前言

之前一直想买个机械键盘，听说机械键盘敲代码和玩游戏都特别爽，也是装B神器。同时也觉得普通的键盘打字打久了手腕会有点酸酸的，因为敲键盘时都是要弯着手腕的，一点也不符合人体工程学。于是乎就想买一个分体的机械键盘，结果找了半天都没有比较中意的，找到几个人体工程学键盘，都是薄膜的，而且价格高得离谱，不就多个人体工程学光环嘛。。。

普通机械键盘

淘宝人体工程学键盘

淘宝分体键盘

为了不要这么纠结，就自己diy一个咯，正好有台3D打印机，全部外壳自己打印，控制板用Arduino Leonardo，原生支持键盘鼠标驱动，轴体淘宝，考虑成本，先买了80颗国产黑轴做实验，键帽也简单打印一下，说干就干

最终成果

准备

工具
- 3D打印机
- 电烙铁
- 热熔胶
- 万用表
硬件
- Arduino Leonardo板
- 黑轴轴体
- 二极管+电阻+杜邦线+万能板
- 小螺丝
软件
- SolidWorks 3D建模
- Arduino IDE 写Arduino键盘驱动

是时候上点图了。。。

自己组装的三角洲式3D打印机

淘宝买的工具

步骤

先设计键位排布，使用SolidWorks画出简单的按键布局，先从左手开始，先完整的搞定左手能使用了，再做右手。设计好布局后制作支撑轴体的面板，然后设计电路，用飞线焊接，写代码测试按键是否都正常。电路正常后设计整个外壳，然后整体组装。这就完工啦

键位设计
- 左手
- 右手（之所以外形扭曲，是因为3D打印机打印面积有限）
电路设计

由于Arduino板io口有限，必须使用扫描来实现按键，Arduino有6个模拟口，14个数字口。我要做的键盘不超过80个键，所以使用8个数字口进行脉冲扫描，6个模拟口加4个数字口用来接收脉冲来定位按键，这样就实现了8*10的矩阵，支持80个键。还有2个数字键是空闲的，可以用于特殊按键定制。
- 冲突处理
  使用脉冲扫描方式就会有按键冲突问题，我使用二极管来处理冲突，如图（R是扫描口，C是接收口）：
- 电压动荡处理
  二极管解决了冲突问题，但是不能解决电压动荡，电压不稳定有两方面，第一就是当扫描口高电压变为低电压时，接收口电压不会立即变成低电压，所以在接收口都需要加一个下拉电阻，让电压立马降下来。第二就是按键按下时接触片碰撞时导致的电压不稳，这个最好是通过加电容去过滤波动电压，买元件时忘了买电容了，这里就简单粗暴了
- 最终电路设计
外壳设计
- 左手
- 右手
- 侧面
键帽设计
程序设计

#include "Keyboard.h"
#include "HID.h"#define scanPin_len 8
int scanPin[] = {4,5,6,7,0,1,2,3}; // 扫描pin，（默认高电平，逐个输出低电平）
int scanPos = 0; // 当前扫描位#define btnPinA_len 6
#define btnPinD_len 4
int btnPinA[] = {5,4,3,2,1,0}; // 按钮pin，模拟端口
int btnPinD[] = {8,9,10,11}; // 按钮pin，数字端口#define btn_len 10
byte btn[scanPin_len][btn_len]; // 按钮状态
byte btnTmp[btn_len]; // 临时按钮状态#define KEY_FN KEY_RIGHT_SHIFT // FN键
uint8_t keyMap[scanPin_len][btn_len] =
{
{'y','n','7','8',KEY_F6,'h','m','u','j',' '},
{'o','.','0','9',KEY_F7,'l',',','i','k',KEY_FN},
{'p','/','-',KEY_LEFT_ARROW,KEY_F8,';',KEY_UP_ARROW,'[','\'',KEY_DOWN_ARROW},
{KEY_F10,KEY_DELETE,'=',KEY_BACKSPACE,KEY_F9,KEY_F11,KEY_RETURN,']','\\',KEY_RIGHT_ARROW},
{KEY_ESC,KEY_LEFT_GUI,'`',KEY_LEFT_CTRL,KEY_TAB,'a','q','z',KEY_CAPS_LOCK,KEY_LEFT_SHIFT},
{KEY_F1,KEY_LEFT_ALT,'1',KEY_F2,'2','s','w','x','d','c'},
{KEY_F3,' ','4',KEY_F4,'3','e','r','b','f','v'},
{KEY_F5,'6','5',0,0,0,'t','g',0,0}
}; void setup() {Keyboard.begin();Keyboard.releaseAll();Serial.begin(9600);// 初始化扫描pinfor(int i=0; i<scanPin_len; i++) {pinMode(scanPin[i], OUTPUT);}// 初始化按钮pinfor(int i=0; i<btnPinD_len; i++) {pinMode(btnPinD[i], INPUT);}// 初始化按钮状态for(int i=0; i<scanPin_len; i++) {for(int j=0; j<btn_len; j++) {btn[i][j] = 0;}}for(int j=0; j<btn_len; j++) {btnTmp[j] = 0;}
}void loop() {// 轮询设置scanPinfor(int i=0; i<scanPin_len; i++) {if(i == scanPos) {digitalWrite(scanPin[i], HIGH);} else {digitalWrite(scanPin[i], LOW);}}delay(5);// 读取按键信息readBtn();// 处理状态有改变的btnfor(int i=0; i<btn_len; i++) {if(btn[scanPos][i] != btnTmp[i]) {btn[scanPos][i] = btnTmp[i];
//      Serial.print("[");
//      Serial.print(scanPos);
//      Serial.print(" : ");
//      Serial.print(i);if(btnTmp[i] == 1) {Keyboard.press(keyMap[scanPos][i]);
//        Serial.print("] pressed");} else {Keyboard.release(keyMap[scanPos][i]);
//        Serial.print("] released");}//      Serial.println("");}}scanPos = (scanPos + 1) % scanPin_len; // 下一个
}void readBtn() {// 先读模拟口，再读数字口// 5 -> 0int index = 0;for(int i = 0; i < btnPinA_len; i ++) {int val = analogRead(btnPinA[i]);if(val > 600) {btnTmp[index] = 1;} else {btnTmp[index] = 0;}// Serial.print(btnTmp[index]);index ++;}for(int i = 0; i < btnPinD_len; i ++) {btnTmp[index] = digitalRead(btnPinD[i]);// Serial.print(btnTmp[index]);index ++;}
}

制作图集

第一版键帽：
新买的毛玻璃打印时受热不均，碎了。。。
在打印中，加热头松动掉落，还好机器有自动保护，没有造成火灾
打印过程中底座脱落，一路坎坷啊
轴体安装
飞线
ArduinoLeonardo还没到货，拿uno测试按键
外壳组装效果

第一版键帽（字母是用美纹纸贴上去的）
Leonardo到货，测试驱动
右手组装成功（黑色更有感觉啊）
新版键帽（白色）
电路板

最后效果

总结

做完整个键盘感觉非常有成就感，也非常实用，截止目前已经用了快半年时间了，已经非常习惯机械键盘的按键反馈，手腕也不再弯着，没有酸过了。最后来大致汇总下花费吧
* 80颗国产黑轴 104元
* 元器件 24元（邮费贵，还有很多二极管和万能板没用到）
* Leonardo 30元
大概材料花费在160元左右，比普通的机械键盘便宜多了，而且还是分体的，所有按键可随意自定义（驱动程序都自己写的，O(∩_∩)O哈哈~）

最后晒一下我在小黑屋的办公桌

如果你觉得内容意犹未尽，如果你想了解更多相关信息，请扫描以下二维码，关注我们的公众账号，可以获取更多技术类干货，还有精彩活动与你分享~

腾讯 Bugly是一款专为移动开发者打造的质量监控工具，帮助开发者快速，便捷的定位线上应用崩溃的情况以及解决方案。智能合并功能帮助开发同学把每天上报的数千条 Crash 根据根因合并分类，每日日报会列出影响用户数最多的崩溃，精准定位功能帮助开发同学定位到出问题的代码行，实时上报可以在发布后快速的了解应用的质量情况，适配最新的 iOS, Android 官方操作系统，鹅厂的工程师都在使用，快来加入我们吧！

黑科技：程序猿如何打造属于自己的分体键盘相关推荐

超级黑科技代码！Python打造电脑人脸屏幕解锁神器附带接头暗号
前言:让我的电脑认识我我的电脑只有认识我,才配称之为我的电脑! 今天,我们用Python实现高大上的人脸识别技术! Python里,简单的人脸识别有很多种方法可以实现,依赖于python胶水语言的特 ...
[贝聊科技] 程序猿如何从产品的角度去提升应用的体验之Android权限优化篇
前言:大家平时在开发的过程中是否会遇到这种情况:很多产品体验上的细节,特别是涉及到技术相关的细节,产品与设计可能并不会给出详细的解决方案,甚至可能并不太关注这方面的体验细节.例如,应用的缓存清理机制该 ...
黑科技 | 程序员用Windows记事本写出了光追演示程序：每秒30帧
光线追踪(Ray tracing)已经是当下游戏领域的热门词汇,NVIDIA从RTX 20系显卡开始支持硬件级实时加速,AMD最近升级了Radeon Rays 4.0套件,终于在CPU之外新增了面向显 ...
程序猿麒麟臂打造之路（健身二）
规划昨天一天做了接近400个.感觉还不错,准备一直坚持. 每个星期一篇帖子,用来记录每天锻炼的次数第二天 07点 2组 30个 11点 2组 30个 14点 2组 30个第一周连续做了三天,可 ...
欢庆1024之：程序猿不是你想黑，想黑就能黑！
为什么程序猿们每天能想出这么多段子,却没有人说他们幽默呢?看完这篇文章或许你就明白了. 无论你是首席架构师.代码魔术师.工程师忍者还是软件匠手,都无法改变你是程序猿这个事实.面对即将到来的春节,或许你 ...
程序猿回到过去：红花会与布隆过滤器
这是一个台风夜,雨还在下,敲着窗户,叮叮当当.阿智终于写完最后一行代码,合上了笔记本电脑.他看了看时钟,23点56分,他笑着说了一声"今天好早啊".阿智还没有女朋友,自从做了一名程 ...
程序猿炫起富来你们根本看不懂！
一直以来我们对程序猿都有误解,认为他们只会写代码.穿格子衬衫.背双肩包.还秃顶,认为他们工作枯燥,生活低调,从不炫富. 不是程序猿不炫富,是炫起富来你们根本看不懂!!! 比如程序猿的三大信仰之一 -- ...
程序猿专属福利~键盘选的好，下班回家早
在不想变成加班狗这件事上程序猿跟普通白领有一致的渴望或许一个颜高活好啪啪啪超爽的机械键盘能让你代码写的得心应手甚至能早点下班更别说就像女人衣橱里永远缺少一件衣服一样程序猿的办公桌上 ...
【程序猿的黑科技】一些有趣且有用的的工具整理
[前言] 本期将介绍几个PC软件.为大家分享有趣的工具及资源是我创建此专栏的初衷.我也会定期收集一些好玩的"黑科技"供大家研究. 1.一款简约桌面整理插件-dock 密码:6666 ...

黑科技：程序猿如何打造属于自己的分体键盘

前言