EN
Zostrojenie vlastnej mechanickej klávesnice začína jednou základnou súčastou: PCB PCB . PCB, čiže tlačený spojovací obvod, je elektronickou kostrou každej klávesnice. Zaznamenáva každý stlačený kláves a prenáša tento signál do vášho počítača. Bez dobre navrhnutého PCB aj najkvalitnejšie prepínače a klávesové krytky budú fungovať pod svojím potenciálom. Pochopenie toho, ako PCB funguje, a ako vybrať správne PCB, je kritickým prvým krokom pri akomkoľvek vážnom projekte zostavenia klávesnice.
PCB pre vlastné klávesnice sa výrazne líši od bežných PCB používaných v klávesniciach hromadnej výroby. Možnosti vlastných PCB umožňujú zostavovateľom vybrať si konkrétne rozloženie klávesov, spôsob upevnenia prepínačov a podporu firmware-u. Či práve zostavujete klávesnicu s rozložením 65 %, bez numerického bloku (tenkeyless) alebo plnoplošnú klávesnicu, PCB, ktoré si vyberiete, určuje možnosti vašej zostavy. Každé neskoršie rozhodnutie – od použitia puzdra po stabilizátory – závisí od rozmerov a funkčných možností PCB, ktoré si vyberiete už na začiatku procesu.
Pochopte typy PCB pre zostavovanie klávesníc
PCB s podporou horúcej výmeny vs. PCB s pájkovanými prepínačmi
Jednou z prvých rozhodnutí, ktoré čelí staviteľ klávesnice, je výber medzi PCB s funkciou hot-swap a PCB s pájkovanými kontaktmi. PCB s funkciou hot-swap využíva predinštalované zásuvky, ktoré umožňujú vkladať a odstraňovať prepínače bez potreby pájkovania. To robí PCB s funkciou hot-swap ideálnym riešením pre staviteľov, ktorí si želajú flexibilitu pri častom výmene prepínačov. Na PCB s pájkovanými kontaktmi sa prepínače trvalo pripájajú pomocou pákovej železnej, čo zabezpečuje pevnejšie a často aj elektricky stabilnejšie pripojenie. Pre staviteľov, ktorí sa už rozhodli pre konkrétny typ prepínača, môže PCB s pájkovanými kontaktmi poskytnúť mierne nižšiu latenciu a pevnejšie umiestnenie prepínačov.
Obidva typy PCB sa v komunite záľubových klávesníc široko používajú. PCB s funkciou horúcej výmeny je všeobecne odporúčané začínajúcim používateľom, pretože zníži prekážky pri experimentovaní. Naproti tomu PCB s pájkovanými spojmi odmeňuje staviteľov s pokročilejšími zručnosťami a jasnou predstavou o ich finálnej konfigurácii. Vedieť, ktorý typ PCB najlepšie vyhovuje vašej pracovnej metóde, vám ušetrí čas, náklady a frustráciu počas celého procesu zostavovania.
Rozloženie PCB a kompatibilita veľkostí
Každé PCB je navrhnuté pre špecifické rozloženie klávesnice. Medzi bežné veľkosti PCB patria formáty 40 %, 60 %, 65 %, 75 %, bez numerického bloku (TKL) a plná veľkosť. Každé rozloženie PCB zodpovedá presne definovanej množine pozícií klávesov a ich rozmerov. Výber PCB, ktoré nezodpovedá vašej klávesnicovej skrini alebo doske, povedie k zlyhaniam pri montáži. Pred zakúpením alebo objednaním vlastného PCB sa vždy uistite, že jeho rozloženie presne zodpovedá vybranej klávesnicovej skrini.
Niektoré návrhy PCB ponúkajú podporu viacerých rozmiestnení, čo znamená, že jeden PCB môže pojmúť rôzne konfigurácie klávesových krytiek prostredníctvom viacerých pripojovacích miest pre prepínače. Tento typ PCB poskytuje staviteľom väčšiu flexibilitu pri výbere sád klávesových krytiek alebo pri experimentovaní s alternatívnymi rozmiestneniami, napríklad rozdelenými medzerníkmi alebo stupňovitými modifikátormi. PCB s podporou viacerých rozmiestnení sú obzvlášť populárne v nadšeneckej komunite vďaka svojej univerzálnosti.
Ako sa PCB vyrába a čo ho robí individuálnym
Štruktúra vrstiev PCB a voľba materiálov
PCB klávesnice je zvyčajne dvojvrstvový alebo štvorvrstvový doska vyrobená z FR4 skleneného vlákna. Vrstvy PCB obsahujú medené dráhy, ktoré spájajú každú pozíciu prepínača s mikrokontrolérom. Mikrokontrolér na PCB číta maticu prepínačov a prekladá fyzické stlačenia klávesov do digitálnych signálov. Pre väčšinu klávesnicových zostáv poskytuje dvojvrstvový PCB dostatočnú kapacitu pre vedenie spojov. Klávesnicové PCB so špeciálnymi funkciami, ako napríklad RGB osvetlenie, LED diódy pre každý kláves alebo komplexné systémy makier, môžu profitovať z použitia štvorvrstvového PCB na zabezpečenie integrity signálov.
Hrúbka PCB tiež ovplyvňuje pocit pri písaní na hotovej klávesnici. Štandardná hrúbka PCB 1,6 mm je najbežnejšou voľbou a vhodne sa zapadá do väčšiny klávesnicových puzier. Tenšie možnosti PCB, napríklad 1,2 mm, sa môžu pri stlačení mierne ohýbať, čo niektorí zberatelia považujú za príčinu mäkšieho zvukového profilu. Správna hrúbka PCB závisí od akustických a dotykových cieľov, ktoré ste pre svoju zostavu stanovili.
Firmware a programovateľnosť PCB
Vlastný tlačený spojovací obvod (PCB) získava veľkú časť svojej hodnoty vďaka podpore firmvéru. QMK a VIA sú dve najrozšírenejšie open-source firmvérové platformy pre návrhy klávesových PCB. PCB naprogramované firmvérom QMK umožňujú stavbárom prepínať každý kláves, vytvárať makrovrstvy, upravovať nastavenia RGB a konfigurovať správanie pri stlačení a podržaní – všetko to bez použitia proprietárneho softvéru. VIA pridáva grafické rozhranie v reálnom čase, ktoré umožňuje prepínanie klávesov na PCB bez potreby kompilácie kódu.
Pri vyhodnocovaní PCB pre vašu stavbu sa pred zakúpením uistite, že je kompatibilné s QMK alebo VIA. PCB s obmedzenou alebo žiadnou programovateľnosťou cez firmvér výrazne obmedzuje možnosti prispôsobenia celého klávesnice. Kompatibilita s firmvérom je jednou z najdôležitejších špecifikácií PCB, ktoré je potrebné overiť počas výberového procesu.
Krok za krokom: Návod na zostavenie klávesnice s použitím PCB
Príprava PCB pred montážou
Pred inštaláciou akýchkoľvek prepínačov by sa doska PCB mala otestovať pomocou testovacieho nástroja pre prepínače alebo tak, že sa každá zásuvka prepínača skráti kovovými pinzetami pri súčasnom sledovaní výstupu stlačenia klávesov v aplikácii na testovanie klávesnice. Tento krok testovania dosky PCB umožňuje identifikovať mŕtve zásuvky alebo chybné spájkované spojenia na doske PCB pred montážou, čím sa významne ušetrí čas pri odstraňovaní problémov. Akékoľvek problematické pozície na doske PCB označte páskou, aby sa na ne mohlo uplatniť opravné opatrenie pred začiatkom spájkovania alebo vkladania prepínačov.
Ak vaša doska PCB podporuje per-klávesové RGB LED, nainštalujte komponenty LED pred spájkovaním prepínačov, pretože LED sa nachádzajú pod prepínačmi vo väčšine návrhov dosiek PCB. Mazanie stabilizátorov a ich namontovanie na dosku PCB pred inštaláciou prepínačov je tiež štandardný postup. Stabilizátory sa pripevňujú priamo k doske PCB buď pomocou systému so skrutkami, alebo pomocou systému s prichytávacími západkami. Stabilizátory so skrutkovým upevnením poskytujú lepšiu fixáciu a sú preferované pri výrobe dosiek PCB vysokej kvality.
Spájkovanie prepínačov a finálna montáž dosky PCB
Pri spájkovanom PCB najprv nainštalujte prepínače do dosky, potom zarovnajte zostavu dosky a prepínačov na PCB. Uistite sa, že každý vývod prepínača je správne zasunutý cez obrys na PCB pred spájkovaním. Každý vývod zahrejte najviac tri sekundy a priviedte spájkovací drôt, kým sa nevytvorí čisté spojenie. Správne spájkované spojenie na PCB je lesklé a hladké. Chladné alebo matné spájkové spojenia na PCB je potrebné znova roztaviť, aby sa predišlo nespoľahlivému fungovaniu klávesov.
Keď sú všetky prepínače spájkované, znova otestujte PCB cez celú maticu prepínačov pred uzatvorením skrinky. Toto finálne testovanie PCB potvrdzuje, že každý kláves sa správne zaznamenáva a že neexistujú žiadne premostenia ani chladné spájkové spojenia. Po úspešnom prejdení testu namontujte zostavu do skrinky klávesnice pomocou určených montážnych bodov pre PCB. Všetky skrutky dotiahnite rovnomerne, aby sa PCB nepohybovalo nerovnomerne vo vnútri skrinky.
Často kladené otázky
Aký je rozdiel medzi PCB a klávesnicovou doskou?
PCB je elektronický obvodový panel, ktorý zaznamenáva stlačenia kláves a prenáša signály. Doska je štrukturálna vrstva umiestnená nad PCB, ktorá udržiava prepínače v správnej polohe. Doska neprenáša žiadne elektrické signály; jej úlohou je čisto mechanická. Obe súčasti – PCB aj doska – sú potrebné na úplne zostavenú klávesnicu a ich kompatibilitu je potrebné overiť pred zakúpením ktorejkoľvek z nich.
Môžem navrhnúť úplne vlastný PCB pre svoju klávesnicu?
Áno, úplne vlastný návrh PCB je možný pomocou softvéru EDA, napríklad KiCad. Vlastný PCB vám umožňuje presne určiť rozmiestnenie, zahrnúť konkrétne mikrokontroléry a integrovať funkcie, ktoré nie sú dostupné v komerčných PCB. Výrobu vlastného PCB zabezpečujú výrobcovia PCB podľa vašich špecifikácií v súbore Gerber. Táto cesta vyžaduje technické znalosti, no poskytuje staviteľom úplnú kontrolu nad každou vlastnosťou PCB.
Ako zistím, či je PCB kompatibilné s používaným puzdrom klávesnice?
Kompatibilita PCB s pouzdom závisí od veľkosti rozmiestnenia obvodového spoja, polohy montážnych otvorov a umiestnenia USB portu. Pred objednávkou vždy porovnajte rozmery PCB a montážny vzor s technickou dokumentáciou pouzdra. Mnohé pouzdrá klávesníc uvádzajú v špecifikáciách kompatibilné modely PCB. Pri stavbe úplne vlastnej klávesnice zabezpečuje zakúpenie pouzdra a PCB z rovnakého návrhového ekosystému správne zarovnanie a zníži riziko problémov s priliehaním počas konečnej montáže.