Cómo construir un teclado mecánico personalizado: Parte II

No puede construir un teclado mecánico personalizado sin saber qué hay dentro de uno. Eso es exactamente lo que cubre la última entrega de esta guía . Si no lo ha leído, ahora sería un buen momento para hacerlo. A menos, por supuesto, que planee hacer YOLO a través del proceso de adquisición de componentes del teclado y hacer un lío correcto de las cosas. De cualquier manera, es hora de ensuciarse las manos armando un teclado mecánico.

La compra de los componentes necesarios para construir un teclado mecánico personalizado no es un asunto sencillo. No puede dirigirse al Micro Center más cercano o iniciar sesión en Amazon.com. Este es un pasatiempo de nicho. Los teclados mecánicos personalizados son bestias raras que no se producen exactamente en masa. Una forma de adquirir un kit de teclado mecánico de bricolaje es a través de algunas marcas de teclados mecánicos chinos.

Marcas de teclados personalizados chinos

Pocas marcas chinas de teclados mecánicos como KBDFans y KPRepublic ahora producen kits de teclados mecánicos hechos de aluminio y latón mecanizados de alta calidad a precios sorprendentemente bajos (relativamente hablando, por supuesto). A diferencia de los fabricantes de teclados personalizados de boutique occidental que realizan compras en grupo limitadas (y a veces impredecibles), puede obtener un kit de teclado mecánico de cualquiera de estos sitios web precisamente cuando lo necesite.

No tengo conocimiento de ningún otro vendedor de teclados mecánicos personalizados aparte de estos dos que sigan el modelo minorista familiar en lugar de la ruta habitual de compra en grupo. De las dos opciones mencionadas anteriormente, personalmente he gastado alrededor de $ 2000 en partes de teclado con KBDFans sin ningún problema. La marca goza de una gran reputación en la comunidad de teclados mecánicos personalizados. También puede buscar opciones similares en AliExpress, pero los kits de teclado reales siempre se originarán a partir de una de estas dos fuentes.

Ambos sitios web ofrecen muchas opciones entre teclados de 40, 60, 65, 80 y 96 por ciento y le permiten elegir entre numerosos materiales de placa y carcasa, así como tipos de estabilizadores. Utilice la información recopilada en la última entrega de esta guía para elegir un kit de teclado mecánico personalizado de su elección. También puede optar por comprar componentes individuales por separado, pero eso termina costando un poco más, y debe ser especialmente consciente de la compatibilidad. Una vez que lo hayas resuelto, todo lo que queda es la dolorosa espera del cartero.

Herramientas necesarias

  • Pinzas de metal o un trozo pequeño de alambre de conexión o clip
  • Juego de destornilladores básicos
  • Muñequera antiestática (opcional, si te gusta ser peligroso)
  • Soldador (opcional para PCB intercambiables en caliente)
  • Bomba desoldadora (opcional para PCB intercambiables en caliente)
  • Soldadura con núcleo de resina 67/33 (opcional para PCB intercambiables en caliente)
  • Fundente de soldadura (opcional para PCB intercambiables en caliente)

Precaución: Algunos pasos de esta guía implican la manipulación de PCB desnudos, que son susceptibles a daños por descargas electrostáticas del cuerpo humano. Trabajar descalzo es la mejor manera de minimizar la acumulación de carga electrostática. Sin embargo, esto no es efectivo cuando se trabaja en alfombras, madera u otros pisos no conductores. Utilizar un golpe de muñeca antiestático es la forma más segura de eliminar el riesgo de descarga electrostática.

1. Prueba de la PCB

Lo ideal es comenzar probando la PCB. Eso implica determinar si todos los terminales que interactúan con los interruptores están operativos. Conecte la PCB a la computadora. Usamos un par de pinzas para acortar los orificios pasantes plateados (puntos de soldadura) asociados con cada tecla para registrar una entrada. Si no tiene pinzas a mano, puede usar un cable de conexión simple o clips para papel sin aislamiento.

Las herramientas en línea, como KeyboardTester.com y el software dedicado, como Switch Hitter , funcionan muy bien como ayudas visuales ingeniosas para esta tarea, lo que facilita mucho el seguimiento de las teclas que han pasado las pruebas. Validar cada llave implica acortar los terminales (orificios pasantes) en la PCB con un cable conductor, un clip o un par de pinzas como se muestra en la imagen.

Los PCB regulares que requieren soldadura emplean múltiples puntos de soldadura (orificios pasantes chapados) para que ciertas teclas se adapten a diseños de teclado alternativos. En resumen, no se asuste si varios terminales adyacentes activan la misma tecla. El proceso es más o menos el mismo para los PCB con conectores de intercambio en caliente. La única diferencia es que solo se puede acceder a los terminales del interruptor desde la parte inferior de la PCB. Ese es el lado en el que se sueldan los zócalos de intercambio en caliente a la PCB.

Si todas las teclas de la placa de circuito impreso registran entradas, felicitaciones, puede continuar con el siguiente paso. De lo contrario, comuníquese con el vendedor para obtener un reemplazo si el destino le ha dado una PCB defectuosa.

2. Cómo funcionan los estabilizadores

Prácticamente todos los teclados mecánicos personalizados se envían con estabilizadores estilo Cherry. Sin estabilizadores, las teclas largas como la barra espaciadora, Shift, Enter y Backspace resultarán difíciles de operar. La barra espaciadora, por ejemplo, solo será apoyada por un único interruptor de resorte en el centro en ausencia de un estabilizador. Eso podría funcionar siempre que solo lo toque exactamente en el centro. Pero toque la tecla en cada extremo y girará alrededor del interruptor como un balancín. El estabilizador básicamente permite que las teclas largas funcionen de manera confiable incluso cuando se accionan desde las extremidades.

Los estabilizadores vienen en dos tipos principales: montaje en placa y montaje en PCB. La elección entre cualquiera de estos está sujeta a la compatibilidad tanto del PCB como de la placa con cada tipo de estabilizador. No tiene que preocuparse por la compatibilidad si ha comprado un kit de bricolaje. Sin embargo, aquellos de ustedes que planean comprar componentes individuales, asegúrese de verificar la compatibilidad.

Los estabilizadores de montaje en PCB generalmente se consideran superiores en comparación con sus contrapartes de montaje en placa, ya que corren un menor riesgo de salirse de su lugar. La variedad de montaje en PCB en sí está disponible en opciones regulares y atornilladas, siendo esta última objetivamente mejor para permanecer anclada de forma segura a la PCB y eliminar la oscilación.

Los tres tipos de estabilizadores se componen de un poste, carcasa y alambre de acero. El poste es la parte más pequeña con una protuberancia en forma de cruz en el extremo que interactúa con la ranura correspondiente en la tecla. Este se desliza hacia arriba y hacia abajo dentro de la carcasa, con el alambre de acero encajado ortogonalmente en un enchufe en el poste. El otro extremo del cable se inserta en el segundo par de poste estabilizador y carcasa. Los pares de postes y carcasas conectados por un cable forman colectivamente el conjunto estabilizador.

3. Montaje de estabilizadores

Los estabilizadores suelen venir premontados. Incluso si el tuyo no lo hace, el montaje es bastante sencillo e idéntico para todas las variantes de estabilizadores estilo Cherry.

1. El poste estabilizador entra a través de la abertura en la parte inferior de la carcasa con el extremo en forma de cruz ingresando primero. La carcasa aloja el cable estabilizador a través de la ranura vertical resaltada en la imagen.

2. El poste tiene un único receptáculo rectangular grande en una cara vertical, mientras que el otro lado tiene dos receptáculos cuadrados apilados uno encima del otro. Al insertar el poste en la carcasa, asegúrese de que los dos enchufes cuadrados del poste correspondan con la ranura vertical de la carcasa.

3. Ahora puede insertar un extremo del cable estabilizador en el enchufe cuadrado en la parte inferior del poste. Debe entrar por la ranura vertical de la carcasa.

4. Encaje el cable en el canal en el borde de la carcasa. Esto debería permitir que el cable gire alrededor del canal y mueva el poste hacia arriba y hacia abajo a medida que gira dentro del canal.

5. Repita el mismo paso para el montaje en el otro extremo del cable. Su estabilizador terminado debe parecerse a la variante correspondiente en la imagen.

6. Dependiendo del factor de forma del teclado y el diseño que haya elegido, necesitará un estabilizador largo (6.25 unidades) para la barra espaciadora y varios más cortos (2 unidades) para el resto de las teclas estabilizadas. Prepare la cantidad correcta de estabilizadores que estén garantizados por la distribución de su teclado.

4. Instalación de estabilizadores de montaje en PCB

Estas instrucciones son aplicables a estabilizadores de montaje en PCB normales y atornillables. Comencemos por aprender a instalar estabilizadores de montaje en PCB atornillados. Antes de que podamos continuar, debemos determinar las caras superior e inferior de la PCB. La parte superior de la PCB está desnuda y desprovista de componentes de montaje SMD, como el microcontrolador, los diodos, el botón de reinicio y los interruptores DIP. Este es el lado donde puede montar los estabilizadores.

1. Observe la parte inferior de la carcasa del estabilizador. Puede ver la pestaña de retención que sobresale de la parte inferior a lo largo del extremo más cercano al cable estabilizador. Esto se indica con un punto verde en la siguiente imagen. El poste del tornillo se ha marcado con un punto rojo en el extremo opuesto de la carcasa.

2. Pasemos al PCB. La imagen de arriba muestra los orificios correspondientes en la PCB marcados con el color apropiado. El orificio más grande (verde) aloja la pestaña de retención, mientras que el más pequeño (rojo) acepta el poste del tornillo.

3. Inserte ambas lengüetas de retención de las carcasas del estabilizador en los orificios grandes correspondientes de la PCB.

4. Coloque los tornillos en los orificios más pequeños de la PCB. Aplique suficiente presión para que ambas carcasas estabilizadoras se asienten al ras en la PCB.

5. Dé la vuelta al PCB y atorníllelo firmemente en su lugar como sugiere el nombre. Recomiendo usar una arandela de plástico para evitar cualquier posibilidad de que el tornillo de metal cause un cortocircuito en la PCB.

6. La instalación de estabilizadores de montaje en PCB normales sin tornillos no es muy diferente. El poste de rosca en esta variante de estabilizador se reemplaza por un poste de encaje. En lugar de usar tornillos para anclar el estabilizador, los postes simplemente encajan en los orificios correspondientes de la PCB.

7. Los estabilizadores de montaje en placa se instalan directamente sobre la placa de manera similar. El lado corto que aloja el cable estabilizador se inserta en el borde corto correspondiente del enchufe que está más alejado de las muescas cortadas para el mecanismo de bloqueo a lo largo de los lados largos. Con este lado enganchado a la placa, simplemente puede presionar el otro extremo del estabilizador para que encaje en su lugar.

8. Repita este proceso para todas las claves estabilizadas.

5. Fijación de la placa en la PCB

Puede parecer difícil de creer, pero la parte más difícil de esta guía ya ha quedado atrás. Como hicimos con la PCB, el primer paso consiste en averiguar la orientación correcta de la placa.

1. Coloque la placa en el banco de trabajo. Puede parecer un conjunto confuso de sockets, pero apuntarlo en la dirección correcta es más fácil de lo que parece. Abordaremos el plato para un teclado del 40 por ciento aquí. Otros factores de forma del teclado son más fáciles de identificar, por lo que debería estar bien incluso si su teclado no es del 40 por ciento.

Es una simple cuestión de determinar la orientación basándose en la posición de las teclas largas estabilizadas. Como sabemos dónde se encuentran estas teclas largas en este teclado al 40 por ciento (consulte la imagen de arriba), podemos usarlas para ayudarnos a orientar la placa correctamente.

Busque el borde con el agujero más ancho en la placa. Ahí es donde va la barra espaciadora. Como sabemos que la barra espaciadora está ubicada en la parte inferior del teclado, puede orientar la placa de manera que el corte de la barra espaciadora esté en la parte inferior. Esta placa del 40 por ciento tiene ranuras para dos barras espaciadoras.

2. Todavía no estamos fuera de peligro. Ahora podemos centrarnos en el único zócalo destinado a la tecla Mayús. En esta orientación de la placa, la ranura para la tecla Shift (marcada en verde) está en el lado derecho, lo cual es incorrecto. Entonces volteamos el plato horizontalmente. Así es como se orienta correctamente el plato. La PCB interactuará con la parte inferior de la placa, mientras que los interruptores se encajarán desde la parte superior.

3. Dado que la placa se fija a la PCB mediante interruptores, primero debemos colocar algunos interruptores para que sirvan como guías de anclaje a lo largo de las esquinas de la placa. No coloque más de cuatro a seis interruptores a lo largo de la periferia de la placa. Asegúrese de llenar solo los enchufes de placa de 1u (una unidad). Los conectores para las teclas Esc, Ctrl y Flecha derecha son ejemplos de conectores 1u, mientras que los conectores Shift y la barra espaciadora son conectores 2u y 6.25u, respectivamente. Utilice la imagen como referencia, pero no conecte los interruptores de anclaje hasta que haya leído y comprendido el siguiente paso.

4. Preste atención a las imágenes adjuntas para determinar la orientación correcta de los interruptores. Las dos patas conductoras de los interruptores corresponden a los orificios pasantes chapados en la PCB. Dependiendo del diseño de la PCB, estos pueden estar orientados a lo largo del borde superior o el borde inferior de la PCB. En algunos PCB de intercambio en caliente, solo unos pocos conmutadores, como Esc, se invertirán para acomodar el puerto USB. Tome nota de cada interruptor, o terminará aplastando los pines mientras inserta los interruptores al revés en la PCB.

5. Antes de acoplar el PCB con la placa, verifique dos veces para verificar que los pines del interruptor estén rectos y no doblados en ángulos extraños. Esto hará que pierdan los orificios pasantes plateados correspondientes y se aplanarán en la PCB.

6. Alinee con cuidado las clavijas de los interruptores de anclaje adjuntos a la placa con los orificios pasantes correspondientes en la PCB. El par de pines de montaje de PCB de plástico en los interruptores permiten que el PCB se ancle a la placa incluso antes de que los interruptores se suelden a la PCB. Estos pines de plástico (consulte la imagen de arriba) se bloquean por fricción en los orificios correspondientes de la PCB y están diseñados para proporcionar alineación del interruptor y estabilidad mecánica contra la oscilación.

7. Complete todos los interruptores restantes uno por uno. Las teclas largas como Barra espaciadora, Mayús, Bloq Mayús y Retroceso pueden tener más de un juego de orificios pasantes plateados para adaptarse a varios diseños. La colocación de los interruptores en los orificios pasantes correctos depende completamente de su diseño específico. Asegúrese de tomar nota de este pequeño detalle.

No se preocupe por los errores en esta etapa porque identificaremos y corregiremos cualquiera de los que surjan en la siguiente sección. Pero por favor, por el amor de todo lo sagrado, dé la vuelta al PCB y revise todos los orificios pasantes plateados para verificar si los pines sobresalen. Si faltan algunos pines, es porque se supone que los interruptores no deben estar allí o porque los pines se han doblado.

Verificar si hay clavijas dobladas ahora le ahorrará la angustia de descubrirlas después de que se haya soldado la placa. Desoldar un teclado completo no es una tarea divertida.

6. Prueba en seco de los estabilizadores / disposición y resolución de problemas comunes

En un mundo perfecto, el siguiente paso habría sido soldar los interruptores a la PCB. Pero el mundo no es perfecto y los constructores de teclados por primera vez son propensos a cometer errores. Echemos un vistazo a los errores comunes encontrados en esta etapa.

1. Coloque el conjunto de placa y PCB con los interruptores apuntando hacia arriba y en dirección opuesta a la mesa. Saque las teclas y fíjelas solo a las teclas que estén estabilizadas. Estos encajan a lo largo de tres puntos de montaje: uno está ubicado en el interruptor y dos en los estabilizadores. Presione firmemente la tapa de la tecla a lo largo de estos tres puntos hasta que encaje de manera segura. Repita para todas las teclas estabilizadas.

2. Pruebe cada una de estas teclas actuando repetidamente hasta que esté seguro de que funcionan según lo previsto. Si hay algún oscilación o un impedimento para el accionamiento de los interruptores, retire la tapa de la tecla afectada y colóquela sobre una superficie plana como un espejo o una placa de vidrio. Debe quedar perfectamente plano, sin signos de arqueamiento o distorsión. Si existe alguno de esos problemas estructurales, la sustitución de la tecla defectuosa debería resolver idealmente el problema.

3. Si la tecla está bien, la falla puede estar en el estabilizador. Retire la placa de la PCB y retire el estabilizador defectuoso. Compruebe si el cable estabilizador se ha salido de cualquiera de los canales a lo largo de los bordes de las carcasas. Volver a colocarlo debería hacer que el interruptor funcione perfectamente.

4. Si el cable no se ha salido, existe la posibilidad de que haya insertado los postes estabilizadores incorrectamente en las carcasas. Esto se puede verificar sosteniendo ambas carcasas estabilizadoras en una mano y usando los dedos pulgar e índice para girar el cable estabilizador. Ambos postes estabilizadores deben moverse hacia arriba y hacia abajo libremente dentro de la carcasa. Si eso no sucede, desmonte todo el conjunto del estabilizador y repita todos los pasos de la sección 4 para volver a montar y fijar el estabilizador en la PCB.

5. Si ninguno de estos pasos parece ayudar, es justo asumir que su estabilizador tiene un defecto de fabricación. Reemplazarlo por completo es la única solución en ese caso.

6. Instale todas las teclas restantes. Si todas las teclas están en su lugar sin espacios desagradables o problemas de espacio libre, dése una palmada en la espalda por hacer las cosas bien la primera vez. El resto de ustedes notará que todos los problemas de espacio se pueden rastrear hasta las teclas largas con los puntos de montaje del interruptor opcionales explicados en el paso 5.6. Ahora puede elegir la opción de punto de montaje del interruptor correcto y realizar los ajustes necesarios para solucionar los problemas de espacio libre.

7. Interruptores de soldadura a la PCB

Omita esta sección si tiene una PCB de intercambio en caliente, porque la soldadura solo se aplica a las PCB normales. Puede optar por dejar las teclas encendidas mientras suelda o quitarlas. Esta última es una buena idea si su espacio de trabajo está sucio o puede rayar o manchar las teclas.

Consulte la Guía de reemplazo de interruptores de teclado y siga los pasos del 7 al 16 para aprender a soldar y desoldar interruptores. Utilizará principalmente las técnicas de soldadura mencionadas en esa guía para soldar todos los interruptores a la PCB. Sin embargo, las instrucciones para desoldar que figuran en el mismo serán útiles en el raro caso de que cometa algún error que requiera la sustitución de uno o dos interruptores.

8. Poniéndolo todo en el caso

Con los interruptores soldados y la prueba final realizada, el paso final es instalar el conjunto de placa / PCB en la carcasa. A diferencia de los teclados mecánicos de consumo normales, el proceso de montaje de la carcasa es ridículamente fácil para los teclados mecánicos personalizados.

Esto se debe principalmente a que los principales fabricantes de teclados están preocupados en gran medida por fabricar productos lo más baratos posible, mientras que de forma activa y deliberada dificultan su desmontaje. No espere que las grandes entidades corporativas respeten los derechos de los consumidores a la reparación automática cuando está directamente en desacuerdo con sus resultados finales.

Dicho esto, estos pasos son aplicables a todos los tipos de carcasas de teclados y estilos de montaje de placas que se tratan en la entrega anterior de esta guía.

1. Inserte el conjunto de placa / PCB en la carcasa comenzando desde el borde superior de la PCB que alberga el puerto USB. Esto es importante porque el puerto sobresale de la placa de circuito impreso y debe introducirse en la abertura correspondiente de la caja antes de poder alinear el conjunto de placa / placa de circuito impreso en ella. Los casos de montaje superior requerirán que la placa se atornille en el marco superior antes de pasar al siguiente paso.

2. Para las cajas de montaje en bandeja, asegure el ensamblaje en la caja con tornillos y termine el día. Las cajas de montaje inferior requerirán que la placa se atornille en la mitad inferior de la caja, seguido de que el marco superior se atornille en su lugar. Las cajas de montaje superior de manera similar necesitan que atornille el marco superior (que contiene el conjunto de placa / PCB) en la mitad inferior de la caja. Las cajas de montaje de juntas simplemente requieren el conjunto de placa / PCB intercalado entre las mitades superior e inferior de la caja con un tornillo que sujeta las tres secciones.

Eso es todo lo que hay que hacer para construir su propio teclado mecánico personalizado. Ponga algunas teclas y conéctelas a su computadora para una experiencia de escritura superior. Puede personalizar aún más su teclado cambiando el diseño a través del firmware, pero es mejor reservarlo para una guía separada. El agujero del conejo del teclado mecánico personalizado es mucho más profundo de lo que puedes imaginar en este momento. Pero por ahora, puede deleitarse con la satisfacción de construir algo raro y hermoso con sus propias manos.

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