Teclat mecànic macro personalitzat: 12 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

En aquest instructiu us explicaré els conceptes bàsics de la creació del vostre propi macropad de 6 claus, controlat per un Arduino. Us faré un cop d’ull al que necessiteu, com muntar-lo, com programar-lo i com millorar-lo o fer-lo vostre.

Després de moltes investigacions, no vaig poder trobar una guia fantàstica sobre com fer un teclat macro o, en general, un teclat amb cable manual. Així que vaig decidir fer-ho jo, de la manera més senzilla possible, sense díodes, resistències ni res més. També volia tenir un teclat modular únic, on pogués agafar qualsevol part que necessités, aquesta és la primera de moltes altres parts. La inspiració d’aquest mòdul va ser la de les tecles de fletxa d’un teclat, poder-lo encabir a la butxaca i portar-lo a qualsevol lloc si necessiteu uns quants botons addicionals durant la marxa.

Degut a la forma en què es va fer aquest teclat, us recomano que llegiu tot l’Instruible abans de prendre decisions de compra.

També he intentat que l’Instruible sigui ordenat lògicament, però no construeixo de manera lògica, de manera que potser seria millor saltar-los per l’ordre dels passos en funció de com es construeixi.

Pas 1: Obtenir les peces

El pas més llarg és aquí, comprant les peces i esperant que s’enviïn. Els enllaços d’Amazon seran Amazon canadencs. Les parts que necessiteu són:

1. Interruptors de clau mecànica
   • Aquí trio els commutadors Gateron amb tapes transparents (les tapes transparents faciliten el pas següent, també s’hi inclouen els tipus d’interruptors més habituals)

   • Trobareu altres llocs on comprar a la secció d'interruptors preferits

     També us recomano fer una investigació aquí sobre quins canvis voleu aquí a la secció "Sents"

2. Tecles mecàniques

   • Assegureu-vos que siguin compatibles amb el commutador que trieu.

     Assegureu-vos també que siguin compatibles amb la llum posterior per poder canviar el color

   • Els proveïdors es poden trobar aquí a la secció "Claus de novetat (fabricació estàndard)", tret que vulgueu un conjunt complet de claus

3. Tires LED RGB adreçables (opcional, però molt recomanable)

   • Vaig comprar alguna cosa similar a Amazon a Amazon

     • Assegureu-vos que els LED són LED WS2812B, ja que poden acceptar una tensió inferior.
     • També podeu comprar LEDs normals de 3 mm del vostre color preferit per utilitzar, però necessitareu resistències

4. Un micro controlador compatible HID (he utilitzat un Pro Micro)

   • Els he comprat a Amazon pel millor preu

     Podeu comprar altres microcontroladors, però assegureu-vos que siguin compatibles amb Arduino i HID (dispositiu d’entrada humana)

5. Una pantalla OLED I2C de 128x32

   Ho vaig comprar a Amazon

6. Accés a una impressora 3D

   • Proveu-ho amb biblioteques o escoles locals del vostre entorn i comproveu si tenen una impressora 3D
   • Personalment no he fet servir mai cap servei en línia, però també en podríeu fer servir (alguna cosa així)
7. Fil prim

8. Es necessiten eines generals

   • Soldador i soldador
   • Alicates de tall lateral
   • Fitxers petits (una mica opcionals)
   • Pistola i cola calenta
   • Tornavís i cargols de la vostra elecció

Pas 2: modificacions del commutador de clau

Comenceu a desmuntar els interruptors que heu comprat. Ho estem fent per permetre que la llum brilli millor per arribar als nostres claus. Si heu escollit claus que no admeten RGB, ometeu aquest pas.

Agafeu 2 tascons petits (he utilitzat 2 broques de tornavís de cap pla) i empenyeu-los per sota de les pestanyes del costat de l'interruptor. A continuació, poseu alguna cosa entre la part superior i la inferior perquè no es tanqui. Procedeu a prémer les pestanyes de l'altre costat, de manera que cap pestanya no hauria de mantenir la part superior. Després d'això, acabeu i desplegueu la part superior de l'interruptor. Normalment hi ha quatre parts, la part superior i inferior de la carcassa, la molla i la tija (part lliscant de l’interruptor que sosté la clau).

Comenceu a tallar trossets petits de la part inferior de la caixa per deixar passar més llum. Talleu primer la pestanya que subjecta l’interruptor de la placa. A continuació, talleu una mica el pas original del LED (la part amb els 4 forats, són per a les potes dels LED). Talleu lentament aquesta pestanya que hi ha a dins per baixar fins a la part inferior. Després procediu a tallar fins al centre cilíndric de l'interruptor que subjecta el moll. No cal anar més enllà d’això. Després d'això, eixampleu una mica el forat tallant lentament els dos costats amb els suports pre-modelats. Un altre pas opcional és arxivar-lo, fer-lo més agradable i menys irregular. Assegureu-vos que hi hagi poques peces de plàstic dins de la carcassa, ja que no voleu que l’interruptor quedi atrapat. Assegureu-vos de fer aquests talls de forma lenta i petita, ja que he trencat alguns casos de l’amplada de les talladores laterals que forcen la caixa.

Si la meitat superior del commutador tampoc no està clara, proveu de modificar-lo per permetre que la llum brilli. Proveu-ho a poc a poc sense trencar l’interruptor, perquè no voleu que la tija caigui. Una possible solució pot ser retallar el tros de plàstic que contindria un LED normal i deixar el plàstic que manté la tija tancada i arxivar-lo només.

Pas 3: impressió en 3D

Haureu de descarregar un dels fitxers zip següents i imprimir-los en 3D. Hi haurà diferents versions en funció del que vulgueu. Hi haurà una carpeta amb tots els fitxers stl normals (KeybArrowSTLFiles) i una amb els fitxers inventor d’Autodesk (KeybArrowSourceFiles), de manera que pugueu modificar els fitxers i canviar-los segons les vostres necessitats. Els fitxers són lleugerament diferents del que vaig imprimir, ja que hi havia alguns defectes de disseny i sentia que podia millorar-los. Un exemple serien els laterals del cas, els meus eren una mica massa alts, de manera que les tecles de teclat no empenyien cap avall, els fitxers nous haurien de solucionar-ho.

El seu disseny va ser força complicat, amb més de 30 passos. Tot el que diré és que si voleu dissenyar una funda per a una mida diferent, us heu d’assegurar que tingueu experiència amb dissenys 3D una mica complicats. No és realment per a persones que són noves en disseny 3D.

Tingueu en compte que els dos fitxers de la carcassa tenen un angle de 3 graus i que els haureu d’inclinar al llit

Pas 4: Muntatge del que teniu fins ara

Ara que tenim totes les nostres peces i tenim les peces impreses en 3D, és hora de muntar-la una mica!

Col·loqueu els 6 interruptors a la placa i enganxeu-los al seu lloc. Els hem d’enganxar perquè tallem les pestanyes que la mantenen al seu lloc. Us suggereixo esperar a introduir l'OLED perquè no voleu que sigui inclinat.

A continuació, talleu 6 LEDs i col·loqueu-los a la placa LED. Els quadrats de la placa us ajuden a alinear els LED. Els LED quadrats hi cabran, de manera que podeu imprimir-ne un altre per ajudar-vos a l'alineació o simplement alinear-lo des de la part posterior. Assegureu-vos que les fletxes apunten als altres LED, ja que DO es soldaria a DI. Utilitzeu aquests quadres per enganxar els LED amb cola calenta i manteniu-los al seu lloc i espereu que la cola s’aguanti.

Vaig utilitzar una placa prototip per als interruptors per mantenir els LED (a les imatges) perquè no m’agrada malgastar filaments i vaig decidir tornar a utilitzar-los. El fitxer nou no afectarà res, només cal que sigui més senzill alinear-lo.

Pas 5: Configuració de l'OLED

Us recomano fer servir aquest manual instructiu per fer un passeig complet. Ho van fer molt bé explicant-ho.

Haureu de descarregar i importar aquesta biblioteca i aquesta biblioteca perquè el codi funcioni.

Primer connecteu-lo. Connecteu VCC a VCC i GND a GND. A continuació, connecteu els pins SDA i SCL. Els pins SDA i SCL poden variar de cada Arduino, però a la micro micro SDA es connecta al pin 2 i SCL està connectat al pin 3. Cerqueu un pinout del vostre micro controlador si no esteu segur de quins pins SDA i SCL estan connectats a.

El següent és aconseguir que es mostri i faci imatges. A continuació hi haurà fitxers de com fer-ho funcionar. El primer pas és utilitzar el codi ScreenScan (proporcionat originalment per Arduino aquí). Pengeu el codi al Pro Micro i obriu el lector de sèrie (a la pestanya d'eines de la part superior). Us llegirà de nou i l'adreça de l'OLED. Si la vostra adreça és 0x3C, no cal que canvieu res. Si no és així, heu d’anar a canviar l’adreça del codi ssd1306_128x32_i2c i del codi final (anomenat ArrowKeypad) perquè funcioni correctament.

Ara proveu l’exemple de codi inclòs a la biblioteca Adafruit ssd1306 que per al codi i2c de 128x32 (anomenat ssd1306_128x32_i2c)

Després, mantingueu l’Arduino engegat i intenteu alinear l’OLED a la placa d’interruptors, apagueu-lo i intenteu enganxar-lo al seu lloc. El més probable és que no obtingueu aquest primer intent, però continueu ajustant-lo per intentar alinear-lo, de manera que no quedi inclinat quan es completi. Us suggereixo enganxar una cara i comprovar abans d’enganxar l’altra cara per assegurar-vos que no estigui inclinat.

Baixeu-vos el codi ara i utilitzeu els altres fitxers de codi al pas 8 més endavant en aquest manual

Pas 6: soldar

Un fitxer Fritzing estarà disponible a continuació. Això us permetrà interactuar amb el circuit i, si feu clic i manteniu premut, podreu veure quins cables hi ha tots els fitxers connectats (ressaltats en punts grocs) que cal importar a Fritzing abans d’obrir el fitxer. el Pro Micro i els LED).

Assegureu-vos que els pins "MOSI, MISO o SCLK" estan inutilitzats, ja que provocarà problemes amb l'OLED

Després de tallar els 6 LED en tires individuals i enganxar-los a la placa. Col·loqueu el soldador sobre els coixinets de coure i afegiu soldadura a cadascun dels coixinets. Talleu petits trossos de filferro i desfeu-ne la meitat, torceu-lo i, a continuació, traieu-ne l’altra meitat i torceu-lo. El filferro haurà de mantenir-se amb alicates o algunes mans que ajuden a soldar, mentre el mantingueu al seu lloc per la soldadura. Afegiu més soldadura per mantenir-la bé. Soldeu tots els LED de la fila junts. Tallar un cable i soldar-lo fins al final del LED de la primera fila, amb l'etiqueta "DO" o "D-", i connectar-lo al primer LED de la segona fila amb l'etiqueta "DI" o "D +". '. També podeu fer-ho amb el 5v i el GND, però és més fàcil si els primers LED 5v i GND de cada fila estan connectats. Connecteu el cable de 5 V a VCC, el PIN de dades a qualsevol pin digital (el codi el defineix com a 10) i GND a un GND de l’Arduino.

Per aconseguir que Arduino reconegui una entrada, els commutadors han de connectar la terra a un pin de dades. Per tant, podeu soldar un cable per connectar els 6 interruptors a terra. Soldeu un cable a cada commutador i, si és possible, proveu de canviar els colors del cable per fer un seguiment de quin interruptor és el que fa. Introduïu els cables a través de la placa LED i connecteu-los a un pin de dades de l’Arduino (per a això he utilitzat els pins de dades 5-9)

Els dos commutadors laterals tenen funcions diferents, un és un commutador de restabliment per a la programació, mentre que l’altre és un commutador de funció, que canviarà entre capes del teclat per canviar ràpidament les funcions dels botons. L'interruptor superior està connectat per restablir (RST) i GND, quan està connectat, provoca el restabliment. L’interruptor inferior està connectat al pin 18, que s’etiqueta com a A0 al Pro Micro. Doneu-vos una mica de folga amb els cables de l’interruptor, ja que encara heu de lliscar cap a les plaques i un fil massa baix no permetrà plaques per inserir per la part superior.

Pas 7: Introducció a la programació

Abans de tancar el cas, voleu provar-lo i assegurar-vos que funciona. Podeu passar al pas 11 per muntar-lo ara. Acabo de trobar que provar-lo prèviament ajuda a reduir la quantitat de vegades que l’obriu i el tanqueu. Tot i que no l’hauria d’afectar gaire, he utilitzat la versió 1.8.3 d’Arduino IDE, així que si teniu problemes, proveu d’utilitzar aquesta versió. El codi es troba al pas 5, és un fitxer zip que haureu d’extreure i carregar a través d’Arduino.

A continuació hi haurà diverses peces de codi. Un serà el codi final, dos seran per provar l'OLED (un per provar, un per trobar l'adreça) i un per provar el RGB. Utilitzeu el codi final per provar els commutadors.

Si voleu dissenyar el vostre propi codi, us ho estic ensenyant en els següents 3 passos, però està molt bé si voleu utilitzar el meu codi, o agafar-lo i modificar-lo.

Alguns conceptes bàsics de programació d’això

• A la pestanya "Eines" i, a continuació, a la pestanya "Tauler", configureu-la com a Arduino Leonardo (tret que tingueu un microcontrolador diferent del Pro Micro)
• Utilitzeu el commutador de restabliment cada vegada que pengeu codi al Pro Micro. He comprovat que un cop plena la barra de compilació i que encara s'està carregant, és un bon moment per activar i desactivar el programa. (Si no ho feu, la càrrega només fallarà.)

• Cal instal·lar i importar totes les biblioteques utilitzades

  Per importar, aneu a la pestanya d'eines i feu clic a Inclou biblioteca. (Tingueu en compte també que els meus exemples de codis a la pàgina web han de tenir el nom de la biblioteca al voltant, no els podria introduir a la secció de codis d'exemple dels següents passos)

• Les biblioteques LED i OLED s’inicialitzaran com a objectes, podeu anomenar-los com vulgueu, però per motius de demostració els anomenaré “strip” i “display”

  Truqueu a les funcions des d’un objecte escrivint el nom de l’objecte, posant un punt i després escrivint la funció que voleu utilitzar

A continuació, proveu els LEDs, pengeu el codi i assegureu-vos que funcionin tots. Si cap no funciona, si no hi ha un passador, comproveu la soldadura del primer LED.

Per últim, utilitzeu el codi final per provar els vostres commutadors. Això hauria de ser el més fàcil de fer. Tingueu en compte que ara, després de penjar algun codi HID, haureu de restablir l'Arduino cada vegada que el pengeu. Només cal restablir-lo a la meitat de la càrrega i hauria de funcionar.

Pas 8: programació dels commutadors

De tota la programació, els commutadors són els menys complicats. Per fer-lo reconèixer com a teclat, només cal que utilitzeu la biblioteca del teclat Arduino i les declaracions condicionals. Assegureu-vos que a la pestanya Eines, el tauler estigui configurat com a Arduino Leonardo si utilitzeu un Pro Micro com jo.

Abans de començar amb les sentències condicionals, hem de configurar els pins. Només necessitem que s'executi una vegada, així que introduïu-lo a la configuració del buit. Comenceu amb pinMode (PinNum, INPUT_PULLUP); Això indica a l'Arduino que el PinNum espera una entrada i que afegeix una resistència de tracció (de manera que no necessitem connectar-ne cap al maquinari)

El pullup d’entrada té 2 estats, BAIX i ALT. L'Arduino llegirà BAIX en un pin quan estigui connectat a terra (GND) i llegirà HIGH quan estigui desconnectat. Per trobar el que llegeix el pin, fem servir DigitalRead (PinNum).

Començant pels conceptes bàsics, fem servir instruccions condicionals if per trobar si es va prémer la tecla. Volem que això s’executi una vegada i una altra, de manera que volem que es posi el bucle buit. Si la tecla es va registrar com a "BAIX", volem que es premgui la tecla i que es deixi anar quan la entrada és "ALTA". Per fer-ho, codifiquem si (digitalRead (PinNum) == BAIX) {[Codi per a quan es prem el botó]} i codifiquem si (digitalRead (PinNum) == HIGH) {[Codi per quan es deixa anar el botó] }

Per al codi del teclat, importeu la biblioteca del teclat. Posa un teclat.begin (); a la configuració buida. Després, dins de les nostres afirmacions condicionals, fem servir keyboard.press ([tecla]); i keyboard.release ([tecla]); o keyboard.releaseAll (); si teniu premudes diverses tecles. També podeu utilitzar keyboard.print ([Cadena]); i keyboard.println ([Cadena]) per imprimir cadenes, com una contrasenya. print i println són similars, però println només afegeix una ENTER, de manera que passa automàticament a la següent línia.

Pas 9: programació de l'OLED

A partir de la programació de l'OLED, haureu de tenir un codi bàsic de configuració. Bàsicament, això indica a l’ordinador on es troba el vostre OLED, la mida d’aquest i com es programa. Un cop tingueu el codi de configuració de l'OLED, suposant que només mostreu text, hauria de ser bastant senzill de programar. Primer incloeu les biblioteques Wire i SSD1306.

Definiu OLED_RESET com a 4 i incloeu la biblioteca SSD1306 al vostre codi. Posa la pantalla Adafruit_SSD1306 (OLED_RESET); al vostre codi per començar a utilitzar la biblioteca Adafruit SSD1306.

Comenceu amb Serial.begin (9600); després display.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); per inicialitzar la pantalla i2C amb l'adreça de 0x3C (tret que hagi canviat al pas 5). Poseu-los tots dos en configuració nul·la perquè només cal que s’executin una vegada.

Abans de programar la pantalla, assegureu-vos que utilitzeu display.clearDisplay. Si no feu, el que s'ha introduït es superposarà i, en funció del que s'hagi canviat, no serà llegible. També voleu establir l’origen, així que utilitzeu display.setCursor (0, 0); per establir-lo en un punt de la pantalla, poseu (0, 0) per restablir-lo al principi. Per definir la mida del text, utilitzeu display.setTextSize (1); No aniria molt més gran que 1, és molt més gran del que s’esperava.

Tot i que la nostra pantalla és monocroma, hem d’establir el color del text, de manera que el programem com display.setTextColor (BLANC);

Ara que teniu la biblioteca importada i l'objecte de visualització, podeu començar a programar-la. Per afegir text, utilitzeu display.print (); i display.println (); per imprimir cadenes. Una vegada més, print no afegeix cap retorn mentre que println torna automàticament a la següent línia quan es torna a imprimir alguna cosa.

Abans d’obtenir res per mostrar, heu d’actualitzar l’OLED i dir-li que s’actualitzi, utilitzeu display.display (); sense paràmetres i s’actualitzarà.

El codi hauria de tenir un aspecte semblant ara:

// Codi fabricat per Foster Phillips

#include Adafruit_SSD1306.h #include Wire.h #define OLED_RESET 4 Pantalla Adafruit_SSD1306 (OLED_RESET); void setup () {pinMode (SWITCH, INPUT_PULLUP); Serial.begin (9600); display.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); display.display (); endarreriment (2000); display.clearDisplay (); display.setTextSize (1); display.setTextColor (BLANC); } void loop () {display.display (); endarreriment (2000); display.clearDisplay (); display.setTextSize (1); display.setCursor (0, 0); display.println ("Hola món!"); display.println ("Hola instructables!"); }

Aquest enllaç Instructable i aquest Github són molt bones referències per a la resolució de problemes i per obtenir més informació sobre la programació de la pantalla, respectivament.

Pas 10: Programació dels LED

Els LED també són raonablement simples. Utilitzarem la biblioteca Adafruit Neopixel. Personalment, la biblioteca NeoPixel és molt similar a la programació de Processament, si alguna vegada l’heu programat.

Primer hi ha un codi de configuració, que tracta de quina biblioteca estem utilitzant i que configureu una matriu que bàsicament diu quants LED hi ha al pin, què és el pin per a les dades i com es programa. Això es fa amb un exemple com Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel (6, 10, NEO_GRB + NEO_KHZ800); Això explica que hi hagi 6 LEDs, el pin és el pin número 10 i que utilitza el tipus de tires adreçables NEO_GRB + NEO_KZH800. Normalment no cal tocar l’últim argument, les tires de LED que he utilitzat no han canviat.

Després, necessiteu strip.begin (); funció que mostra que esteu preparats per començar a utilitzar-los. No cal que hi hagi res entre parèntesis.

Un cop tingueu això, podeu trucar a diferents funcions amb la tira. [Funció]

Un que haureu de saber és strip.setPixelColour. Té 4 funcions entre claudàtors. Teniu el LED a la "matriu" de LED (recordeu, les matrius comencen a 0) i els valors corresponents de vermell, verd i blau de 0 a 255. Això us permetrà barrejar els valors de verd vermell i blau desitjats per obtenir el color que desitgeu. El codi ha de tenir el següent aspecte: strip.setPixelColour (0, 0, 255, 255); si voleu un color cian al primer LED.

També cal enviar les dades al LED, que és el que strip.show (); fa. Actualitzarà els píxels després de canviar alguna cosa amb ells. No cal entrar entre parèntesis.

El codi ha de tenir el següent aspecte:

// Codi fabricat per Foster Phillips

#include Adafruit_NeoPixel.h #define PIN 10 #define Num 6 Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel (Num, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800); void setup () {strip.begin (); strip.show (); } bucle buit () {strip.setPixelColor (0, 255, 0, 0); strip.setPixelColor (1, 255, 0, 0); strip.setPixelColor (2, 255, 0, 0); strip.setPixelColor (4, 255, 0, 0); strip.setPixelColor (3, 0, 0, 255); strip.setPixelColor (5, 0, 0, 255); strip.show (); }

Podeu trobar més informació aquí.

Pas 11: Muntatge

Aquest és probablement el pas més senzill i el més divertit.

Comenceu col·locant i lliscant el Pro Micro cap al tancament de la caixa. Enganxeu-lo al lloc amb una mica de cola calenta.

La caixa / tancament s'ha dissenyat de manera que pugueu incloure la placa de l'interruptor i la placa LED. Feu lliscar-la i, segons com la hàgiu imprès, és possible que hagueu d'arxivar o tallar l'interior de les diapositives per eliminar una mica de plàstic sobresortit.

Després d’això, agafeu els cargols i encalleu-los-hi i creeu-vos els vostres propis forats. No tenia fils de cargols específics quan vaig dissenyar els fitxers, així que vaig fer un forat aproximadament de la mida d’un cargol i el vaig cargolar a mi mateix. Escalfar-lo amb un encenedor ajudarà a formar-lo al cargol que necessiteu i, en general, enfortirà les capes. Assegureu-vos de no empènyer massa els cargols, ja que podeu treure el cap. Vaig utilitzar cargols de clau Allen per reduir aquest risc.

A continuació, només cal que premeu les tapes de les tecles a les tecles. Aleshores està pràcticament fet! La meva versió del Macropad de tecles de fletxa s'ha completat.

Pas 12: les vostres pròpies millores

Ara que ja sabeu com fer la meva versió, podeu fer la vostra. Sens dubte, els teclats poden tractar-se d’expressar-se, de manera que no és divertit tenir el disseny d’una altra persona a no ser que el modifiqueu perquè s’adapti a vosaltres. Hi ha moltes millores que podeu fer. Aquí hi ha algunes millores que m’agradaria afegir o pensar.

• Programa Tetris i altres jocs senzills
• Feu-lo bluetooth
• Permetre-li llegir les dades de les presentacions de diapositives i mostrar-les en format OLED (mostra el número i el nom de la diapositiva)
• Feu un teclat de mida completa o un macropad més gran mitjançant aquesta tècnica

  Hauríeu d'aprendre a fer una matriu de commutació per a això

• Programa més opcions de color
• Programa macros per a jocs, edició de vídeo, etc.
• Utilitzeu els fitxers font d’Autodesk Inventor per fer el vostre cas o modifiqueu-lo perquè sigui vostre.
• Afegiu una placa de so per fer-la doble com a reproductor de música

Diverteix-te fent! No dubteu a afegir consells o demaneu-me que us ho aclareixi.

Si voleu veure el progrés de la resta de parts, penseu a consultar el meu Instagram. Gràcies per llegir el meu Instructable.

Accèssit al concurs de microcontroladors