请教如何DIY机械键盘? - 知乎 - 有重要信息

安宇雨 - 随手采集
2019-10-18 16:29:06
随手采集
0000-未整理-等待研究

我准备用一两个月来回答这个问题。因为我准备着手自己做一个机械键盘。而且，真的是从0开始做，不同于一般的买配件组装。如果有什么不正确的地方，还请各位键圈的大佬多多指正。

首先呢，我们来看一下做一个机械键盘需要哪几样东西。

一个完整的机械键盘需要的配件和配料呢？

1）机械轴，欧美叫switch，日本叫“轴（じく）”,就是我们每个按键下面的小开关，这个部件我们是没有办法DIY的，一般我们直接购买，比如：樱桃轴（黑、红、绿、蓝、茶各取所需）、国产的佳达隆轴、凯华轴等，或者欧姆龙轴、Alps轴。但是，欧姆龙轴我不知道他的触角是不是和樱桃轴一样，我不熟悉，所以不敢用，而且，欧姆龙轴没有匹配的客制化键帽，除非你去买一些拆机量产键帽来用。alps轴，我知道的基本上都是拆老机器弄下来，一般不是真爱，很少有人敢尝试。这回我用类似樱桃轴的一种国产轴。

上图为ALPS轴外观，下图为国外某ALPS粉丝自制的60键盘

2）PCB。这个是一个键盘的灵魂，也是比较难弄的部分。如果没有一点电气知识和动手能力的话，一般人还搞不了。很多人基本是直接购买的，而且都是一些普通的配列，淘宝上可以买到GH60，或者一些客制化的60、68、75、87等配列的PCB来用。但是如果你要自己做一块的话，怕是不容易。这次我要做的是一款类人体工学布局（Ergonomics）的客制化键盘，在国内，还很少做这个吧。哈哈。幸好我有一个好朋友Astro，帮我搞定。我只要把配列告诉他就行。

3）定位板。定位板是将轴卡在板子上，作为轴体的支撑的部分，一般会用1.5mm后的碳纤维板、铝板、钢板、或者甚至铜板，每种材质的手感、声音都不同，给人带来的愉悦感也都不一样。当然，还可以不用定位板，直接把轴焊接在PCB上面的，而且有些量产键盘也会这样。一些粉丝认为这样手感很好（玄学吧可能）。这次我会自己画图，找外边加工。

4）外壳。这个部分是直接暴露在外部的机械键盘的盒子，也是我们判断一个键盘好不好看的很大的因素。一个好的客制化机械键盘由于外壳的造型、材质、颜色、质感的不同会给人带来不同的愉悦感。而且，外壳的形状，也是直接映射了作者的审美和对于自己键盘的理解。这次我会自己画图设计，委托外部加工。

5）键帽。这个部分可以因人而异，可以用拆机键帽，或者买一些便宜个客制化键帽。由于这次我的配列比较奇葩，所以准备使用美国SP生产的SA键帽，是一种复古的高球帽。

SA客制化高球帽SONG

6）其他辅材。包含螺丝（外壳、定位板用）、大键用的卫星轴（或者平衡杆）、组键盘用到的各种辅材（焊材、轴间纸、润滑油等）

7）软件。由于各个作者的习惯不同，用的软件不同，可能需求也不一样。我只说一下我需要用到的软件。

i) http://www.keyboard-layout-editor.com，键盘布局设计网站。这个网站真的是很好用，提别是像我这样的小白们的福音。

ii) http://builder.swillkb.com/，这个网站是用来自动生成定位板数据的网站。也是一个神器啊。我一直觉得基础软件老外真的很给力，而且很多都是出于Contributor的姿态，都是免费分享的，很敬佩。

iii) Adobe Illustrader，这个用来编辑定位板平面图；铭牌、配重等平面矢量图的制作。

iv）CAD看图软件，我不用CAD来画图，但是由于中间环节的切换和给别人分享图，需要这个来确认一下文件的正确性。

v）Solidworks，这个用来画外壳、定位板立体图、键盘上的一些装饰用的配件（比如配重、铭牌什么的），设置可以组装各个配件到一起，包含键帽模型安装上去的整体外观确认。甚至可以渲染，如果你要更完美一点的话。

vi）PCB设计软件：http://kicad-pcb.org/，emmm，这个我也不懂是哪个，全部委托朋友来做。

好了，以上就是大概需要的材料原料以及一些软硬件。

2019年6月9日（周日）

其实呢，这个项目已经准备了很久了，只是我一直比较懒，没有怎么推进。键盘键位的布局早在我日常间隙就设计好了。现在就把它变为现实。

首先，我们在KLE网站上，设计好的键盘配列，如下。

设计好的键盘配列

大家可以看到，这个键盘是比较奇葩的人体工学键盘的样子，左右手的键分隔开，并且将必备的几个重要功能键保留，尽量做到精简高效。这个布局数据68键盘的变形，同时我参考了国外EM7，Alice等客制化键盘，以及Leopold的FC660右侧的布局。

决定了配列后，将Raw data全部拷贝，打开http://builder.swillkb.com/网站，粘贴进【Plate Layout】框内。在【Switch Type】选择第二项或者第三项。其他选项适当勾选，因为一句话难以介绍，还是大家自己摸索一下的好。然后点击最下边的【Draw My CAD】生成粗略的定位板图。

Plate &amp;amp; Case Builder 界面

生成粗略的定位板的样子：

然后，保存SVG格式到本地。我们现在并不是在做最终版的定位板，这次生成的定位板主要是为了要每个轴的位置矢量图。

拿illustrador打开SVG文件，编辑轴孔的外形，以及大致的定位板边框。然后导出成DWG文件。

导出后的样子。

做这个的目的是为了做一张定位板，用来确认每个键的位置和间隙是不是有问题。因为键位数据细小的差距就会导致定位板、PCB、外壳无法完美匹配，我必须小心。我刚刚把图发个一个做定位板的供应商，希望两三天后能拿到。如果定位板空隙没有问题的话。我就会把键位的数据发给我的朋友做PCB，同时，我开始左手画外壳，定位板的设计图。

2019年6月12日

今天拿到了淘宝定制的简易定位板。材质是1.5mm厚度的碳纤维板，由于是激光切割，厂家基本上当天就做好，完后发出了货。

下面确认一下每个键的位置对不对。拿出我的茶轴，安在轴孔上，然后将事先准备好的键帽安在轴上。

确认一下没个键的空隙是不是和当初设计的间隙一样。确认之后感觉还不错。“计划通！”

然后，准备制作PCB。上次忘记提醒大家，在KLE编辑好你的键盘布局之后，需要保存一下的。你需要注册一个kle的账号，编辑好你的键盘布局之后，点击右上角的【save】就可以保存好配列。然后需要用的时候，点击最右上角的账户名称，出来下拉菜单【My Layouts】就可以从新载入你上次保存的键盘配列。切记，一旦保存好之后，就不要乱动配置了。

再次载入我上次的配列。然后拷贝【Raw Data】给我的朋友Astro，他就可以通过配列的数据，通过软件制作一张PCB，当然，PCB的外轮廓尺寸大小，还需要我最后画好外壳之后，在Solidworks里面确认是否匹配，因为外壳，PCB，定位板，轴体，键帽之间一定要完美镶嵌，不然，就是组装不起来了。确认OK后，才会下订单找PCB厂家做。

我呢，接下来就要画外壳了。

点击KLE页面右侧的【download】，下载SVG文件。会得到一个包含键帽轮廓尺寸的矢量图，注意，这回导出的不是定位板图，这次导出的是键帽轮廓图。拿到这个图之后，就可以根据这个图来画金属外壳了。

用AI打开的样子，

但是，实际上这个颜色信息并不完全需要，我们只需要键帽外轮廓的矢量图。编辑一下如下：

然后导出为DWG文件，稍后Solidworks中使用，根据这个来画键盘的上盖。

2019年6月25日：

关于PCB的制作方法，可能不太适合一点基础都没有的朋友。这是我朋友Astro写的，不过也能大概看个梗概吧。

1. 设计原理图：对于键盘来说，重要的部分就是主控模块（现在客制化PCB一般采用ATMEGA32U4，主要是软件支持比较好，而且可以使用各种Arduino的库，方便折腾），以及按键矩阵了。主控模块的电路基本是按Atmel的参考设计来做，按键矩阵就根据自己的需求改咯。如下就是一个60键盘的按键矩阵：

2. 生成PCB并完成布线：

完成原理图后，设置各种器件封装后就可以生成网表以供PCB布线软件使用。PCB布线是最主要就是要精确的摆放各个按键封装的位置。这时候可以导入前面生成的定位板文件来辅助定位：

那些白色线条就是导入定位板数据，这样最终的成品就能正确的焊上按键而不会相互干涉啦。

3. 生产：原理图，pcb都校验过后就可以发工厂打样啦。现在x宝快速打样厂的选择也很多，基本上下单到收货也就3天左右。而且有些打样厂还可以负责SMT贴片，这样板子到手基本上焊上按键，刷入固件就可以使用了。

4. 键盘固件：键盘电路版收到后，需要对主控刷入键盘固件，这样才能被操作系统识别为一个键盘，目前比较主流的固件有tmk, qmk。这些固件的功能都非常强大，而且可以很方便的定制。基本上按照他们的教程，半天时间就能做出一个功能全面的键盘固件，而且可以按照自己的需求进行定制。固件生成完毕后，可以使用QMK toolbox刷入主控：