EN
Създаването на персонализирана механична клавиатура започва с един основен компонент: печатната платка (PCB). PCB печатната платка (PCB) или печатна верига е електронната основа на всяка клавиатура. Тя регистрира всеки натиск върху клавиш и предава този сигнал към вашия компютър. Без добре проектирана печатна платка дори най-добрите превключватели и клавишни капачки ще работят неефективно. Разбирането как функционира печатната платка и как да изберете подходящата за вас е критична първа стъпка във всеки сериозен проект за сглобяване на клавиатура.
Печатната платка (PCB) за персонализирана клавиатура се различава значително от обобщената печатна платка, използвана в клавиатури за масов пазар. Опциите за персонализирани PCB позволяват на сглобяващите да избират конкретни разположения, начини за монтиране на ключовете и поддръжка на фърмуер. Независимо дали сглобявате клавиатура с 65% размер, без цифрова клавиатура (tenkeyless) или пълноразмерна, избраната от вас PCB определя какво е възможно в вашата конструкция. Всеки по-нататъшен избор — от корпуса до стабилизаторите — зависи от размерите и функционалността на PCB, които сте определили още в началото на процеса.
Разбиране на типовете PCB за клавиатурни конструкции
PCB с гореща подмяна срещу PCB с припой
Едно от първите решения, с които се сблъсква строителят на клавиатури, е изборът между PCB с гореща подмяна и PCB с припояване. PCB с гореща подмяна използва предварително монтирани гнезда, които позволяват превключвателите да се поставят и изваждат без никакво припояване. Това прави PCB с гореща подмяна идеално за строители, които искат гъвкавост при честата подмяна на превключвателите. При PCB с припояване превключвателите трябва да бъдат постоянно припоени с помощта на лотария, което осигурява по-стабилно и често по-електрически стабилно свързване. За строителите, които вече са избрали конкретен тип превключвател, PCB с припояване може да осигури малко по-ниска латентност и по-здраво фиксиране на превключвателите.
И двата типа печатни платки (PCB) се използват широко в общността на потребителите на персонализирани клавиатури. Печатната платка с гореща подмяна (hot-swap PCB) обикновено се препоръчва за начинаещи, тъй като намалява бариерата за експериментиране. Съответно печатната платка с припояване (soldered PCB) възнаграждава по-опитните сглобители, които притежават по-напреднали умения и ясна представа за крайната конфигурация на клавиатурата си. Познаването на това кой тип PCB отговаря на вашия работен процес ще спести време, разходи и разочарование по време на сглобяването.
Разположение на печатните платки и съвместимост по размер
Всяка печатна платка (PCB) е проектирана според конкретно клавиатурно разположение. Често срещаните размери на PCB включват 40 %, 60 %, 65 %, 75 %, без цифрова клавиатура (TKL) и пълен формат. Всяко разположение на PCB съответства на определен набор от позиции и размери на клавишите. Изборът на PCB, която не съвпада с вашата кутия или плоча, ще доведе до проблеми при монтирането. Винаги проверявайте дали разположението на PCB точно съвпада с избраната от вас кутия за клавиатура преди покупка или поръчка на персонализирана PCB.
Някои проекти на печатни платки (PCB) предлагат поддръжка за множество оформления, което означава, че една и съща PCB може да поддържа различни конфигурации на клавишни капачки чрез множество монтажни места за ключове. Този тип PCB предоставя по-голяма гъвкавост на сглобявачите при избора на комплект клавишни капачки или при експериментиране с алтернативни оформления, като например разделени интервали или стъпенчести модификатори. Проектите на PCB с поддръжка за множество оформления са особено популярни в ентусиастичната общност поради своята универсалност.
Как се произвежда една PCB и какво я прави персонализирана
Структура на слоевете на PCB и избор на материали
Печатната платка (PCB) за клавиатура обикновено е двуслоен или четирислоен платка, изработена от FR4 стъкло-епоксидна подложка. Медните проводници по слоевете на PCB свързват всяка позиция на ключа с микроконтролера. Микроконтролерът върху PCB чете матрицата от ключове и преобразува физическите натиснати клавиши в цифрови сигнали. За повечето клавиатурни сборки двуслоената PCB осигурява достатъчна пропускателна способност за трасиране. PCB с високи функционалности – например с RGB подсветка, индивидуални LED-лампички за всеки клавиш или сложни макросистеми – могат да извлекат полза от четирислоената PCB, за да се осигури по-добра цялостност на сигнала.
Дебелината на PCB също влияе върху усещането при печатане на завършената клавиатура. Стандартната дебелина на PCB от 1,6 мм е най-често срещаният избор и се побира в повечето клавиатурни корпуси. По-тънки варианти на PCB, като например 1,2 мм, могат леко да се огъват под силата на натискане при печатане, което някои сглобители смятат за причина за по-мек звуков профил. Подходящата дебелина на PCB зависи от акустичните и тактилни цели, които сте определили за вашата сборка.
Фирмуер и програмируемост на PCB
Персонализираната печатна платка (PCB) получава значителна част от своята стойност благодарение на поддръжката на фърмуера. QMK и VIA са двете най-широко използвани платформи с отворен код за фърмуер, предназначени за проектиране на печатни платки за клавиатури. Платката, в която е инсталиран фърмуерът QMK, позволява на потребителите да преназначават всяко копче, да създават макро-слоеве, да настройват RGB-настройките и да конфигурират поведението при натискане и задържане — всичко това без необходимост от собствено софтуерно решение. VIA добавя графичен интерфейс в реално време, който прави преназначаването на PCB достъпно без нужда от компилиране на код.
При оценяване на PCB за вашата сборка потвърдете, че тя поддържа QMK или VIA, преди да вземете окончателно решение. PCB с ограничена или липсваща програмируемост на фърмуера значително ограничава възможностите за персонализация на цялата клавиатура. Съвместимостта с фърмуер е една от най-важните технически спецификации на PCB, която трябва да се провери по време на процеса на избор.
Поетапно ръководство за сглобяване на клавиатура с използване на печатна платка за клавиатура
Подготовка на PCB преди сглобяването
Преди инсталирането на каквито и да е ключове PCB-то трябва да бъде тествано с помощта на инструмент за тестване на ключове или чрез късо съединяване на всеки контакт на ключа с метални пинсети, докато се наблюдава изходът от натискане на клавиши в приложение за тестване на клавиатури. Този етап от тестването на PCB-то позволява да се идентифицират неактивни контакти или дефектни лойови съединения на PCB-то преди сглобяването, което спестява значително време по време на диагностика. Отбележете с лепенка всички проблемни позиции на PCB-то, за да могат да бъдат поправени преди започването на лояването или инсталирането на ключовете.
Ако вашето PCB поддържа пер-ключови RGB светодиоди, инсталирайте LED компонентите преди лояването на ключовете, тъй като светодиодите се намират под ключовете при повечето конструкции на PCB. Смазването на стабилизаторите и монтирането им върху PCB-то преди инсталирането на ключовете също е стандартна практика. Стабилизаторите се прикрепват директно към PCB-то чрез система за монтиране с винтове или клипсова система. Стабилизаторите с винтова система осигуряват по-добра фиксация и са предпочитани за висококачествени PCB сборки.
Лояване на ключовете и окончателна сглобка на PCB
За припояване на печатна платка (PCB) първо инсталирайте ключовете в плочата, след което подравнете сборката от плоча и ключове върху PCB-то. Уверете се, че всеки контакт на ключа е правилно вмъкнат през посадъчното място на PCB-то преди припояване. Приложете топлина към всеки контакт не повече от три секунди и подавайте припой, докато се образува чисто съединение. Правилно припояно съединение на PCB е бляскаво и гладко. Студени или матови припоени съединения на PCB трябва да бъдат повторно разтопени, за да се избегнат непостоянни проблеми с натискането на клавишите.
След като всички ключове са припояни, отново тествайте PCB-то чрез цялата матрица от ключове, преди да затворите корпуса. Този окончателен тест на PCB потвърждава, че всеки клавиш се регистрира коректно и че няма мостове или студени припоени съединения. След като PCB-то успее в теста, монтирайте сборката в корпуса на клавиатурата, използвайки предвидените за тази цел точки за монтаж на PCB. Затегнете равномерно всички винтове, за да се предотврати неравномерно огъване на PCB-то вътре в корпуса.
Често задавани въпроси
Каква е разликата между печатна платка (PCB) и клавиатурна плоча?
ППС (печатна платка) е електронната платка, която регистрира натискането на клавишите и предава сигнали. Плочата е конструкционен слой, разположен над ППС, и поддържа клавишните превключватели в правилно положение. Плочата не предава никакви електрически сигнали; нейната роля е механична. И ППС, и плочата са необходими за напълно сглобен клавиатурен корпус, а съвместимостта им трябва да бъде потвърдена преди закупуването на който и да е от тези компоненти.
Мога ли да проектирам напълно персонализирана ППС за моята клавиатура?
Да, напълно персонализираното проектиране на ППС е възможно чрез софтуер за електронно проектиране (EDA), като например KiCad. Персонализираната ППС ви позволява да определите точно разположение, да включите специфични микроконтролери и да интегрирате функции, които не са налични в готовите ППС модели. Производството на персонализирана ППС се извършва от производители на печатни платки, които я изработват според вашите Gerber файлови спецификации. Този подход изисква технически познания, но предоставя на сглобителите пълен контрол върху всички атрибути на ППС.
Как мога да разбера дали дадена ППС е съвместима с корпуса на моята клавиатура?
Съвместимостта на печатната платка (PCB) с корпуса зависи от размера на разположението на компонентите върху PCB, позициите на монтажните отвори и разположението на USB порта. Винаги сравнявайте размерите на PCB и монтажния модел с документацията за корпуса преди поръчка. Много корпуси за клавиатури посочват съвместимите модели PCB в техните спецификации. При сглобяване на напълно персонализирана клавиатура изборът на корпус и PCB от една и съща проектна екосистема гарантира правилно подравняване и намалява риска от проблеми с прилагането по време на окончателната сглобка.