MIT学生开源模块化键盘KeyBits,单键内置RISC-V

MIT大一学生开源模块化键盘KeyBits,单键内置RISC-V芯片。用户可像拼乐高般自由重组按键,全尺寸组装成本约900美元,设计文件已公开供复现。

键盘布局的多样性往往限制了用户的个性化需求,而麻省理工学院一年级学生 Nathan Alspaugh 设计了一款名为 KeyBits 的开源模块化键盘,旨在解决这一痛点。该键盘允许用户像拼装磁性乐高积木一样,自由交换和重新排列按键模块。

单键内置RISC-V芯片

Alspaugh 目前正在攻读航空航天工程专业。他在项目日记的首条记录中阐述了设计理念:“我一直想制作一个键盘,但我不想被锁定在一个设计中,所以我想让它可以随时重新排列。”基于这一想法,他决定从头构建一套完全模块化的系统。

技术架构与连接方式

KeyBits 的核心在于其高度集成的单键模块。每个按键单元都内置了一颗独立的 RISC-V 微控制器,并通过四边的 pogo 引脚实现物理连接。这些引脚不仅为相邻模块提供电源,还负责传输 I2C 数据信号,从而支持按键位置的任意重组。

除了单个按键模块外,系统还需要一个控制器模块来协调各个按键并与主机计算机进行通信。值得注意的是,尽管控制器模块由两块叠放的电路板组成,但其占地面积与单个按键模块保持一致,确保了整体结构的紧凑性。

开发历程与挑战

该项目的主要文档托管在 GitHub 上,内容侧重于指导开发者复现所需的关键组件,包括定制印刷电路板(PCB)、Cherry MX 机械开关、3D 打印外壳以及各类微型连接组件。虽然公开资料未展示极其详尽的技术细节,但 Alspaugh 的开发日记揭示了背后的巨大工作量。

从零开始设计单键模块化键盘并非易事。Alspaugh 在项目过程中遭遇了多次挫折,并为此专门学习了树脂 3D 打印技术以完成外壳制作。据报道,他累计投入了约 100 个小时用于该项目的设计与调试。

成本分析与未来规划

模块化设计的代价体现在高昂的材料与制造费用上。根据 Alspaugh 提供的购物车清单,单独购买 KeyBits(按键控制板)每块仅需几美元,而 Keywords(主控板)每块价格约为 30 美元。然而,若选择由制造商进行全组装,成本将大幅上升:Keybit 组装件单价为 69 美元,Keyword 组装件单价则高达 203 美元。

Alspaugh 估算,组装一把全尺寸的 KeyBits 键盘最终成本约为 900 美元。他在日记中表示:“我会单独购买并自行接它们……任何有愿望建造怪物板的人都可以这样做,如果他们有资源。”据其透露,拥有相应组件资源的制作者可能在几天内完成自制。

目前,Alspaugh 计划对硬件进行进一步更新和功能扩展。他提到可能会推出更多类型的按键模块,例如集成指纹传感器的版本。所有必要的设计文件已在 GitHub 平台开源,供有兴趣的制作人参考使用。

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