DIY人体工学分体键盘

去年底今年初先后做了两个分体的人体工学键盘。

用着微软的人体工学键盘4000好多年了(以前写过一篇介绍,里面也有照片),对它唯一不满的地方是太大了,占用了桌面不少空间。实际上我根本用不着小键盘,如果不要右边那一块,桌面就宽敞不少。

对市面有售的键盘又做了一番了解,找不到合适的。本来左右手分区的键盘就很罕见,符合我的期望,并且买得到和买得起根本没有。不过倒是发现有不少爱好者自己设计制作键盘并且开源的,有3D打印机打印壳体,做起来似乎不会太难。Reddit的 r/MechanicalKeyboards 是爱好者的其中一个大本营,上面各种各样的键盘让人眼花缭乱。其中,一款叫做 Dactyl 的键盘,和由它派生出来的 Dactyl-Manuform 键盘,有不少人制作过,资料相对齐全些,外形也比较符合我的要求:左右手按键分离、带倾斜度适应手掌自然摆放的角度、占地不多。

做键盘首先要做的功课的选择什么键轴(按键键体)和什么键帽。大部分的机械键盘爱好者玩的也就是把这些东西换来换去。我对机械键盘没有什么情结,除了在年代久远的时候用过的 IBM PC 是机械键盘,实在理解不了噼里啪啦的敲键快感在哪里。不过要自己做,能买到的键必然是机械按键了。各种各样的键轴在发烧友口中说得神乎其神,我就挑选了据说是最平庸的 Cherry 茶轴。另外,键帽也有不同高度、倾斜度和材质的讲究。我要做的键盘的键盘体自身已经带有弧度,就不需要键帽再有高度、弧度的区别,所以选择了DSA规格的无刻(上面没有印字)键帽。

受了网上一些文章的影响,第一个键盘选择了比较激进的最少键位的方案:主键盘区为3行10列,连数字键都没有,很多按键需要靠同时按拇指区的切换键来打出来。这样做的好处是手在键盘的位置是固定的,手腕就搁在手托上按什么键都不需要挪动。但是代价就是脑子不够用了:拇指需要按的切换键太多,记不住。

用了几个星期,还是难以做到肌肉记忆不去想怎么去按键,于是打算再做了一个多些按键的。之前选择最少键位方案的另外一个原因是我的3D打印机可打印面积不够大,加一行或者加一列都会超出打印床的大小了,因此首先得解决怎么能够适应打印面积的问题。

第一个想法是将拇指区与主键盘区分离成两个部分独立打印。这就需要修改壳体的3D模型。Dactyl 这个项目比较有意思,模型是用Clojure程序生成的,因此我也就顺便(被迫)学习了 Clojure,感受还不错,终于有机会接触 lisp 风格的函数式编程了。做出来的版本是这个:dactyl_split.clj,打印过一个样品出来,但我没有最终完善它的所有细节,因为有了一个新的想法。

Manuform的拇指区每边有6个键。一个大拇指要按6个键太困难了,有些键的位置比较难够得着,记忆的负荷也太大,总是要想一想按哪个。按照自己用下来的情况,一个拇指可以比较容易的靠肌肉记忆按2个键,最多也就是控制3个键。把拇指区改小了,打印面积也就缩小了。

于是就做出了我的派生作品:Mini Thumb Dactyl —— 缩小了拇指区的 Dactyl-Manuform。也就是标题照片里面的键盘。这个即使增加了一行和一列,都能够在我的3D打印机上打出来。

制作一个键盘主要包括三部分的工作:壳体、电路、固件(firmware)。壳体用3D打印机打印,如果别人做好的现成的STL模型不满足要求,就要自己去修改。电路的核心是 Arduino 兼容的电路板,因为左右手键盘是独立的,两边各一片。Firmware基于开源的键盘固件 QMK,不需要自己编码,但是它的配置与按键电路连接相关(不同的按键数量会不同),按键映射也需要自己去配置。

开源作品是不同开发者在前人基础上不断改进的过程,但也带来了很多版本分支。网上的资料比较零碎,没有从头到尾的系统有条理的文档,而且不同资料有些描述各不一样,分别适应于某个特定的分支。寻找资料、整理信息、理清关系是比较麻烦的事情。因此我把制作的具体过程中的所有关键信息整理写成了一份 How to Make a Dactyl Manuform Keyboard ,以此为主线,相关的知识点可以再去阅读、搜索。