描述

我通常在日本設計具有彎曲布局的人體工學鍵盤。我看到了Seeed Fusion DIY XIAO 機械鍵盤比賽，并決定為這次比賽設計一個新的鍵盤。

本次比賽的目的似乎是分享使用Seeed Studio 的 XIAO 模塊和FusionPCB 服務開發機械鍵盤的經驗。如果您的項目中需要微控制器，XIAO 模塊是一個很好的起點。

我可以用它來制作一個小的宏墊，但我想知道如果我用這個小模塊構建一個功能齊全的鍵盤會發生什么。

我在鍵盤中尋找的功能是

• 許多鍵
• 每鍵背光
• 展示
• 旋轉編碼器
• 觸控板
• 人類工程學的
• 美麗的設計

包括所有這些;)

計劃

鍵盤布局。

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我以前從未設計過這樣的鍵盤，但現在在日本很流行中間有空格的鍵盤。例如 Ergotonic49、cocot46、Ambi 等。我的朋友稱中心空間為“佛空間”。它似乎是展示重要事物的地方。其他設計包括數字小鍵盤、編碼器、軌跡球等。

其中許多鍵盤具有列交錯布局。這還不錯，但我更喜歡行交錯，所以我決定采用像 CannonKeys 的 Sagittarius 這樣的布局。

中間是觸控板，周圍是可用于滾動的旋轉編碼器。

是的，它很完美。

PCB設計

XIAO MCU 可以從 SAMD21、RP2040、nRF52840 和 ESP32 中選擇。制作鍵盤時，取決于您要如何制作固件。QMK 固件，一個常見的選擇，最近增加了對 RP2040 的支持。在這種情況下，我將使用 XIAO RP2040。無論如何，好處是您可以隨時嘗試其他 MCU，因為它們共享相同的封裝和引腳分配。

XIAO 有 11 個可用的 GPIO 引腳。其中兩個引腳用作顯示的 I2C，兩個用于旋轉編碼器，一個用于 RGBLED 控制的串行通信。天哪！只剩下 6 個引腳了。

對于普通的開關矩陣，限制是 3*3=9 個鍵。在循環矩陣中，最多可以有 30 個鍵。

但是，我這次要創建的既不是數字鍵盤也不是宏鍵盤。我將使用 IO 擴展器添加更多引腳。

I2C 管腳與顯示器共享，因此純粹是增加了管腳。

在這種情況下，我使用了 TCA9555，它是帶有固定勘誤表的 PCA9555 的低壓版本。QMK 包括 PCA9555 的驅動程序。

我使用 KiCad 進行設計。最新版本是 KiCad6，但由于可用性問題，我仍在使用 KiCad5。我認為 KiCad6 功能強大，但我還沒有弄清楚如何在將開關放置在彎曲布局時漂亮地調整跟蹤。

由于使用了熟悉的 CAD 程序，我在 15 天內完成了設計。哇，這是我在日常工作中做這件事的最短時間。

印刷電路板設計

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生產

這一次，當然，我將使用 Seeed Fusion 的 PCB 制造和零件安裝服務。

實際上，這是我第一次使用這項服務。但這并不困難。

Fusion 有一個非常好的知識庫。還有我的母語日語解釋。

如何生成 Gerber（制造）文件？

如何導出 Seeed Fusion PCBA 訂單的 PCB 裝配圖/制造文件？

如何為 Seeed Fusion PCBA 訂單導出 PCB 拾放 (XY) 文件？

如何為 Seeed Fusion PCBA 訂單準備材料清單 (BOM) 文件？

我在九月份下訂單，只剩下一個月的時間了！通過從 OPL 選擇零件，我可以節省固定零件所需的時間。我通過添加加速選項進一步縮短了時間。

從那里到生產真的很順利。當我沒有得到工廠對數據的任何回復時，我通常會擔心。但是，有了Fusion，就有了DFA（Design for Assembly）審查和電路板設計審查，這給了我一種安全感。

盡管電路板的形狀很奇怪，但他們從未要求額外的邊緣導軌。

PCB 在訂購后的 6 個工作日內制造并發貨。感謝他們的出色工作。

在使用組件掛載服務時，我有一個很難反向掛載組件的請求。通過附上圖片進行解釋，他們能夠滿足我的困難要求。

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I2C 接線有一處設計錯誤，但已修復。

外殼和定制零件

在等待制造 PCB 時，我準備了編碼器旋鈕和外殼。

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觸控板和旋轉編碼器需要一些工作。

實際上，旋鈕和觸控板低于周圍的按鍵，使用起來不太方便。

解決方案是創建一個基地。旋鈕也是通過 3D 打印制造的。

觸控板是 Cirque TM040040，由于 QMK 已經包含 Cirque Pinnacle 1CA027 的驅動程序，因此只需通過 I2C 或 SPI 連接即可使用。多么美妙！

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表殼是用亞克力板激光切割而成。標志也很容易制作和雕刻。

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展示次數

借助 Seeeduino XIAO 和 FusionPCB，我能夠快速制作鍵盤原型。看到一個想法迅速成型是一種美妙的體驗。

事實上，從開始設計到拿到鍵盤，只用了一個月零幾天的時間。

我想繼續完善這款鍵盤，讓每個人都可以使用這款鍵盤。

因為將觸控板放在鍵盤中央真是太棒了！

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