Equipo completamente montado con teclas transparentes hechas con impresora 3D.

Aunque el título habla del harlequin 128, este tema trata sobre todo de la creación de un teclado estilo «Gamer» con teclas mecánicas pero esta vez con perfil bajo (considerablemente mas bajo que el de mi anterior teclado. Además en esta ocasión la iluminación de las teclas no será fija, sino que será programable pudiendo elegir diferentes efectos o colores ya que para ello uso leds direccionables RGB de 2×2 mm. Este teclado es completamente funcional y compatible con un Spectrum original.

Con esto se pretende demostrar que podemos realizar un Spectrum desde cero ya que disponemos de kits harlequin, cajas que podemos comprar, imprimir en 3D o reciclar la de un spectrum original; y ya por fin podemos hacernos nuestros propios teclados.

Consideraciones previas:

  • El fotolito , gerbers, programa etc se mostrará al final del artículo en la zona  de descargas.
  • Para realizar este montaje no usamos arduino, sino nuestro propio PCB y además por economía he prescindido del cuarzo, lo que significa que tenemos que aprender a programar el micro primero con  cristal en placa de pruebas y luego solo con el oscilador interno. De esto se deduce que el micro lo tenemos que tener programado antes de soldarlo al PCB; además para programarlo tuve que adquirir un adaptador QFP32 a DIP32. Ver instrucciones de como programarlo aquí.
  • Además en esta ocasión usamos un micro ATMEGA328PB-AU en encapsulado TQFP32 de 7×7 mm. Tratando de quemar el bootloader desde el IDE de arduino, no lo conseguí. Tuve que recurrir a una librería externa denominada minicore con la que conseguí que funcionase.

Impresión 3D.

Aunque opcional, es la opción elegida por mi. La razón es que manteniendo la distribución original del teclado de un gomas con teclas compradas tipo «kali chocolate» queda mas espacio entre ellas de lo que me gustaría y por ello habría que realizar una serigrafía más pequeña. Por tanto tenemos que hacer un total de 40 «Taps» para las teclas; 38 de tamaño normal y  las 2 restantes serían un poco mas grandes y de tamaños diferentes para «CAP SHIFT y SPACE». Recomiendo imprimir en ABS por ser mas resistente. Yo he probado con PLA blanco y tambíen con PLA transparente.

Teclas a imprimir, 38 teclas normales, 1 CAPS SHIFT y 1 SPACE.

El circuito.

Primero veamos el esquema:

El esquema es bastante simple.

  • Una matriz de 40 teclas (pulsadores) que emulan la matriz de la membrana original del spectrum de 8 filas por 5 columnas.
  • Asociados a estos pulsadores añadimos un led  WS2812-2020 GRB de 2×2 mm programable a cada tecla.
  • Y la última parte es el microcontrolador con sus 3 pulsadores que son los que nos permiten cambiar el color de los LEDs o los efectos visibles.

Elementos de montaje:

Ahora veamos el proceso de montaje:

Ahora integramos todo con nuestra placa harlequin y una caja translucida:

Funcionamiento:

  • Como teclado funciona exactamente igual que el del Spectrum estándar solo que con teclas mecánicas.
  • Al conectar el Spectrum he programado el microcontrolador para que las luces no se enciendan por defecto.
  • Pulsando S1 recorremos una serie de colores y efectos y también apagamos los LEDs entre efectos.
  • Cuando se visualiza el efecto de leds que se mueven podemos pulsar S2 o S3 para aumentar o disminuir el número de LEDs afectados.
  • Pulsando S2 y S3 simultáneamente se entra en modo Demo, en el cual se recorren todos los efectos indefinidamente.

Veamos un vídeo de funcionamiento:

 

Posibles mejoras:

  • Que al igual que en un Spectrum + tuviese teclas desdobladas como los cursores, edit, delete etc.. Esto requiere mas electrónica. De todos modos el tamaño físico de los mecanismos de las teclas no nos permitiran ganar mucho espacio juntando las teclas. En un Spectrum original habría que modificar el habitáculo de la membrana cortando todos los salientes que evitan que la membrana y las teclas de goma de desplacen lateralmente. También habría que reducir el tamaño de las tapas de las teclas y de su serigrafía.
  • Mediante la combinación de determinadas teclas poder hacer un RESET o una NMI para activar por ejemplo el Divide.

Si alguien se anima a llevar a cabo estas mejoras que nos lo comente.

Lista de materiales:

Kit harlequin montado o placa de Spectrum original funcional.

Caja de Spectrum comprada, original o impresa.

PCB del teclado, hecho por uno mismo o mandado fabricar.

PCB del adaptador de cable a conector de cinta (donde se conecta la membrana original del Spectrum), hecho por uno mismo, comprado o mandado fabricar.

Adaptador TTL-USB (opcional para reprogramar después de haber soldado microcontrolador)

40 LEDs direccionables SMD 2020 WS2812C

40 Kailh-Interruptor de Teclado mecánico de bajo perfil RGB SMD.

40 Tapas para las teclas anteriores, compradas o impresas.

Serigrafía bien impresa por uno mismo o encargado a una imprenta.

1 ATMEGA328PB-AU TQFP32 con bootloader minicore.

3 Pulsadores 6x6x12 mm para PCB

Cable paralelo de al menos 15 hilos. Se puede usar una faja de cables de discos duros IDE , SCSI o de disqueteras.

Tira de pines hembra.(6 pines) Opcional sirve para reprogramar microcontrolador.

Tira de pines macho acodado 3 pines (Opcional en mi caso es para alimentación desde harlequin 128K)

1 resistencias de 10K SMD 0805. (R1)

4 resistencias de 470 ohmios SMD 0805. (R2, R3, R4 y R5)

2 Resistencias de 0 ohms SMD 0805, o mejor unir directamente los PADs con estaño. (R6 y R7).

1 Condensador tantalio 220uF 10V SMD.

1 condensador SMD 0805 de 10 nF. (C2)

1 condensador SMD 0805 de 100 nF. (C1)

Espero os haya gustado este tema. Podeís ver mas temas usando el calendario de la derecha o usando las categorias del menú.

Un comentario favorable me animaría a seguir manteniendo y alimentando el blog.

Un saludo a todos y gracías.

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