Keychron Q1 无线化改造

国内首发的时候入手的Q1，计划改造成优联三模。但Q1底壳空间不足无法解决电池供电（无空间安放电池），且无线信号没有出口，改造计划被迫搁浅。

前阵子，受到B站给Q1增加中框改造方案的启发。遂购入一套进行调研，改造后素质确有提升，外观也没有影响。该方案不仅提供了底壳塞下电池的可能，还解决了无线信号的问题；正巧最近在研究罗技G913的方案，将G913移植到Q1的计划便提上日程。

0x0 中框改造

细总的中框厚度只有2mm，只能解决上下壳共振和漏轴的问题，满足RGB使用1天以上，电池容量必须大于1500mAh。

电池最终选择了2500mAh容量 3mm厚度的型号，通过电池厚度反推，中框厚度至少3mm，PCB需垫高3mm

简单拼装了一下，中框使用亚克力方案，可以一并将底灯功能做上

画图，淘宝找厂家订做，安装，由于刀口是在侧面这里选择的喷砂工艺处理，达到半透明的效果。装配好，整体效果装上PCB底部放入电池，定位板的活动空间也足够，中框改造成功！

0x1 PCB改造

PCB改造过程，实属困难重重，罗技G913和TKL很多功能都有独立的按键和指示灯，并且原装主控尺寸过大，PCB没有摆放的空间，斟酌后选取了基于G913改造本身没有Fn功能键开发灵活度更高，并对主控进行移植

0x1.0 主控改造

G913主控使用了nRF52840的方案，单芯片即可满足三模需求，功能强大，但代价就是芯片使用了aQFN焊盘；芯片一共73个引脚，体积却只有7 * 7mm，且罗技基本上使用了全部引脚。那么问题来了，芯片内层引脚引出只能做4层板3/3mil走线才能满足PCB生产与SMT工艺，再三考量后放弃将主控跟键盘做到同一张PCB的方案

最终方案，主控单独小板做4层，仅保留核心功能，其他电路部分全部挪到大板上，保证主控板体积足够小。花了亿点点时间，主控终于搞定，定型尺寸为16.8 * 14mm，可以完美的摆放至右侧4个按键和方向键的间隙中

0x1.1 方案改造

前面提到，G913很多功能都有独立的按键和指示灯，比如M1-M3/MR（3个板载配置），2.4G/BT/Game/灯控等，不仅按键独立指示灯也是独立。为了尽可能多的保留全部功能，方案进行了多次修改，最后通过增加独立的Fn键，保留了全部功能和指示灯

0x1.1.0 按键方案

保留了除播放控制外的全部功能按键，播放控制可以通过G键自定义实现

Fn + Esc               - 灯控
Fn + F1/F2/F3/F4       - M1/M2/M3/MR
Fn + F5/F6/F7          - 2.4G/BT/Game
Fn + F8/F9/F10/F11/F12 - G1/G2/G3/G4/G5
Fn + Delete            - Prt Scr
Fn + Insert            - Home

0x1.1.1 指示灯方案

同样使用了Fn切层逻辑，按下Fn后RGB灯会切换为功能指示灯

F1/F2/F3/F4            - M1/M2/M3/MR
F5/F6/F7               - 2.4G/BT/Game
Delete                 - Battery
Caps Lock              - 移除

0x1.1.2 旋钮方案

与Q1一致，功能为音量+/-，按下静音，位置与Insert复用

0x1.1.3 电源方案

众所周知，罗技无线键盘的优点就是省电，电源上这次也没有缩，全部使用了超低功耗的芯片方案，充电芯片跟G913一样用了TI的芯片，并且升了一下级，最高支持5V 1.5A充电（实际锁在了1A，保护电池寿命）

0x1.1.4 RGB方案

由于配列问题差异，为了保证灯效效果，Q1右侧竖排的4个按键使用了G913上 上一首/Num Lock/7/4的灯位。

通过一些Trick的手段最大化的保证动效效果，理论上除了“按键共鸣”外（多个键盘按键联动时最右侧竖排的4个按键映射错误），其他灯效应该完美工作。

同时，增加了键盘左右两侧共10颗RGB底灯

0x1.1.5 开关方案

开关复用了Q1原本的Mac/Win配列切换开关，Win为开，Mac为关。并且重新画了USB小板，修复了Q1小板的Bug，统一使用FPC卡扣式排线（更易安装）并兼容早期版本外壳

0x1.1.6 保护方案

供电保护依赖了TI的电源管理芯片，本身提供了防反、短路、电池过热保护；USB输入也增加了ESD保护；Buff叠满

0x2 测试

花了亿点点的时间完成了PCB Layout，样板到手开始测试

0x2.0 灯效测试

除前文提到的“按键共鸣”最右侧4个键出现映射错误外，其他灯效效果衔接完美，没有受到配列不同的影响；底灯经过喷砂中框后，也有比较好的光晕，不过由于底灯选取了聚光效果的型号，后续更换更适合的相信效果会更进一步

0x2.1 功能测试

充电及电量显示   ... OK

三模功能及切换   ... OK

按键及功能键切换 ... OK

G Hub功能设置   ... OK

0x2.2 功耗测试

功耗测试这里使用了微安级功耗测试仪，分别统计了RGB最大亮度/关闭RGB运行/休眠状态下的功耗并与G913进行对比，保证所有使用状态的功耗都能够与G913原版接近或是小优

实测结果，基本上与G913一致，但由于电池容量为G913的1.5倍，功耗表现肯定远优于原版

RGB最大亮度 - 31mAh
RGB关闭     - 1.06mAh
休眠        - 0.23mAh

0x2.3 信号测试

天线使用了5dBi增益的IPEX4 PCB天线，摆放在键盘右上角位置；主控为打样版本，未对RF进行调校仅做了简单的信号测试

使用GPW2接收器同时配对GPW2与键盘，直线无障碍实测10米，音乐律动开启实测5米；在公司无线干扰比较多的环境下，连续使用2天，未出现断联问题

在主控板定版后，对RF进行调校后相信可以有更好的信号表现

总结

整体改造断断续续进行了近2个月，作为v0.1版本，出现了一些逻辑错误，比如Game模式和电池指示灯引脚连接错误，旋钮方向错误；但最终看到成品后，个人还是非常满意；一把铝合金/Gasket/全键无冲/RGB/热插拔/无线三模的键盘，满足我对键盘的颜值与功能的全部预期；不得不说，Keychron Q1是一把上限很高的量产键盘

v0.1版本出现的问题，也只能在v0.2版本中解决了，v0.2版本新增功能也基本有了一些思路，键盘底边再增加一些底灯，还有全键自定义？