说明

八卦键盘的概念为首次公开，原创。且本项目公开的资料仅限于交流学习！！

工程描述

我设计了一个八卦布阵的键盘，名为八卦键盘。其整体吸收了两仪生四象，四象生八卦的理念，克服了一般客制化键盘在配列方面的缺陷。

它的设计参照物为raspberry pi 400，它实现了比400更便携和更实用功能设计。

raspberry pi 400

外形构思

八卦键盘使用61配列。

经典的61配列源自大家最常使用的全配列，因此很容易上手。但它去掉了：F行、ESC键、右侧全部导航按键、数字键盘这些比较关键的按键。失去了更高的便捷性。

于是我对61配列进行了改良，现在，它甚至优于98配列，具体说明见下文：

八卦配列

决定键盘功能是否丰富，要看IO脚的数量。

以61/63/64键盘为例，键圈最偷懒的办法就是5行x12列的配列。但是这样占用17个IO引脚，只得到了60个可区分的键位。

要想节约IO引脚，就必须采用最接近开方的行列数，例如8x8的配列，只需要16个IO引脚，可以得到64个可区分的键位。

为了实现某一个功能，IO引脚越省，可选择的芯片范围也就越大。

总而言之，我发现符合<八卦阳爻>和<阴爻>组合的“8x8卦数”可以使键盘在便携性和实用性之间取得平衡。这是键盘名为八卦的原因之一。

8x8的配列我画了很久，但好在，一劳永逸。

原理图中的“八卦配列”

确定了八卦配列，接下来我们说说外观与功能。

初代外观与功能

王氏经典“八卦配列”键位位置图

上图所示是我设计的初代键位分布图。除了61配列，还增加了3个拓展部分，包含：五向开关、摇杆、手柄。拓展部分的作用是：

01.代替4向按键

通过五向开关/摇杆/手柄代替4向按键，降低了成本，也更便携。

02.增加鼠标按键

如果你出门急，忘记带鼠标，不用担心，这款键盘中设置了鼠标键。图中的旋转编码器的大号太极轮，我定义为鼠标中间滚轮的功能，所以鼠标的功能是完整的。

当然，用不上的时候，你可以把鼠标键定义成其他功能。

03.自定义按键

关于ESC、DEL和Fn键的安置，可以根据需求安置到旋转编码器、五向开关、拨盘编码器、摇杆/手柄下。键盘中所有拓展按键都能增加可编程的按键位置。

如此一来，八卦键盘虽然按键减少但功能是完备的……

看到这，你觉得改良版61配列香不香？你认为它是否优于98配列呢？

先暂时不急着给答案，关于它的最终成品，我们接着往下看！

最终设计成品

如同开头说的，八卦键盘的成品最终融入了四象、两仪的理念。那它是如何融入的呢？

01.何为四象

四象在传统意义上，指少阴，老阴，少阳，老阳。

在我的八卦键盘设计中，四象是指通过Hub扩展出的四路功能：

• 一路是按键矩阵主体
• 一路接触控板
• 一路在键盘右侧可以外接鼠标
• 一路在键盘左上角。它可以接U盘或其他外设。如：FOC电机旋钮、绘图仪、手写板等。

02.何为两仪

两仪的原本意思即阴阳，是事物矛盾的两个对立面。

我经常需要使用电脑与树莓派，但我不喜欢为树莓派添置另外一套鼠标键盘，因为太占用桌面了，这就是矛盾。

我设计了在两台电脑/终端间快速切换的一个按键，如此一来，在电脑上查找资料的同时可以快速切换到另一台刚刚刷进系统的树莓派上，输入资料上的命令行。

最后，一个完整的八卦键盘大概长这样：

八卦键盘的外设连接关系图

经过验证的半成品长这样，还未包外壳的

其他功能总结

除了上述功能与作用，八卦键盘还有以下4种功能：

01.给开发板固定供电

键盘正上方的镂空把手，焊接了一个micro:bit底座，可以用来给micro:bit开发板固定和供电。也可以在镂空的空间放置手机。

02.树莓派安装位

键盘左上角两仪按键的右边，有一个树莓派zero/zero w的安装位，可以让树莓派无需另外的繁复接线，直接成为两仪之一。

所以在键盘的右上角，我也设计了两个TF卡保管槽，可以在树莓派上开发不同项目或刷不同系统时快速更换。

03.卜卦与彩虹屁

通过底灯LED随机闪烁起卦，停止在不同的按键位置获得卦象结果。除了可以用作解卦签，我还可以提供一个思路是开发一键彩虹屁功能。

这部分就交给有兴趣的读者去开发吧，这个想法不收费。

04.兼容性强

我将八卦键盘设计成可更换主控板的贴装模式，并正尝试为其设计多款芯片可以替换的主控板。

目前已经完成了：树莓派Pico官方板、Pico复刻板、ESP32改版（无线）的设计验证，未来八卦键盘可以兼容更多款芯片。

八卦键盘可以支持的主控板：官方树莓派Pico、Pico复刻、ESP32改版的主控板。

关于封装

1.客制键盘在开发阶段为了方便插拔，会选用热插拔的键轴底座。这里特意将两种不同的热插拔底座封装做了融合，至少可以分别制作罗技gtl和cherry MX这两个不同轴体的键盘实物，符合小步快跑的原则。

融合的轴体封装

2.看选用的键轴元件可以知道，我只放了普通LED的引脚，但实际做的时候因为ws2812色彩组合更丰富，所以主流采用：

• 为了兼容方便，ws2812的D1和D2脚全部手动拉线并给网络，很方便。
• 为了走线简洁，特意混用了两个键轴上ws2812方向相反的封装。

拓展：增加FOC旋钮

为了体现八卦键盘可以通过“增加技术特征”的方式成为瀚文键盘的样子，我跟着学习了一下稚晖君的瀚文键盘。

瀚文键盘的特点是非常突出的，最明显的两点是：

• 键盘采用了多颗扩展IO芯片进行配列布局
• 将FOC电机当作特色旋钮集成在键盘中

而八卦键盘主要学习其FOC电机旋钮技术。

但旋钮的USB供电和重量是很大的问题，它会影响键盘的便携性质。但如果对于电机的反馈力要求不太大的话，降低驱动功率也是可以的。

于是我尝试以PCB电机的方式实现，这样能在不增加重量和充放电模块的情况下实现比旋转编码器更丝滑的手感。

唯一需要注意的是，它提供不了大的扭力力矩，所以不适合极度需要力反馈体验的某些游戏功能的旋钮设计。

当然如果你追求便携，只需要把它当作一个独立于键盘的外设即可，这样就不会影响便携性。

PCB电机旋钮的重量和直径

加上电机旋钮，这款八卦键盘的成本大致在600元左右。

设计图

原理图

PCB

PCB

现在，你对八卦键盘有什么看法？这样的创意你是否也觉得很赞呢！

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本项目所有信息参考资料：【八卦.键盘】Sudo. Wang(YQ.) #星火计划# - 嘉立创EDA开源硬件平台

*文中所有关于八卦的图片均来源于网络，侵删