EN
Sestava prilagojene mehanske tipkovnice se začne z eno temeljno komponento: tiskanim vezjem PCB . Tiskano vezje (PCB) je elektronski osnovek vsake tipkovnice. Zazna vsak pritisk na tipko in ta signal pošlje vašemu računalniku. Brez dobro zasnovanega tiskanega vezja bodo celo najboljši stikala in tipke pod optimalno delovale. Razumevanje načina delovanja tiskanega vezja in izbire ustrezne različice je ključni prvi korak pri vsakem resnejšem projektu sestave tipkovnice.
PCB za prilagojen tipkovnik se bistveno razlikuje od splošnega PCB-ja, ki se uporablja v tipkovnikih za množično trženje. Z možnostmi prilagojenih PCB-jev lahko graditelji izbirajo določene postavitve, načine namestitve preklopnikov in podporo za firmware. Ali sestavljate tipkovnik 65 %, brez številčne klaviature (tenkeyless) ali polno velikosti – PCB, ki ga izberete, določa, kaj je v vaši sestavi mogoče. Vsaka odločitev, ki sledi – od ohišja do stabilizatorjev – je odvisna od dimenzij in funkcionalnosti PCB-ja, ki jih že zgodaj v procesu izberete.
Razumevanje vrst PCB-jev za sestavo tipkovnikov
PCB z vtičnimi priključki (hot-swap) nasproti PCB z zvarkom
Ena od prvih odločitev, s katero se sreča graditelj tipkovnic, je izbira med ploščico za vroči zamenjave in ploščico za spajkanje. Ploščica za vroči zamenjave uporablja že vgrajene vtičnice, ki omogočajo vstavljanje in odstranjevanje preklopnikov brez spajkanja. To naredi ploščico za vroči zamenjave idealno za graditelje, ki želijo fleksibilnost pri pogostem zamenjavi preklopnikov. Pri ploščici za spajkanje morajo biti preklopniški elementi trajno pritrjeni z železom za spajkanje, kar zagotavlja varnejšo in pogosto električno bolj stabilno povezavo. Za graditelje, ki so se že odločili za določen tip preklopnika, lahko ploščica za spajkanje zagotovi nekoliko nižno zakasnitev in trši položaj preklopnikov.
Oba tipa tiskanih vezje (PCB) se v skupnosti za izdelavo prilagojenih tipkarnikov široko uporabljata. PCB z možnostjo vročega zamenjave je na splošno priporočen za začetnike, saj zniža oviro za eksperimentiranje. PCB z vpetimi stikali pa nagradi graditelje z naprednejšimi veščinami in jasno predstavo o končni konfiguraciji. Če veste, kateri tip PCB najbolje ustreza vašemu delovnemu procesu, boste s tem prihranili čas, stroške in razdraženost med gradnjo.
Postavitve PCB in združljivost velikosti
Vsak PCB je zasnovan za določeno postavitev tipkarnika. Med pogostimi velikostmi PCB spadajo formate 40 %, 60 %, 65 %, 75 %, brez številčnice (TKL) in polno velikost. Vsaka postavitev PCB ustreza določenemu naboru položajev tipk in dimenzij. Izbor PCB, ki ne ustreza vašemu ohišju ali plošči, bo povzročil težave pri namestitvi. Pred nakupom ali naročilom prilagojenega PCB vedno preverite, ali se postavitev PCB natančno ujema z izbranim ohišjem tipkarnika.
Nekateri načrti tiskanih plošč (PCB) omogočajo podporo več različnim postavitvam, kar pomeni, da lahko ena samostojna tiskana plošča sprejme različne konfiguracije tipk prek več pritrdilnih mest za preklopnike. Takšne tiskane plošče ponujajo graditeljem večjo fleksibilnost pri izbiri naborov tipk ali pri eksperimentiranju z alternativnimi postavitvami, kot so razdeljeni presledki ali stopničasti modifikatorji. Načrti tiskanih plošč z več različnimi postavitvami so zlasti priljubljeni v entuziastski skupini zaradi njihove raznovrstnosti.
Kako se gradi tiskana plošča (PCB) in kaj jo naredi izvirno
Slojna struktura tiskane plošče (PCB) in izbira materialov
PCB tipkovnice je običajno dvoslojna ali štirikratna plošča iz steklenih vlaken FR4. Sloji PCB-ja vsebujejo bakrene sledi, ki povezujejo vsako pozicijo preklopnika z mikrokrmilnikom. Mikrokrmilnik na PCB-ju bere matriko preklopnikov in fizične pritiske na tipke pretvori v digitalne signale. Za večino izdelkov tipk je dvoslojna PCB dovolj za uspešno usmerjanje signalov. PCB z visokimi funkcijami, kot so RGB osvetlitev, LED diode za vsako tipko ali zapleteni sistemi makro ukazov, lahko od štirikratne PCB-je profitira zaradi boljše ohranitve integritete signalov.
Debelina PCB-ja vpliva tudi na občutek tipkanja končne tipkovnice. Standardna debelina PCB-ja 1,6 mm je najpogostejša izbira in se ujema z večino ohišij tipk. Tanjše možnosti PCB-ja, kot je 1,2 mm, se lahko nekoliko upogibajo pod silo tipkanja, kar nekateri izdelovalci tipk obravnavajo kot mehkejši zvočni profil. Pravilna debelina PCB-ja je odvisna od akustičnih in taktilnih ciljev, ki ste jih določili za svoj izdelek.
Firmware in programabilnost PCB-ja
Posebna tiskana plošča (PCB) pridobi večino svoje vrednosti iz podpore programske opreme za napravo (firmware). QMK in VIA sta dve najbolj razširjeni odprti programski platformi za programske opreme za načrtovanje tiskanih plošč za tipkovnice. PCB, ki je bila osvežena z firmware QMK, omogoča uporabnikom, da ponastavijo vsak tipko, ustvarijo makro sloje, prilagodijo nastavitve RGB in konfigurirajo obnašanje tap-hold — vse to brez lastne programske opreme. VIA omogoča grafično vmesnik v realnem času, ki naredi ponastavitev PCB dostopno brez kompiliranja kode.
Ko ocenjujete PCB za vašo izdelavo, pred dokončno odločitvijo potrdite, ali podpira QMK ali VIA. PCB z omejeno ali brez programske opreme za napravo znatno omejuje možnosti prilagajanja celotne tipkovnice. Skladnost s firmwarom je ena najpomembnejših specifikacij PCB, ki jo je treba preveriti med izbirnim procesom.
Korak za korakom vodnik za izgradnjo tipkovnice z uporabo tiskane plošče (PCB)
Priprava PCB pred sestavljanjem
Pred namestitvijo katerih koli preklopnikov naj se PCB preizkusi z orodjem za preizkušanje preklopnikov ali z zakratitvijo vsakega vtičnega priključka preklopnika z metalnimi pincetami, medtem ko se spremlja izhod pritiskov na tipkovnici v aplikaciji za preizkušanje tipkovnice. Ta korak preizkusa PCB odkrije mrtve vtične priključke ali okvarjene lotkane spoje na PCB-ju pred sestavljanjem, kar prihrani pomembno čas pri odpravljanju napak. Označite morebitne problematične položaje na PCB-ju z lepilnim trakom, da jih lahko odpravite pred lotkanjem ali namestitvijo preklopnikov.
Če vaš PCB podpira RGB LED diode na posamezno tipko, namestite LED komponente pred lotkanjem preklopnikov, saj LED diode v večini načrtov PCB ležijo pod preklopniki. Mazanje stabilizatorjev in njihova namestitev na PCB pred namestitvijo preklopnikov je prav tako običajna praksa. Stabilizatorji se neposredno pritrdijo na PCB bodisi z vijačnim ali z zaklepnim sistemom pritrditve. Vijačni stabilizatorji zagotavljajo boljšo pridržavo in so prednostno izbrani za visokokakovostne izdelave PCB-jev.
Lotkanje preklopnikov in končna sestava PCB-ja
Za spajkano tiskano ploščo (PCB) najprej namestite preklopke v ploščo, nato poravnajte sestavek plošča–preklopke na PCB. Zagotovite, da je vsak kontakt preklopk pravilno vstavljen skozi oznako za PCB pred spajkanjem. Na vsak kontakt segajte največ tri sekunde in dodajajte spajkalno snov, dokler se ne oblikuje čist spoj. Pravilno spajkani spoji na PCB so sijajni in gladki. Hladni ali mati spoji na PCB je treba ponovno raztopiti, da se izognete prekinjenim ukazom tipk.
Ko so vse preklopke spajkane, ponovno preizkusite PCB skozi celoten matrični sistem preklopk, preden zaprete ohišje. Ta končni preizkus PCB potrjuje, da se vsaka tipka pravilno zazna in da ni nobenih kratkih stikov ali hladnih spojev. Ko PCB uspešno prestane preizkus, montirajte sestavek v ohišje tipkovnice z uporabo določenih točk za pritrditev PCB. Vse vijake privijte enakomerno, da se PCB ne upogiba neenakomerno znotraj ohišja.
Pogosto zastavljena vprašanja
Kakšna je razlika med PCB in ploščo tipkovnice?
Tiskana plošča (PCB) je elektronska vezjevna plošča, ki zaznava pritiske na tipke in prenaša signale. Plošča je konstrukcijski sloj, ki leži nad PCB-jem in drži stikala v pravi legi. Plošča ne prenaša nobenih električnih signalov; njena vloga je mehanska. Za popolnoma sestavljen tipkovnik sta potrebna tako PCB kot tudi plošča, zato je pred nakupom kateregakoli od obeh komponent treba potrditi njuno skladnost.
Ali lahko zasnujem popolnoma izvirno PCB za svoj tipkovnik?
Da, popolnoma izvirno zasnovo PCB je mogoče izvesti z uporabo programske opreme za elektronsko načrtovanje (EDA), kot je npr. KiCad. Izvirna PCB vam omogoča, da določite natančno razporeditev, vključite specifične mikrokrmilnike ter integrirate funkcije, ki niso na voljo pri standardnih PCB-jih. Izdelava izvirne PCB se izvede pri proizvajalcih PCB-jev, ki ploščo izdelajo glede na vaše specifikacije v datotekah Gerber. Ta pot zahteva tehnično znanje, vendar omogoča graditeljem popoln nadzor nad vsemi lastnostmi PCB-ja.
Kako ugotovim, ali je PCB skladen z ohišjem mojega tipkovnika?
Skladnost tiskane ploščice (PCB) z ohišjem je odvisna od velikosti načrta PCB, položaja priključnih lukenj in položaja USB priključka. Vedno primerjajte dimenzije PCB in vzorec priključevanja z dokumentacijo ohišja pred naročilom. Številna ohišja za tipkovnice v svojih specifikacijah naštevajo kompatibilne modele PCB. Pri gradnji popolnoma prilagojenih tipkovnic zagotavlja pravilno poravnavo in zmanjšuje tveganje težav s prileganjem med končno sestavo, če ohišje in PCB izvirata iz istega oblikovalskega ekosistema.