Warning
使用電烙鐵時注意環境通風。
部分零件在壓製熱壓螺母時需要用手做固定及公差微調,注意不要燙傷。
3D列印的部件相當脆弱,務必不要過度用力彎折、摔、掉落、螺絲硬鎖等行為。
- 溫控電烙鐵及相關工具配件。
- 烙鐵工作臺(帶夾子固定、吸磁固定為佳)
- 剝線鉗。
- 美工刀。
- 切割墊。
- 精密螺絲起子。
- 寬頭鑷子。
- 小剪刀
- 熱風槍。
- 超黏無痕雙面膠。
- 絕緣膠帶。
- 1u鍵帽若干。
Note
熱壓螺母及螺絲的使用量相當多,推薦直接買一包備著用。
能夠在同一個賣場買就在同一個賣場買,比較省錢。
推薦使用單格電路板組裝,邏輯比較好懂,也比較好拉矩陣佈線。
電線不一定要按照表格上標示的顏色購買,2種不同的顏色即可,方便走線佈線及防呆。
材料名稱 | 左右手合計最大用量 | 相關連結 |
---|---|---|
M2x3x3.2mm 熱壓螺母 | 76 | Link |
M3x3x4.2mm 熱壓螺母 | 62 | Link |
M2x5mm 薄頭螺絲 | 50 | Link |
M2x8mm 薄頭螺絲 | 22 | Link |
M3x6mm 薄頭螺絲 | 54 | Link |
M3x8mm 薄頭螺絲 | 2 | Link |
M3x6mm 扁頭螺絲 | 8 | Link |
1/4" 高6.35mm 熱壓螺母 | 4 | Link |
Pro Micro 5V16M | 2 | Link |
TRRS座 | 2 | Link |
28AWG 白色矽膠線 | N/A | Link |
28AWG 紅色矽膠線 | N/A | Link |
2.54mm 圓排針公 | N/A | Link |
2.54mm 圓排針母 | N/A | Link |
外徑1mm 熱縮套管 | N/A | Link |
單格電路板 | 56 | Link |
1N1418 貼片式T4 開關二級管 | 56 | Link |
Note
根據需求先決定自己需要3x5、3x6或4x5、4x6等鍵盤主配列,如果不清楚的話,請先決定自己的鍵盤要幾排(Row)按鍵。
不知道拇指要幾顆按鍵,請全部列印出來。
這把鍵盤叫做探索者,就如其名,它需要你慢慢探索鍵盤按鍵中的奧祕。
Note
部分組件為對稱設計,但檔案數量龐大,還是將組件建立成左右區分,方便大家列印時參考用。
部件名稱 | 左右區分 | 選項A | 選項B | 備註 |
---|---|---|---|---|
直列定位板(column) | - | 3x1 | 4x1 | 5列鍵盤需列印10組、6列12組 |
底殼(bottom case) | Yes | 3x5 | 4x5 | - |
底殼拓展(bottom expand case) | Yes | 3x1 | 4x1 | - |
上框架(upper main frame) | Yes | 3x5 | 4x5 | 3x5、4x5不共用 |
共用下框(lower main frame) | Yes | - | - | 3x5、4x5通用 |
拓展框架(x1-main frame) | - | - | - | 一組左右拓展需列印4組 |
前方雲台插件(front basepart) | Yes | - | - | 左右邊可通用 |
拇指區基座(thumb area basepart) | Yes | - | - | - |
拇指定位板(x1-thumb plate) | - | - | - | 依據拇指按鍵數量列印 |
拇指底板AX(thumb AX plate) | Yes | AA(長板) | AB(短板) | 可連結基座 |
拇指底板BX(thumb BX plate) | Yes | BA(長板) | BB(短板) | 純拓展,左右通用 |
連接器(linker) | - | - | - | 左右通用,2組按鍵需用1組連接器 |
TRRS主控底座(trrs mcu base) | Yes | MCU卡扣(mcu stuck) | TRRS卡扣(trrs stuck) | - |
無線主控底座(mcu base) | Yes | MCU卡扣(mcu stuck) | - | 左右通用 |
斜角插件(mcu base angle) | Yes | - | - | 左右通用,必要組件 |
電池倉上蓋(case cover) | Yes | - | - | 左右通用,厚度通用 |
電池盒(box) | Yes | - | - | 左右通用,2050(20x50mm)規格,厚度6mm、8mm、10mm可選 |
Note
3x5、3x6及4x5、4x6鍵盤配列安裝大同小異,這裡會以配列最大的4x6+4鍵盤演示為主。
簡單的一個邏輯,跟外殼連接相關使用M3,跟定位板相關使用M2,請依據這個邏輯進行安裝。
Warning
第一步先安裝熱壓螺母,電烙鐵使用定溫200度即可,溫度太高PLA外殼會融化。
- 探索者1號會使用到M2x3x3.2mm、M3x3x4.2mm及英制1/4"高6.35mm三種規格之熱壓螺母,每個部件都會按照下圖的顏色做標示,方便安裝。
- Column-3x1、4x1:
- x1-thumb plate:
- thumb AA plate、thumb AB plate:
- thumb BA plate、thumb BB plate:
- linker:
- 4x6 bottom case,3x6會少用1個M3螺母,安裝方式大同小異:
- box:
- trrs mcu base、mcu base,安裝方式一樣:
- mcu base angle:
- front basepart:
Note
探索者1號由於是模組化設計,大體設計出來的部件數量相當龐大外,如果不瞭解如何安裝外殼,後續的安裝步驟會很困難,務必將各個部件的安裝方式及步驟記下。
- 首先將主控座的部分用螺絲固定上:
- 再將斜角插件固定在主控座上:
- 主控座的部分會在製作排線的時候再繼續做介紹,先知道要如何安裝卡扣就好。
- 上框及下框的部分具有防呆機制,上框中指區會有2個孔、下框只會有1個孔,這點務必留意。
- 首先用M2x5的螺絲將框架及Column都固定上去,個人建議從最外側往內安裝會比較好固定。
- 如果要安裝拓展的話,務必留意x1-main frame的螺絲安裝方向:
- 拇指區基座部分由M3x8mm螺絲當作軸心、M2x5螺絲做角度固定,只有thumb BA plate、thumb BB plate可以連結基座,這裡再強調一次:
- 基座部分可以調整的角度為0~90度合計7個檔位,其中75度及90度檔需要使用M2x5mm規格之扁頭螺絲,基本不建議安裝。
- 拇指按鍵底板的部分特別留意安裝角度:
- 接著再安裝背面:
- 將拇指按鍵、基座組合在一起,選定好喜歡的角度後進行固定:
- 最後將拇指定位板安裝上去:
- 拇指定位板根據型號A的長板可進行定位板前後6mm微調,根據自己喜好安裝即可:
- 拇指區安裝完畢:
- 底殼底部雲台座部分先使用防滑腳貼貼在雲台接觸面上,由於PLA材質問題只有單雲台有防滑機制的話會無法穩固鍵盤本體。
- 然後將4x5定位板、拇指區及底殼合併。
- 最後將鍵盤本體安裝在雲台上就完成了。
Note
完成外殼後務必先安裝鍵軸及鍵帽測試是不是適合自己,不適合的話再做微調,直到滿意為止。
- 拇指區按鍵數量焊接前先決定好,本篇組裝說明只會解說固定4鍵的拇指區。
- 如果有需要安裝拓展,安裝方式如下:
- 探索者1號使用的是ATmega32U4的MCU,這裡我是使用有實體Bootloader按鈕的Pro Micro做安裝,可以直接省略用針腳短路Reset的燒錄方式。
Note
這裡定義MCU帶晶片的那一面為正面、反之為背面,後續解說不會再提及。
Warning
Pro Micro的部分會使用到RX1、右邊的GND、VCC,用於控制TRRS的訊號傳輸;矩陣部分會使用D4、C6、D7、E6、B4、B5作為Column;F7、B1、B3、B2、B6作為Row。
- Pro Micro針腳腳位示意圖:
Warning
完整矩陣走線圖務必記下來,後續佈線的時候會一直用到。
Note
探索者1號使用的Firmware為4x6+4的Keymap,全配列通用一個韌體控制(one firmware controls all),目的為增大鍵盤的改裝自由度;原理為開關ON/OFF的基本道理,這裡不理解沒有關係,之後會在操作說明書中做解說。
- 3x6、4x6佈線圖:
- Dactyl Manuform系列鍵盤最主要使用的是電線連接軸體針腳彼此來建立鍵盤矩陣,但工藝相對來說比較繁瑣及麻煩,因此在設計探索者1號的時候就是以單格電路板開發設計,這裡特別感謝James Sa為了我而設計這塊單格電路板,可以在焊接、熱插拔這兩個選項中做選擇。
- 這裡列出幾種可以作為替代的單格電路板供大家參考:Amoeba Single PCBs、MxLEDBit、PCBabies。
Note
在正式焊接之前要特別介紹常用的焊接工具——助焊劑、或是稱為錫膏;探索者1號除了壓製熱壓螺母不會動到錫膏之外,其他地方用量相當大,而且好用。
- 首先準備好相應數量的單格電路板,4x6+4會用到56片。
- 簡單說明下單格電路板上焊點及走線。
- 首先我們需要焊接1N1418貼片二級管到單格電路板上,由於貼片式二極管真的太小,我的手機無法使用微距拍攝,這邊借用一下網路上的商品圖。
Warning
二極體有分正負極之分,其中有直線的那端為負極,這裡不知道什麼是負極沒有關係,就根據有線的那端作為方向性安裝。
- 依據單格電路板上的方向做安裝。
- 先在二極體焊點其中一邊點上錫。
- 接著使用鑷子對好方向後,簡單溶解焊錫,將二極體的一邊接上去。
- 固定好單邊後,用鑷子輕輕壓住二極體,再用烙鐵點一下錫,完整貼平二極體。
- 最後再固定另一邊就完成了。
Note
沒有支援熱插拔座的話,可以直接跳到下一步。
- 接著在熱插拔座單邊焊點先上一點錫。
- 接著將熱插拔座固定上去(先上錫的一邊先固定再用另一邊)。
- 將56片都焊接好後,接著進入下一個步驟。
Note
矩陣焊接務必搭配大步驟(三)裡提到的佈線圖,會比較好理解。
- 將單格電路板、軸體、定位板準備好。
- 將鍵軸事先安裝到定位板上,這裡採用的是下燈位。
- 再將單格電路板固定到鍵軸針腳處。
- 將準備好的鍵帽安裝在拓展及拇指按鍵上,目的是不讓它們在焊接時晃動
- 接著準備一定長度的白色矽膠電線,對好焊點至焊點之間的距離後,將它們用小剪刀剪下來。
- 使用剝線鉗將電線的兩端的金屬部分露出。
- 然後用焊錫把焊點先填上,這樣比較方便做電線固定。
- 電線兩端沾上一點錫膏後,用鑷子做輔助,烙鐵加熱其中一邊焊點使其融化後,將電線一端接上去。
- 接著固定另一邊。
- 首先是拓展部分的Column完成。
- 接著是右手鍵盤。
- 雙手的部分。
- Column的部分完工之後,準備紅色電線,用於Row的連接。
- Row的步驟跟Column相同,只是電線長度會稍稍不一樣。
- 首先完成單邊鍵盤Row。
- 再來是雙手(拓展部分的Row會用排線形式做連接,因此這裡只要把主鍵盤的Row先接好即可)。
- 由於我不是熟悉程式設計的工程師,因此很多東西需要花時間研究... 不過還好,2023.05.06晚上8點左右的時間,支援VIAL改鍵的探索者1號韌體成功編譯出來了,配列如下:
- 預設鍵位第一層~第四層:
Note
在組裝說明第三點有提到:全配列使用同一個韌體,這樣的好處是自由度增大,會在操作說明提及。
- 首先將韌體下載下來準備好,打開QMK toolbox。
- Local file的位置選定explorerkb_rxct_vial.hex,接著將Auto-Flash勾選起來。
- 將2片Pro Micro(主控、MCU)準備好,單片接上電腦後讓電腦辨識,此時會亮橘紅色燈光。
- 接著按下Bootloader的按鈕將韌體燒錄進Pro Micro裡面。
- 這時的Pro Micro會亮藍色及綠色的燈光。
- 燒錄結束後,右下角會跳出"我們正在設定Explorer Keyboard RxCT"的視窗。
- 最後點開VIAL查看是不是已經辨識到鍵盤。
Note
特別留意兩片Pro Micro都要燒錄韌體,且不要使用VIAL事先改按鍵,不然實際上機時左右邊鍵盤不會相互辨識。
Warning
主控座排線的部分會使用到RX1、右邊的GND、VCC,用於控制TRRS的訊號傳輸;矩陣部分會使用D4、C6、D7、E6、B4、B5作為Column;F7、B1、B3、B2、B6作為Row。也就是框起來的pin腳。
- 準備好排針母座,將上圖對應數量的母座用美工刀切下來。
- 接著將排針安裝在主控背面,從正面焊接。
- 完成2片主控後,接著在背面貼上絕緣膠帶。
- 將主控安裝在主控座上。
- 最後將卡扣鎖回去(務必記得雙手主控座都要先完成)。
- 接著準備排針公頭,將2組3pin切下來。
- 準備好烙鐵工作臺、電線、超黏無痕膠帶、TRRS線。
- 首先將TRRS座稍微固定在TRRS線上,用工作臺上的固定夾固定。
- 接著在3個會使用到的針腳上刷上助焊劑。
- 將針腳上沾上一些錫後先放著。
- 接著剪下長度稍長的電線,需要用到6條。
- 用剝線鉗將所有剪下的電線其中一端露出金屬部分,沾上錫膏。
- 接著將電線接在TRRS座上。
- 剪下適量長度的熱縮管。
- 套上電線拉至TRRS針腳處,用熱風槍將熱縮管固定。
- 接著將TRRS座安裝在主控座上。
- 依據配線圖,測量TRRS各針腳需要使用多長長度連接到對應的主控針腳上。
- 把3pin公排針夾上固定夾
Warning
這裡特別留意上錫的時間不能超過1秒,排針上的塑料固定口會融化崩解
- 依照TRRS座接電線的方式,在針腳上刷一點錫。
- 熱縮管先套至TRRS座上的電線再進行電線連接的動作。
- 然後將熱縮管固定好。
- 再用美工刀將3pin公排針切開。
- 接著剪下無痕膠帶後貼在TRRS座上。
- 將TRRS座固定在主控座上,最後再將卡扣鎖上。
- 最後將雙手TRRS座上的排針連接到對應的位置。
Note
製作排線是需要點細心的手藝,這邊我會儘可能的教大家如何製作。
探索者1號最後的安裝步驟都會跟排線有關,第一次做務必做好Column、Row走線使用的電線顏色,這是為了防呆處理,也比較好辨識排線上的針腳是走什麼訊號。
特別留意拇指區、拓展的部分,這兩個地方製作的排線會稍稍複雜一點。
- 首先準備好烙鐵工作臺、錫膏、筆刷、紅色電線、白色電線、剝線鉗、小剪刀等工具。
- 排線依據功能連接需求會需要使用公排針或母排針,這邊先以連接底殼跟主控座用排線當作範例。
- 這裡先準備一定長度的白色電線,用於Column;紅色電線用於Row。
- 先製作可直插主控座上的公排針
- 首先將一定長度的白色電線剪下6條備著;紅色電線剪下5條。
- Column會使用到6pin的公排針、Row會用到5pin,先用美工刀切下來備著。
- 這邊先從Row的排針開始做,首先把5pin排針夾在夾子上。
Warning
特別留意上錫的時間不能超過1秒,排針上的塑料固定口會融化崩解。
- 在針腳上刷上錫膏後,點上一點錫。
- 接著將電線的一端剝出金屬部分。
- 線頭點一點錫膏後,連接排針。
Note
是不是這個感覺跟TRRS座的連接方式很相似?沒錯,原理基本一樣,就差在有沒有將排針切開分離。
- 接著在線頭連接處上熱縮管固定後,會得到一組單邊公排針的排線。
- 接著就將所有主控部分會用到的單邊排線都先做好備著。
- 接著將Column、Row公排針的部分穿過底殼,接在主控座上。
- 接著用M3x6mm扁頭螺絲固定住主控座。
- 這裡會測量需要多長的排線,首先用手將電線順好,簡單量一個合適的長度後,把不要的部分剪掉。
- 將主控座跟排線先卸下,準備排針母座。
Warning
特別留意在接線前要先將熱縮管套上。
- 接著做法跟公排針一樣:夾子夾住排針座、刷錫膏、點錫、剝線、接線。
- 完成所有的排針後,再次安裝主控座至底殼上。
- 排針母座上黏無痕雙面膠,按照先前找到的位置固定住。
- 最後會是這樣的感覺:
- 接著我們要將主定位板上連接各個部件的排線建立好,請看下圖配線圖框起來的部分:
Note
這個步驟會稍微有些複雜,務必按照順序慢慢看。
除非已經決定好自己需要什麼樣的配列,不然請按照組裝說明的方式做安裝。
- 準備好5pin單邊白色公排針2組,先建立主鍵盤Column連接底殼的排線。
- 將排線依序連接到主鍵區上的Column孔位(綠色圈起來的地方)。
- 個人建議可以先從中指的部分開始接,再依序向外做接線。
- 完成後會是這樣的感覺。
- 再來連接Row連接底殼的部分(黃色部分)。
- 最後會是這樣。
- 接著會來進行拓展連接用的排線,4x6配列會使用到5pin的排母。(如果沒有要安裝拓展可跳過這個步驟)
- 為什麼會用到5pin?大家可以看一下佈線圖,連接拖展的部分除了4個Row之外,還有一條線是接在Column上。
- 接著就是製作連接4條紅色電線跟1條白色電線的排針母座。
- 完成母排針後,Column連接底殼的部分會使用到公排針。
- 最後將紅色部分依序連接到拓展會用到的Row孔上。
- 完成後會是這樣。
- 依序這個原理,最後一個步驟就是將連接拇指區的排線做好。
- 這邊會用到4條白色電線跟1條紅色電線,跟拓展一樣使用5pin排針母座建立單邊排線。
- 接著將白色的部分分別接在Column0~3的位置上(藍色圈起來的部分)。
- 連接拇指區的排線特別留意要從中指區下方的洞口露出,務必對好中指區的長度進行裁切。
- 裁切好電線長度後開始接線。
- 接著再準備製作拓展用的排針公排線。
- 這邊可以線將排針接在主鍵盤上進行測量再進行電線的裁切。
- 完成後會是這樣:
- 接著將拓展底板線固定上去後,暫時放一邊。
- 接著按照佈線圖上標示的走線安裝排線,特別留意顏色的部分,這是比較特殊的排線走法,務必不要接錯線。
- 左手鍵盤:
- 右手鍵盤:
- 接著開始接左手鍵盤的線。
- 蓋上底板後,鎖上螺絲就完成了。
- 再來接右手鍵盤的線。
- 一樣鎖上螺絲。
- 最後會是這樣的感覺。
- 到這邊已經可以把TRRS線接上再接電腦測試按鍵,但不要將VIAL中的Matrix Tester打開測試,請使用Keyboard Test Utility跟預設鍵位做測試。
- 這裡會演示2種不同拇指區的安裝方式,先演示預設鍵位的4鍵拇指按鍵。
Note
這邊會需要用焊錫填上Row及Col的其中一個孔位,根據自己的判斷方便拉線即可。
- 再將紅色電線量好按鍵左右距離,並將它們接在一起。
- 最後拉1條較長的電線,用於連接主鍵盤。
- 接著將每顆按鍵的Column都接上。
- 再來將5條電線依序接在5pin的公排針上(不要忘記先套熱縮管)。
- 最後將紅色Row跟白色Column的公排針切開來分離。
- 排針做好之後就可以將拇指區按照喜歡的角度裝回去。
- 按照顏色及對應的Column將排線連接主鍵盤。
- 接著將基座的4顆螺絲鎖上底殼。
- 這樣鍵盤就完成了。
Note
可插拔按鍵是我在建立組裝說明的時候想到的,可根據自己的需求決定是不是要用這個方式做安裝,好處是可以不用動烙鐵就可以快速插拔變更鍵盤的拇指按鍵數量。
- 首先準備好4pin的母排針座,上頭先上一些錫。
- 接著準備一條電線,將裡面的線芯用旋轉的方式抽出來,接著在線芯上抹上錫膏,用錫先將它們集成一束。
- 將線芯用焊錫固定在4個針腳上。
- 完成後再接1條紅色的電線在外側一端針腳上,用熱縮管套上。
- 可以繞一圈修剪一下長度後,把公排針接上去。
- 接著再將排針母座用膠固定在主鍵盤上的排針上(這裡務必對好針腳前後左右要對齊)。
- 再來將公排針接在連接主鍵盤的母排針上。
- 最後用絕緣膠將排針捆起來就完成前置動作。
- 接著將拇指按鍵上的Row跟Column各接、拉1條等長的線出來。
- 完成後將按鍵線固定在底板,再接到底殼上。
- 將電線裁切好後,將按鍵卸下,準備接2pin公排針。
- 4顆按鍵完成後,按照排線的長度依序對好底板位置,再將按鍵安裝回去。
- 接著將各個按鍵的排線依序接上排針母座。
- 稍微旋轉一下將電線集成一束。
- 最後將基座螺絲鎖上就完成了。
- 再來將完成安裝的左右手接在雲台上,接上TRRS線後接電腦。
- 測試按鍵、安裝鍵帽後就完成了。
Note
接著請到操作說明那邊瞭解這把鍵盤的特殊操作模式。