供電源和傳遞信號(hào)；

Type-C：連接電腦；

SWD：程序下載接口；

UART：預(yù)留接口，可進(jìn)行瀚文鍵盤其他功能的擴(kuò)展。

主控板被安裝在左手鍵盤。

03擴(kuò)展板

擴(kuò)展板上僅有：移位寄存器、連接座、LDO。其與主控板的連接通過RJ45實(shí)現(xiàn)。

拓展板PCB圖

在USB連接上電腦前，需要保證主控板和擴(kuò)展版的連接通暢。

如果兩塊板之間的連接斷開，由于單片機(jī)缺少移位寄存器的回傳信號(hào)，會(huì)導(dǎo)致按鍵誤判。表現(xiàn)為隨機(jī)輸出按鍵信息至電腦。

04外殼構(gòu)建

附件中的3D打印子文件

SolidWorks文件夾：其內(nèi)包括了承載電路板的結(jié)構(gòu)件。

STL文件夾：其內(nèi)的STL文件可直接進(jìn)行3D打印。

OpenSCAD文件夾：其內(nèi)包括了Dactyl外殼的OpenSCAD源文件以及生成器的Json文件。將Json文件導(dǎo)入外殼生成器的網(wǎng)站可以加載我的設(shè)置并進(jìn)行修改。

注意1：由于空間問題，承載電路板的結(jié)構(gòu)件與外殼之間的卡口處需要打磨。

注意2：由于設(shè)計(jì)問題，兩塊電路板的底面需要是平整的，需要使用銼刀銼去凸起，否則無法安裝僅承載電路板的結(jié)構(gòu)件。

05固件上傳

附件中的固件工程文件

通過STLINK或其他下載器，將Firmware>Release中的bin文件上傳至STM32即可。

若需要進(jìn)行鍵位的修改，可自行編譯HelloWord-keyborad-fw中的文件。

設(shè)計(jì)圖

軸板原理圖

軸板PCB

主控板原理圖1

主控板原理圖2

主控板原理圖3

主控板PCB

拓展板原理圖1

拓展板原理圖2

拓展板原理圖3

拓展板PCB

審核編輯 ：李倩