Hand-wiring a Keyboard

这里介绍怎么手焊一个键盘，并用100多行Python代码实现USB蓝牙双模键盘。

准备材料

• 黄铜线5米+（直径0.8mm），也可以用普通导线，但黄铜更酷一些
• 定位板，选了60%的，因为选择多，键还少~ （比如睫毛外设的铝合金卫星轴定位板）
• 平衡杆或卫星轴，因为不用PCB，只能选定位板类型的
• 轴61个，为了办公室炫耀（挨打），当然选清脆（扰人）的青轴啦
• 二极管61个，这是防多按键冲突（Anti-ghost），如果很少用3及以上键同时按的组合键（比如 ctrl + shift + c），这个可以省掉（立创商城购买挺方便）
• 还需要个带蓝牙和USB的主控 Pitaya Go，后面Python就跑在这个开发板里面

工具

• 烙铁、焊锡
• 钳子，用来剪黄铜线
• 镊子
• 万用表，如果眼力足够好，这也可以省掉~

手焊键盘

1. 安装卫星轴

   把卫星轴安装在定位板上，可以用润滑脂把润滑一下，可以减少按键的噪声，润滑脂是半固体状的，不是润滑油。也可也用平衡杆替代卫星轴。

   

2. 安装键轴

   把键轴安装在定位板上

   

3. 焊接矩阵键盘

   矩阵键盘分行、列，先把用二极管把轴的一个脚跟行线连接，并焊接好，二极管的方向可以行到列，也可以是列到行，但整个矩阵要保持二极管的方向一致。

   

   

   把焊好一条行线后，可以用万用表测一下二极管的方向是否都是一致的，或者是否有虚焊。这里用的是黑色贴片二极管，因为小，肉眼分辨方向相当考验眼力，特别是焊接之后还有焊迹。也可以选用插件的二极管，焊接更简单一些。

   

4. 将行、列线连接到主控 Pitaya Go 的IO口

   

   这里矩阵键盘有5行、14列，Pitaya Go有20个可用的IO，剩下的1个IO还可以接个灯。矩阵键盘和主控焊接完成后，最好用万用表检测一下各行各列是否短接，至少目测一下。

键盘里跑Python

1. 参考 Pitaya Go 下载教程 更新 CircuitPython 固件，固件更新之后，Pitaya Go 会在电脑端模拟出一个名为 CIRCUITPY 的 U 盘和一个串口

2. 下载两个 CircuitPython 库 - adafruit-ble & adafruit-hid，然后它们放在 CIRCUITPY U 盘的 lib 目录，U 盘内容结构，如下：

   CIRCUITPY
   ├───code.py
   └───lib
       ├───adafruit_ble
       └───adafruit_hid

3. 把以下 Python 代码拷贝到 code.py，保存之后 code.py 会被重新加载运行，这时你就得到了一个 USB + 蓝牙的双模键盘

   import time
   from board import *
   import digitalio
   import usb_hid
   
   import adafruit_ble
   from adafruit_ble.advertising import Advertisement
   from adafruit_ble.advertising.standard import ProvideServicesAdvertisement
   from adafruit_ble.services.standard.hid import HIDService
   from adafruit_hid.keyboard import Keyboard
   from adafruit_hid.keycode import Keycode as _
   
   ROWS = (P27, P13, P30, P20, P3)
   COLS = (P26, P31, P29, P28, P5, P4, P24, P25, P23, P22, P14, P15, P16, P17)
   
   KEYMAP = (_.ESCAPE, _.ONE, _.TWO, _.THREE, _.FOUR, _.FIVE, _.SIX, _.SEVEN, _.EIGHT, _.NINE, _.ZERO, _.MINUS, _.EQUALS, _.BACKSPACE,
           _.TAB, _.Q, _.W, _.E, _.R, _.T, _.Y, _.U, _.I, _.O, _.P, _.LEFT_BRACKET, _.RIGHT_BRACKET, _.BACKSLASH,
           _.CAPS_LOCK, _.A, _.S, _.D, _.F, _.G, _.H, _.J, _.K, _.L, _.SEMICOLON, _.QUOTE, None, _.ENTER,
           _.LEFT_SHIFT, _.Z, _.X, _.C, _.V, _.B, _.N, _.M, _.COMMA, _.PERIOD, _.FORWARD_SLASH, None, _.RIGHT_SHIFT, None,
           _.LEFT_CONTROL, _.LEFT_ALT, _.LEFT_GUI, None, None, _.SPACE, None, None, _.RIGHT_ALT, _.RIGHT_GUI, _.APPLICATION, _.RIGHT_CONTROL, None, None)
   
   class Matrix:
       def __init__(self, rows=ROWS, cols=COLS):
           self.rows = []
           for pin in rows:
               io = digitalio.DigitalInOut(pin)
               io.direction = digitalio.Direction.OUTPUT
               io.drive_mode = digitalio.DriveMode.PUSH_PULL
               io.value = 0
               self.rows.append(io)
           self.cols = []
           for pin in cols:
               io = digitalio.DigitalInOut(pin)
               io.direction = digitalio.Direction.INPUT
               io.pull = digitalio.Pull.DOWN
               self.cols.append(io)
           self.pressed_keys = []
   
       def scan(self):
           new_keys = []
           pressed_keys = []
           released_keys = self.pressed_keys
           for r in range(len(self.rows)):
               self.rows[r].value = 1
               for c in range(len(self.cols)):
                   if self.cols[c].value:
                       key = r * len(self.cols) + c
                       pressed_keys.append(key)
                       if key in released_keys:
                           released_keys.remove(key)
                       else:
                           new_keys.append(key)
               self.rows[r].value = 0
           self.pressed_keys = pressed_keys
           return pressed_keys, released_keys, new_keys
   
   def main():
       hid = HIDService()
       advertisement = ProvideServicesAdvertisement(hid)
       advertisement.appearance = 961
       ble = adafruit_ble.BLERadio()
       if ble.connected:
           for c in ble.connections:
               c.disconnect()
       ble.start_advertising(advertisement)
       advertising = True
       ble_keyboard = Keyboard(hid.devices)
   
       matrix = Matrix()
       usb_keyboard = Keyboard(usb_hid.devices)
   
       while True:
           pressed_keys, released_keys, new_keys = matrix.scan()
           if released_keys:
               released_keycodes = list(map(lambda i: KEYMAP[i], released_keys))
               print('released keys {}'.format(released_keycodes))
   
               usb_keyboard.release(*released_keycodes)
               if ble.connected:
                   advertising = False
                   ble_keyboard.release(*released_keycodes)
           if new_keys:
               new_keycodes = list(map(lambda i: KEYMAP[i], new_keys))
               print('new keys {}'.format(new_keycodes))
               usb_keyboard.press(*new_keycodes)
               if ble.connected:
                   advertising = False
                   ble_keyboard.press(*new_keycodes)
   
           if not ble.connected and not advertising:
               ble.start_advertising(advertisement)
               advertising = True
   
           time.sleep(0.001)
   
   main()

   如果你的键盘矩阵连接到 Pitaya Go 的 IO 有所不同， 你需要要更改代码中 ROWS 和 COLS