DIY 键盘技术选型:从 QMK、ZMK、Vial 到无线分体架构

DIY 键盘最容易让人混乱的地方,是把不同层级的名词放在了一起:Keyball、Charybdis、Dactyl Manuform、Kinesis Advantage 360、QMK、ZMK、Vial、RP2040 和 2.4G 看起来都和键盘有关,实际负责的事情完全不同。

这篇文章只保留一条主线:先分清层级,再决定固件、控制器和连接方式。

先建立一张技术地图

可以把一把 DIY 键盘拆成下面几层:

text
人体工学设计 / 产品形态
↓
PCB、矩阵、轨迹球和其他硬件
↓
MCU / 控制器板
↓
QMK 或 ZMK 固件
↓
USB、BLE、UART 或专有 2.4G 链路
↓
电脑、手机或 USB 接收器
  • Keyball、Charybdis、Dactyl Manuform 是键盘设计。Keyball 和 Charybdis 重点加入了轨迹球;Dactyl Manuform 重点是手掌曲面和人体工学。它们决定外形、配列和硬件布局,不决定必须使用哪一种固件。
  • Kinesis Advantage 360 是商业化的人体工学键盘产品,可以把它看作成熟的产品实现;Dactyl Manuform 则更像开放的 DIY 设计家族。
  • Aldexuan/MCK 是具体的键盘项目和产品资料集合,其中 Trackball 系列是有线分体轨迹球键盘套件。39、44、47、59、61 是不同配列,59 配列带双旋钮;项目使用 RP2040、QMK/Vial,并提供 OLED、RGB 和鼠标模式等功能。它不是 QMK/ZMK 那样的通用固件,也不是 Vial 那样的配置工具。
  • QMK 和 ZMK 是固件,负责扫描按键、处理层和行为,并向主机发送 HID 报告。
  • Vial 是图形化配置工具和 Vial-QMK 固件分支。它通常用于运行 Vial-QMK 的 QMK 键盘,不能直接配置 ZMK。
  • RP2040、nRF52840、STM32 是 MCU 或控制器平台。
  • USB、BLE 和 2.4G 是连接链路。BLE 和专有 2.4G 都使用 2.4GHz 频段,但协议、配对方式和固件支持完全不同。

在 MCK 的 Trackball 系列里,Trackball39、Trackball47、Trackball59 等数字对应不同配列和按键规模。它们是设计变体,不是固件名称;完整系列还包括 44 和 61 配列。

QMK 和 ZMK 怎么选

QMK:有线、高度定制和外设优先

QMK 的优势是成熟、资料多、功能宽。它适合有线键盘、复杂层逻辑、RGB、OLED、旋钮、轨迹球和自定义 C 代码。QMK 对 pointing device 提供了成熟的处理接口,轨迹球的 CPI/DPI 切换、鼠标层和滚动模式都比较容易实现。

QMK 的代价也很明确:它的设计中心是 USB 有线键盘。蓝牙支持依赖少数特定模块,通用的 2.4G 接收器模式不是主线 QMK 的标准能力。想做无线,通常要依赖厂商固件、定制分支或额外的无线协议。

因此,下面这个组合优先选 QMK:

text
RP2040 或 STM32 + 轨迹球 + DPI 调节 + Vial

ZMK:电池、BLE 和分体优先

ZMK 从一开始就围绕低功耗和无线分体设计。典型结构是:右半通过 BLE 连接左半,左半作为 central 再通过 BLE 连接电脑。它支持多设备 BLE 配置、睡眠和电量管理,适合 Corne、Lily58、Keyball 这类电池供电的无线分体键盘。

ZMK 的代价是生态和功能边界更收敛。它使用 Devicetree、Kconfig 和 behaviors,普通改键不需要大量 C 代码,但遇到复杂外设时需要理解 Zephyr 的配置体系。ZMK 没有通用的专有 2.4G dongle 模式,也没有 Vial 这种成熟的通用配置体验;部分功能还依赖具体 board、shield 和驱动。

ZMK 的首选控制器通常是带 BLE 的 nRF52840,例如 nice!nano、nRFMicro nRF52840 或 XIAO nRF52840。nRF52833 可以降低成本,但内存余量更小,加入显示器和复杂功能前要先确认资源。

控制器怎么选

目标 推荐 判断

RP2040 也能运行 ZMK,但芯片本身没有 BLE 无线电,所以单独使用时通常只能做 USB 或有线方案。想做原生 BLE 无线分体,直接选 nRF52840 更合理。

分体键盘的四种无线架构

下面假设左半是 central。部分产品会把 central 放进 USB dongle,名称会有所不同。

方案 链路 优点 缺点 适用场景

这里最关键的经验是:“2.4G”不是一种固件,也不等于 BLE。 频段相同不代表协议相同。QMK 或 ZMK 能否使用某种无线方式,取决于固件是否实现了对应协议和接收器端逻辑。

最终选型结论

  • 想做 RP2040、轨迹球、DPI 调节、Vial:选 QMK。需要更多 GPIO、显示器或复杂外设时,考虑 STM32F411/F401。
  • 想做 电池供电的无线分体键盘:选 nRF52840 + ZMK。
  • 想做 简单低成本无线键盘:可以考虑 nRF52833,但不要默认它适合显示器和复杂行为。
  • 想做 专有 2.4G USB 接收器:先确认厂商协议和固件源码,不能只看产品写着 QMK 或 ZMK。
  • 想做 稳定、容易调试的分体键盘:有线 QMK 仍然是最直接的方案。

这次探索最后沉淀成五条判断:先决定连接方式,再选固件;先看最难的外设,再选 MCU;把设计、固件、配置工具和传输协议分开理解;不要把“支持某固件”当成“支持所有无线功能”;同一套 PCB 是否兼容某控制器,最终要检查引脚、供电、Bootloader 和 shield 配置。

参考资料


Comments