- Elektronik, PCB üretimi, üretim tasarımı ve diğer donanım teknolojilerini baştan sona öğrenerek kablosuz, split, ultra düşük profilli bir klavye yaptı
- Yapım sürecinden nihai sonuca kadar her şeyi ayrıntılı biçimde anlatıyor
BAYLEAF kablosuz klavye
- Tür: Kablosuz ve bölünmüş (Split)
- Düzen: %60 · ortholinear
- Switch: Kailh · PG1316S
- Keycap: MJF · özel tasarım
- Dış kasa: CNC işleme · alüminyum
- Boyut: W139 · L93 · H5
- Ağırlık: 180g
- Firmware: ZMK Studio
Motivasyon
- Özel ergonomik klavyelerin cazibesini keşfettikten sonra, ticari ürün kalitesinde bir görünüm ve bitiş hedefiyle ilk özel yapımına başladı
- CAD deneyimi olmadığı için bunu donanım tasarımı, elektronik ve başka yeni beceriler öğrenmek için iyi bir fırsat olarak gördü
Tasarım kararları
- Kablosuz: Özellikle split klavyede kablo kullanmamak için vazgeçilmezdi. Oyun sırasında fare hareket alanı için sağ tarafı kaldırabilmek hâlâ sihir gibi geliyor
- Ortholinear: Önceki iki klavyesi de ortholinear olduğu için buna alışkındı ve artık bu düzende yetkinleşmişti
- Stagger yok (Sans stagger): Stagger düzenine karşı değil ama temiz dikdörtgen formu tercih ediyor. Ayrıca stagger olmaması donanım tarafındaki işleri kolaylaştırıyor
- Yerleşim: MacBook ile masaüstü arasında sık sık geçiş yaptığı için bağlam değişimini azaltmak adına daha büyük olan %60 düzeni seçti. Ayrıca 17×17mm switch aralığını tercih etti
- Ergonomi: İşlevden çok formu önceleyen, bilinçli olarak böyle planlanmış bir tasarım
- Alüminyum: Estetik ve ticari ürün hissi veren bir bitiş için seçildi. RF sinyalinden taviz verilmesini ve olası ESD sorunlarını göze aldı
Yapım günlüğü
- Reddit'te Mikefive'ın klavye gönderilerinden çok etkilendi. Mikefive, ticari seviyede düşük profilli ergonomik bir klavyenin hobi düzeyinde de yapılabileceğini göstermişti. Bunun üzerine projeye zaman ve kaynak ayırmaya karar verdi
- Proje bir eskizle başladı. Aylar önce hazırladığı 2D çizimleri kullanarak parçaların kasanın içinde nasıl oturacağını test etti ve yeni fikirler ekledi
- Göz korkutan şema tasarımı aşamasına geçti. Burada yaratıcı davranmadı; switch'ler için basit bir klavye matrisi kullandı. Bu, bu boyuttaki MCU'larda standart bir yaklaşım. Her satır ve sütun MCU'nun ilgili pinlerine bağlandı ve toplam 11 pin kullanıldı
- Şemadan sonra PCB yerleşimini keyifle tasarladı. PCB'nin kenarlarını elde ayırabilmek için V-cut kullanmaya karar verdi. Yan parçaları tek dosyada birleştirmek hem dosyayı düzenli tuttu hem de üretim maliyetini biraz düşürdü
- Asıl mantık nice!nano mikrodenetleyicisi etrafında kuruldu. Bu denetleyicide güç yönetimi ve anten gibi kritik işlevler yerleşik olduğundan, ekstra LED, ekran veya rotary encoder eklemeden sade bir tasarım mümkün oldu. Güç ve iletişim için yalnızca minimum yapılandırma gerekiyordu
- Alüminyum kasa tasarımı ise başka bir zorluktu. Parametrik tasarım yazılımını ilk kez kullandığı için düşünme biçimini biraz değiştirmesi gerekti. Başlangıçta neredeyse bitmiş birçok dosyayı çöpe attı; çünkü ölçüleri ayarlarken işlemleri yanlış sırada yaptığı için dosyalar rastgele bozuluyordu
- Yaklaşık 100 kasa sürümünün ardından son versiyona ulaştı. Gerçekte var olacak bir şeyi modellemek çok motive ediciydi
- Tasarımı CNC işleme için optimize etmesi gerektiğini fark etti. Bu, kapalı overhang'leri veya matkabın fiziksel olarak ulaşamayacağı özellikleri çıkarmak anlamına geliyordu. Ayrıca yuvarlak kesici uçla işlenemeyen keskin köşeleri de kaldırması gerekti
- Özel keycap çalışmaları, build tamamlanır tamamlanmaz başladı. Varsayılan keycap'ler, PG1316 switch'lerin gerektirdiği özel toleranslar ve ses profili açısından yetersizdi. Araştırmaları sonucunda MJF/SLS baskının bu küçük toleransları karşılayabildiğini öğrendi
- Yazının yazıldığı sırada keycap'ler hâlâ geliştirme aşamasındaydı ve farklı uyumlar ile boyutlar test ediliyordu. Kendi 3D yazıcısı olmadığı için üretim maliyetini düşürmek amacıyla tüm varyasyonları tek seferde tasarlamak zorunda kaldı
Montaj
- Montaj için mutfağını çalışma alanı olarak kullandı
- Her zamanki carbonaras üretimini durdurup keyboarnaras üretimine başladı
- Böylece bu yazının yapay zeka tarafından yazılmadığını anlayabilirsiniz
- Kullanılan araçlar
- Bizmut bazlı ve kurşunsuz düşük sıcaklık lehim pastası
- Suyla temizlenebilir, no-clean flux
- Miniware 50x50mm hotplate
- Temizlik için izopropil alkol
- Standart lehim ekipmanları
- Multimetre
Zorluklar
- Yapım sürecinde iki zorluk özellikle öne çıktı: lehimleme ve temizlik
- 1mm kalınlığındaki PCB kartını hotplate üzerinde lehimlerken eğrilme oluştu. Eğri yüzeyin eşit ısıtılması zordu. Her lehim denemesinde yüzey teması, reflow sıcaklığı, sıcaklık artış profili, aşırı ısınmayı önleme, switch hizalamasını koruma, flux içindeki lehim toplarını takip etme ve yanmaktan kaçınma gibi her şeyi aynı anda izlemek gerekiyordu. Eli kolu doluydu
- Çerçeveli büyük bir SMD stencil sipariş etmişti ama switch'lerin iyi temas etmesi için stencil'in bıraktığının yaklaşık 3 katı kadar pastayı elle uygulamanın en iyi yöntem olduğunu keşfetti
- İkinci zorluk temizlikti. “No-clean” lehim flux'ı bile oksidasyonu önlemek için temizlenmeliydi. İzopropil alkol işe yaramadı ve sonunda flux kalıntılarını kaynar suyla temizledi. Meğer teknik özellikleri düzgün okumalıymış
- Bizmut lehimi kullanmak zordu; lehimleme sırasında çok küçük sıvı lehim topları her yana sıçrıyordu. Kusursuz görünen lehim bağlantılarını bile sonradan fırçayla temizlemek gerekiyordu
- Çözüm: switch'leri dörderli gruplar hâlinde lehimleyip her turdan sonra temizleyerek devam etmek
- 5×6'lık switch ızgarasını lehimlemek bir gün sürdü; muhtemelen bir dönem AB'nin en verimsiz üretim tesisi olmuş olabilir
Nihai değerlendirme
- Pek çok şeyin ters gitme ihtimali vardı ama genel olarak süreç sorunsuz ilerledi
- Gerekli parçalar tam oturdu ve elektronik şema düzgün çalıştı
- Toleranslar doğruydu, Li-Po batarya da patlamadı
- ZMK firmware sayesinde firmware kurulumu da çok kolaydı
- Yapım sürecinde ortaya çıkan hataların hepsi montaj aşamasında çözülebildi
- Yazım deneyimi
- Klavyenin alçak yüksekliği sayesinde bilekleri bükmeye gerek kalmıyor, bu da rahatlık sağlıyor
- 32g çalıştırma kuvvetine sahip switch'ler laptop tarzı klavyeye göre ağır sayılıyor ve belirgin bir click hissi veriyor
- Tuş hissi iyi; özel keycap'ler sesi daha yumuşak hâle getiriyor
- Sonuç olarak build süreci çok iyi bir öğrenme deneyimi oldu ve ortaya çıkan ürün beklentilerin üstüne çıktı
- Yeni beceriler öğrendiği için bir sonraki sürümü yapmayı şimdiden heyecanla bekliyor
Hatalar (Oopsies)
- Switch'lerin bakır pad'lerine via eklemedi; bu yüzden hotplate ile PCB arasındaki ısı iletimi biraz daha soğuk kaldı
- Beyaz solder mask kullandı; aşırı ısınınca kırmızımsı renk değişimi oluştu
- nice!nano PCB footprint'ini through-hole yerine SMD tipine çevirmedi
- Çözüm: polyimide bant yapıştırıp elle lehimleyerek çözdü
- Fiziksel bir reset düğmesine ihtiyaç vardı
- Şu an kasanın altında gizli olduğu için batarya çok azaldığında reset atmak zorlaşıyor
- Lehimlemeden önce PCB'yi önceden ısıtmadı
- Lehim sırasında PCB yüzeyinde küçük kabarcıklar oluştu (nem nedeniyle)
- Ses ve titreşim sönümlemeye daha fazla dikkat etmedi
- Kasa tasarımı biraz daha iyileştirilseydi ses iletimi daha iyi olabilirdi
- Kasa siparişinde anodizasyon sürecini net belirtmedi
- Parmak izi ve oksidasyonu önlemek için media blasting sonrası anodizasyon yapılmalıydı
Sonraki sürüm için iyileştirmeler
- Başparmak kümesini geliştirmek
- Daha iyi ergonomik tasarımı değerlendirmek
- Stagger ayarını yeniden gözden geçirmek
- Fiziksel reset düğmesi eklemek
- Alüminyum kasa için daha fazla özelleştirme seçeneği eklemek
- PCB entegrasyonu ile anten yerleşimi üzerinde daha fazla kontrol sağlamak
- Şasi yanlarını daha uzun tasarlayarak ek foam katmanları yerleştirmeye imkân vermek
- PCB'nin serbestçe eğilmesini önlemek için tabanı kapatacak bir malzeme eklemek
- Seyahat için kullanışlı bir manyetik snap özelliği eklemek
- Daha yumuşak kenarlar için kasa köşe eğriliğini artırmak
- Katman ve komut göstergeleri için 1x3 LED dizisi eklemek
- Daha küçük PG1316M switch'lerle deney yaparak yeni yerleşim olasılıklarını keşfetmek
- Pointing device ve rotary encoder eklemeyi denemek
3 yorum
Son zamanlarda split klavyelerde başparmak kümesinden ziyade home row modlarına biraz daha odaklanılıyor gibi geliyor; bu yüzden başparmak kümesini özellikle iyileştirmenin gerekli olup olmayacağı konusunda şüpheliyim. Zaten ortolinear düzene alışkın bir kullanıcı için, homing bar tuş başlıklarına biraz daha özen gösterilmiş olsaydı daha iyi olurdu diye düşünüyorum.
Hazır ortolineer klavyeleri kullandığından bahsetmiş ama hazır split klavyeleri de denediyse gerçekten ergonomik bir tasarım yapmak mümkün olmaz mıydı diye düşündürüyor. Split klavyenin alfa ve omegası başparmak kümesidir..
Hacker News görüşleri
cmdgibi şeyleri yeniden öğrenmem gerekmezdi