keyboard

Column13の作り方

はじめに

いわゆる40%キーボードでは、幅が12uのものが多いのですが、13uあればかなり余裕が出て、記号キーの入る余地がのこり、また、右下に矢印キーを配置することが可能になります。

そこで、名前の通り13uの40%+αなキーボードを設計しました。ベース部分にI/Oエクスパンダを配置し、スイッチ部分とコンスルーで繋ぐ構造になっていて、ベース部分、スイッチ部分、それぞれにバリエーションが存在し、それを組み合わせて1体のキーボードとして使用します。

注意

  • Column13は 組み立てキット として頒布されており、 半田付けを含む 組み立て作業を必要とします。
  • 説明に用いている画像は、開発時のものであり、実際とは若干異なります。
  • 部品を破損、紛失した場合は、愚者の部品屋さん で、予備部品を販売しています。

キットに含まれるもの

名称数量備考
ベース・プレート1枚Pro MicroやI/Oエキスパンダーボード、TRRSジャック等を取り付けます
ボトム・プレート1枚ベース・プレートの下に配置します
トップ・プレート1枚キースイッチを固定します
スイッチ・プレート1枚LEDやソケットを半田付けします
コンスルー(h7 20pin)4本ベースボード・キットとの接続に使用します
コンスルー(h2 6pin)14本I/Oエクスパンダ・ボードの接続に使用します
コンスルー(h2 12pin)2本Pro Microの接続に使用します(要、半田付け)
I/Oエクスパンダ・ボード2個PCA9555を搭載しています。(緑または黄)
TRRSジャック4個他のデバイスとの接続に使用します
タクトスイッチ1個リセットスイッチとして使用します
表面実装抵抗(2.2kΩ)2個SCAとSCLのプルアップ抵抗です
表面実装抵抗(10kΩ)1個INTのプルアップ抵抗です
表面実装コンデンサ(1μF)2個TRRSのVCCに繋げるパスコンです
キースイッチ・ソケット(Cherry MX用)48個
ジャンパ・ピン(ジャン太)6個I/Oエクスパンダのアドレス指定とLED用信号の切り替えに使用します
スペーサ(M2 h7)6個スイッチ・プレートの固定に使用します
M2ネジ(6mm)6個ボトム・プレート側からスペーサを固定します
M2ネジ(4mm)6個スイッチ・プレート側からスペーサを固定します
スタビライザ1組Costar 2U
ゴム足4個ボトム・プレートに貼り付けます

部品

上記以外に必要なもの

  • キースイッチ(Cheery MX互換): 48個+予備数個(ソケット差し込み時にピンを破損する可能性があります)
  • RGBLED(SK6812MINI-E): 48個(必須ではありません)
  • キーキャップ: 48個(MINILA Airのキーキャップセットがオススメです)

ベース・プレートとボトムプレートの組み立て

抵抗(表面実装)やコンデンサ、TRRSジャック、タクトスイッチを半田付けします。

抵抗は表面に小さく「222」と書いてあるのが2.2kΩ、「103」と書いてあるのが10kΩです。コンデンサにはなにも表記がありません。R1, R2に2.2kΩの抵抗を、R3に10kΩの抵抗を、C1, C2にコンデンサを半田付けします。

表面実装部品の扱い方はググるとたくさん出てきますが、簡単に説明しておきます。

  • 片方のパッドに半田を盛ります。
  • ピンセットで部品をつまみながら、盛った半田を半田ごてで溶かして付けます。
  • それで部品を固定したら、もう片方は普通に半田付けします。
  • ダイオードとは異なり、方向は関係ありません。

半田付け後

続いて、コンスルーを全て差し込みます。これは位置合わせのためなので、作業途中で外れてしまってもかまいません。

ボトム・プレートの上にベース・プレートを重ね、M2 6mmでスペーサを固定します。

ボトム・プレートを固定

注意

当研究所では、ジュラコン(樹脂)のスペーサーを使用しています。そのため、力任せに締め込むとスペーサーの ネジ山が破損 します。軽く抵抗があるくらいのところで止めてください。

LED信号の処理

内側のTRRSジャックの下にジャンパを挿すセレクタがあります。

それは、moduloを独自拡張したLED信号をどう扱うかを設定します。

  • DINと中央をジャンパで繋ぐと、そのケーブルからDINとしてLED信号を受け取ります。
  • DOUTと中央をジャンパで繋ぐと、そのケーブルにDOUTとして信号を伝えます。
  • LEDを使用しない(あるいは本機のみで完結する)場合は、ジャンパを挿す必要はありません。

スイッチ・プレートの組み立て

スイッチ・プレートの裏側に、スイッチ・ソケットを半田付けしていきます。

その際、下記の要領で行うと楽に半田付けできます。

  • パッド部分両方に半田を盛ります。
  • ソケットを載せます。
  • ソケットの足を半田ごてで熱しながら押す(このとき、ソケットが動かないようにピンセットで抑えておくと良いです。)
  • 半田が溶けて、スイッチの足がPCB表面まで届いたら半田ごてを外して、数秒待ち、ピンセットを外します(あまり早く外すとソケットが浮き上がってしまうことがあります)。
  • 反対側の足も同様に半田付けします。

RGBLEDについては、自分もうまくないので、各自うまい方法を探して欲しいのですが、自分では下記のように行っています。

  • 半田ごての設定温度を270℃にします。
  • RGBLEDのパッドにフラックスを塗ります。
  • RGBLEDの切り欠きがある足をG表記のあるパッド(GND)に併せて載せます。
  • もう一度、フラックスを塗ります。
  • GND以外の足から半田付けしていきます。

一通り半田付けが終わったら、ここでいったんファームウェアを書き込んで(方法は後述)、LEDの発光を確認した方がよいかもしれません。

ベースボードに刺さっているコンスルーに併せてスイッチ・プレートを載せ、7mmのスペーサとM2 6mmのネジで固定します。

トッププレートとキースイッチの組み立て

本キットでは、トップ・プレートとスイッチ・プレートは固定しないので、四隅のキーをはじめに挿して、それから1つずつキースイッチを挿していく方法と、先にトップ・プレートにスイッチを填め込んでから、一気にスイッチ・プレートに挿す方法がありますが、自分は一気に挿す方法が好みです。

スイッチ・プレートの裏側

キースイッチを挿し終わったら、お好きなキーキャップを付けてハードウェア的には完成です。

ファームウェアの書込

自分でビルドする方法

githubの当研究所のリポジトリからcloneし、gabunshitu/column13/ansiをmakeします。具体的には、

$ git clone git@github.com:abplus-lab/qmk_firmware.git
$ cd qmk_firmware
$ make gabunshitu/column13/ansi:via:avrdude

とします。

ビルド済みファームウェアを入手

当サイトからダウンロードして、QMK Toolbox等で書き込んでください。

Remapから書込

RemapのColumn13 ansiで、FLASHしてください。