Экспериментальная клавиатура Sunshine

Аннотация, модное слово для T.L.D.R.

Используя самые кустарные стратегии и идя по пути наименьшего сопротивления, я разработала лучшую клавиатуру на свете. Да, именно так, лучшую. Ну, пока не сделаю вторую версию. Далее следует чрезмерно подробное объяснение всего, что я сделала и почему. Не волнуйтесь, картинки будут.

Предыстория

Меня всегда интересовали клавиатуры. Когда мне было шесть, я дотошно разобрала неработающую печатную машинку моей мамы Smith Corona SD 300 до состояния, не подлежащего ремонту или сборке. Прости, мам, я просто хотела знать, как она работает... Повзрослев, я, как и все мы, узнала о механических клавиатурах из интернета. Неизбежно я наткнулась на хобби-сообщество и купила несколько наборов для сборки.

Lily58 стала моей первой раздельной клавиатурой, и я ее обожала. Изучив электронику, чтобы понять, как я умудрилась испортить добавление энкодера, я в конечном итоге перешла на Iris от Keeb.io ради удвоенного количества энкодеров. Несмотря на мою немедленную любовь к эргономичным клавиатурам, у меня было несколько проблем с теми, что я использовала. Хотя у меня большие руки, пальцы у меня пропорционально довольно короткие. Самый верхний из четырех рядов на большинстве раздельных клавиатур казался мне большой тратой места; а мизинцы не могли дотянуться до второго сверху ряда, не двигая всей рукой, не говоря уже о втором сверху ряду в самых дальних столбцах.

Это означало, что на Lily было двадцать две бесполезные клавиши, а на Iris — двадцать, но только потому, что на ней изначально отсутствовали две из этих бесполезных клавиш. Кроме того, хотя мне нравились крутилки на Iris, мне не хватало четырех клавиш под большой палец, как на Lily. — За исключением того, что до четвертой клавиши под большой палец на Lily было несколько неудобно дотягиваться. — Нужно было придумать другой способ их расположения. Хотя я видела клавиатуры вроде Ergodox с несколькими рядами клавиш под большой палец, мне эта идея не нравилась. Она казалась неэлегантной и такой же труднодоступной. У Kyria, казалось, был лучший способ решения этой проблемы. Более того, мне нужна была какая-то подставка под запястья, чтобы держать их прямо из-за высоты клавиатур. Я видела, как некоторые решали эту проблему с помощью странных мягких штук из пены с эффектом памяти, а другие — переходя с Cherry MX на Kailh Choc и не используя корпус для печатной платы. Однако у меня была другая идея, которая позволила бы мне поднимать руки ровно настолько, насколько мне нужно для клавишных переключателей, не теряя при этом 4-миллиметровый ход, обеспечиваемый переключателями MX. По мере того как я пользовалась клавиатурами, наблюдала за стратегиями других и читала описания дизайнерских решений, я начала задумываться о том, как могла бы выглядеть идеальная для меня клавиатура.

Цели и соображения

По мере того как мой опыт с клавиатурами углублялся и расширялся, и я узнавала, что мне нравится, а что нет, я начала формировать несколько представлений о том, что я хочу учесть при проектировании своей клавиатуры.

Мои «теории» дизайна.

Фаланги — не единственная полезная часть руки.

В анатомии мышцы на конце плюсневых костей образуют ориентир, известный как «подушечка» стопы. На руках есть похожий ориентир на конце пястных костей, который я буду называть подушечкой кисти, потому что я ничего не знаю об анатомии и понятия не имею, есть ли у него правильное название. Если вы знаете, как это называется, пожалуйста, скажите мне. Точно так же я буду называть ориентир в нижней части ладони, содержащий кости запястья, пяткой. К счастью, это, по крайней мере, кажется общепринятой терминологией. Я считаю, что эти два ориентира недостаточно используются в клавиатурах, особенно когда положение самой пятки очень важно для достижения прямого запястья во избежание боли. При правильной раскладке их можно использовать, чтобы получить как минимум еще четыре клавиши.

Клавиатуры должны облегчать доступ к комбинациям.

Это означает проектирование, которое позволит мне избегать комбинаций с участием мизинцев и использовать комбинации, не двигая руками. Лучший способ объяснить это — нарушить последовательность повествования и объяснить на примере готового продукта. Клавиши быстрого доступа на Sunshine расположены очень специфическим образом. Это потому, что иногда нужно нажать, скажем, CTRL + ALT + Z. На других раскладках вы могли бы использовать мизинец для CTRL, безымянный палец для Z и большой палец для ALT. На Sunshine вы просто помещаете большой палец между CTRL и ALT и нажимаете обе клавиши одновременно. Ваша рука не двигается, а мизинец может нажать Z. Для очень распространенных сочетаний, включающих CTRL + SHIFT, для этого и нужна клавиша под пятку.

Таким образом, у меня сформировался целый список желаемых функций, сочетающий в себе любимые концепции и приспособления для себя. Теперь это были мои цели для моего дизайна:

• Больше клавиш под большой палец. Они идеально подходят для часто используемых клавиш как самих по себе, так и в сочетании с другими, такими как SPACE, CTRL, ALT или GUI.
• Подставка под запястье, которая также служит устройством ввода.
• Клавиша, использующая внешнюю «подушечку» кисти у четвертой и пятой пястных костей.
• Раздельная, само собой.
• Ортолинейное смещение, которое подходит моим рукам, особенно сильное смещение для мизинцев.
• Уникальный внешний вид, который выделяется на фоне множества похожих проектов.
• Низкая сила нажатия пружин, чтобы я могла попробовать стенографию. (Это повлекло за собой интересные подводные камни.)

Создание идеальной клавиатуры, легким путем

Проектирование началось примерно 11 марта 2022 года, после того как я вернулась в Соединенные Штаты из долгой поездки в Ирландию. Хотя я экспериментировала с Keyboard Layout Editor на протяжении всей поездки и до нее, я наконец-то придумала дизайн, который мне понравился (и который сильно заимствовал у вышеупомянутой SplitKB Kyria). Он избавлялся от некоторых менее доступных на вид клавиш из Kyria и увеличивал смещение на самых дальних столбцах. Я добавила клавиши для тех частей руки, которые, по моему мнению, их заслуживали, и на этом все.

Я думаю, что этот вариант выглядит лучше всего, но он наименее удобен. Мои ладони слишком длинные. Обратите внимание на клавиши 1.25U в самых дальних столбцах мизинцев. Это должно было сделать вид приятнее.

Проектирование с помощью картона

Чтобы быстро создавать прототипы моих дизайнов, я решила воплотить раскладку в картоне. Я использовала генератор пластин Keeb.io, чтобы создать SVG, который я могла распечатать в качестве бумажного шаблона.

Затем я брала шаблон, приклеивала его к картону и вырезала от каждого из четырех углов внутрь, поддерживая вырез снизу с помощью рулона упаковочной ленты. Этого ни в коем случае не достаточно для постоянной ручной сборки, но для тестирования раскладки вполне подходит.

Как только двадцать два маленьких квадратика были вырезаны, я могла разместить клавиши. Именно здесь я поняла, что клавиша BALL не может быть такого странного размера, и мне придется остановиться на клавише 2.75u. Это было к лучшему, потому что это позволило мне разместить четвертую клавишу под большой палец.

Но да, вся эта работа только для того, чтобы выяснить, что это было не так уж и удобно. Я могла бы просто измерить свою руку... Но ничего страшного, это был всего лишь картон и несколько минут.

Завершение дизайна, или почему у меня сотни картонных квадратов размером 13,97 мм.

Короче говоря, я перепробовала много разных итераций на картоне. Самое важное, что я пыталась перемещать планку HEEL с очень маленькими шагами, а затем каждый раз вырезала новые платы. Я распечатывала их, вырезала и каждый раз приносила маме, чтобы проверить, удобно ли. Это начало отнимать много времени. На этом изображении показана первоначальная попытка реализовать метод одновременного нажатия CTRL и ALT.

К счастью, я догадалась, что могу просто отрезать планку, переместить ее в удобное место, а затем измерить штангенциркулем, где она оказалась.

В конце концов, я была довольна дизайном, расположением кластера для большого пальца и планки HEEL.

Затем я экспортировала dxf из генератора пластин keeb.io и импортировала его в fusion, а затем вырезала на своем фрезерном станке. Из картона.

Я попыталась оставить тонкий слой, так как у меня не было подложки, и на первом же отверстии я случайно профрезеровала станину. Это означало вырезать больше квадратов вручную. Меня это устроило, и я вырезала две пластины из поликарбоната, а затем приступила к проектированию печатной платы.

Приключения в проектировании печатных плат.

До Sunshine я спроектировала всего одну печатную плату. Хотя у меня была полоска из нескольких RP2040, я хотела иметь возможность использовать QMK, потому что у меня был опыт работы с ним, а в то время поддержки 2040 не было. Вместо этого я использовала Elite-C, потому что мне нужен был ATMega32u4, а они сейчас либо безумно дорогие, либо их нигде нет в наличии. Посмотрев очень убедительное видео от Mitxela о криволинейных дорожках, я решила отказаться от стандартных 45-градусных углов в KiCad. Печатные платы, в отличие от большинства хорошо спроектированных раздельных клавиатур, не являются двусторонними, потому что я хотела определенного вида спереди и сзади. Вот несколько тщательно отобранных фотографий, на которых мои печатные платы выглядят действительно хорошо и немного не в фокусе. В полном цвете, что разрушает мою тему для этой страницы.

На самом деле, скорее под вашими руками.

Место, где размещаются все большие компоненты: Elite-C, схема соленоида, разъемы TRRS и кнопка сброса.

СОВЕТ ПРОФИ: Эта шелкографическая наклейка извиняет все недостатки моего дизайна.

Задняя левая сторона.

Мне очень нравится, как получилась матрица клавиш.

Дружелюбное лицо, чтобы составить мне компанию во время пайки.

Я не буду публиковать сами файлы печатной платы, по крайней мере, до второй версии. Я очень горжусь, но в то же время стесняюсь. Надеюсь, вам понравятся фотографии.

---

Моя раскладка и другие личные настройки

Я пропущу детали сборки, они скучные, все было легко. (Кроме утомительной смазки переключателей и пружин...) После сборки и установки на мой стол Sunshine была всем, на что я могла надеяться. Я настроила VIAL и прошила Elite-C своей раскладкой. Моя раскладка довольно проста, ее действительно легче показать, чем рассказать о ней. Colemak-DH и несколько слоев, ничего сумасшедшего. Самое важное, что я чувствовала себя комфортно, оставляя коды клавиш, предназначенные для клавиатур для нормисов, вроде =+, вместо того, чтобы разделять их, из-за того, как легко было добавить SHIFT к любой комбинации. Основная личная настройка, о которой я хочу поговорить, — это жесткость пружин. Мои буквенно-цифровые клавиши имеют жесткость 25 грамм, что очень легко. Клавиши 2U должны быть тяжелее, но я откладываю их перепайку и обхожусь тем, что есть. Вот почему мой пробел использует клавишу 1U. Однако планки HEEL используют потрясающе тяжелые пружины в 650 грамм. Это делает их чрезвычайно удобными в качестве подставок под запястья, но в то же время позволяет нажимать на них при необходимости. Ваши результаты могут отличаться, не все запястья весят одинаково. Если бы я не использовала тяжелые пружины, я бы инвертировала это в прошивке, чтобы SHIFT активировался, когда планки больше не нажаты. О, и я никогда не использую эту вторую клавишу alt. Если у вас есть идеи, что мне стоит поставить вместо нее, дайте знать, пожалуйста.

---

Что я узнала в процессе

Так же, как я открывала для себя новые предпочтения и антипатии, пробуя и исследуя предыдущие клавиатуры, использование Sunshine помогло мне узнать и новые вещи. Среди них:

• Переключение между указывающими устройствами и правой стороной клавиатуры может усложнить комбинации клавиш.
• Моим мизинцам ВСЕ ЕЩЕ трудно дотягиваться до самого верхнего ряда и самых крайних столбцов. (Хотя и не ТАК уж трудно).
• Мне не хватает удобства энкодеров.
• Наткнулась на эту клавиатуру совершенно случайно. У нее есть клавиша под тенар, это может быть очень крутым дополнением к следующей Sunshine. Потребуется серьезная переработка общего дизайна, но это выполнимо.
• Клавиша BALL должна быть выше, чтобы доставать до четвертой и пятой пястных костей.

Моя попытка во время прототипирования из картона исправить проблему с высотой. Безупречная элегантность, конечно.

Мои планы на следующую версию.

Скорректированная и оптимизированная раскладка

Думаю, мне нужно будет снова скорректировать смещения и сделать их гораздо более радикальными. Возможно, я также изучу разворот клавиш. Хотя это может потребовать целого второго раунда прототипирования из картона, у меня есть другой метод, который мне не терпится попробовать. Вы услышите о нем в следующий раз. Хотя раскладка в стиле Kyria мне вполне подходит, я думаю, что хочу большего смещения.

Разрастание функционала

Я хочу добавить энкодеры в следующую сборку, по крайней мере, один. Они делают паузу и воспроизведение мультимедиа чрезвычайно удобными, а регулировка громкости тоже очень приветствуется. Однако можно добиться еще большего удобства. Во-первых, я люблю Guilty Gear, и иногда я действительно играю в Strive, а не слушаю альбомы, занимаясь другими делами. Я думаю, что небольшой 8-позиционный переключатель было бы очень приятно добавить, если бы он хорошо вписался. Сомневаюсь, что он заменит мой файтстик, но все равно было бы очень круто. Кроме того, мне нужно какое-то указывающее устройство, для которого 8-позиционный переключатель не подходит. Расположение в стиле Oddball было бы очень кстати.

Готовый к производству, профессионально выглядящий дизайн

Я хочу иметь возможность выпустить чертежи для второй версии с гаскет-маунтом в корпусе (может быть, даже продавать ее 🤫), я думаю, что новая версия выиграет от того, что планки HEEL будут иметь отдельную печатную плату, так как на текущей плате много потраченного впустую места. Более того, я хочу использовать RP2040 на плате вместо чего-то вроде Elite-C. У этого есть очевидные преимущества, стоимость — одно из них, но я хочу сделать это, потому что это просто более элегантно. Я также хочу найти лучший способ для размещения мосфетов и конденсаторов для схемы соленоида. Они занимают очень много места. Наконец, я хочу иметь милый арт на всю плату и лучше разведенные дорожки. У меня было много крутых идей, основанных на моем растении потос, которые я так и не реализовала, и я бы хотела дать им еще один шанс.

До скорого!

Надеюсь, вам было интересно узнать о клавиатуре, которую я сделала. Извините, если мой стиль письма немного суховат или неуклюж. Я не читала книг с прошлого года. Если вы хотите связаться со мной, я есть на github как pelmeniboiler, в discord как pelmeniboiler#8372, на reddit как /u/pelmeniboiler и в twitter как @pelmeniboiler.