Custom Wireless Hall Effect (HE) & Digital MacropadCustom Wireless Hall Effect (HE) & Digital Macropad

1. Temel İnovasyon ve Problem Tanımı

Kablosuz Hall Effect (HE) klavyeler, lineer manyetik Hall IC sensörlerinin sürekli akım çekmesi (anahtar başına yaklaşık 3–5 mA) sebebiyle ciddi pil tüketimi sorunu yaşarlar. Standart bir kablosuz batarya ile bu tüketim saatler içinde tükenmeye yol açar.

Bu proje, MOSFET ile Güç Kapılı Hibrit Sensör Mimarisi (Hybrid Dual-Sensor Architecture) geliştirerek bu sorunu donanım seviyesinde çözmüştür:

• Boşta bekleme modunda (idle), enerji harcayan analog Hall sensörlerinin beslemesi MOSFET anahtarları üzerinden donanımsal olarak tamamen kesilir.
• Tuşa basılma anı ultra düşük güçlü dijital anahtarlar tarafından algılanır; bu tetikleme MOSFET’leri anında açarak analog Hall sensörlerine ihtiyaç anında mikro saniyeler içinde güç verir.

2. Donanım Mimarisi & Güç Yönetimi

• TPS6300x Buck-Boost Güç Sistemi: Lityum pil gerilimi düştüğünde bile kararlı 3.3V RF ve sensör beslemesi sağlar.
• 4 Katmanlı KiCad PCB: Sinyal empedans kontrolü, RF anten izolasyonu ve düşük gürültülü referans toprak katmanı.
• 3 Dinamik Güç Modu:
  1. Digital Mode: Maksimum pil ömrü için yalnızca dijital anahtarlarla ultra düşük güç tüketimi.
  2. Hybrid Mode (Smart Wake): Dijital anahtarlar aktif, tuş vuruşu anında MOSFET ile analog HE sensörlerini uyandırır.
  3. Aggressive Mode: E-spor seviyesinde sıfır gecikme (Rapid Trigger & SnapTap/SOCD) için kesintisiz analog okuma.

/* ESP-IDF Firmware: MOSFET Güç Kapılama ve Analog Sensör Uyandırma */
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "esp_log.h"

#define MOSFET_GATE_PIN     GPIO_NUM_4
#define HE_SENSOR_ADC_PIN   GPIO_NUM_1

static const char *TAG = "MACROPAD_HE";

void power_gate_he_sensors(bool enable) {
    gpio_set_level(MOSFET_GATE_PIN, enable ? 1 : 0);
    if (enable) {
        // Sensör regülasyon süresi için mikro saniyelik yerleşme payı
        esp_rom_delay_us(50);
        ESP_LOGD(TAG, "Analog Hall Effect sensör hattı enerjilendirildi.");
    }
}

3. Firmware ve Derleme Altyapısı

• ESP-IDF v6.0.2+: Modüler C mimarisi ile macropad-sender (klavye vericisi) ve dongle-receiver (USB HID alıcısı) kod tabanları ayrılmıştır.
• Docker Desteği: Yerel araç zinciri kurulumu gerekmeden hem Windows hem Linux/macOS üzerinde containerize edilmiş temiz derleme ortamı (build_docker.sh).
• Web Serial Flasher Entegrasyonu: Espressif Web Serial üzerinden doğrudan tarayıcıdan donanıma flash atma desteği.

4. Sonuç ve Açık Kaynak Çıktısı

Donanım şematiği, PCB çizimleri, Gerber dosyaları ve üretim dökümanları açık kaynak olarak GitHub üzerinde sunulmuştur. Pil ömrü standart kablosuz analog klavyelere kıyasla kat kat artırılmıştır.