键盘手焊还不够，里面跑Python更过瘾

谁要本身作个键盘呢？仍是要手焊的键盘~

若是，你平常写的是软件，最接近硬件制板的一次是大学时焊接收音机，那你跟我同样，固然能够试试作个键盘；或者，你平时设计的是硬件，手焊个键盘固然不在话下，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，能够是个键盘，感觉把Python握在手里的感受……

焊接本文中的键盘，笔者从早到晚花了一成天，而初版让键盘跑起来的Python程序仅用了2小时，因而就有一个支持USB和蓝牙的键盘，再给键盘装上斑斓的色彩！

若是你只关心跑在键盘里的Python长什么模样，能够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

1. 黄铜线5米+（直径0.8mm），也能够用普通导线，但黄铜更酷一些
2. 定位板，选了60%的，由于选择多，键还少~ （好比睫毛外设的铝合金卫星轴定位板）
3. 卫星轴，由于不用PCB，只能选定位板类型的
4. 轴61个，为了办公室炫耀（挨打），固然选清脆（扰人）的青轴啦
5. 二极管61个，这是防多按键冲突（Anti-ghost），若是不多用3及以上键同时按的组合键（好比 ctrl + shift + c），这个能够省掉（立创商城购买挺方便）
6. 还须要个带蓝牙和USB的主控Pitaya Go，后面Python就跑在这个开发板里面

键盘材料

固然还须要一些工具：

1. 烙铁、焊锡
2. 钳子，用来剪黄铜线
3. 镊子，万一没有，剪刀也能够
4. 万用表，若是眼力足够好，这也能够省掉~

开始动手

1. 安装卫星轴

把卫星轴安装在定位板上，能够用润滑脂把润滑一下，能够减小按键的噪声，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链接，并焊接好，二极管的方向能够行到列，也能够是列到行，但整个矩阵要保持二极管的方向一致。

把焊好一条行线后，能够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，由于小，肉眼分辨方向至关考验眼力，特别是焊接以后还有焊迹。也能够选用插件的二极管，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，仍是挑战了难度系数更高的贴片的二极管。

而后再焊接列线，能够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、列线链接到主控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还能够接个灯。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一般是跑在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，咱们今天要用到是基于MicroPython的CircuitPython。

Adafruit为CircuitPython开发了很是多硬件相关的库，基于这些库，咱们能够快速实现一个键盘，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()

这个是一个最简单的Python版本键盘，咱们还能够跟进一步

让键盘更具生产力

这是一个 60% 键盘，缺乏了包括 F1~F十二、 方向键、小键盘等键位。

但经过引入 TMK 中的层级切换和组合按键功能，并融入 Toward a more useful keyboard 中把手指尽可能停留在 A、S、D、F 和 J、K、L、; 等起始键位的理念，咱们可让这个小键盘更具生产力。

这里引入 Tap-key 功能，即按某个按键不放激活另外的功能。

好比把 d 用做 Tap-key，即短按 d 输出 d， 按住 d 不放则激活移动光标功能，H、J、K、L被映射为方向键，而 U 和 N 则为 PgUp 和 PgDn。

以上功能的实现见：