如何把打字机变成Linux终端的设计方案

作者：Riley  2022年10月11日        

大家好，几个月前我买了一台Brother AX-25，从那以后，我一直在努力将它变成电脑。它使用Arduino扫描定制的机械键盘并控制打字机，树莓派通过串行连接到Arduino，因此我可以在headless模式下登录。

灵感

高中时，我的一个朋友用Z80制作了一台电脑，用于学校项目。他把它放在公文包里的几个面包板上，我们后来决定把它放进一台旧打字机里。我们想制造我们自己的Commodore 64（https://en.wikipedia.org/wiki/Commodore_64）。我们拆除了一台旧的电子打字机，但从未抽出时间把电脑放进去。在过去的6年里，我的房间里一直放着那台打字机的外壳。

有一段时间，我想把打字机变成一个电脑平台。我计划在里面放一个屏幕，还有一个带大电池的树莓派。直到几年前，当我看到CuriousMarc关于他的电传打字机变成Linux终端的视频时（https://www.youtube.com/watch?v=2XLZ4Z8LpEE&t=659s），我的脑海里一直萦绕着这个想法。我想对打字机做同样的事，但我从来没有时间做，而且在任何旧货店都找不到打字机。大学毕业后，我终于有了足够的业余时间和知识，可以把打字机变成电脑，于是我去了一家旧货店，买了我能找到的第一台电子打字机。

功能

我可以使用各种Linux命令，通过处理树莓派输出的转义序列，它可以自动切换打字机的格式化功能。我也可以用打字机的键盘键入命令。

我还用它打印了一些ASCII图片，我认为结果看起来非常棒！

逆向工程与设计

打字机的键盘连接器上连接有跳线

打字机的键盘以8x11矩阵连接，它使用两个连接器连接到打字机上，一个用于行，另一个用于列。当你按下其中一个键时，它会将一个行引脚连接到一个列引脚，然后由打字机检测。为了弄清楚每个按键对应的是哪一对针脚，我一次用手把每一对针脚连接起来，并记下打印的是哪个按键。反复这样做，直到绘制出整个矩阵。

打字机使用7805线性调节器为其5V组件供电，我找到了一个未使用的5V焊盘和接地焊盘，我可以用它们为电路供电。我不得不在调节器上加一个散热片，以适应电路功耗的增加。

我的设计原理图

与打字机接口

Arduino代码可以在我的GitHub存储库中找到，如果您想更详细地了解它！我的Arduino使用两个多路复用器控制打字机，一个连接到每个键盘连接器。多路复用器的信号引脚是连接的，因此它们可以用于将键盘连接器上的成对引脚连接在一起。为了发送一个键，Arduino在每个多路复用器上选择一个引脚来连接它们，这会诱使打字机以为已经按下了键。

最后的电路全部接线，我不得不手动接线，因为我弄坏了我使用的表面安装多路复用器

Arduino通过串行连接到树莓派，树莓派在其UART引脚上启用了串行控制台。我选择在树莓派之外使用Arduino，因为我更熟悉它们，这使与树莓派的UART控制台的接口更容易。Arduino和树莓派以每秒120个字符的速度进行通信，但打字机每秒只能打12个字符。为了防止长消息被切断，我在代码中添加了串行流控制。这允许Arduino告诉树莓派何时开始和停止发送文本。树莓派正在运行树莓派OS Lite，因为我只需要访问终端。

扫描键盘

为了扫描键盘，我使用了基本相同的电路；两个多路复用器，一个用于行，另一个用于列。Arduino通过在每个多路复用器上选择一个通道，一次扫描一个键。当它检测到某个键被按下时，它会将该字符发送到树莓派，以便进行处理。

键盘扫描电路的原型

带有多路复用器的键盘的最终版本

我本可以在这个项目中使用打字机的原始键盘，但我决定用一个定制的机械键盘代替它，带有Matias Alps Clicky开关，打字时感觉很棒！

结论

通过把我的打字机变成电脑，我能够重现使用电传打字机的经历。现在我知道了在20世纪60年代开发Unix时使用它是什么感觉了！定制的机械键盘在打字时感觉很神奇，它比原来的糊状薄膜键盘有了巨大的升级。有了这些升级，我的打字机现在更强大了！

编辑：黄飞