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机械键盘加工厂对关于机械键盘PCB的2021年指南

日期: 2021-04-14
浏览次数: 989
作者: PCB
来源: PCB

机械键盘加工厂对关于机械键盘PCB的2021年指南



本文《机械键盘加工厂对关于机械键盘PCB的2021年指南》是深圳市润泽五洲电子科技有限公司PCBA作者编辑,欢迎阅读以下


详情内容。

机械键盘PCB简介:

一个机械键盘是用特殊的触觉反馈如此精确,它可以让你拥有超快速精确执行每一次点击,并在其持续时间比任何其他键盘再这样由一个类型的键盘。由于其独特的架构,令人难以置信的耐用性和超快的响应能力,其需求每天都在增长。

取决于开关,计算机键盘通常有两种类型。第一个是薄膜键盘,在市场上很容易买到,这就是为什么在所有情况下都使用它的原因。另一个是机械键盘。当前,没有任何替代游戏玩家的游戏鼠标和机械键盘。由于响应时间,构建质量,外观和RGB等所有原因,许多人都对使用机械键盘感兴趣。由于它不像传统键盘,因此其价格要比普通键盘高。机械键盘现在已被游戏者广泛使用,但是现在许多内容创建者都使用机械键盘。在游戏或打字中,机械键盘带来了全新的打字体验。但是,根据价格,开关的品牌和类型,使用机械键盘的乐趣是不同的。而且,如果键盘上有RGB LED,您可以根据需要更改键的颜色。机械键盘通常由印刷电路板和开关制成。开关内部使用金属物体和弹簧。当两个金属物体触摸按键时,按键被注册。由于机械键位于印刷电路板上,因此如果开关不起作用,则可以更换开关。机械键盘和薄膜键盘之间的主要区别之一是,与机械键盘不同,它们没有单独的按键开关。将橡胶圆顶放置在薄膜片的顶部,以便在按下按键时将其注册在键盘上。

对于机械键盘,有3种类型的键盘开关。

  1. 线性

  2. Clicky

这三种类型的开关具有一些独特的特性,称为开关的颜色。

  1. 线性:黑樱桃MX,红色MX,线性灰色MX,罗技R G

  2. 触摸:樱桃MX棕色,MX透明,MX触觉,剃刀橙色GT

  3. 单击“开关”:Razor Cherry MX蓝色,MX绿色,MX白色和色度绿色GT。

这是Logitech的Cherry,Razor是开关制造商的品牌。其中最受欢迎的是Cherry MX Switch。Cherry是一家位于德国的公司。许多中国开关制造商还以Cherry MX开关的形式制造机械开关。例如,Otemu,Gritech,GETRON等。最重要的是,现在有感觉类似于机械键盘的光学机械开关,并且键盘声称具有更快的响应时间。但是,根据开关的名称,开关将是可单击的,静音的或可触知的。在大多数情况下,我们说切换点击是指蓝色的开关。在键盘上打字时,喀哒声提供舒适的感觉。触觉开关通常没有咔嗒声,但它们确实有触觉反馈。像Cherry MX Brown或Razor Orange Switch。另一方面,线性开关很安静,没有像线性开关那样的喀哒声或反馈。像Cherry MX Black,MX Red一样,在1970年代初期,IBM键盘是最早以电容式感应梁弹簧开关而闻名的键盘之一。以前,在键盘上,电容式感应技术类似于触摸屏技术,它的工作原理与触摸屏完全相同,但是在手指下方的开关下方有一个小垫子,可以模拟您的手指,而不是您的手指直接用手指触摸屏幕。以增加电极电容。最终,这项技术让位了。横梁弹簧的行为方式是独特的。按下时,某些内部零件会倒转并升起。键盘感觉几乎是在使用打字机。开发能够给人真正打字机感觉的东西的真正目标。因为那时大多数人都熟悉打字机的声音和鼻子。键盘之所以漂亮,是因为它具有两次击键,一个分离的空格键和10磅的巨大重量。她的声音要比IBM型号的声音大。它还使用一个螺线管,该螺线管会在每次咔嗒声中触发,发出更大的噪音,并给人以更加印刷的感觉。但是这种键盘的尺寸和重量很大,不切实际。而且,它很昂贵,在1970年它的价格为1,500美元,按今天的市场价格计算为8,000美元。IBM数十年来一直在生产一些最出色的键盘,而Model F开关是最好的开关之一。主要目标是在更紧凑的尺寸框中以更低的成本提供相同的打字机感觉,并且这种方法取得了成功。如今,专业打字机更喜欢机械键盘,因为在薄膜键盘中,按下时很有可能掉落,这意味着您以为您已经按下了,但由于薄膜无法触及按键而无法使用,但是在机械键盘中却有很大的可能性。如果您单击开关,它肯定会由于其独特的机制而做出响应的可能性。现在我们将讨论机械键盘的PCB。我们如何设计机械键盘PCB?如何构建自定义机械键盘以及如何制作蓝牙机械键盘。

如何设计机械键盘PCB:

在设计用于机械键盘的PCB之前,我们需要遵循一些步骤。

软件配置:  

我们将使用KiCad设计键盘PCB。因此,首先下载并安装它,以便您可以遵循我们共享的所有技术和技巧。KiCad现在是用于设计目的的使用最广泛的软件之一。因此,您可以获得有关如何在Kicad软件中进行设计的大量教程。如果您已经安装了它,我们就可以开始了。您要做的一件事情是确保您拥有所有官方的KiCad库。

方案:

首先启动KiCad,然后您会看到一个包含许多选项的屏幕。现在单击新项目。然后给您的项目起一个自己的名字,例如Keyboard PCB或您喜欢的任何名称。现在我们将设计原理图。所以要小心

首先,双击“ .sch”文件,您会看到一个完全空白的表。

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                                                                                                                                                 图。1。

现在我们必须添加一个组件库。如果您查看窗口的顶部,请单击“首选项”>“组件库”。现在单击“添加”,然后尝试从房屋图书馆中查找“ keyboard_parts.lib”文件。然后,您可以按照软件的说明和建议进行操作。互联网上有太多教程,您可以轻松查看和安装库。

现在,开始,我们将建议一个基本命令列表:

  • “ M:抬起组件并移动它

  • g:向上拖动并移动组件,同时保持电缆连接

  • c:复制组件

  • e:编辑组件

  • r:旋转组件

  • y:镜像组件

  • del:删除组件

  • ESC:中止!”

然后单击“放置”>“组件”。现在您可以看到您的骏马看起来像铅笔。只需单击页面上的任意位置,即可在库使用安装中找到ATMEGAGA32U4。

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                                                                                                                                               图2。

单击“确定”,然后单击原理图表以放置组件。我们必须编辑组件并将引用从U更改为U1。

我们将放置玻璃杯。玻璃是键盘PCB上所有可用组件中非常重要的一部分。因为它决定了键盘演奏的速度。现在,我们将组件“ XTAL_GND”放置在控制器旁边。只需将引用更改为X1。

要记住的一件事是,太多的噪声很可能会干扰到控制器的信号。因此,应使用两个去耦电容来避免这种情况。现在,我们将使用一个充电电容为18pF的晶体,以便我们所需的去耦电容器C1和C2为22pF。最后,我们将添加一个GND符号,然后连接所有内容。

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                                                                                                                                                 图3。

接下来,我们将添加四个0.1uF的去耦电容器C1,C2,C3,C4和一个称为C7的4.7uF电容器。您可以在下图(图4)中看到所有这些电容器。

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                                                                                                                                                 图4。

看一下引脚13。这是复位引脚。我们想为此引脚添加一个按钮开关,以便我们在需要时可以轻松地对其进行重置。为此,我们将添加一个开关“ SW_PUSH”并将其命名为SW1。现在,我们必须使用名为R1的此开关添加一个10k的纸浆寄存器。因此,在图5中将如下所示:

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                                                                                                                                               图5。

现在我们必须添加一个USB端口。因此,转到库并选择'usb_mini_micro_B'并将其添加到工作表中并命名为J1。现在,如果您查看USB,则有各种引脚,例如VUSB,D-,D +,ID,GND,SHIELD。现在,将VUSB连接到VCC,然后再连接到控制器的UVcc。来自控制器和USB的D-和D +将与两个称为R1和R2的22欧姆电阻器连接。GND和屏蔽层将短路,然后通过1uF电容与控制器的UGND和UCap连接。一切如图6所示:

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                                                                                                                                         图6。

之后,检查所有VCC连接和GND连接是否正确连接,然后可以继续进行下一步。但是,如果未连接它们,请正确连接它们。请记住,如果使用内置ADC,则可能需要在AVCC和VCC之间放置一个电容器。在这里,我们将没有他。

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                                                                                                                                            图7。

现在,我们将组织开关矩阵。就本教程而言,我们将向您展示2X2矩阵。因此,首先进入程序库,为开关选择“ KEYSW”,为二极管组件选择“ D”。现在将它们分别与K1和D1相连,将K2和D2相连,正如我们之前所说的,它是两个2×2的矩阵,那么我们必须对K3,K4,D3和D4进行相同的处理。现在,矩阵在图8中将如下所示:

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                                                                                                                                        图8。

 如您所见,标记的未使用组件和未使用的引脚一样多。单击右侧的蓝色X按钮,然后选择控制器和USB端口上所有未连接的引脚。现在,我们所需的原理图将如下图所示,如图9所示:

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                                                                                                                                           图9。

最终完成后,机械键盘PCB原理图成功完成。

让我们考虑一下过去使用的所有电容和电阻都是0805英制尺寸的,对于atmega32u4,我们认为它将采用TQFN封装。从Hasu的资料库中,我们将获得用于二极管的通孔,表面贴装混合占位面积。

该晶体将是FA-238系列晶体。

重置按钮为TL3422系列按钮。

USB mini B端口将为Hirose 5S8连接器。等等。

这是您可以在图10中查阅的列表:

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                                                                                                                                         图10。

保存所有以前的关联,然后关闭窗口。

生成网表:  

现在我们必须生成连接列表。这实际上是与我们的原理图的连接的列表。下一步单击网表按钮。

然后单击生成按钮。然后在保存对话框的名称中使用默认网络列表。

PCB:现在我们必须创建我们的PCB。因此,保存并关闭上面的原理图编辑器。打开文件“ kicad pcb”。然后,您将在图11中看到一个空白的PCB编辑器。

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                                                                                                                                           图11。

首先检查整个足迹是否存在。请仔细检查并确认。单击首选项,然后单击封装库管理器并验证所有导入的封装都在那里。如果找不到它们,请重新导入它们。

接下来,我们必须配置我们的网格。转到“尺寸”,单击它,然后转到“网格”,将X大小和Y大小设置为0.09375,将单位设置为英寸。

现在,将“网格选项”更改为“用户网格”。并尝试将脚印放到板上。因此,单击“阅读当前网络列表”,您将看到很多消息。关闭它,您会看到很多类似图12的足迹。

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                                                                                                                                        图12。

现在转到“渲染”选项卡,然后取消选中“老鼠巢”,然后您将看到所有有线连接都消失了。现在,在我们分享一些对PCB布局非常有用的有用命令之前:

  • m:移动足迹

  • g:在保持连接性的同时拖动足迹

  • e:编辑足迹

  • r:旋转足迹

  • f:翻转足迹

  • del:删除指纹

  • ESC:中止!

分离所有封装,并将它们放置在PCB的正确一侧,以便我们可以轻松地使用它们。开关占位面积将是唯一在PCB正面的占位面积,除开关占位面积外,其他占位面积将在PCB背面。现在,它在图13中将如下所示:

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                                                                                                                                         图13。

然后,我们将开始根据所需的组合来组织足迹。然后从“移动和放下”选项到“锁定足迹”选项编辑开关的足迹。

现在,将所有二极管放在开关下面,并确保放置的每个开关与您的开关完全对应。

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                                                                                                                                        图14。

由于我们将微控制器放置在开关附近,因此我们将为图15留一些空间。

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                                                                                                                                        图15。

现在,玻璃已成为我们PCB最重要的部分之一。我们之前讨论过。因为它决定了键盘的速度和性能。注意,晶体的所有痕迹必须短且长度相同。您可以使用突出显示的网络工具来确定将哪些打击垫连接到哪个打击垫。然后,我们将所有组件一一放置。

首先,将晶振放在微控制器上并将其旋转45度。然后在敏感焊盘旁边放两个去耦电容器。然后对于VCC,在每个VCC和AVCC旁边放置4个0.1uF电容器。最后,安装最后一个电容器。众所周知,USB连接器甚至没有固定好,因此请放置USB连接器并重置开关。放置所有电阻器的方式使我们的布线更容易。

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                                                                                                                                        图16。

创新的: 

现在,我们必须绘制董事会的轮廓。为此,转到“图层”,然后单击“边框”。剪切以移动蓝色箭头并将其选择为图层。您可以使用绘图工具绘制PCB的轮廓。如图17所示:

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                                                                                                                                             图17。

地平面:

前面我们说过,您不必考虑接地,因为我们将在PCB上创建一个单独的接地层,在其中我们可以将所有GND点添加到星形拓扑中。它主要是一块大铜板,可以连接到所有其他EARTH点。当PCB上有许多连接到不同GND点的组件(例如我们的PCB)时,PCB平面将非常有用。现在要创建地平面,可以使用分区工具。首先,选择“ F.cu”选项,然后从“ Net”选项中选择GND,然后单击“ OK”,见图18。

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                                                                                                                                           图18。

绘制一条要在其周围切割边缘的边缘。有一些有关此的教程。您可以检查它们。完成这些过程后,您的PCB将如图19所示:

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                                                                                                                                             图19。

路由: 

路由是非常重要的一步。为此,我们要使用“添加轨道和过孔”工具。路由之前,重要的是设置网格的大小。出于布线目的,建议将其设置为0.25mm。现在您可能想知道什么是小路或什么路。我们将稍作讨论。迹线就像一根由铜制成的物理线。通孔是一个贯穿PCB两侧的孔。在布线时,您可以按'V切换图层并创建路径。

创建轨迹和轨迹时,我们必须遵循的规则很少。例如,晶体和控制器之间不允许有任何通路。因为过孔可以捕获少量电容,这可能会影响晶体的运行。

首先布线晶体和去耦电容。在这种情况下,这非常简单。确认已选择B.Cu层,因为这是放置大多数组件的位置。在图20中将如下所示:

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                                                                                                                                          图20

我们首先路由所有VCC连接。确认所有去耦电容器都已路由至微控制器上的相应VCC引脚。接下来,根据电路图布线USB端口。该电路如图21所示:

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                                                                                                                                             图21。

相应地布线UCap和其余电阻。尝试使您的设计尽可能干净和有吸引力。您可以在“渲染”选项卡中旋转鼠巢,以查看是否有任何连接丢失或断开。修复所有丢失的连接之后,您的电路将如图22所示:

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                                                                                                                                              图22。

然后,我们对所有二极管和路径开关进行布线。二极管和开关的布线方式应使其不会接触控制器。最后,我们将控制器路由到行和列。

重新验证是否使用设计规则检查工具或DRS工具进行了所有连接。

完成后,点击“开始DRC”并确保没有布局问题。现在转到“列出已断开连接”选项卡,并检查是否存在断开连接的网络。如果找不到任何断开的网络,那很好。现在,您所需的PCB布局已完成。

最后生成Gerber文件,并将其发送给制造商,制造商可以将其制造为我们的设计,然后将其与必要的组件组装在一起,以备使用。   

如何制作自定义机械键盘:

正如我们向您详细介绍如何设计自定义机械键盘的整个过程一样,现在您可以轻松地设计机械PCB键盘。现在,如果要向其中添加任何自定义功能,请首先写下所有这些功能,然后考虑需要对布局进行的更改。在大多数情况下,无需更改布局,但是您可以根据需要在控制器时间更改代码。每当您要设计用于机械键盘的定制PCB板时,都应尝试遵循我们上面讨论的所有设计准则。

互联网上有许多教程。您可以观察并实施它们。首先,为项目设定目标。然后考虑您需要对设计进行的更改。您要使用哪种控制器,然后开始设计。安装必要的库,这样您以后就不必再遇到任何问题了。然后专注于轮廓。因为它是PCB设计中非常重要的一部分。然后正确放置所有组件并正确布线。完成PCB布局后,您可以从制造商制造所需的PCB。

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                                                                                                                               机械键盘

什么是蓝牙机械键盘?

蓝牙机械键盘是一种无线键盘,仅通过使用蓝牙模块即可无线控制PC或笔记本电脑。基本上在这种情况下,主要的蓝牙模块否则主设备将连接到主键盘PCB输出,而从设备部分将连接到您要用键盘控制的其他设备。如果您不知道什么是蓝牙技术以及蓝牙技术如何工作,我们将稍作讨论。如果要无线使用机械键盘,则必须在键盘上添加一个蓝牙模块,以便可以无线使用它。无线键盘的主要优点之一是,您无需理会电缆。您可能知道大多数键盘都是由2.4 GHz射频供电的,但是蓝牙是另一种被无线键盘广泛使用的技术。此处,通信发生在两种类型的设备之间。第一个是主设备,第二个是从设备。这是一种短距离通信技术,可在10米的最大范围内工作。您最多可以连接7或8个设备。蓝牙网络主要由个人区域网组成,或者我们可以称其为微微网。蓝牙设备始终与某些代码交换一起工作,因此要使用蓝牙,我们需要其他设备(即主设备和从设备)的批准。使用蓝牙模块的好处不多,因为它包含声音安装和指示连接状态的RGB LED安装。然后,它允许多个设备无缝传输数据并使用无线连接。更重要的是,它的设计简单,编程如此智能,以使用户可以在不了解它的情况下使用它。您可以轻松地将其与键盘PCB连接。最后,蓝牙天线PCB的设计方式使您可以连接首选范围内的最后配对的设备或封闭的设备。在蓝牙机械键盘中,蓝牙设备将连接到主PCB输出,从设备的另一部分将连接到您要用键盘控制的设备。还有其他机制,例如,您可以直接将键盘连接到设备,而无需从属部分,但是在那时,有时需要确认两个设备对。最后,蓝牙天线PCB的设计方式是,您可以在首选范围内连接最后配对的设备或封闭的设备。在蓝牙机械键盘中,蓝牙设备将连接到主PCB输出,而从设备的另一部分将连接到您要用键盘控制的设备。还有其他机制,例如,您可以直接将键盘连接到设备,而无需从属部分,但是在那时,有时需要确认两个设备对。最后,蓝牙天线PCB的设计方式是,您可以在首选范围内连接最后配对的设备或封闭的设备。在蓝牙机械键盘中,蓝牙设备将连接到主PCB输出,而从设备的另一部分将连接到您要用键盘控制的设备。还有其他机制,例如,您可以直接将键盘连接到设备,而无需从属部分,但是在那时,有时需要确认两个设备对。蓝牙设备将连接到主PCB输出,从设备的另一部分将连接到您要用键盘控制的设备。还有其他机制,例如,您可以直接将键盘连接到设备,而无需从属部分,但是在那时,有时需要确认两个设备对。蓝牙设备将连接到主PCB输出,从设备的另一部分将连接到您要用键盘控制的设备。还有其他机制,例如您可以将键盘直接连接到设备而无需从属部分,但是在那时,有时可能需要确认两个设备对。

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                                                                                                            蓝牙机械键盘

如何找到最佳的机械键盘PCB制造商:

高端设备和经验:

选择制造商之前,请注意技术和制造商的经验选择。因为根据给定的布局制造精确的键盘PCB不容易。许多新手对PCB的性能感到沮丧,因为他们选择的制造商没有高素质的专家,或者没有足够的经验来检查PCB

建模您的需求:

从一开始,请始终尝试选择能够为您提供帮助的制造商,以对您的电路板要求进行建模,并通过其高端软件帮助您对要求进行建模。还必须选择可以在完成电路板测试后即可验证所需所有阻抗值的制造商。

物有所值:

始终向制造商确认他们可以在您的预算范围内为您提供多少质量。因为机械键盘用于高端工作,例如游戏和快速打字。因此,印刷电路板的质量必须达到更高的标准。始终尝试寻找可以为您带来更高性价比的制造商。

客户的更高评价:

当然,客户评价是一个好的制造商的一个好兆头。在检查完所有上述因素之后,您需要检查制造商的客户等级并进行相应选择。

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                                                                                                                             机械键盘PCB

结论:

因此,我们可以看到使用机械键盘PCB有很多优点,而且,PCB可能它可以帮助您生产用于机械键盘的PCB。机械键盘对PCB的需求急剧增加。尤其是游戏玩家社区,要求制造商提供更准确,更快速的机械键盘。如此众多的用户对定制机械键盘PCB提出了很高的要求。因此,我们认为这是学习如何设计机械键盘并根据客户要求或您自己的爱好进行制造的最佳时机。您可以仔细阅读上面的文章,并在互联网上观看一些教程。我敢肯定,您将能够在一个月内设计出一个PCB。当然,学习新技能需要时间,但是请仔细阅读上一篇文章并据此发展您的概念。感谢您如此耐心地与我们在一起。


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