EN
Sestavení vlastní mechanické klávesnice začíná jednou základní součástí: deskou PCB. PCB deska PCB (tištěná spojovací deska) je elektronický základ každé klávesnice. Zaznamenává každý stisk klávesy a předává tento signál vašemu počítači. Bez dobře navržené desky PCB budou i nejkvalitnější spínače a klávesové krytky fungovat pod úrovní svých možností. Porozumění tomu, jak deska PCB funguje, a výběr správné desky je klíčovým prvním krokem každého vážného projektu sestavení klávesnice.
PCB pro vlastní klávesnici se výrazně liší od obecného PCB, které se nachází v klávesnicích prodávaných na hromadném trhu. Možnosti vlastních PCB umožňují sestavitelům vybrat si konkrétní rozložení kláves, způsob upevnění spínačů a podporu firmware. Ať už sestavujete klávesnici 65 %, bez numerické části (tenkeyless) nebo plnou verzi, PCB, které zvolíte, určuje, co je ve vaší sestavě možné. Každé následné rozhodnutí – od pouzdra po stabilizátory – závisí na rozměrech a funkcích PCB, které zvolíte již na začátku procesu.
Porozumění typům PCB pro sestavování klávesnic
PCB s podporou hot-swap versus PCB s pájenými spínači
Jedním z prvních rozhodnutí, které čelí tvůrce klávesnic, je výběr mezi PCB s funkcí hot-swap a PCB s pájením. PCB s funkcí hot-swap využívá předinstalovaných zásuvek, které umožňují vkládat a vyjímat spínače bez nutnosti pájet. To činí PCB s funkcí hot-swap ideální pro tvůrce, kteří si přejí flexibilitu časté výměny spínačů. U PCB s pájením je nutné spínače trvale připojit pomocí páječky, což poskytuje bezpečnější a často také elektricky stabilnější spojení. Pro tvůrce, kteří se již rozhodli pro konkrétní typ spínače, může PCB s pájením zajistit mírně nižší latenci a pevnější uložení spínačů.
Oba typy tištěných spojovacích desek (PCB) jsou v komunitě uživatelů vlastních klávesnic široce používány. PCB s funkcí hot-swap je obecně doporučována začínajícím uživatelům, protože snižuje bariéru pro experimentování. Naproti tomu PCB s pájenými kontakty odměňuje stavitele s pokročilejšími dovednostmi a jasnou představou o konečné konfiguraci klávesnice. Vědomí toho, který typ PCB nejlépe vyhovuje vašemu pracovnímu postupu, vám ušetří čas, náklady i frustraci během celého procesu sestavování.
Rozložení PCB a kompatibilita velikostí
Každá PCB je navržena pro konkrétní rozložení klávesnice. Mezi běžné velikosti PCB patří formáty 40 %, 60 %, 65 %, 75 %, bez numerické klávesnice (TKL) a plná velikost. Každé rozložení PCB odpovídá přesně definovanému uspořádání kláves a jejich rozměrům. Výběr PCB, která není kompatibilní s vaším pouzdem nebo deskou, povede k selhání montáže. Před zakoupením nebo objednáním vlastní PCB se vždy ujistěte, že její rozložení přesně odpovídá vybranému pouzdru klávesnice.
Některé návrhy tištěných spojovacích desek (PCB) nabízejí podporu pro více rozvržení, což znamená, že jedna deska PCB může pojmout různé konfigurace klávesových krytů prostřednictvím několika různých montážních míst pro spínače. Tento typ desky PCB poskytuje stavbářům větší flexibilitu při výběru sad klávesových krytů nebo při experimentování s alternativními rozvrženími, například rozdělenými mezerami nebo stupňovanými modifikátory. Desky PCB s podporou více rozvržení jsou mezi entuziasty zvláště oblíbené díky své univerzálnosti.
Jak je deska PCB vyrobena a co ji činí unikátní
Struktura vrstev desky PCB a volba materiálů
PCB klávesnice je obvykle dvouvrstvý nebo čtyřvrstvý deska vyrobená z FR4 skleněného substrátu. Vrstvy PCB obsahují měděné vodivé dráhy, které propojují každou pozici klávesového spínače s mikrořadičem. Mikrořadič na PCB čte matici spínačů a převádí fyzické stisknutí kláves na digitální signály. Pro většinu klávesnic je dvouvrstvá PCB dostatečná pro potřebné trasování. Klávesnice s pokročilými funkcemi, jako je RGB osvětlení, LED diody pro každou klávesu nebo složité systémy makro příkazů, mohou profitovat z čtyřvrstvé PCB, která zajišťuje lepší integritu signálů.
Tloušťka PCB také ovlivňuje pocit psaní na dokončené klávesnici. Standardní tloušťka PCB 1,6 mm je nejběžnější volbou a vhodně zapadá do většiny klávesnicových pouzder. Tenčí varianty PCB, například 1,2 mm, se při stisku kláves mírně pruží, což někteří tvůrci klávesnic považují za příčinu měkčího zvukového profilu. Správná tloušťka PCB závisí na akustických a taktických cílech, které jste pro svůj projekt stanovili.
Firmware a programovatelnost PCB
Vlastní tištěný spojovací obvod (PCB) získává většinu své hodnoty díky podpoře firmwaru. QMK a VIA jsou dvě nejrozšířenější open-source firmware platformy pro návrhy klávesnicových PCB. PCB naprogramované firmwarem QMK umožňují stavbě přiřadit každé klávese jinou funkci, vytvořit makrovrstvy, upravit nastavení RGB a nakonfigurovat chování kláves s funkcí tap-hold – vše bez nutnosti používat proprietární software. VIA přidává grafické rozhraní v reálném čase, které umožňuje přepravování PCB bez nutnosti kompilace kódu.
Při posuzování PCB pro vaši stavbu se před zakoupením ujistěte, že je podporováno firmwary QMK nebo VIA. PCB s omezenou nebo žádnou programovatelností firmwaru výrazně omezuje možnosti přizpůsobení celé klávesnice. Kompatibilita s firmwarem je jedním z nejdůležitějších technických parametrů PCB, který je třeba ověřit během výběrového procesu.
Podrobný návod k sestavení klávesnice s použitím PCB
Příprava PCB před montáží
Před instalací jakýchkoli spínačů by měla být tištěná spojovací deska (PCB) otestována pomocí testovacího nástroje pro spínače nebo krátkým spojením každého zásuvkového kontaktu pro spínač kovovými pinzetami při sledování výstupu stisku kláves v aplikaci pro testování klávesnic. Tento krok testování PCB umožňuje identifikovat nefunkční zásuvky nebo vadné pájené spoje na PCB ještě před montáží, čímž se významně ušetří čas při odstraňování potíží. Jakékoli problematické pozice na PCB označte páskou, aby bylo možné je opravit ještě před pájením nebo instalací spínačů.
Pokud vaše PCB podporuje RGB LED diody pro jednotlivé klávesy, nainstalujte součástky LED před pájením spínačů, protože LED diody jsou u většiny návrhů PCB umístěny pod spínači. Mazání stabilizátorů a jejich montáž na PCB před instalací spínačů je také běžnou praxí. Stabilizátory se připevňují přímo k PCB buď pomocí šroubovacího, nebo zámkového systému. Šroubovací stabilizátory zajišťují lepší uchycení a jsou preferovány pro výrobu PCB vyšší kvality.
Pájení spínačů a finální montáž PCB
U pájeného tištěného spoje (PCB) nejprve nainstalujte spínače do desky, poté zarovnejte sestavu deska–spínače na PCB. Ujistěte se, že každý vývod spínače je správně zasunut do odpovídajícího obvodu na PCB před pájením. Každý vývod zahřívejte nejvýše po dobu tří sekund a přidávejte pájku, dokud se nevytvoří čisté spojení. Správně ojeté spojení na PCB je lesklé a hladké. Chladná nebo matná pájená spojení na PCB je nutné znovu roztavit, aby nedocházelo k přerušovaným stiskům kláves.
Jakmile jsou všechny spínače ojeté, znovu otestujte PCB pomocí celé matice spínačů před uzavřením pouzdra. Tento konečný test PCB potvrzuje, že každá klávesa je správně rozpoznána a že neexistují žádné zkraty ani chladná pájená spojení. Po úspěšném průchodu testem PCB upevněte sestavu do pouzdra klávesnice pomocí určených montážních bodů pro PCB. Všechny šrouby utáhněte rovnoměrně, abyste zabránili nerovnoměrnému prohýbání PCB uvnitř pouzdra.
Často kladené otázky
Jaký je rozdíl mezi tištěným spojem (PCB) a klávesnicovou deskou?
Tištěná spojovací deska (PCB) je elektronický obvodový panel, který zaznamenává stisk kláves a předává signály. Deska (plate) je konstrukční vrstva umístěná nad PCB, která udržuje spínače ve správné poloze. Deska nepřenáší žádné elektrické signály; její funkce je čistě mechanická. Pro plně sestavenou klávesnici jsou potřebné jak PCB, tak deska, a jejich kompatibilita musí být před zakoupením kteréhokoli z těchto komponent ověřena.
Můžu navrhnout zcela vlastní PCB pro svou klávesnici?
Ano, zcela vlastní návrh PCB je možný pomocí softwaru pro návrh elektronických zařízení (EDA), například KiCad. Vlastní PCB umožňuje zadat přesné rozložení, začlenit konkrétní mikrořadiče a integrovat funkce, které nejsou k dispozici u komerčně dostupných PCB. Výroba vlastního PCB je zajištěna výrobci tištěných spojovacích desek, kteří vyrábějí desku podle vašich specifikací v souborech Gerber. Tato cesta vyžaduje technické znalosti, ale poskytuje stavitelem úplnou kontrolu nad každým parametrem PCB.
Jak zjistím, zda je PCB kompatibilní s pouzdrem mé klávesnice?
Kompatibilita desky plošných spojů (PCB) s pouzdrem závisí na rozměru rozložení PCB, poloze montážních otvorů a umístění USB portu. Vždy porovnejte rozměry PCB a montážní vzor s dokumentací pouzdra před objednáním. Mnoho klávesnicových pouzder uvádí v technických specifikacích kompatibilní modely PCB. Při stavbě plně vlastní klávesnice zajistí pořízení pouzdra a PCB ze stejného návrhového ekosystému správné zarovnání a sníží riziko problémů s pasováním během konečné montáže.