Cherry 櫻桃 G84-4125 加裝藍牙模塊

一、藍牙模塊

淘寶上有很多現(xiàn)成的藍牙模塊賣，但不是所有的藍牙模塊都適用于改裝藍牙鍵盤。根本的原因是藍牙協(xié)議分成不同的profile，藍牙協(xié)議的Profile定義了設(shè)備如何實現(xiàn)一種連接或者應(yīng)用，有四種是基本的Profile：GAP/SDAP/SPP/GOEP。淘寶上賣的藍牙模塊大多是支持SPP profile。SPP全稱是Serial Port Profile，即串口，主要用于交換數(shù)據(jù)，不適用于鍵盤設(shè)備。從技術(shù)角度講，我們也可以用這種SPP藍牙模塊來改裝我們的鍵盤，這種鍵盤需要在PC端安裝相應(yīng)的驅(qū)動才能實現(xiàn)PC與改裝后的鍵盤的連接。使用SPP藍牙模塊的好處是技術(shù)成熟，成本低。缺點是通用性差，需要寫PC端驅(qū)動，如果藍牙鍵盤與新電腦連接需要重新安裝驅(qū)動。而且使用SPP藍牙模塊的鍵盤也不能用于連接手機。一般藍牙鍵盤使用的是HID profile，全稱是Human Interface Device Profile，即人機接口設(shè)備Profile，主要用于鼠標，鍵盤，游戲桿等設(shè)備。因為HID profile是藍牙協(xié)議中支持的標準profile，所以只要是支持HID profile的藍牙設(shè)備都可以互聯(lián)。張大媽常推薦的羅技K480就是使用HID profile的藍牙鍵盤，所以羅技的K480可以同時和多款手機配對互聯(lián)。

淘寶上有賣采用CSR芯片的HID藍牙模塊，價格便宜。原本我也想使用這款，但是聯(lián)系賣家后，賣家不提供技術(shù)支持，文檔也沒有，更不用說例程。最后在github上找到了一個鍵盤開源工程tmk_keyboard，里面使用的藍牙模塊是Bluegiga生產(chǎn)的WT12藍牙模塊。這款藍牙模塊使用的也是CSR的芯片，Bluegiga公司在標準的藍牙profile上封裝了自己的協(xié)議棧iWrap，用戶通過iWrap控制WT12模塊。WT12的售價比較高，淘寶上也有賣WT12的，價格大概在300元人民幣。我個人建議不要在淘寶購買，如果想購買可以試試Bluegiga官網(wǎng)上推薦的幾個網(wǎng)站，一片的價格大概在90元人民幣左右。所以如果各位值友有興趣改裝藍牙鍵盤，最好是上淘寶買到有技術(shù)文檔或者技術(shù)支持的CSR藍牙模塊。

二、電源總成

這次要改裝成無線鍵盤，整個鍵盤的電源需要從USB單供電改成電池和USB雙供電。手里正好有塊多余的索愛手機電池，大概900mA的樣子，用來給鍵盤供電綽綽有余。 鋰電池充電電壓是4.2V，輸出3.7V，需要一個5V輸入/4.2V輸出的充電模塊和一個3.7V升5V的升壓模塊給主控板供電。WT12藍牙模塊是3.3V的電源，需要一個5V轉(zhuǎn)3.3V的降壓模塊。 另外，WT12和主控板使用串口通信，但是電壓不同，還需要一個電平轉(zhuǎn)換模塊。

這么一堆轉(zhuǎn)換模塊下來，整個鍵盤系統(tǒng)就太復(fù)雜了，鍵盤內(nèi)部的空間不一定夠用，而且各種轉(zhuǎn)換模塊的額外電源消耗太多，必須優(yōu)化。

AVR的單片機是可以5V或者3.3V供電的，但是使用3.3V供電的時候需要降級主頻。主控板上的AVR型號是Atmega32l，是Atmega32的低電壓版本，標稱主頻最高8MHz。由于AVRUSB協(xié)議棧要求主頻最低是12MHz，已經(jīng)超頻使用了，如果再用3.3V供電，有可能達不到AVRUSB協(xié)議棧要求的12MHz。不過運氣不錯，3.3V上12MHz晶振跑AVRUSB完全沒有問題。 這樣整套系統(tǒng)的電源模塊就可以精簡成：1. 鋰電池充電模塊。2.3.7V轉(zhuǎn)3.3V電壓轉(zhuǎn)換模塊。

為了讓鍵盤能夠繼續(xù)使用USB接口，需要AVR能夠檢測USB線纜是否插入。檢測邏輯是：如果有USB線纜插入，則優(yōu)先使用USB接口，如果沒有USB線纜插入，則使用藍牙連接。所以從USB的+5V引腳引了一根線到AVR的GPIO。USB的+5V不能直接連到3.3v的GPIO上，所以通過一個5V-3.3V的電壓轉(zhuǎn)換模塊。

畫了個草圖，大家湊合看一下。

三、調(diào)試

我買回來的WT12的iWrap協(xié)議棧是4.0的，現(xiàn)在WT12支持的最新iWrap協(xié)議棧是5.0，所以用串口升級了WT12的固件。升級固件及升級方法可以在Bluegiga的官網(wǎng)找到，按照步驟做就可以了。

升級完固件后需要對WT12做初始化設(shè)置。其實這部分工作可以通過主控板完成，但是我懶了，直接用串口設(shè)置好了。具體的初始化和設(shè)置方法可以參考這個網(wǎng)頁。

由于加裝了藍牙模塊，主控板原有的代碼必須改寫來支持藍牙模塊。主控板是從淘寶買的，樓主沒有源程序只好自己先扒PCB板，然后扒鍵盤矩陣，還好在github上找到了鍵盤開源工程tmk_keyboard，省了寫鍵掃代碼。樓主在tmk_keyboard基礎(chǔ)上替換了串口驅(qū)動，改了鍵映射，加了一丟丟藍牙搜索功能。完整代碼可以在這里找到。

四、組裝

G84-4125的內(nèi)部空間很扁平，只有上半部一小部分稍微厚一些可以放下電池。電池勉強塞進主控板與鍵盤底板間的縫隙。

鋰電池充電模塊。

鍵盤底板的橫向溝槽里放置藍牙模塊，用熱熔膠固定。

鍵盤底板的橫向溝槽里放置電壓轉(zhuǎn)換模塊，用熱熔膠固定。

在原有的線纜出口放置電源開關(guān)。

最后一張，總體布局圖。

全部模塊放置完后，由于電池有點高，鍵盤的上半部不能完全閉合，不過不影響使用。

五、使用

鍵盤會優(yōu)先搜索原先配對成功的設(shè)備，如果配對不成功會等待其他設(shè)備的配對請求，直到完成配對。打開鍵盤開關(guān)，我的Q10，同事的三星note2和筆記本電腦都均可將鍵盤識別成藍牙HID設(shè)備，配對成功后打字輸入沒有延遲。

電池充滿大概需要3個小時，由于沒有留電池充電指示燈，所以每次判斷是否充電完成只能靠蒙，不過電池續(xù)行還是挺給力的，每天工作時間使用，下班關(guān)掉電源開關(guān)，可以連續(xù)使用一個星期。因為沒有使能藍牙和單片機的低功耗功能，所以一個星期的續(xù)航還是可以接受的。

不足的是，沒有挖掘出藍牙模塊的全部潛力，比如沒有動態(tài)切換設(shè)備功能，就像邏輯K480那樣可以在3個設(shè)備之間自由切換；比如WT12模塊還支持A2DP profile，可以在鍵盤上擴展出耳麥接口，實現(xiàn)藍牙鍵盤耳機 。比如充電指示燈，等等?？傊?，潛力巨大，可以繼續(xù)折騰。

完了。