手工打造分体键盘:配列、布线、固件与组装的技术复盘
从原型到第二版:一把分体式蓝牙键盘的迭代记录
从 MacBook 蝴蝶脚到第一把机械键盘,再到全铝客制化,键盘一直在随习惯演变。当最中意的轴体停产、工具箱里又添了一台 3D 打印机时,决定自己动手做一把完全贴合个人输入习惯的分体式人体工学键盘。
项目 2025 年 9 月启动,10 月完成首版原型。实际使用中紧凑配列给日常输入带来不少阻碍,于是开始第二版的开发。2026 年 3 月新版固件驱动与自定义 shield 编写完毕,7 月硬件组装完成。
硬件平台
- 主控:nice!nano(蓝牙 BLE)
- 固件:ZMK
- 外壳:PETG,由 ryanis.cool(@rianadon 的开源项目)生成基础模型,再手工调整后 3D 打印
- 连接方式:分体式蓝牙,左右无线通讯
第一版(原型)
第一版固件基于 Ay1tsMe/zmk-config 修改,配列为双手完全对称布局。除拇指区(每侧固定 6 键,充分利用拇指活动范围)外,从内向外各列行数为 2-3-3-4-4-3(六列),无独立数字行,数字需通过组合键输入。矩阵使用 0.5 mm² 硬线,理线空间紧张。
两侧电池均为 100 mAh,实测左侧(主控侧)功耗约为右侧的 3–4 倍,续航明显不对称。
第一版内部布线,采用 0.5 mm² 硬线,理线空间受限。
第一版组装完成外观(无键帽)。
日常使用中,频繁的组合键操作降低了输入效率,过于紧凑的布局也让学习成本高于预期。硬线布线进一步限制了后期调整的灵活性。
第二版改进
第二版从头编写 ZMK 配置文件,构建独立的 shield,获得了对固件行为的完全控制。仓库位于 xiyivan/zmk-config-V2。
非对称配列
第二版改为非对称布局,并加入独立数字行,显著降低输入的学习与记忆负担。拇指区仍保持每侧 6 键,手指区配列如下(从内向外计):
- 左手:
3-4-4-5-5-4-4(七列) - 右手:
4-4-5-5-4-4-4(七列)
独立数字行的加入使得日常数字输入不再依赖组合键,分层功能仍保留给符号与功能键。
第二版键位图
键层与按键行为优化
拇指区除传统空格与退格外,还分配了 Ctrl、Alt 等需要长按的修饰键,以及 ,、.、Enter 这类高频短击键。为了在不增加键数的前提下兼顾两者,这些按键被设置为 mod-tap 行为:按住触发修饰键,点击则输出对应的标点或回车,显著提升了拇指区的利用效率。
日常使用中总共设置 2–3 个层已经完全足够:
- 基础层:标准 QWERTY 主键位;
- 功能层:数字区、F 键区及符号;
- 设置层:蓝牙配对、键盘重置等日常几乎不会触发的操作。
在开始写配置文件和外壳建模之前,先在脑子里厘清完整的配列和矩阵布线,可以避免后期大量返工——ZMK 的配置本身虽不复杂,但需要提前规划好结构。
布线工艺
第一版的硬线焊接与理线难度较高。第二版改用 0.2 mm 直径免刮漆线,可在漆包状态下直接焊接,省去刮漆步骤,焊接工作量明显减少,布线整洁度大幅提升。
第二版内部布线,使用免刮漆线,走线更加整洁。
电源平衡
针对第一版主控侧功耗远高于副侧的问题,第二版提升了左侧电池容量,使两侧日常续航基本匹配。
外壳优化
生成器原始模型中,每个键座周围有一圈用于增加稳定性的窄墙。3D 打印后该窄墙导致支撑拆除极为困难。第二版将外壳整体加厚,并直接移除这圈墙,既简化了后处理,也并未影响结构强度。
第二版组装完成带键帽的整体效果。
遇到的问题
- 二极管方向:焊接时曾有一颗二极管装反,排查导通时发现并纠正。
- 免刮漆线虚焊:漆未完全熔毁会造成接触不良,后期通过逐点补焊并用万用表验证解决。
- 焊枪误伤:一枚按键因焊枪意外碰到而烧毁,更换轴体后恢复正常。
总体来说,diy键盘有一个非常活跃的开源社区。几乎不会遇到真正难以解决的困难。主要问题集中在操作的熟练度方面。
轴体与键帽
两个版本均使用逆狱 KU 段轴,由闲鱼“隔壁老赵”手工润轴。键帽来自另一把键盘迈从 GX87 的原装键帽(换用等高线键帽后闲置),正好用在这把自制的分体键盘上。
手感与结构
3D 打印外壳用料较厚,打字时几乎感觉不到键盘的形变,也没有传统 gasket 结构常见的共振空腔音。这一特性可能因个人喜好而异,但在这把键盘上带来了非常扎实的敲击感。
仓库与资源
- 第一版(基于 Ay1tsMe/zmk-config 修改):https://github.com/xiyivan/zmk-config
- 第二版(自建 shield):https://github.com/xiyivan/zmk-config-V2
项目已全部开源,供参考与复刻。目前暂无继续改进的计划,这把键盘会成为日常主力工具。