Teclado mecánico macro personalizado: 12 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

En este Instructable, lo llevaré a través de los conceptos básicos para crear su propio macropad de 6 teclas, controlado por un Arduino. Lo guiaré a través de lo que necesita, cómo ensamblarlo, cómo programarlo y cómo mejorarlo o personalizarlo.

Después de mucha investigación, no pude encontrar una gran guía sobre cómo hacer un teclado macro, o un teclado con cable manual en general. Así que decidí hacerlo yo mismo, de la forma más sencilla posible, sin diodos, resistencias ni nada más. También quería tener un teclado modular único, donde pudiera agarrar cualquier parte que necesitaba, esta es la primera de muchas otras partes. La inspiración de este módulo provino de las teclas de flecha en un teclado, poder caberlo en su bolsillo y llevarlo a cualquier parte si necesita algunos botones adicionales sobre la marcha.

Debido a cómo se fabricó este teclado, le recomiendo que lea todo el Instructable antes de tomar cualquier decisión de compra.

También intenté hacer el Instructable en un orden lógico, pero no lo construyo lógicamente, por lo que podría ser mejor saltar en el orden de los pasos dependiendo de cómo construya.

Paso 1: obtener las piezas

El paso más largo es aquí mismo, comprar las piezas y esperar a que se envíen. Los enlaces de Amazon serán la Amazonía canadiense. Las piezas que vas a necesitar son:

1. Interruptores de llave mecánicos

   • Elijo los interruptores Gateron con tapas transparentes desde aquí (las tapas transparentes facilitan el siguiente paso, los tipos más comunes de interruptores también están cubiertos allí)

   • Otros lugares para comprar se pueden encontrar aquí en su sección de interruptores favoritos

     También recomiendo encarecidamente investigar un poco aquí sobre qué interruptor le gustaría aquí en la sección 'Sensación'

2. Teclas mecánicas

   • ¡Asegúrese de que sean compatibles con el conmutador que elija!

     También asegúrese de que sean compatibles con la luz de fondo para que pueda cambiar el color

   • Los proveedores se pueden encontrar aquí en la sección 'Teclas novedosas (fabricación estándar)', a menos que desee un juego completo de teclas

3. Tiras de LED RGB direccionables (opcionales, pero muy recomendadas)

   • Compré algo similar a estos en Amazon.

     • Asegúrese de que los LED sean LED WS2812B, pueden aceptar un voltaje más bajo.
     • También puede comprar LED regulares de 3 mm de su color favorito para usar, pero necesitaría resistencias

4. Un microcontrolador compatible con HID (usé un Pro Micro)

   • Los compré en Amazon para obtener la mejor oferta.

     Puede comprar otros microcontroladores, pero asegúrese de que sean compatibles con Arduino y HID (dispositivo de entrada humana)

5. Una pantalla OLED I2C de 128x32

   Compré esto en Amazon

6. Acceso a una impresora 3D

   • Pruebe con bibliotecas o escuelas locales a su alrededor y vea si tienen una impresora 3D
   • Personalmente, nunca he usado un servicio en línea, pero tú también podrías usarlos (algo como esto)
7. Cable delgado

8. Herramientas generales necesarias

   • Soldador y soldadura
   • Alicates de corte lateral
   • Archivos pequeños (algo opcional)
   • Pistola de pegamento caliente y pegamento
   • Destornillador y tornillos de su elección

Paso 2: Modificaciones del interruptor de llave

Empiece a desmontar los interruptores que compró. Estamos haciendo esto para permitir que la luz brille mejor para llegar a nuestras teclas. Si ha elegido teclas que no son compatibles con RGB, omita este paso.

Tome 2 cuñas pequeñas (usé 2 puntas de destornillador de punta plana) y presione debajo de las pestañas en el costado del interruptor. Luego coloque algo entre la parte superior e inferior para que no se cierre. Proceda a empujar las pestañas del otro lado, por lo que ninguna pestaña debe sujetar la parte superior. Después de eso, termina y quita la parte superior del interruptor. Por lo general, hay cuatro partes, la parte superior e inferior de la carcasa, el resorte y el vástago (parte deslizante del interruptor que sostiene la tapa de la tecla).

Comience a cortar pequeños pedazos de la parte inferior de la caja para permitir que pase más luz. Primero, corte la pestaña que sostiene el interruptor en la placa. Luego corte un poco del paso de LED original (la parte con los 4 orificios, que son para las patas de los LED). Corta lentamente esa pestaña del interior para llegar al fondo. Luego proceda a cortar hasta el centro cilíndrico del interruptor que sostiene el resorte. No necesitamos ir más lejos que eso. A continuación, ensanche un poco el agujero cortando lentamente ambos lados con los soportes premoldeados. Otro paso opcional es archivarlo, para hacerlo más agradable y menos irregular. Asegúrese de que no haya pedacitos de plástico dentro de la carcasa, ya que no querrá que el interruptor se atasque. Asegúrese de hacer estos cortes lentos y pequeños, ya que he roto algunas cajas por el ancho de los cortadores laterales que obligaron a la caja a separarse.

Si la mitad superior de su interruptor tampoco está clara, intente modificarla para permitir que la luz brille. Intenta poco a poco sin romper el interruptor, porque no quieres que se caiga el vástago. Una posible solución puede ser cortar la pieza de plástico que sostendría un LED normal, dejar el plástico que mantiene el vástago encerrado y solo archivarlo.

Paso 3: impresión 3d

Deberá descargar uno de los archivos zip a continuación e imprimirlos en 3D. Habrá diferentes versiones en función de lo que quieras. Habrá una carpeta con todos los archivos stl normales en ella (KeybArrowSTLFiles) y una con los archivos del inventor de Autodesk (KeybArrowSourceFiles), para que pueda modificar los archivos y cambiarlos según sus propias necesidades. Los archivos son ligeramente diferentes de los que imprimí, esto se debió a que había algunos defectos de diseño y sentí que podía mejorarlos. Por ejemplo, los lados de la carcasa, los míos eran un poco demasiado altos, por lo que las teclas no se presionarían hasta el fondo, los nuevos archivos deberían arreglar eso.

El diseño de ellos fue bastante complicado, con más de 30 pasos. Todo lo que diré es que si desea diseñar una carcasa para un tamaño diferente, debe asegurarse de tener experiencia con diseños 3D algo complicados. No es realmente para personas que son nuevas en el diseño 3D.

Tenga en cuenta que ambas limas de la carcasa están en un ángulo de 3 grados y debe inclinarlas sobre la cama

Paso 4: Reúna lo que tiene hasta ahora

Ahora que tenemos todas nuestras piezas y tenemos las piezas impresas en 3D, ¡es hora de ensamblarlas un poco!

Coloque los 6 interruptores en la placa y péguelos en su lugar. Necesitamos pegarlos porque cortamos las pestañas que lo mantienen en su lugar. Sugiero esperar para poner el OLED porque no quieres que esté inclinado.

A continuación, corte 6 LED y colóquelos en la placa de LED. Los cuadrados de la placa sirven para ayudarlo a alinear los LED. Los LED cuadrados encajarán en ellos, por lo que puede imprimir en 3D otro para ayudar a la alineación, o simplemente alinearlo desde la parte posterior. Asegúrese de que las flechas apunten a los otros LED, ya que DO estaría soldado a DI. Use esos cuadrados para pegar los LED con pegamento caliente y manténgalos en su lugar y espere a que el pegamento se fije.

Usé una placa prototipo para los interruptores para sostener los LED (en las imágenes) porque no me gusta desperdiciar filamento, y decidí reutilizar. El nuevo archivo no afectará a nada, solo simplificará la alineación.

Paso 5: Configuración del OLED

Recomiendo usar este Instructable para un recorrido completo. Hicieron un buen trabajo al explicarlo.

Deberá descargar e importar esta biblioteca y esta biblioteca para que el código funcione.

Primero conéctelo. Conecte VCC a VCC y GND a GND. Luego conecte los pines SDA y SCL. Los pines SDA y SCL pueden variar de cada Arduino, pero en el micro pro, SDA está conectado al pin 2 y SCL está conectado al pin 3. Busque un pinout de su microcontrolador si no está seguro de qué pines SDA y SCL están conectados a.

Lo siguiente es hacer que muestre y cree imágenes. Habrá archivos a continuación sobre cómo hacerlo funcionar. El primer paso es usar el código ScreenScan (originalmente proporcionado por Arduino aquí). Cargue el código en el Pro Micro y abra el lector de serie (debajo de la pestaña de herramientas en la parte superior). Le leerá la dirección del OLED. Si su dirección es 0x3C, entonces no necesita cambiar nada. Si no es así, debe cambiar la dirección en el código ssd1306_128x32_i2c y el código final (llamado ArrowKeypad) para que funcione correctamente.

Ahora pruebe el código de ejemplo que se incluyó con la biblioteca Adafruit ssd1306 que para el código i2c 128x32 (llamado ssd1306_128x32_i2c)

Después de eso, mantenga el Arduino encendido e intente alinear el OLED en la placa del interruptor, luego apáguelo e intente pegarlo en su lugar. Lo más probable es que no obtenga este primer intento, pero siga ajustándose para tratar de alinearlo, de modo que no esté en ángulo cuando se complete. Sugiero pegar un poco un lado y verificar antes de pegar el otro lado para asegurarse de que no esté inclinado.

Descargue el código ahora y use los otros archivos de código en el Paso 8 más adelante en este Instructable

Paso 6: soldadura

Un archivo de Fritzing estará disponible a continuación. Esto le permitirá interactuar con los circuitos y, si hace clic con el botón izquierdo y manténgalo presionado, puede ver qué cables están conectados (resaltados en puntos amarillos) los archivos que deben importarse a Fritzing antes de abrir el archivo estarán abajo (por el Pro Micro y los LED).

Asegúrese de que los pines etiquetados como "MOSI, MISO o SCLK" no estén UTILIZADOS o se producirán fallas en el OLED

Después de cortar los 6 LED en tiras individuales y pegarlas en la placa. Coloque el soldador sobre las almohadillas de cobre y agregue soldadura a cada una de las almohadillas. Corte pequeños trozos de alambre y pele la mitad, gírelo, luego retire la otra mitad y retuerza el alambre. Será necesario sujetar el cable con unos alicates o un poco de ayuda para soldar, mientras lo mantiene en su lugar con la soldadura. Agregue más soldadura para mantenerlo allí bien. Suelde todos los LED de la fila juntos. Corte un cable y suéldelo al final del LED en la primera fila, con la etiqueta 'DO' o 'D-', y conéctelo al primer LED en la segunda fila con la etiqueta 'DI' o 'D + '. También puede hacer esto con 5v y GND, pero es más fácil si los primeros LED 5v y GND en cada fila están conectados entre sí. Conecte el cable de 5v a VCC, el pin de datos a cualquier pin digital (el código lo tiene configurado como 10) y GND a GND en el Arduino.

Para que Arduino reconozca una entrada, los interruptores deben conectarse a tierra a un pin de datos. Por lo tanto, puede soldar un cable para conectar los 6 interruptores a tierra. Suelde un cable a cada interruptor y, si es posible, intente cambiar los colores del cable para realizar un seguimiento de qué interruptor es qué cable. Pase los cables a través de la placa LED y conéctelos a un pin de datos en el Arduino (usé los pines de datos 5-9 para esto)

Los dos interruptores laterales tienen diferentes funciones, uno es un interruptor de reinicio para la programación, mientras que el otro es un interruptor de función, que cambiará entre capas del teclado para cambiar rápidamente las funciones de los botones. El interruptor superior, está cableado para reiniciar (RST) y GND, cuando está conectado, provoca el reinicio. El interruptor inferior está conectado al pin 18, que está etiquetado como A0 en el Pro Micro. Dése un poco de holgura con los cables del interruptor, ya que todavía necesita deslizar las placas, y muy poco cable no permitirá que el placas para insertar a través de la parte superior.

Paso 7: Introducción a la programación

Antes de que desee cerrar el caso, debe probarlo y asegurarse de que funciona. Puede saltar al paso 11 para montarlo ahora. Creo que probarlo de antemano ayuda a reducir la cantidad de veces que lo abre y cierra. Aunque no debería afectarlo mucho, usé la versión 1.8.3 del IDE de Arduino, así que si tiene problemas, intente usar esta versión. El código está en el Paso 5, es un archivo zip que deberá extraer y cargar a través de Arduino.

Habrá varios fragmentos de código a continuación. Uno será el código final, dos serán para probar el OLED (uno para probar, uno para encontrar la dirección) y uno para probar el RGB. Utilice el código final para probar los interruptores.

Si desea diseñar su propio código, lo enseñaré en los siguientes 3 pasos, pero está totalmente bien si desea usar mi código, o tomarlo y modificarlo.

Algunos conceptos básicos de la programación de este

• En la pestaña "Herramientas", luego en la pestaña "Tablero", configúrelo en un Arduino Leonardo (a menos que tenga un microcontrolador que sea diferente del Pro Micro)
• Utilice el interruptor de reinicio cada vez que cargue un código en el Pro Micro. Descubrí que una vez que la barra de compilación está llena y aún se está cargando, es un buen momento para encender y apagar el interruptor para programar. (Si no lo hace, la carga simplemente no se cargará).

• Todas las bibliotecas utilizadas deben estar instaladas e importadas

  Para importar, vaya a la pestaña de herramientas y haga clic en incluir biblioteca. (Tenga en cuenta también que mis ejemplos de código en la página web deben tener el nombre de la biblioteca, no pude ingresarlos en la sección de código de ejemplo en los siguientes pasos)

• Las bibliotecas de LED y OLED se inicializarán como objetos, puede nombrarlos como sea, pero en aras de la demostración, los llamaré 'tira' y 'pantalla'

  Llame a funciones desde un objeto escribiendo el nombre del objeto, poniendo un punto y luego escribiendo la función que desea usar

A continuación, pruebe los LED, cargue el código y asegúrese de que todos funcionen. Si ninguno funciona, le falta un pin que les va, verifique la soldadura del primer LED.

Por último, use el código final para probar sus conmutadores. Esto debería ser lo más fácil de hacer. Tenga en cuenta que ahora, después de cargar algún código HID, deberá restablecer el Arduino cada vez que cargue un código. Simplemente reinícielo a la mitad de la carga y debería funcionar.

Paso 8: Programar los interruptores

De toda la programación, los interruptores son los menos complicados. Para que se reconozca como un teclado, todo lo que necesita usar es la biblioteca Arduino Keyboard y las declaraciones condicionales. Asegúrese de que en la pestaña Herramientas, la placa esté configurada en un Arduino Leonardo si está utilizando un Pro Micro como yo.

Antes de comenzar con las declaraciones condicionales, necesitamos configurar los pines. Solo necesitamos que esto se ejecute una vez, así que póngalo en la configuración vacía. Comience con pinMode (PinNum, INPUT_PULLUP); Esto le dice al Arduino que el PinNum está esperando una entrada y que agrega una resistencia pullup (para que no necesitemos conectar ninguna en el hardware)

El pullup de entrada tiene 2 estados, BAJO y ALTO. El Arduino leerá BAJO en un pin cuando esté conectado a tierra (GND) y leerá ALTO cuando esté desconectado. Para encontrar lo que lee el pin, usamos digitalRead (PinNum).

Comenzando con lo básico, usamos declaraciones if condicionales para averiguar si se presionó la tecla. Queremos que esto se repita una y otra vez, por lo que queremos que se ponga el bucle vacío. Si la tecla se registró como "BAJA", entonces queremos que se presione la tecla y que se suelte la tecla cuando la entrada sea "ALTA". Entonces, para hacer esto, codificamos if (digitalRead (PinNum) == LOW) {[Código para cuando se presiona el botón]} y codificamos if (digitalRead (PinNum) == HIGH) {[Código para cuando se suelta el botón] }

Para el código del teclado, importe la biblioteca del teclado. Ponga un keyboard.begin (); en la configuración vacía. Luego, dentro de nuestras declaraciones condicionales, usamos keyboard.press ([key]); y keyboard.release ([tecla]); o keyboard.releaseAll (); si ha pulsado varias teclas. También puede usar keyboard.print ([String]); y keyboard.println ([String]) para imprimir cadenas, como una contraseña. print e println son similares, pero println solo agrega un ENTER, por lo que pasa automáticamente a la siguiente línea.

Paso 9: Programación del OLED

Comenzando con la programación del OLED, necesitará tener un código de configuración básico. Básicamente, esto le dice a la computadora dónde se encuentra su OLED, el tamaño y cómo está programado. Una vez que tenga el código de configuración para OLED, asumiendo que solo está mostrando texto, debería ser bastante simple de programar. Primero incluya las bibliotecas Wire y SSD1306.

Defina OLED_RESET como 4 e incluya la biblioteca SSD1306 en su código. Ponga la pantalla Adafruit_SSD1306 (OLED_RESET); en su código para comenzar a usar la biblioteca Adafruit SSD1306.

Comience con Serial.begin (9600); luego display.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); para inicializar la pantalla i2C con la dirección 0x3C (a menos que haya cambiado en el paso 5). Ponga ambos en configuración nula porque solo necesitan ejecutarse una vez.

Antes de programar la pantalla, debe asegurarse de utilizar display.clearDisplay. Si no lo hace, lo que se ingresó se superpondrá y, dependiendo de lo que se modificó, no será legible. También desea establecer el origen, así que use display.setCursor (0, 0); para establecerlo en un punto de la pantalla, coloque (0, 0) para restablecerlo al principio. Para establecer el tamaño del texto, use display.setTextSize (1); Yo no iría mucho más grande que 1, es mucho más grande de lo esperado.

Aunque nuestra pantalla es monocromática, necesitamos establecer el color del texto, así que lo programamos como display.setTextColor (WHITE);

Ahora que ha importado su biblioteca y su objeto de visualización, puede comenzar a programarlo. Para agregar texto, use display.print (); y display.println (); para imprimir cadenas. Nuevamente, print no agrega un retorno, mientras que println regresa automáticamente a la siguiente línea cuando algo se imprime nuevamente.

Antes de que pueda mostrar algo, debe actualizar el OLED y decirle que se actualice, use display.display (); sin parámetros y se actualizará.

El código debería verse así ahora:

// Código hecho por Foster Phillips

#include Adafruit_SSD1306.h #include Wire.h #define OLED_RESET 4 Pantalla Adafruit_SSD1306 (OLED_RESET); configuración vacía () {pinMode (INTERRUPTOR, INPUT_PULLUP); Serial.begin (9600); display.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); display.display (); retraso (2000); display.clearDisplay (); display.setTextSize (1); display.setTextColor (BLANCO); } bucle vacío () {display.display (); retraso (2000); display.clearDisplay (); display.setTextSize (1); display.setCursor (0, 0); display.println ("¡Hola mundo!"); display.println ("¡Hola instructables!"); }

Este Instructable y este enlace de Github son muy buenas referencias para la resolución de problemas y para aprender más sobre la programación de la pantalla, respectivamente.

Paso 10: Programación de los LED

Los LED también son razonablemente simples. Usaremos la biblioteca Adafruit Neopixel. Personalmente, la biblioteca NeoPixel es muy similar a la programación en Processing, si alguna vez ha programado en eso.

Hay un primer código de configuración, que aborda la biblioteca que estamos usando y configura una matriz que básicamente dice cuántos LED hay en el pin, qué pin es para los datos y cómo está programado. Esto se hace con un ejemplo como Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel (6, 10, NEO_GRB + NEO_KHZ800); Esto explica que hay 6 LED, el pin es el pin número 10 y que utiliza el tipo de tiras direccionables NEO_GRB + NEO_KZH800. Por lo general, no es necesario tocar el último argumento, las tiras de LED que usé no necesitaban ese cambio.

Después de eso, necesita strip.begin (); función que muestra que está listo para comenzar a usarlos. No es necesario que haya nada entre paréntesis.

Una vez que tenga eso, puede llamar a diferentes funciones con la tira. [Función]

Uno que necesitará saber es strip.setPixelColour. Tiene 4 funciones entre paréntesis. Tiene el LED en la 'matriz' de LED (recuerde, las matrices comienzan en 0) y los valores rojo, verde y azul correspondientes de 0-255. Esto le permitirá mezclar los valores deseados de rojo, verde y azul para obtener el color que desee. El código debería verse así: strip.setPixelColour (0, 0, 255, 255); si quisieras un color cian en el primer LED.

El LED también necesita enviar esos datos, que es lo que strip.show (); lo hace. Actualizará los píxeles después de que haya cambiado algo con ellos. No es necesario que quede nada entre paréntesis.

El código debería verse así:

// Código hecho por Foster Phillips

#include Adafruit_NeoPixel.h #define PIN 10 #define Num 6 Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel (Num, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800); configuración vacía () {strip.begin (); strip.show (); } bucle vacío () {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 (); }

Puede encontrar más información aquí.

Paso 11: ¡Montaje

Este es probablemente el paso más fácil y el más genial.

Comience colocando y deslizando el Pro Micro en el cierre de la caja. Pégalo en su lugar con un poco de pegamento termofusible.

El estuche / cierre fue diseñado para que pueda colocar la placa del interruptor y la placa LED hacia adentro. Simplemente deslícela hacia adentro y, dependiendo de cómo lo imprimió, es posible que deba archivar o cortar el interior de las diapositivas para quitar un poco de plástico que sobresale.

Después de eso, obtenga sus tornillos y simplemente introdúzcalos allí y haga sus propios orificios para tornillos. No tenía roscas de tornillos específicas cuando diseñé las limas, así que hice un agujero aproximadamente del tamaño de un tornillo y lo atornillé yo mismo. Calentarlo con un encendedor ayudará a formar el tornillo que necesita y, por lo general, fortalecerá las capas. Asegúrate de no presionar demasiado los tornillos, o puedes pelar la cabeza. Usé tornillos de llave Allen para reducir este riesgo.

Luego, simplemente presione las tapas de las teclas sobre las teclas. ¡Entonces está prácticamente hecho! ¡Mi versión del Macropad de teclas de flecha está completa!

Paso 12: ¡Tus propias mejoras

Ahora que sabes cómo hacer mi versión, ¡puedes hacer la tuya propia! Podría decirse que los teclados pueden consistir en expresarse, por lo que tener el diseño de otra persona no es divertido a menos que lo modifique para adaptarse a usted. ¡Hay muchas mejoras que puedes hacer! ¡Aquí hay algunas mejoras que me gustaría agregar o en las que me gustaría pensar!

• Programa Tetris y otros juegos simples
• Hazlo bluetooth
• Permítale leer datos de presentaciones de diapositivas y mostrarlo en el OLED (muestre el número de diapositiva y el nombre de la diapositiva)
• Haga un teclado de tamaño completo o un macropad más grande usando esta técnica

  Necesitarías aprender a hacer una matriz de interruptores para esto

• Programar más opciones de color
• Programa macros para juegos, edición de video, etc.
• Utilice los archivos fuente de Autodesk Inventor para crear su propio caso o modifíquelo para que sea exclusivamente suyo.
• Agregue una placa de sonido para que funcione como reproductor de música

¡Diviértete haciendo! ¡Siéntete libre de agregar consejos o pedirme una aclaración!

Si desea ver el progreso de las otras partes, considere revisar mi Instagram. ¡Gracias por leer mi Instructable!

Finalista en el Concurso de Microcontroladores