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零基础自制蓝牙双模键盘

by Geno Kolar 2019.3.10

2017年入坑客制化,先后买过量产,组过GH60,当过垃圾佬,自制过QMK的键盘。

2019年开年后,发现了Jim的蓝牙开源方案,基于NRF51822,感觉很不错,决定折腾蓝牙机械键盘。从1月底开始研究,购买需要的开发板、蓝牙模块、元件,打板PCB,研读源码,到最终完成成品,耗时一个月。现在基本完成,整个工程学了很多东西,比如Keli编译、单片机烧录固件、对芯片数据手册进行学习等。最终的蓝牙键盘个人也比较满意。感谢Jim开放的源代码,以及细心的解答各种问题。


最初这个固件是Jim为BLE4100设计的。


后续Jim加入了tmk的支持,并首先加入了基于GH60的60%键盘:Lot60-BLE


后面个人采用E73-2G4M04S1D这个蓝牙模块重新设计了个人的60%键盘:GT-BLE60 。


硬件部分采用NRF51822作为键盘主控、蓝牙模块。CH552T(或CH554T)通过UART和NRF51822通讯,实现USB模块。详细硬件列表可以参看开源的PCB的BOM清单。


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因为考虑壳子的问题,所以我做的是一个60,有兴趣的可以随意折腾,NRF51822的针脚数足够做一个108的键盘。只要你有能力折腾,发挥想象,蓝牙二狗,蓝牙40,蓝牙72,都没问题。


无图不欢,好了,上几张图:



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板子自己设计的,热拔插标准60%,加上我最爱的二合一键,方向键不是问题。壳子颜色自己喷的金属漆,定位板自己喷的红色,轴体是五脚乳壳G黄,手感很爽,就是用久了有点累,建议不要用原厂键帽,至少OEM高度的键帽,我上一个PAD上的也是G黄,用的OEM高度,手感更好。

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耗电方面测试来看很不错,至少比市面上绝大部分客制化的蓝牙要省电,因为它们都是采用一个键盘主控,加一个蓝牙作为发射模块。而Lotlab这个方案是直接采用Nrf51822作为蓝牙和键盘主控,天生省电。官方数据来看,使用时耗电每小时为10ma,休眠时耗电为1ua。从自己使用感受看,1000mah的锂电池(由于电锂电池电压为4.2V,高于工作电压3.3v,所以可以看做是1250mah),休眠可达好几个月,每天2小时使用时间,大体使用时间为1个半月。

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蓝牙通讯上,延迟基本不存在,由于是低功耗,有效使用距离是5米内。

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焊接方面因为是自制,所以所有元件采用自己焊接,有一定难度,但是大部分童靴练习下应该都没有问题,只是焊接耗时而已。对于TYPE-C口已经能手焊的我,难度不大,只是需要多检查虚焊。如果实在对焊接技术没底的童鞋,可以考虑锡膏+热风焊台的组合,这个就很简单了。




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成本方面给大家也算一下:


1、PCB打样制作,110元,5块PCB(嘉立创大部分时候给6张)


2、蓝牙模块,20块 (考虑其他便宜点的NRF51822的模块,价格可以下探到15元)


3、其他芯片,10块(一张PCB实际没这么多,但是要考虑散卖多付出的成本)


4、 热拔插轴座:61个,算30块吧。


5、初次烧入固件需要Jlink,大约20块。


6、运费什么的算20块。


总计:110+20+10+30+20+20=200块,如果5张PCB都焊接,每张PCB大约(110+(20*5)+(8*5)+(30*5)+20+20)/5 = 88元。


——


自己打样的PCB板一共发现了两处错误,都是原理图符号不标准的锅,一处只需要反着焊开关二极管即可,一处是USB的D+/D-反了,这个我只好破坏原线路,然后重新飞了线。不过开源的PCB设计文件已经修正了这两处错误,有兴趣的可以直接打板。


在整个制作过程中,给JIM反映发现的问题,修正了一些小BUG,从当前测试来看,已知的仅有一处问题稍微影响使用,就是USB模式下,二合一按键第一次按键会无响应(蓝牙模式没任何问题)。


——

配例更改可以依托TKG和专门的配例下载工具,今晚刚刚测试




最后,上个地址:https://genokolar.github.io/ ,包含了此次制作蓝牙双模键盘的开源文件、资料和记录,有兴趣的可以参与研究,不过记得分享你改进的源码和PCB文件。



最后编辑于 2019.3.10
32 举报帖子
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ChairmanWong
10天前
#1

问一哈,你这样小批量的印pcb是不是所有零件都得自己焊?

  • 酥吼吼
    10天前

    看开团的小团主们来说,比如当年的yang

    一般都要自己焊,但如果是跟厂家有合同 也有厂家提供代焊服务的。

    另外我看现在闲鱼上有人 一张热拔插定制 也给做

    你们觉得靠谱吗

  • 这有什么不靠谱的,给钱就能做 5~600一张

  • Geno Kolar
    10天前

    这种个人自制肯定都自己焊,你也可以让PCB厂进行SMT贴片,稍微多给一点钱而已。这个PCB是嘉立创做的,它本身也提供SMT焊接服务。不过蓝牙模块估计没法帮你焊,其他应该都没问题。

  • 那是我的,全网唯一一家敢接一块PCB起订的家,没有之一, 我家才是真正的客制化,其它家只是打着客制化的旗号在卖批量货,伪客制化

  • ProD
    10天前
    #2
    厉害了!
    章阿伦
    10天前
    #3

    博客需要科学上网吗


  • Geno Kolar
    10天前

    github的网址,应该不需要吧。

  • MNC14
    10天前
    #4

    大佬稳,我画板学到半途而废哎

    膜拜大佬,正好去年刚做完一个51822的项目,源代码拿去研究啦,大佬有多的PCB么...不想自己去打样昂

    对了,代码不能直接编译哦,缺了TMK驱动,手动添加进去就好,然后缺了宏定义,BLE4100或者BLE60,所以零基础编译不了呢...

  • Geno Kolar
    8天前

    分支不能选master,这个是Jim的原分支。要选BLE60这个分支。然后Keil设计到配置工程,每个人版本可能不一样,所用的烧录工具也可能不一样,所以没法配置好发布,需要自己配置下。至于宏,选择对应的target就好了。

  • 文森特
    9天前
    #7

    好评,就应该多谢动手能力的大佬!提个小建议,不用模块,直接用mcu贴在板子上,你会发现更便宜,扩展性也更强,例如你要做个小键盘什么的,不至于放不下。没记错的话,jlc的贴片直接就支持

  • 对,天线也能直接画到板子上,省很多成本呢

  • Geno Kolar
    8天前

    在考虑自己贴MCU,最近恶补了很多至少。但是问题就是天线涉及的知识很复杂,特别是要做好。要考虑50欧阻抗,π滤波电路,PCB厂也要能帮忙做阻抗设计。太复杂了点,没有现成的模块方便。除非要做小键盘无法放下模块,不建议自己搞PCB天线。

  • 自己设计根本省不了什么成本。一个模块15块,一个自己设计的最小系统也要10块左右。

  • 你门2个算是同门,这个就是我上次说的九尾狐网站的那个,也是搞蓝牙键盘

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    沧澜
    8天前
    #8
    比较感兴趣的是可以做全透明pcb吗
  • Geno Kolar
    8天前

    全透明不全透明和自己无关,和PCB厂能不能做有关。我这个PCB去掉覆铜层的话完全可以做透明PCB

  • Joseph Choi
    8天前
    #9

    格諾大神流啤!!!

    龙卷风
    8天前
    #10

    大神牛B啊,传说中的大神又出现了

    陈年杰克
    8天前
    #11

    原来是格诺大神,太强了!!!我只能排队膜拜了...

    chaozhia
    8天前
    #12

    这pcb 能放金属外壳里吗?

  • Geno Kolar
    8天前

    无线的,比较麻烦,会影响信号。不过我采用的模块支持外接天线,外接放置到合适位置应该也不会太差。

  • LinkLi
    7天前
    #13

    蓝牙芯片刷如TKM固件那里没怎么看懂,请问下楼主有教程吗

  • Geno Kolar
    7天前

    刷固件首次是通过jlink来刷的。如果你说的是刷入佩列,那就是通过网站(因为tkg.io官网没支持,这个我自己建立了一个,暂时不能公开的地址)配置好配例,然后下载keymap.eep文件,通过专门的刷配例软件刷入蓝牙芯片。

  • 等我慢慢补完教程吧。关注底部那个github博文地址就好了。

  • 好的,继续吃瓜看看

  • 这蓝牙模块我有一个然而不会整,一直放在我的小包包里
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