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键盘手焊还不够，里面跑Python更过瘾

日期：2020-07-01点击：577收藏

谁要自己做个键盘呢？还是要手焊的键盘~

如果，你日常写的是软件，最接近硬件制板的一次是大学时焊接收音机，那你跟我一样，当然可以试试做个键盘；或者，你平时设计的是硬件，手焊个键盘当然不在话下，写个Python让键盘跑起来也许会让你兴奋；亦或，你刚学完朋友圈里Python课程，正准备大展身手，你的第一个Python项目，可以是个键盘，感受把Python握在手里的感觉……

焊接本文中的键盘，笔者从早到晚花了一整天，而第一版让键盘跑起来的Python程序仅用了2小时，于是就有一个支持USB和蓝牙的键盘，再给键盘装上斑斓的色彩！

如果你只关心跑在键盘里的Python长什么模样，可以直接跳到文章的倒数第100行，代码放了在最后~

涉及硬件，准备材料少不了。

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）
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

键盘材料

当然还需要一些工具：

烙铁、焊锡
钳子，用来剪黄铜线
镊子，万一没有，剪刀也可以
万用表，如果眼力足够好，这也可以省掉~

开始动手

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，不是润滑油哦

2. 安装机械键盘轴

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，也买回了，不过，贴片的看起来更整洁一些，为了颜值，还是挑战了难度系数更高的贴片的二极管。

然后再焊接列线，可以在行上面用额外的黄铜线垫一下，再焊接，让列线架空，避免行跟列短接了。

列队完毕，等待集结~

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。

以上硬件算搭好了，Python要登场了。

用键盘跑Python——实现USB+蓝牙键盘

电脑端Python通常是跑在CPython解释器里面，而嵌入式MCU中的Python起源7年前，Damien George开始写的轻量级Python解释器——MicroPython，我们今天要用到是基于MicroPython的CircuitPython。

Adafruit为CircuitPython开发了非常多硬件相关的库，基于这些库，我们可以快速实现一个键盘，这里用到adafruit_ble和adafruit_hid这两个库。实现一个USB+蓝牙键盘100行就行，Talk is cheap，看代码:

 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) if __name__ == '__main__': main()