Régi „álom”: végre egy normális billentyűzet?

Ilyen a jó (?) öreg (?) G15-ös billentyűzetem is. Már régen szerettem volna szert tenni egy megvilágított billentyűzetre, net szerte anno mindenki oda volt érte... Csak éppen a számomra lényeges infók másnak már nem is azok. A megvilágítás kék (Mondjuk ezt tudtam, de akkor is rühellem... Gondoltam rá, hogy a benne levő LED-eket kicserélem fehérre vagy narancsra, de eddig elmaradt. Sőt: el is fog... :) ), és úgy van megoldva, hogy a gombsapkák anyaga átlátszó műanyag, amit a rá rajzolt felirathoz képest „inverzben” festettek ki. (Tehát ahol a ~betű látszik, az a rész festetlen, a többi részen van festék.) Ha a világítás nincs bekapcsolva, átlagos fényviszonyok mellett gyakorlatilag nem látszanak a feliratok... Ez annyira gáz lett, hogy teljesen át is alakították a későbbiekben, az eredeti változatot a múltkor már meg se találtam a gyártó honlapján. A működésével igazából nincs gond, csak az a fránya láthatóság... (Vakon gépelést sose tanultam, néha szükségem van a „vizuális visszacsatolásra” is. :) ) Na mindegy, nem akarom én szidni, nyomogattam eleget. Ráadásul a festék nem is a gombokról kezdett el lekopni, mint igen sok felhasználónak, hanem a gombok melletti ezüstös részről. (Van magyarázat rá, bármennyire is bután hangzik.)

Ha „olyan” helyen járok, mindig megnézem az aktuális kínálatot, hátha találni valami „normálisat” is. (Normális = NEKEM normális.) Eddig nem sok sikerrel... Amik ~jók voltak, azok a régi jó öreg billentyűzetek, mint amilyen a Commodore cuccaiban is volt pl. Persze azok manapság már jó drágák lennének, a „Made In PRC” felirat alá nemigen férnének el. Aztán jók szoktak még lenni a munkaállomásokhoz tartozó billencsek is, csak azokhoz nem olyan egyszerű hozzájutni. Viszont pár éve „hozzám vágtak” egy Sun WS-t, amihez tartozik egy TYPE 5c klaviatúra, ez már akkor igencsak megtetszett, pedig ez is valamennyire már az „olcsójános” kategória, mivel sima fóliamembrános tasztatúráról van szó. (Tehát semmi hókuszpókusz, ilyen kapacitív megoldás vagy hall-elemes móka, van két műanyag fólia, rajta a vezetékek meg az érintkezők fémgőzölve (vagy csak simán szitázva / festve...), a két fólia között meg egy harmadik szigetelés, a gombok alatt egy-egy lyukkal. Ha lenyomják a billentyűt, az összenyomja a lyukon keresztül a két fóliát, így alakítva ki a kontaktust. 3 forint + ÁFA árú megoldás...) Viszont megfelelő mennyiségű gomb van rajta, amik normálisan vannak kialakítva. (Persze ez erősen szubjektív, kinek mi tetszik ugye.) Cserébe elég régimódi a stílus.

Az ergonómiáról meg csak annyit, hogy ilyet se láttam még eddig:

Nem, nem én hajlítottam meg, ez ilyen... :) A régi billentyűzetek gombjainak a teteje ilyen szép íves módon van kialakítva. De hogy a billentyűk mozgási útja se párhuzamos egymással, na ilyet ezelőtt még nem láttam...

Ha a billencs tetszik, akkor miért is ne használjam én ezt pécéhez? A megoldás sajnos (?) nem annyiból áll, hogy fogom, aztán bedugom és kész. A TYPE 5c egy speciális protokollal működik, ami egyszerű mint a faék. Ellenben nem kompatibilis semmilyen PC-s billentyűzet protokollal, úgyhogy az egyszerű csatlakoztatásnak lőttek. A neten keresgélve találtam pár projektet, amik pont erről szólnak:

Ez a leírás PS/2 portos megoldás, ráadásul 68HC11-es mikrokontrollerrel, amit még nem használtam, ez most felejtős.

Ez egy másik megvalósítás, ebben egy PIC16F628 dolgozik, ez már ismerős darab, de még mindig PS/2-es.

Ezen változat is PIC-es, de már ~komolyabb: PIC18F4550, ez tartalmaz USB Slave vezérlőt, így már sima USB HID eszköznek látszik a TYPE 5c. Viszont ezzel a tokkal se foglalkoztam még, mondjuk ez nem gond. Persze kéznél nincs...

Végül ez a leírás lett az alap (Egyenesen Japánból! :) ), ebben egy ATmega48/88/168 van (ezek programmemória méretben különböznek, a legkisebb is elég), m88-am meg éppen van a fiókban. Ez a tok nem tud hardverből USB-t, de készítettek hozzá egy Low Speed implementációt szoftverből, ehhez még éppen elég gyors a cucc. Az „eredeti” elektronika nem túl bonyolult:

A billentyűzet „fapad” kommunikációja elég egyszerű: egy sima soros portról van szó, 1200 bit/sec, 8N1. Az extra csavar csak annyi, hogy egyrészt TTL szintekkel működik, ez nem RS232, ill. a jelszintek meg vannak fordítva (1-es bit = ~0V, 0-ás bit = ~5V). Minden lenyomott billentyű elküldi a „lenyomás” (make) kódot, ebben a 7-es bit 0, felengedéskor ugyanez a kód jön 7-es bit = 1-gyel (break). A sebesség nem nevezhető éppen gyorsnak, az 1200 BAUD = 120 kód másodpercenként. Mondjuk 60 lenyomást/felengedést úgyse produkál senki 1 sec alatt, de a „játékosoknak” ez a keyboard nem lenne a kedvencük, mivel ha több billentyűt nyomnak egyszerre, az utolsó kódja már akár érezhető késleltetéssel esik be... (Nálam ez mondjuk nem szempont.)

Az eredeti kapcsolást egy kicsit átalakítottam, mivel így egyszerűbbnek tűnt pár dolog:

(Ha valaki esetleg megépítené: a kész áramkörömet rajzoltam vissza, tehát nem ez alapján épült. Az az eredeti... Remélem nincs benne hiba.)

A kapcsolás több ponton is módosult:

• Mivel a KB soros portja 5V TTL, a uC meg 3.3V-ról jár, szintet kell illeszteni. (Meg megfordítani a jelszinteket...) Ez eredetileg 2 db. tranzisztorral van megoldva, én egy 74LS06-os TTL IC-t raktam be helyette ugyanezzel a feladattal. (Ez egy OC-s kimenetű inverter, ugyanazt csinálja mint a tranzisztorok.)
• Más 3.3V-os stab. IC-t használtam, ez volt a fiókban... :)
• A SUN féle KB-n van egy POWER gomb. De ez úgy van megcsinálva, ahogy kell, nem a szokásos pécés borzadály... (Itt van erre egy külön vezeték a kábelben, ha lenyomják a POWER gombot, ad egy egyszerű GND-t a gép fele. PC-n ez úgy megy, hogy a POWER gomb állapotát is ugyanazon a buszon keresztül kommunikálja ki a KB, mint az összes többi lenyomást/felengedést. (Emiatt kikapcsolt állapotban az USB / PS/2 vezérlőnek, ill. a komplett billentyűzetnek mennie kell, ami nem éppen energiahatékony, meg jó bonyolult. Egy újabb elcseszett megvalósítás az architektúrában...)) Ezt a jelet is „beledrótoztam” a mikrovezérlőbe, egyelőre nincs használva, de így már majd figyelhető az állapota. (Valamire majd jó lesz, POWER gombnak tuti nem fogom használni... :) )
• Az órajel 12.000MHz lett (az eredeti 16.000MHz helyett), mivel ez „jobban illeszkedik” az USB bitsebességéhez (1.5 MBit/Sec, az pont 12MHz / 8. A 16MHz-ből direkt nem osztható le, a fw-ben trükközések vannak hozzá...). Ehhez módosítani kell a sebesség-beállításokat a fw-ben, de ahhoz amúgy is hozzá kell nyúlnom, nem gond.

Az elektronika összeállt:

A 4 pólusú csatlakozóra megy az USB kábel, a 6-osra meg a billentyűzet elektronikájának az a 6 pólusú csatlakozója (közé jön egy kábel, ugye...) amire a gyári kábel volt csatlakoztatva. Az „érdekes” rész a forrasztási oldal:

Már akinek persze... Nem túl bonyolult, nem egy nagy darab, bele fog férni a billencs házába:

A pakkban megtalálható forráskódban módosítottam a sebesség-beállításokat meg az MCU típusát (16MHz → 12MHz, m168 → m88), majd make, az avr-gcc lefordította szépen... Beletöltöttem az m88-ba a kapott .hex-et, beállítottam a FUSE bitjeit (HFUSE = 0xDD, LFUSE = 0xF7, EFUSE = 0x07), majd összecsatlakoztattam a kábeleket. Az eszköz szépen látszik:

Sőt, működik is... Na, ez volt pont egy évvel ezelőtt... ;)

Valami miatt akkor a projekt az „asztalfiókban” végezte, de pár napja előszedtem. Egyrészt össze lehet állítani „véglegesre” a hardvert:

Az elektronika „beleragacsolódott” a helyére. Viszont jó volna, ha a KB szétszedése nélkül tudnék a fw-n reszelni, így célszerű lenne kivezetni a programozó csatlakozót is:

A doboz alján van egy szervizajtó, a nyákon egy 5-ös DIP kapcsolósor helye van alatta. (Ezzel lehetne beállítani a KB kiosztását, ennek a kapcsolósornak az állapotát egy egyszerű paranccsal le lehet kérdezni a billentyűzettől.) Ez az ajtó pont jó lesz arra, hogy oda drótozzam a programozó csatlakozót... (Ez a hőre lágyuló ragasztó amilyen gáz kinézetű, pontosan annyira jól használható. :) Az egyik munkatársam „takonyragasztó” néven szokta hívni, az eszközt amivel használni lehet, azt meg „takonypisztoly”-nak. Van benne némi igazság... :) )

A programozó csatlakozó szépen „kikandikál” a nyíláson:

Alatta a nyákot a biztonság kedvéért leragasztottam, nehogy valahova belelógjon valami, aminek nem kellene. Ha programozni kell a uC-t belül, elég az ajtót lepattintani, aztán már lehet is csatlakoztatni a csatlakoztatni valókat...

Amire még igencsak kíváncsi voltam, az a fogyasztás:

Ez tulajdonképpen az „elmegy” kategória. A billentyűzet alján 5VDC, 150mA van feltüntetve, ami egy kicsit sok. Ez a maximum lesz (Egérrel együtt?) valószínűleg, mivel itt a plusz elektronikával mérek ~59mA-t. A 150 azért sok, mert az USB-n (de lehet nem jól tudom, FixMe!) maximum 100mA-es fogyasztású eszköz lehet alapból. Ha több kell neki, akkor először olyan módban kell elindulnia, ami ennél kevesebbet fogyaszt, majd ha a HOST-tól „engedélyt kap”, akkor kapcsolhatja be a plusz terhelését. Mondjuk a jelenlegi alaplapom nem tudja mérni a fogyasztást, de azért megnyugtató hogy nem lépi túl a limiteket... :)

Akkor jöhet maga a firmware. Az eredeti se teljesen rossz, természetesen, de pár helyen módosítanom kell, mert minden nem tetszik benne. A billentyűzet egyik extrája a 10 db. szépen feliratozott „funkciógomb”, a G15-ön is hasonló dolgokat makróztam oda... Az átalakító „gyári” firmware-je a 10 gombból 4-et enged használni, azokra makrók menthetők, amiket maga az illesztő „jegyez meg”, nem kell hozzá semmilyen OS-beli támogatás... Jól hangzik, csak egy kicsit karcsú a mennyiség. Ezt a makrózást egyelőre kiiktattam, de a későbbiek folyamán szerintem ezt még meg fogom valahogy oldani, de semmi esetre se úgy, ahogy most volt. (A honlapon van egy How to use of Key Macro című bekezdés, ahol ezt leírja: Nyomni kell egy Help-et, majd jöhet a megjegyzendő billentyűsor. Ha az megvan, akkor a SAVE gombok közül (Again, Undo, Copy, Paste) azzal kell befejezni, amelyik számú makróhelyre kellene menteni. Előhívni a RUN gombok közül (Stop, Props, Front, Open) a hozzá tartozóval kell.)

Az extra 10 gombhoz simán hozzáadtam a Control+X, +C, +V, stb. lenyomásokat / felengedéseket, így tulajdonképpen működnek OS-függetlenül... Azt nem állítom, hogy szép megoldás, viszont a célnak megfelel. De úgyis később, a használat során fog kiderülni, hogy mire is lenne szükség... A jelenlegi kiosztáshoz még beraktam ESC-nek a „felirat nélküli” billentyűt is, mert az a PC-n szokásos helye, persze ez is megszokás kérdése. A keymap még azt hiszem lesz egy kicsit túrva, de tulajdonképpen rendben van. A „multimédiás gombok” (hangerőszabályzók) érdekes módon egyből működtek... Eddig ilyet se tapasztaltam. (Tudom, nem jó perifériákkal próbálkozok... :) )

Tehát egyelőre itt állok, vagyis haladok, a cucc most már aktív használatba van véve. A firmware jelenlegi állapotával még nem vagyok teljesen megelégedve, pár dolgot még kell rajta alakítani. Mivel C-ben van írva, azt meg éppen most tanulnám (Még mindig... Nem röhög! :) ), így azért van benne kihívás bőven...

Ami még vissza van:

• Néha hiányzik a jobb oldali Control, ezzel valamit még kezdenem kell... :)
• USB-s eszköz inicializálása után néha az első billentyűleütést „nem érzi”, erre van tippem hogy miért, de még nem ellenőriztem. Nem akkora hatalmas probléma, együtt lehet vele élni...
• A POWER gombbal is kell valamit kezdeni... :) Lehet hogy majd azzal makrózok? Eldöntendő...
• A µC soros port kezelése nem tetszik (Túl hosszú idő alatt engedélyeződik újra az IT azon a környéken, ez az USB-s kommunikációnak okozhat kellemetlenséget.), de egyelőre nem tapasztaltam hibát. Ettől függetlenül azt majd érdemes lesz átalakítani.
• Bizonyos szituációkban a +10 funkciógombhoz nem azokat kellene rendelni, amik általában kellenek (UAE alatt AMIGAOS esetén nem Ctrl+X a Cut, hanem Amiga+X, pl...), emiatt lehet hogy lesz több „keymap” erre?
• Egy jó kérdés: a R.A.T.7 „bénasága” miatti X újraindításos móka még mindig fennáll. Viszont boot után, amikor elindul a login manager, a Ctrl+Alt+BkSpace kombó nem működik, pedig eddig ment... De a bejelentkezés megy simán (tehát a bill működik jól), majd kijelentkezés után már megy szépen. Hogy ez a vezérlő hibája-e vagy sem, az jó kérdés, még ez is debugra vár...

Ezektől függetlenül a csere eddig bejött, a G15 szépen visszakerült a dobozába. Így járt... :) Van egy NORMÁLIS, US kiosztású billentyűzetem. Most már csak azt a gagyi QWERTY kiosztást kellene elfelejteni végre...

„Link gyűjtemény + irodalom”:

• A saját cuccom, az archívban benne van az eredeti is! KIZÁRÓLAG SAJÁT FELELŐSSÉGRE!
• SUN KB specifikáció, ez egy szép postscript fájl, csináltam belőle pédéefet. De ez nem pont a TYPE 5c-ről szól, az extra kódok nincsenek benne. :( (Valamerre megvolt az 5c doksija is, de most nem bírom előszedni... Álmodtam? :) )
• A 68HC11-es változat forráskódja, ennek a végén ott van egy táblázatban a billentyűkódok gyűjteménye. Amit kellett, azt innen vadásztam ki. :)
• Az ATmegához a szoftveres USB, erre építette a szerző az eredeti változatot, ehhez a részéhez én nem nyúltam, mert harap!

Ide a végére jöhet az adok-veszek rovat:

• Van egy TYPE 5c billentyűzetem. De jó lenne egy tartalék, ha valakinek van elfekvőben, és ésszerű áron megválna tőle, ne felejtsen el jelezni! :)
• Van egy G15-ös Logitech billentyűzetem. Hibátlan. :) Tökéletes. :) Eladó... :)

2012.04.24.

Van folytatás, itt van hozzá az új firmware.

2022.12.16.

Eltellett pár év azóta, amióta ezt a billentyűzetet használom, egyelőre marad! :) Annyira, hogy a napokban egy másik ilyen példányhoz is csináltam egy itt tárgyalt elektronikát, amit egy másik géphez kívánok majd használni. Az elkészítéshez ezt a leírást használtam, és találtam egy hibát a kapcsolási rajzomon. :) A billentyűzet PCB-n levő eredeti csatlakozó (amire a gyári, Sun-os kábel csatlakozik) lábait anno csak simán sorba megszámoztam, viszont most újra látva a nyákot + csatlakozókat, van rajta gyárilag is számozás. Ami – nyilván – pont fordítva van, mint ahogy a hasamra ütöttem 10+ éve. :-D A „biztonság kedvéért” a rajzot javítottam, az „egyértelműség kedvéért” meg a gyári kábel színeit is felírtam rá. Illetve készítettem egy új csomagot, benne a módosított rajzzal. (Ebben más nem változott az utolsó verzióhoz képest, a firmware maradt az akkori.)

balagesz

---

2011.12.10
2012.04.24. FW új verzió
2019.12.06. D8 + pár elírás javítása
2022.12.16. Rajz javítása