【自作キーボード】初めて基板・回路設計から発注までやったメモ

完成品

学習の軌跡

秋葉原の遊舎工房で買えます。特に今回は写真右の「自作キーボード設計入門 Endgameへの第一歩」が有用でした。 この記事と同じことをするには、こちらの書籍を購入しましょう。

hifumi keyboard

• ここから始める自作キーボード

meishi

• Meishi ― The micro macro keyboard kit - たのしい人生 - BOOTH

petit split

• 自作キーボード設計入門(電子版) - Pastry Keyboard - BOOTH
• https://github.com/foostan/petit_split

Soyuz

遊舎工房の実店舗レジに置いてあったのを見て知った

• ai03-2725/Soyuz: Inexpensive mechanical numpad kit
  • 参照しているライブラリーが参考になる

役に立った記事

• 自作キーボード界隈で賑わうそのハッシュタグの謎をあきらかにすべく我々は KiCad の入り口へ向かった
• PCBから自作キーボードを作りたい(設計編) | キオクノロンダリング

TIPS

完成品のソースコード、KiCadファイルが公開されているので、それを実際に開いていじって試すのがよい（楽しい）

開発目的・設計方針

• KiCadの習得とPCB発注体験、その組み立てができること
• キーマトリクスの理解確認とQMKファームウェア利用
• ホットスワップ用キースイッチソケットを導入する
• 左右スプリットはしない、難しくなる
• アクリルプレート発注は今回はやらない（基板で失敗するかもなので）

流れ

KiCadで雑に基板を作る チュートリアル

KiCad - Eeschema

「自作キーボード設計入門」を読みながら操作すれば作れる。

なんか難しそうだけど、先人の公開しているKiCadファイルを見ればわかる。

KiCad - Pcbnew

なんか難しそうだけど、先人の公開しているKiCadファイルを見ればわかる。（２回目）

• レイヤーの説明 Pcbnew | KiCad Docs
• 基盤の表と裏はレイヤーで管理されており、すべては表側から見た情報として扱う
  • 裏側から見た場合の文字は反転して設置
• Pro Micro の3Dモデルはこちらを使わせていただきました！

usagi.hatenablog.jp

• https://github.com/usagi/usagi.kicad/tree/master/microcontroller

KiCadメモ

• プロジェクト型のファイル構成で管理
  • GitHubから入手したソースを開くときは *.pro を指定する
  • 最近バージョンアップして v4 → v5 になった。なので昨年流行したキーボードのファイルは v4 になっていることが多く、主にシンボルライブラリーのマッピングに影響が出る。開いたときに警告が出るので、適切なものを再割り当てすればよい。
• シンボル ライブラリー (Eeschema)
  • https://github.com/foostan/kbd
    • foostan/kbd/library/kbd.lib
• フットプリント ライブラリー (Pcbnew)
  • KiCadアプリのプロジェクト全体アプリのメニューにある 設定 > フットプリントライブラリーを管理...
    • https://github.com/keebio/Keebio-Parts.pretty
    • https://github.com/foostan/kbd
      • foostan/kbd/kbd.pretty
  • https://github.com/ai03-2725/MX_Alps_Hybrid
    • Kailh_Choc.pretty
    • MX_Only.pretty
    • ※スタビライザー対応あり
  • ダイオードは Device > D
    • TH: Through Hole （穴に足を通す）
    • SMD: Surface Mount Device (表面実装)
• フットプリントを関連付け
  • "Choc" == "kailh ロープロファイル"
• ノイズ対策.COM｜プリント基板の回路設計者・開発者のための技術サイト
• 【基板】『スルーホール』と『ランド』と『ビア』の違いとは？

Elecrowに発注

6/16 19:30 発注、6/22 12:30 受取

ノリで Yellow を選択したのですが、期待していたレモン色とはかけ離れていました。 製造枚数は最小の 5 を指定しましたが、なぜか 7 枚届きました。ほしい人いたらあげます。

組み立て

• 白光(HAKKO) こて台 633-01
• ホーザン(HOZAN) 逆作用ピンセット
• goot プリント基板フラックス BS-75B
• AstroAI テスター デジタルマルチメーター

マグネット式の Micro USB ケーブルはうまく動作しませんでした。 少なくとも開発中は普通のをおすすめします。（他の用途では使えました）

• 【3本セット】Anker PowerLine Micro USB ケーブル(0.9m×3)

• iMagitek 断熱ワーキングマット
• goot 電子工作用はんだ SD-63
• サンハヤト リードベンダー RB-5 リード線、部品の簡易折り曲げ器
• SODIAL(R) 500x 1N4148 スイッチングダイオード

▲ ホットスワップ用スイッチソケットの取り付けは難しかった。あらかじめはんだを溶かして ■ に乗せ、ソケットを置いてから溶かして接着する。「予備はんだ」と呼ばれるやり方。

pic.twitter.com/UIS01IK95S

— syon (@syonxv) 2019年6月30日

▲ 動いたぁぁああ！！！！

しかしスタビライザーがカチャカチャうるさいのが残念。。

▲ Mint60のTai-Haoのキーキャップに替えてみた様子。傾斜がついていることがわかります。 タッチタイピングしやすく打ちやすい。しっくりきて、快適度がぜんぜん違う…。 キーキャップが高価格なのが少しわかった気がしました。

▲ ちなみに、四隅に穴を空けたけど位置を完全にミスっていたのでただの飾り。 裏は厚めのウレタンクッションで凌いでいます。

▲ 愛用DELLキーボードとの比較。傾斜がないと打ちにくい。 あと、自重がそこそこないと動いてしまって扱いづらいことがわかりました。

ふと既成品キーボードを分解して中を覗き見たくなりました。もう１個買ってみようかな。

ソースコード、KiCadファイル

• https://github.com/syon/tenkey

次

本命はフルキーボードを作ることなのですが、ProMicroだとピン数の関係でキー数が足りないと思うのです。 誰かどうしたらいいか教えてほしいです。

ご参考

syonx.hatenablog.com