如何把打字機(jī)變成Linux終端的設(shè)計(jì)方案

作者：Riley ?2022年10月11日 ? ? ? ?

大家好，幾個(gè)月前我買了一臺(tái)Brother AX-25，從那以后，我一直在努力將它變成電腦。它使用Arduino掃描定制的機(jī)械鍵盤并控制打字機(jī)，樹莓派通過串行連接到Arduino，因此我可以在headless模式下登錄。

靈感

高中時(shí)，我的一個(gè)朋友用Z80制作了一臺(tái)電腦，用于學(xué)校項(xiàng)目。他把它放在公文包里的幾個(gè)面包板上，我們后來決定把它放進(jìn)一臺(tái)舊打字機(jī)里。我們想制造我們自己的Commodore 64（https://en.wikipedia.org/wiki/Commodore_64）。我們拆除了一臺(tái)舊的電子打字機(jī)，但從未抽出時(shí)間把電腦放進(jìn)去。在過去的6年里，我的房間里一直放著那臺(tái)打字機(jī)的外殼。

有一段時(shí)間，我想把打字機(jī)變成一個(gè)電腦平臺(tái)。我計(jì)劃在里面放一個(gè)屏幕，還有一個(gè)帶大電池的樹莓派。直到幾年前，當(dāng)我看到CuriousMarc關(guān)于他的電傳打字機(jī)變成Linux終端的視頻時(shí)（https://www.youtube.com/watch?v=2XLZ4Z8LpEE&t=659s），我的腦海里一直縈繞著這個(gè)想法。我想對(duì)打字機(jī)做同樣的事，但我從來沒有時(shí)間做，而且在任何舊貨店都找不到打字機(jī)。大學(xué)畢業(yè)后，我終于有了足夠的業(yè)余時(shí)間和知識(shí)，可以把打字機(jī)變成電腦，于是我去了一家舊貨店，買了我能找到的第一臺(tái)電子打字機(jī)。

功能

我可以使用各種Linux命令，通過處理樹莓派輸出的轉(zhuǎn)義序列，它可以自動(dòng)切換打字機(jī)的格式化功能。我也可以用打字機(jī)的鍵盤鍵入命令。

我還用它打印了一些ASCII圖片，我認(rèn)為結(jié)果看起來非常棒！

逆向工程與設(shè)計(jì)

打字機(jī)的鍵盤連接器上連接有跳線

打字機(jī)的鍵盤以8x11矩陣連接，它使用兩個(gè)連接器連接到打字機(jī)上，一個(gè)用于行，另一個(gè)用于列。當(dāng)你按下其中一個(gè)鍵時(shí)，它會(huì)將一個(gè)行引腳連接到一個(gè)列引腳，然后由打字機(jī)檢測(cè)。為了弄清楚每個(gè)按鍵對(duì)應(yīng)的是哪一對(duì)針腳，我一次用手把每一對(duì)針腳連接起來，并記下打印的是哪個(gè)按鍵。反復(fù)這樣做，直到繪制出整個(gè)矩陣。

打字機(jī)使用7805線性調(diào)節(jié)器為其5V組件供電，我找到了一個(gè)未使用的5V焊盤和接地焊盤，我可以用它們?yōu)殡娐饭╇姟Ｎ也坏貌辉谡{(diào)節(jié)器上加一個(gè)散熱片，以適應(yīng)電路功耗的增加。

我的設(shè)計(jì)原理圖

與打字機(jī)接口

Arduino代碼可以在我的GitHub存儲(chǔ)庫(kù)中找到，如果您想更詳細(xì)地了解它！我的Arduino使用兩個(gè)多路復(fù)用器控制打字機(jī)，一個(gè)連接到每個(gè)鍵盤連接器。多路復(fù)用器的信號(hào)引腳是連接的，因此它們可以用于將鍵盤連接器上的成對(duì)引腳連接在一起。為了發(fā)送一個(gè)鍵，Arduino在每個(gè)多路復(fù)用器上選擇一個(gè)引腳來連接它們，這會(huì)誘使打字機(jī)以為已經(jīng)按下了鍵。

最后的電路全部接線，我不得不手動(dòng)接線，因?yàn)槲遗獕牧宋沂褂玫谋砻姘惭b多路復(fù)用器

Arduino通過串行連接到樹莓派，樹莓派在其UART引腳上啟用了串行控制臺(tái)。我選擇在樹莓派之外使用Arduino，因?yàn)槲腋煜に鼈?，這使與樹莓派的UART控制臺(tái)的接口更容易。Arduino和樹莓派以每秒120個(gè)字符的速度進(jìn)行通信，但打字機(jī)每秒只能打12個(gè)字符。為了防止長(zhǎng)消息被切斷，我在代碼中添加了串行流控制。這允許Arduino告訴樹莓派何時(shí)開始和停止發(fā)送文本。樹莓派正在運(yùn)行樹莓派OS Lite，因?yàn)槲抑恍枰L問終端。

掃描鍵盤

為了掃描鍵盤，我使用了基本相同的電路；兩個(gè)多路復(fù)用器，一個(gè)用于行，另一個(gè)用于列。Arduino通過在每個(gè)多路復(fù)用器上選擇一個(gè)通道，一次掃描一個(gè)鍵。當(dāng)它檢測(cè)到某個(gè)鍵被按下時(shí)，它會(huì)將該字符發(fā)送到樹莓派，以便進(jìn)行處理。

鍵盤掃描電路的原型

帶有多路復(fù)用器的鍵盤的最終版本

我本可以在這個(gè)項(xiàng)目中使用打字機(jī)的原始鍵盤，但我決定用一個(gè)定制的機(jī)械鍵盤代替它，帶有Matias Alps Clicky開關(guān)，打字時(shí)感覺很棒！

結(jié)論

通過把我的打字機(jī)變成電腦，我能夠重現(xiàn)使用電傳打字機(jī)的經(jīng)歷。現(xiàn)在我知道了在20世紀(jì)60年代開發(fā)Unix時(shí)使用它是什么感覺了！定制的機(jī)械鍵盤在打字時(shí)感覺很神奇，它比原來的糊狀薄膜鍵盤有了巨大的升級(jí)。有了這些升級(jí)，我的打字機(jī)現(xiàn)在更強(qiáng)大了！

編輯：黃飛