最近码字比较多，手头的键盘有些不给力了。于是动了心思想换一套键盘。看了一圈，发现有很多人选择客制化，有着更大的自由度和可玩性。于是决定自己做一下玩玩。

　　其实我很早就接触机械键盘了，家里还收藏了一套90年代的IBM机械薄膜键盘。读大学的时候，也买了第一把机械键盘，那个时候，cherry的专利还没到期，所以市场上能选的只有cherry的轴和静电电容，而且非常的昂贵。毕业以后退坑了，弄了一把电容退烧。现在十年过去了，重新入坑发现国产轴已经百花齐放。

　　自制机械键盘的目的，除了有个人兴趣以外。也正好可以把我的一些技能做一个阶段性整合。最近正好在学习机电软相关的技术，机械键盘这个项目，难度不高，但从无到有，机电软都有涉及，正好作为一个练习项目。同时做好的东西也是可以作为生产力工具的存在。

　　从计划来说，我打算第一把键盘采用市面上的主流方案和设计，先跟着别人做一遍，快速跑通。然后再第二版上增加更多其他的定制功能。

　　作为第一把练手的键盘，功能上尽量做到简单够用，采用目前已经经过验证的方案是最保险的，这样在遇到问题后也会有大量的资料和参考。

　　目前市面上主流的方案是QMK固件，采用的主控是ATmega32U4。这是一款自带USB的AVR单片机，单芯片方案，成本足够低。作为有线方案来说功能足够好用。

　　既然自制键盘，配列部分自然是按照自己的需求来做定制。第一版的想法是做一把类似GH60的键盘。

　　尺寸方面我想尽可能的小，考虑过40的配列，那个确实可以做到极致的紧凑，但是功能键需要用组合键实现，办公使用不是很方便。68配列是我综合考虑下来比较适合我的一种配列，紧凑布局右边留了四颗功能键，是我最常用的四颗。

　　这些键位后面都可以通过软件修改，可以在实际使用过程中逐步达到最合适的配置，这也是客制化的优点，即满足高度个性化和定制化的需求。

　　实际组装下来，隔音棉效果有限，主要的声音还是刚性连接的问题，也就是敲击过程中钢定位板的声音，后面考虑换用材质的定位板再试试。

　　对键盘声音的调试，即客制圈所谓的“HiFi”效果，这个其实优点玄学。主要的方法是：1、不同轴体的选择。2、对轴体的调校，比如厚润的方式。主要是减少弹簧音，也会增加手感，降低一些噪声。3、堆叠方式。比如采用Gasket方式。其主要方式是通过硅胶垫或者弹片的方式，减少整体刚性，吸收振动。4、隔音设计。增加隔音棉等、增加填充等。

　　如上都是减轻声音的方法，还有一些反向的操作，比如加上电磁阀或者蜂鸣器，增加声音风味的等等。键盘HiFi有很多的玩法，但这不是我感兴趣的点，这里就不再多说了。

　　一般自己做外壳，能选择的只能是3D打印或者亚克力板切割拼接。我想法还是第一次搞，结构方面不是重点，买现成的外壳就可以，68配列的外壳有很多。海鲜市场找便宜的购买即可。但这里要注意一下，买的外壳尽量找货源多的，因为你的PCB设计和外壳还有定位板相关，虽然是同样的68配列，但不同的品牌螺丝定位孔并不相同。所以，一旦你确定了外壳品牌，就不容易适配其他品牌了。

　　关于键帽的高度，我考虑采用xda高度的键帽，价格实惠一些，而且组合度相对自由。如下图，XDA键帽的高度是登高的，也就是说每个按键的高度一致，这样整套键帽就只需要开很少的几套模具，价格就会便宜很多。另外，因为高度都一致，所以键盘组合的自由度也是最高的，不用考虑不同行列键帽高度不匹配的问题。当然，从手感上来说，XDA会差一些，这块只能说有所得必有所失吧。

　　如果买其他的高度，比如OEM高度，在68配列中最右边的功能键可能会出现高度不合适的情况，比如我的page up和pagedown的高度适配会有些问题。

　　键帽的长宽，是按标准单位的，一般普通字母键，1个单位宽，一个单位长。像有些功能键，比如shift、回车、空格等都有不同的长度。所以设计配列的时候尽量在成熟的配列中改，这样不容易出现键帽无法适配的情况。然后再购买键帽的时候，也最好和卖家沟通一下各种功能键的长度信息。如果实在找不到合适的，就可以考虑用其他花字符的替代。比如下图，就有很多个性键帽，这种也可以用来解决某些功能键没有合适大小的情况。

　　轴体也是一个巨大的坑，自从樱桃轴专利过期以后，国内各种轴百花齐放。体验不同轴体，也是现有客制键盘最大的卖点和可玩性的部分。

　　第一块练手设计的键盘，我选用的是灰木轴 v3，性价比很高，实际效果用起来还可以。后续有需要也可以更换其他的轴体，体验不同的感觉。

　　卫星轴是用在大键中的，一般按键长度超过2个单位以后，都会考虑增加卫星轴，保持按键的手感和稳定性。

　　卫星轴也有非常多的选择，贵的便宜的都有，我选的是光头哥 黑卫，性价比高，用起来也还不错。调教主要就是两点：1. 钢丝需要在一个平面上，如果不在一个平面需要调平。一般买卫星轴都会送两个金属套管，那个就是用来调平的。2. 安装之前需要用润滑脂润一下钢丝还有轴体，可以提升手感顺滑度。

　　（2023-2-22 更新）原理图根据layout走线调整了一下管脚定义，同时usb部分增加了防静电设计。

　　(2023-2-13 更新)考虑到结构部分是我比较不熟的，所以可能会花很多的时间。考虑到进度问题，我想把这块解耦。所以分为两步走。第一步，先采购市面上现成的外壳、定位板。基于这个定位板，先做一版结构设计。已采购相关零部件。第二步，在第一版验证成功的基础上，重新设计结构，定制相关结构件。

　　（2023-2-16）已收到一款客制键盘的外壳、定位板，还有一块报废的PCB用来抄板适配结构。目前PCB的结构设计已经完成。

　　（2023-2-16）电路板重新进行了一次布局，适配目前买到的外壳。测绘花了一些功夫。目前开始走线是新学的，很多地方先学现用，卡了很多地方。现在磕磕绊绊算是基本可以画板子了。

　　（2023-2-24 更新）今天把PCB投板了，投板了发现开孔有误，于是又重新整了一下。具体的原因是，开孔需要再机械1层进行绘制，而不能只是简单的用cutoff，否则会造成识别不了。用原件的3d查看并不准确，最终还是要通过gerber文件查看。这也算是一个小的学费吧。

　　电子器件采购因为种类比较多，可以找淘宝上的电子bom配单浮服务，价格比自己买稍微高一些，但不用自己一个个找比较省心，出错了也能找到退货的。主控我自己买的，Atmega32U4-AU的价格现在降一点了，之前都要近百元一颗了，离大谱。但这里我踩了坑，后文令表。

　　轴座，LED灯最好自己买，那个数量多，价格水分很大，可能会差不少钱。有一定经验的也可以咸鱼上购买报废的键盘pcb拆灯和轴座。能省不少钱。但容易踩雷。

　　焊接这块，推荐买一台热风枪，表贴的器件方便一点。整体焊接难度不大，我大概花了两个多小时弄完第一块板子。ATmega32U4-AU管脚密度不高，容易焊。但还是出现了虚焊和短路的情况。短路的是电源和地，好在发现及时用万用笔检查的时候发现了。虚焊是row 0的管脚，烧固件以后发现最上面一排按键没反应才发现的。type-C USB略微难焊一点，没有USB 3.0 hub等需求的，可以考虑替换那种4pin的表贴USB type-c接插件，会简单很多。

　　组装发现了一个bug，电路板上的一个按键的位置错了，导致和定位板不对应，无法安装轴体。查了一下，布局的时候还是对的，应该是我layout的时候，没有锁定器件位置，造成移位。投板前也没有检查出来。这个只能想办法工匠了一把，拆掉轴座，磨掉轴体的定位柱。然后引飞线从孔中穿出来，直接焊接到板子上。最终结果是可用，但是因为磨掉了定位柱，轴体内部进灰，所以手感有些涩，但因为这颗是不常用的PageUp按键，也就随它去了。

　　上电比较顺利，第一次就能正确识别到mcu，也能正确烧入。但是遇到一个很奇怪的问题就是，重新上电以后无法退出dfu模式，就无法正常启动。网上搜了好久，很少有提到，即使有提到的也大多是焊接问题。最后无奈，只好重新烧一下bootloader，手头正好有之前烧Arduino的烧写器，就烧了个leonardo的bootloader，没想到这个问题就解决了。后来debug了一下，可能问题出在熔丝位上，我这颗mcu熔丝位是无法修改的，所以就一直停在DFU。现在刷了leonardo的bootloader还是会一开始就进dfu，然后大约二十几秒才会启动正常。所以，其实问题还有，但不影响使用就算了。

　　测试固件的生成可以用在线QMK固件生成器，并不复杂。具体过程网上教程很多就不赘述了。但这个在线工具已经很久没人维护了，代码已经很老了，问题也不少，可以用来做简单的测试固件或者demo。后面我主要讲下编译的方法。

　　算下来其实血亏。不算工具，这个价位，其实也能淘到双模的68位机械键盘了。当然，客制化的乐趣并不在于节省成本，而在于自己从无到有的制作。

　　这把键盘算是我第一把自己设计的客制化键盘。其实也给自己降低了难度，外壳和定位板部分采用了现成的零件。只是自己设计了PCB，调了软件代码，烧写了固件。但前前后后，也花了将近20多天的时间。但收获不少，学会了用AD软件，了解了机械键盘的构成和工作原理，学会了客制化键盘的组装调试方法等等。

　　使用过程中发现了一些问题，还有一些奇怪的bug。比如我的CAPS Lock按键莫名奇妙不能用了，按下以后左ctrl响应，然后右Alt也突然不能用，按下以后win键响应。排查了半天，发现是软件问题，因为如果我把CAPS按键映射到别的键位，也还是左ctrl响应。我尝试在qmk在线生成firmware的网站上反复重新生成固件，但问题仍然无法解决。

　　无奈之下，只能自己想办法编译。这块相关信息不是很多，我尽量写的详细一些。该部分编程经验为零的小白（比如我）也能实现。

　　就会自动安装编译环境，但是在国内下载很不方便。我始终无法配置成功。这里是我参考的一些配置qmk编译环境的文章：

　　1、b站这篇应该能解决大部分问题。但是在我这里还是不行，我不知道为啥卡在python环境报错中。

　　2、装备前线有一篇利用docker拉镜像的方法实现编译。但是我下载镜像后，始终跑不起来，遂放弃。

　　3、最终解决我的问题的是如下这个视频但是我没有用他的方法，只是拉了一下他的镜像文件到本地文件夹。接下来在QMK MSYS 中将改目录设置为home。设置home目录的命令是： qmk setup -h 目录地址。然后就能正常编译了。

　　如果出现类似下面的提示符，最后生成一个clueboard_66_rev3_default.hex固件，表示编译成功了！

　　QMK已经是一个封装的非常好的项目了，常规的键盘应用，基本上只要做一些配置就好了，与其说是写代码，不如说是改改配置。我这里简单讲一下整个代码编写的流程。其实要写的文件就这么几个（hg68是我键盘的名字）,首先需要在前面设置的home目录中，找到keyboards文件夹，在该文件夹中新建如下几个文件。其中需要再建立一个keymaps\default两级子文件夹放置keymap.c文件, 文件结构如下图：

　　MCU 我用的是atmga32u4， bootloader 填 atmel-dfu，其他都是一些大的功能开关，打开一下全键无冲啥的，LED矩阵的支持，LED的类型等等。最后一句是via 支持的语句，要用via在线改键，需要加上这一句。

　　按照你设计的按键矩阵，填入layout中。基本也很容易理。