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立创EDA绘制优联机械键盘PCB的补充

qianseyue 01-15 23:26 关注

该文章来自#我的App生活#征稿活动~现代人的生活离不开手机的原因,除了微信、新闻与办公之外,其实还有那浩瀚如繁星的App们的助力。你日常使用的App都是哪些?分享出来,让值友们都来通过这些猜猜你的人设吧~>活动详情<

前言

上次写了如何使用立创EDA绘制优联机械键盘PCB的教程,看到不解的人挺多,感觉是自己没有把相关原理作出讲解,所以再发文补充一下。

原理

优联主控

优联技术是罗技独有的2.4g技术,推出过多款优联无线键盘。由于罗技还是全球最大的外设代工厂商,还给戴尔、索尼等品牌贴牌推出过优联技术的产品。

罗技无线键盘选购指南——优联键盘篇(下)前言之前介绍了一部分老罗技优联键盘的型号以及差异,这次说说近年的优联键盘。方便大家双十一时去电商自营选购新品,或去淘二手捡漏一个指南。型号Y-R0047罗技K830键盘,算是T830的升级版,增加了背光。定位上和T830是一样的客厅HTPC键盘,考虑到大众使用投影时出现昏暗环境无法使用键盘,特意增加qianseyue| 63 评论77 收藏364查看详情

关于优联键盘的分类可以看我之前写的原创。目前改造机械键盘使用比较多的罗技K375s的主控,支持蓝牙和优联双模,价格在60元左右。其次是罗技k270和k230的主控,二手存量大,20-30元就能买到。

矩阵键盘

矩阵式键盘在不少单片机的教程中都有讲诉,是典型的电子电路案例。

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常见的薄膜键盘、老式机械键盘的主控是分离式主控。带有矩阵的引出接口,这些接口大多数直连主控芯片的针脚。例如罗技优联键盘大多数是如图所示的斑马条接口。

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老式键盘,例如樱桃老键盘则是这种排线座。

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部分芯片则需要寄存器进行针脚的扩展。

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新式机械键盘主控大多数是板载的芯片,没有引出接口。

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在立创的用户贡献元件库中,常见的优联键盘的主控都能找到。

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也可以无视这些,直接按照引出的针脚数搜索元件。例如罗技k270的主控是24针的,则搜24pin。

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24针主控在原理图中的示意图如图所示。

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机械轴体则相当于是开关,有两个针脚。平常开关是断路的,接通则会触发按键。

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为了实现按键功能,需要主控的两个针脚和轴体的两个针脚相连接。这样做法就有个缺点,一个轴(开关)就需要主控两个针脚,104个轴则要208个针脚。

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为了节省主控针脚,有人想出了矩阵的方法组织按键。按键A按下,针脚1和针脚3接通;按键B按下,针脚2和针脚3接通;按键C按下,针脚1和针脚4接通;按键D按下,针脚2和针脚4接通。如此一来,4个按键只需4个针脚,104个按键,只需21个针脚。

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常见网友分享的键盘矩阵图就是这个原理。例如k270优联版的矩阵图,针脚1和针脚10接通则会触发TAB按键。修复机械键盘利用的也是这个原理,找轴和主控针脚的连线,看看是哪里断了,飞线修复。

按键无冲

矩阵键盘也是有缺点的,需要增加按键无冲技术,也就是防反二极管改善。

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传统的矩阵式键盘,当你同时按下A、B、C按键,针脚1、2、3、4都会接通。这时候主控就会懵掉,以为A、B、C、D按键都触发了。

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防反二极管,外设党常称防冲二极管。老式机械键盘,都是直插样式。新式机械键盘已经是贴片样式。

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在宣称全键无冲的机械键盘,都能找到防冲二极管。有些机械键盘的按键不触发,也可能是防冲二极管坏了,或者防冲二极管到轴体的线路断了。

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防冲二极管是具有方向性的,能防止电流反向。在原理图中,防冲二极管是个三角形。三角形尖端为正极,低端为负极,电流只能从正极流向负极。

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矩阵电路增加了防冲二极管后,主控就会检测矩阵的通路情况。即使同时按下A、B、C按键,主控也只是能检测到针脚1和针脚3、针脚2和针脚3、针脚1和针脚4接通。

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标准USB HID协议只能实现6键无冲,老式PS2协议才能实现全键无冲。新式的USB机械键盘主控则会通过模拟成多个键盘与电脑通讯,实现全键无冲。罗技优联主控使用的是标准USB HID协议,所以即使每个按键增加了防冲二极管,也无法实现全键无冲。

轴体热插拔

初入外设的,比较喜欢使用热插拔技术的键盘,认为不用烙铁就能直接更替轴体比较方便。

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老式的热插拔多是使用空心柳钉,也就是俗称的铜鸡眼。较容易出现问题,现在已经少用。

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目前比较多使用的是凯华专门推出的热插拔底座。

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在立创中能找到凯华热插拔的元件。

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PCB图则是如图所示。

指示灯

为了省电优联键盘基本是没指示灯的,部分会有caps大小写指示灯,例如罗技K260没有指示灯,罗技K270只有caps大小写指示灯。

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可以通过飞线实现原主控的贴片led改造成灯珠,引出指示灯。

背光灯

为了省电大部分优联键盘基本是没背光灯的,所以主控板上就没有背光的控制电路。如果要给优联机械键盘增加背光,需要另外绘制背光灯的电路,以及控制开关。个人感觉优联机械键盘增加背光灯没有什么意义,完全违背了优联主控续航长的优点。想要背光灯,不如使用罗技lightspeed的主控改机械键盘。

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上次教程中,我选用了带有灯孔的封装,是出于固定轴体的需要。因为diy的产品精度有问题,即使有定位板也可能出现轴体松动的情况。有灯位孔就能添加无用的灯或铁丝作为轴体的针脚,牢牢固定住轴体。

锂电池供电

优联主控大多数是使用两节7号电池进行供电,也就是3V供电。一些优联机械键盘PCB会绘制者出于厚度需求,还会将供电改成3v的纽扣电池。

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立创中能找到纽扣电池的封装。

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也有些会改造成锂电池供电,一般使用的是3.7V的聚合物锂电池,所以需要锂电池的降压电路和充电电路。降压加个电阻就能实现,要求高就用AMS1117芯片。而充电的电路小白绘制比较有难度,建议使用成品的模块。

立创EDA绘制优联机械键盘PCB的补充

立创中能找到充电模块的封装,这种模块某宝价格基本是3-5元包邮。

总结

已经2020年了,罗技优联键盘的限制其实挺多,例如2.4g通讯容易受到干扰,不支持全键无冲等等。那些优联机械键盘卖家大都夸大宣传的成分,大家注意甄别,按需购买吧。


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全部评论 (23)
Chipa
1
01-16 09:11

好文章,像我这种小白终于看明白画电路板是怎么回事了,又想打赏了…[傻笑]

枝枝枝枝桠
0
6小时前
枝枝枝枝桠: 总结部分,问下大佬,蓝牙,优联,lightspeed都是工作在2.4GHz频段,蓝牙因为休眠后第一次按键用于唤醒,此次键盘输入无效,不知道后两者有没有这个问题。 1
qianseyue: 不一定,同是蓝牙不同品牌不同芯片的差异很大。例如罗技的蓝牙键盘唤醒大概是2-3秒,第一次按下去的按键电脑也能识别到。 2

那如果想要唤醒时间感受不到,同时又要长续航就只能选优联或者lightspeed?

小宇taroking
0
10小时前

写的很明白[赞]

qianseyue
0
01-18 18:22
枝枝枝枝桠: 总结部分,问下大佬,蓝牙,优联,lightspeed都是工作在2.4GHz频段,蓝牙因为休眠后第一次按键用于唤醒,此次键盘输入无效,不知道后两者有没有这个问题。 1

不一定,同是蓝牙不同品牌不同芯片的差异很大。例如罗技的蓝牙键盘唤醒大概是2-3秒,第一次按下去的按键电脑也能识别到。

枝枝枝枝桠
0
01-18 14:30

总结部分,问下大佬,蓝牙,优联,lightspeed都是工作在2.4GHz频段,蓝牙因为休眠后第一次按键用于唤醒,此次键盘输入无效,不知道后两者有没有这个问题。

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