Кастомная механическая клавиатура своими руками

Сообщение hj-s » 13 май 2017, 10:39

Когда ты погружаешься в мир механических клавиатур — нет дороги назад. Сначала ты начинаешь покупать разные наборы клавиш (кейкапов), потом пробуешь клавиатуры с другими переключателями. Неожиданно на твоём столе появляется клавиатура от Topre. И вот ты уже сидишь в месиве из печатных плат, переключателей, клавиш и собираешь свой собственный адский девайс для печати. В прошлый раз я рассказывал, чем кастом отличается от тех клавиатур, которые свободно продаются в магазине. А сегодня расскажу о своём опыте сборки подобного девайса.

Из чего будем собирать?

Для своей кастомной клавиатуры я решил не выбирать особо вычурные компоненты. Большинство из них можно найти на том же алиэкспрессе (ну а вы думали, китайцы уже на подхвате), за исключением стабилизаторов, пожалуй. Их мне доставили из LA.

Из такого бюджетного набора компонентов вряд ли получится собрать «феррари» от клавиатур, но ездовую лошадку — вполне. Все вышеперечисленные компоненты находятся в свободной продаже. Это сильно, знаете ли, снижает время их ожидания по сравнению с групповыми закупками. В будущем, пластиковый корпус уйдёт на полку, а вместо него будет килограммовая алюминиевая бандура в виде корпуса, но до этого ещё огого сколько ждать.

Начнём

Я начал сборку с того, что проверил работоспособность печатной платы до каких-либо терморектальных действий с ней. Причина этому просто — ни один магазин не возьмёт обратно неработающую плату, если кто-то уже успел потыкать в эту плату паяльником. В случае с Satan GH60 никаких сложных действий для проверки делать не нужно. Достаточно подключить к ПК и замыкать контакты для переключателей. Для того, чтобы точно определить регистрирование нажатий, можно использовать программу от магазина Elite Keyboards — EK Switch Hitter. Она подсвечивает и модификаторы и `Fn` слой с её помощью можно тоже проверить. Ну а раз вы читаете сей текст — моя печатная плата успешно прошла проверку.

Раскладка, начало

Ещё задолго до получения всех компонентов для сборки я нашёл идеальный для себя (но это не точно) вариант расположения клавиш. По большей части это стандартная ANSI раскладка с небольшими изменениями. Нижний ряд клавиш использует раскладку с 7u пробелом:

При этом `1u` клавиши — `Fn` и `Menu` соответственно. Несмотря на то, что раздельный `Backspace` — моветон, меня такой вариант более чем устраивает, тем более, что я давно хотел выделенный `Delete`. Правый `Shift` разделён для добавления второй клавиши `Fn`. Ну и совсем вычурный ход — `Enter` разделён на клавиши `1u` + `1.25u` — `Enter` и `Win` соответственно. Нахрена так делать? Ну вот захотелось! Что могу ещё сказать, удобно мне так. Для вот таких странных ходов и делается кастом.

Над `Fn` слоем я долго не размышлял, поскольку давно знал свою «идеальную» раскладку. В итоге получилось что-то среднее между Poker 2 и HHKB.

Стабилизируй это

Дальше пришло время задуматься о стабилизации больших клавиш. Как я уже говорил, к выбору стабилизаторов нужно относиться очень внимательно — чем лучше стабилизаторы, тем лучше клавиатура. Для своего кастома я выбрал аутентичные стабилизаторы от Cherry. Они выполнены значительно аккуратнее чем китайские с алиэкспресса. А при нажатии нет ни единого намёка на звон или шум от них. Мне, к сожалению, совсем влом делать детальное сравнение с десятками фотографий, чтобы показать разницу между ними, да и в интернетах есть достаточно много фотографий. Могу лишь только заметить, что Cherry заметно тише и плавнее китайских аналогов.

Я не сторонник использования метода «из говна и палок», но вот даже стабилизаторы немецкого производства требуют доработки напильником. Во-первых, под места крепления стабилизаторов я приклеил небольшой кусок пластыря. Благодаря ему стабилизатор сидит чуть крепче и нисколько не болтается. Кроме того, шток стабилизатора не будет бить в печатную плату при сильных нажатиях.

Во-вторых, я отрезал часть направляющих стабилизатора (clip mod). Это увеличивает плавность хода стабилизатора, т.к. направляющая не будет постоянно задевать корпус.

В-третьих, я смазал все движущиеся части стабилизатора смазкой ТС-220: внутренности корпуса, практически весь шток, крепление проволоки в штоке и в корпусе. Это значительно увеличивает плавность хода стабилизатора и немного уменьшает шум при работе. Смазку я нанёс очень, очень тонким слоем. Если слегка переборщить, то стабилизатор будет «застревать».

Все вышеперечисленные действия привели к тому, что я получил самый плавный и тихий `Space`, в который мне довелось тыкать. В работе левого `Shift` сильной разницы я не заметил, но `Space` — вот он тут прямо рай.

Come together, right now

После всех опытов над стабилизаторами, пришло время устанавливать переключатели. Всё предельно просто: нужно вставить переключатели в пластину для крепления, после чего вставить контакты в печатную плату, ну и, естественно, припаять всё это дело.
При попытке поставить все переключатели разом, могут возникнуть проблемы с их положением в пространстве. И чтобы избежать косяков, я припаял сначала 4 переключателя по углам пластины. Остальные же переключатели вставлял по-одному за раз, чтобы быть уверенным, что все переключатели ровно и крепко держатся.

Поскольку я использовал универсальную пластину для крепления, то не все переключатели держатся на ней достаточно крепко (приходится чем-то жертвовать ради большого количества поддерживаемых раскладок). В такие места я поставил PCB-mounted переключатели, чтобы их не перекашивало. Ещё один интересный финт ушами с переключателями: на модификаторах (`Ctrl`, `Alt`, `Shift`, `Fn`) я использовал Gateron Black, для всего остального я использовал Gateron Brown.

Пайка же — дело монотонное и скучное, поэтому смысла описывать его нет. Если же паяльное мастерство для вас камень преткновения — на ютубе полно обучающих роликов, которые расскажут вам, как паять правильно.

Время проверять

После пайки обязательны тщательные проверки: хорошо ли сидят переключатели в пластине для крепления, хорошо ли припаяны, не шатаются ли, не перегреты ли были контакты, — и про них я не забыл. После этого, естественно, смыл всю канифоль, дабы придать печатной плате опрятный вид. Ну и конечно же чистенькую, только что собранную клавиатуру я подключил, чтобы проверить, не сжёг ли я чего. Не сжёг — и это хорошо. По сути, все насильственные действия с клавиатурой закончены.

Надеть или одеть?

Я был безмерно рад тому, что сборка окончена. И чуть не забыл про то, что клавиатура без клавиш как машина без колёс. Для своего кастома я, опять же, решил не чудить и пойти проверенным путём. Клавиши от EnjoyPBT лучшие по соотношению цена/качество, что мне довелось использовать. Сделаны они из прочного PBT пластика (внезапно). А символы нанесены методом Dye sub, поэтому они никогда не сотрутся и не потускнеют. Да даже кириллица нанесена этим способом, что довольно-таки редко.

Полный набор клавиш покрывает все возможные ANSI раскладки, в том числе и мою (даже такую странную, да). Цвет клавиш напоминает одну из самых известных, пожалуй, вариантов раскраски — Beige. Благодаря этому клавиатура приобретает классический вид и смотрится приятно.

Раньше программирование клавиатур было отнюдь не тривиальной задачей, поскольку требовало написания программы на С# с последующей генерацией `.hex` файла и с загрузкой раскладки на клавиатуру практически руками.
Сейчас же достаточно скачать буквально две программы:

— WYSIWYG редактор раскладки,
— boot-loader для загрузки раскладки на клавиатуру.

Все программы находятся в свободном доступе и до боли просты, поэтому программирование не должно стать проблемой.

Для «программирования» Satan GH60 я воспользовался программой Easy AVR. Она предназначена для использования с широким спектром печатных плат. Ну и не надо забывать про то, что нужно установить драйвера для микроконтроллера от Atmel — без него ПК не увидит клавиатуру в boot режиме. Визуально программа очень простая: необходимо выбрать плату, вариант расположения клавиш и. И понатыкать, что нам надо. Это реально просто, взгляните на скриншоты моей раскладки, которые представлены были ранее, изи бризи!

Очень полезной фишкой является возможность «включить» `Fn` слой на постоянную основу. На такой слой можно повесить макросы на определённый спектр программ, например. Или же добавить себе DVORAK/COLEMAK раскладки, не потеряв стандартную QWERTY. Или же попытаться повторить Vim с его режимами (правда дойти до его функциональности у вас вряд ли получится). А поскольку загрузка новой раскладки достаточно быстрая, то можно много чего перепробовать. Загрузка новой раскладки делается тремя кликами — Build and reprogram -> Upload to USB AVR with Flip — > Run.

Для того, чтобы клавиатура поняла, что она должна принять раскладку — надо жмакнуть кнопку на печатной плате. Но если вы всё же забыли это сделать — программа таки напомнит это всевозможными ошибками при попытке загрузить раскладку.

Итог

Собственная клавиатура — не такое сложное дело, как сперва кажется. Уже не надо паять каждый диод по отдельности, самостоятельно пропаивать дорожки между переключателями, мучаться с распиновкой Teensy. А запрограммировать клавиатуру сможет любой ребёнок. Лично у меня на все основные работы ушёл вечер, всего часа 3 от выбрасывания всех компонентов на стол, до первых символов в чате. Поэтому сборка собственного кастома — неплохой вариант для тех, кому не нравится ни одна клавиатура в магазине.

В следующий раз я поведаю об опыте использования собранной клавиатуры.

PS: стырил текст у себя же

Re: Как я собрал кастомную клавиатуру

Сообщение NickSin » 14 май 2017, 13:41

Re: Как я собрал кастомную клавиатуру

Сообщение hj-s » 14 май 2017, 15:26

Клавиш с кириллицей не так много, к сожалению. Периодически в наборах от GMK появляются варианты с кириллицей, но они из ABS пластика и достаточно дорогие.
Есть вариант от того же EnjoyPBT заказать вот такие:

Т.е. те же самые что у меня, только кириллица и некоторые символы будут синим цветом.

Если кириллица не самый важный момент — выбор намного обширнее: раз, два.

Re: Как я собрал кастомную клавиатуру

Сообщение NickSin » 14 май 2017, 17:53

Re: Как я собрал кастомную клавиатуру

Сообщение r3n4m3 » 16 май 2017, 23:51

Я чрезвычайно радуюсь, прочитав ваш труд, мне вновь захотелось уделить внимание своему проекту под названием «идеальный девайс».
Возможно я даже как-нибудь о нем напишу

Кстати, стало очень интересно какова минимальная задержка в вашем кастоме, и сколько N-Key Rollover держит (во всех возможных лэйаутах/слоях).

PS: Огромное спасибо за вашу работу, даж текст было приятно читать, о не нарадуюсь перед сном

Re: Как я собрал кастомную клавиатуру

Сообщение NickSin » 17 май 2017, 12:39

Re: Как я собрал кастомную клавиатуру

Сообщение hj-s » 17 май 2017, 17:22

PS: Огромное спасибо за вашу работу, даж текст было приятно читать, о не нарадуюсь перед сном

Надо смотреть спеки контроллера, чтобы точно сказать, какая частота опроса, но скорее всего стандартные 1000hz. А NKRO правильный — можно хоть присесть на клавиатуру — всё нажатия зарегистритуются. При желании можно даже найти картинку, как проведена матрица по плате.

К слову, Satan GH60 кроме всего прочего поддерживает подсветку (на обычном диоде) с тремя режимами. Плюс подсветка нижней части печатной платы (underglow). Пока всё это делать мне особого смысла нет, но через пару месяцев приедет гарный корпус от sentrapc.

Re: Как я собрал кастомную клавиатуру

Сообщение NickSin » 17 май 2017, 18:18

Re: Как я собрал кастомную клавиатуру

Сообщение hj-s » 17 май 2017, 19:36

Re: Как я собрал кастомную клавиатуру

Сообщение NickSin » 17 май 2017, 23:58

Re: Как я собрал кастомную клавиатуру

Сообщение hj-s » 20 май 2017, 20:38

Re: Как я собрал кастомную клавиатуру

Сообщение hj-s » 24 май 2017, 09:44

Опыт эксплуатации кастомной клавиатуры. Нужна ли она была?

Некоторое время назад я рассказал, как собрал свою первую кастомную клавиатуру. Это было интересное приключение, но на этом история не заканчивается. Сегодня я расскажу уже об опыте использования клавиатуры и расскажу, какие изменения произошли со времени предыдущей публикации.

Переключатели

Я уже упоминал компанию Gateron, которая занимается производством переключателей. В то время, когда начали массово появляться «неоригинальные» варианты, данная компания предлагала свои по самой низкой цене, при этом делая упор на улучшения в плане «плавности» хода по сравнению с Cherry.

На это повёлся и я, пару лет назад заказав штук 100-150 переключателей от этой компании. Не остановило меня и то, что отзывов практически не было. Заказал я два типа: Brown (якобы копия Cherry MX Brown) и Black (якобы копия Cherry MX Black). Первыми мы рассмотрим переключатели Brown, с ними всё не так просто, на самом деле.

Gateron Brown

Скажу сразу, эти переключатели мне не понравились. И вот почему.

Во-первых, точка срабатывания у Gateron значительно ниже, чем у Cherry: 2,65мм против 2,1 мм. И эта разница действительно заметна даже без сравнения «лоб в лоб». Цель такого низкого момента активации мне не понятна. Возможно так было сделано, чтобы больше походить на переключатели от Topre. Но смысла в этом мало, т.к. тип переключателей разный, совсем. Вследствие заниженной точки срабатывания стало сложнее обрывать ход при тактильном отклике. Постоянные удары об днище корпуса (bottom out) я всегда старался избегать, а тут это неимоверно сложно. Возникает ощущение, что печатаешь на доске.

Во-вторых, тактильный отклик у Gateron заметнее и длиннее, если сравнивать с Cherry Brown. С одной стороны это создаёт уникальные ощущения при печати, с другой — тактильный отклик практически в весь диапазон срабатывания оказался слишком длинным для меня. Что опять же приводит к тому, что переключатель уходит практически в конечную точку хода сразу после срабатывания.

В-третьих, звук. Возможно я уже и забыл, какого это печатать на действительно новой клавиатуре, в которую кроме тебя никто не тыкал. Но у Gateron Brown точно есть проблемы со звуком. Половина из них при работе создаёт противный шоркающий звук, друга же половина — звонкий «цок» при срабатывании. Всё вместе создавало ощущение того, что я тыкаю не в высокотехнологичную клавиатуру, а в кусок грязи. Действительно неприятно.

Уверен, найдутся любители Gateron Brown, но я не из их числа. Больше всего в них меня не устраивает точка срабатывания. А проблемы со звуком, скорее всего, уже решены в новых партиях. Посему рекомендую сначала попробовать эти переключатели в деле, прежде чем собирать из них кастом.

Cherry MX Clear

Оставлять на клавиатуре переключатели, которые мне не нравятся, я не собирался. Поэтому магическим образом на моём столе появились Cherry MX Clear, которые я раньше недолюбливал. Несмотря на сильный и чёткий отклик, я считал эти переключатели слишком тяжёлыми для того, чтобы использовать их для набора текста. Подумайте сами, около 50gf до срабатывания, а до упора все 85gf. Я рассчитывыал установить эти переключатели в отдельные модификаторы, вроде `Esc`, `Enter`, `Backspace` — они не так часто используются и меня не будет напрягать их большой вес. Но раз такая пьянка — почему бы не заменить все Gateron Brown, хуже ведь не будет, верно?

>Для неудомевающих, что такое gf. Это gramm force — дольная единица измерения kgf, или по-русски Килограмм-сила. Вообще эту единицу силы вроде как рекомендовано не использовать, но у меня есть данные только в них, к сожалению. Данные в сантиньютонах не завезли, увы. Все цифры взяты отсюда).

Верно! Буквально за пару дней эти переключатели стали моими любимыми. Их характеристики на бумаге выглядели не шибко заманчиво, но в деле они близки к идеалу. Тяжёлая пружина предотвращает удар штока об дно переключателя (вбивать до конца их конечно же можно, но для этого нужно прилагать большие усилия). А тактильный отклик, пожалуй, самый заметный и чёткий среди переключателей, которые я пробовал. Все вариации Brown нервно курят в сторонке, а Blue нервно щёлкают. В итоге при печати текста/кода/чего угодно я попадаю в рай.
В играх, к сожалению, всё не так радужно. Резкие и частые нажатия делать будет очень непривычно, равно как и подолгу держать клавиши зажатыми. К этому привыкаешь, но MX Clear явно не лучший вариант для игр.

К слову, многие делают из этих переключателей «Ego-clear» варианты, устанавливая менее упругие пружины. Я тоже попробовал так сделать, установив пружины на 60gf (до концах хода), но результат меня не обрадовал. Тактильный отклик остаётся неизменным. Вес, необходимый для нажатия снижается буквально на чуть-чуть. Но при этом стало ощутимо легче нажимать клавиши до упора, что, как по мне, лишает переключателей их главной фишки. Поэтому дальнейшие эксперименты я решил прекратить и оставить пружины стоковыми.
Правда вот крышки переключателей заменил на прозрачные от Gateron (они подходят друг к другу), дабы светодиоды светили сквозь них во все стороны. RGB головного мозга я не страдаю, поэтому остановился на красном цвете.

Как итог — Cherry MX Clear пока что мои фавориты. Не думаю, что даже Zealios понравятся мне больше.

Gateron Black, Yellow

А вот эти переключатели мне дюже понравились. Возможно, они слегка плавнее, чем Cherry. Сравнивать лоб в лоб не вышло, поэтому я не могу быть в этом уверенным на все 100%. Тем не менее, ни одна из проблем, присущих Gateron Brown, не проявилась на данных переключателях. Всё тихо, плавно, как и должно быть. Эстеты могут побаловаться со смазкой, так ход будет ещё плавнее (но я таким не заморачиваюсь). Но вот замена пружин — милое дело. Для клавиш, которые обычно нажимаются мизинцем: Shift, Fn, Ctrl — я использовал пружины полегче (около 40gf до срабатывания). Учитывая, что эти модификаторы я использую очень часто, мизинцы сказали мне «спасибо».

Правда и эти переключатели ныне не установлены на моей клавиатуре. Менять так менять, решил я. И заменил их на Gateron Yellow. Фактически разница только в цвете переключателя и в весе (Yellow немного легче). В остальном — всё ровно то же самое — тихо, плавно, приятно.

Пластина для крепления

При выборе пластины для крепления я опирался на вес и цену. Клавиатура собиралась для работы, поэтому таскать килограммовый брусок каждый день не хотелось. А цена в $20 позволяла прилично сэкономить (стальной вариант — $40, карбоновый — $60).
Не учёл я одного — алюминий пластичен и достаточно хорошо гнётся, особенно в сравнении со сталью. После двух лет на Poker 2 со стальной пластиной, клавиатура на алюминиевой ощущается не такой монолитной, не говоря уже про заметные люфты и продавливания. Если попытаться «скрутить» Poker 2 — он не поддаётся ни на миллиметр. Мой же кастом менее устойчив к скрутке, и это совсем не круто. Кроме того, если немного накосячить при установке переключателей, можно получить неровную пластину. А это чревато не только проблемами с внешним видом, но и с возможными огрехами работы стабилизаторов.

При сравнении стальной и алюминиевой пластин, я отдам предпочтение стальной. Запас прочности и устойчивости, а так же отсутствие проблем с возможными искривлениями пластины оказались для меня важнее, чем вес клавиатуры. Проводить экстренную замену в своей клавиатуре я не собираюсь, по крайней мере сейчас. Но при создании новой клавиатуры, если такое вообще случится, использовать я буду сталь.

Spaaaaaaaaaaaaace

Отдельно хочу затронуть тему моего пробела, ведь в прошлый раз я его нахваливал, но счастье было скоротечным. При использовании выявились некоторые косяки. Неведомым образом получилось, что размеры единственной 7u клавиши, которая у меня есть, немного не совпадают с размерами стабилизатора. Вследствие чего, штоки стабилизатора начинают задевать об корпус, вызывая неприятное трение и шум. А при неровной печатной плате дела становятся ещё хуже. Править эту канитель пришлось с помощью дополнительной смазки и бубна. Да и при установке клавиатуры в корпус я теперь обязан смотреть за тем, чтобы печатная плата встала ровно, не влияя на положение стабилизатора.
Настоящую причину такого поведения пробела можно выяснить только разобрав клавиатуру до конца, чего я делать в ближайшее время не собираюсь.

Если вам интересно, как отличается в работе раскладка с 7u пробелом, если сравнивать со стандартным 6.25u — никак. По крайней мере для меня. Несмотря на то, что изменились и размеры модификаторов — на работе за клавиатурой это не отразилось. Поэтому если и выбирать раскладку с 7u пробелом, то только по эстетическим соображениям.

Сатан ГХ60

Хвала Сатане! Эта печатная плата — единственный элемент кастома, с которым не возникло проблем. Всё программируется, работает, светится. С диодами тоже не было никаких проблем — вся клавиатура горит красным и радует глаз.
Только лишь при установке в алюминиевый корпус приходилось следить за тем, чтобы контакты под платой не коротились рейками корпуса. Иначе есть шанс получить вместо подсветки — подогрев корпуса (серьёзно, эта печатная плата способна нагреть алюминиевый корпус, но пытаться это повторить не советую). На плату не зол, потому что это скорее проблемы корпуса.

В сухом остатке

Проведя за допиливанием клавиатуры несколько недель, я начал сильно сомневаться в том, что эта затея стоила потраченного времени. Не все модификации ещё сделаны, а мне совсем не хочется подсчитывать, сколько денег было потрачено на эту сборку. Даже при коротком сравнении с клавиатурами, которые у меня сейчас есть (Vortex Poker 2, Razer BlackWidow), не создаётся впечатление того, что я сделал клавиатуру на голову выше. Клавиатура безусловно лучше и приятнее, чем всё что у меня сейчас имеется, но это не уводит её в безумный отрыв и не делает её идеальной.
Что точно удалось сделать, так это удобную раскладку клавиш с собственным Fn слоем. Беглая печать на Poker 2 уже кажется не такой удобной и привычной, а на Razer BlackWidow и подавно.

Хоть для финальной формы клавиатуры осталось дождаться годного корпуса,но уже сейчас я могу озвучить своё решение, стоит ли заморачиваться кастомными клавиатурами:

— Если вам просто нужна удобная клавиатура для работы/игр/чего угодно — вам не нужен кастом, ни в одном из его вариантов. Вероятно, что на него вы потратите серьёзно больше денег, чем на банальнейшие Vortex Poker 2 или даже Pok3r. Это одни из лучших 60% клавиатур. И за такие деньги стоящий кастом не соберёшь.
— Если вам нужен объект для опытов, модификаций, извращений, удовлетворений своих идиотский желаний в виде своего Fn слоя, например, или же в особых смазанных переключателей, или с безумной раскладкой, где нумпад слева, — добро пожаловать в клуб. Это безусловно интересный, увлекательный путь, но он точно отнимает много времени и денег. Особенно, если вы не знаете, чего хотите.

PS: пост так же полностью скопирован из моего блога, как и в прошлый раз.

Источник