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Let's Splitの作り方

Tech

Let's Splitの作り方のメモです。

材料編

特殊度の高い順に説明します。

  • PCB (1組)
  • ケース、プレート
    • 基板にスイッチを付けただけではキーボードとして実用できないので、何らかのケース的なものが要る。
    • 一番簡単なのはアクリル板を2枚使うパターン。片方はキーの数だけ穴を空ける必要があるが、 そのような設計図が公開されており、Ponoko等のアクリル板をカットするサービスに発注すれば手に入る。
    • カット済みのがMEHKEEで売ってるけど2017/10現在は品切れ
    • 3Dプリンタで打ち出す A B B写真
    • 積層式
  • キースイッチ (48個)
  • キーキャップ (48個)
    • キースイッチにはめるキャップ。キーボードの見た目を決めるパーツ。これもさまざまな種類がある。
    • 記事を分けました
  • Pro micro (2個)
    • Arduino互換ボード。Let's Splitの場合は2個必要。
    • SparkFunのPro microは赤色だが、その互換品のLeonardo(青色)が使われる場合もある。
  • タクトスイッチ (2個)
    • Pro microのリセットをするためのスイッチ？
  • ダイオード
    • 48個あればいいのだが、100本とか単位で売られてるっぽい。
  • TRRSケーブル (1本)
    • 左右を繋ぐためのケーブル。
  • TRRSジャック (2個)
    • 左右を繋ぐためのケーブルを挿すための差込口。
  • ネジとスペーサー
  • はんだごて
    • とりあえずこのセットを買うとはんだごて・こて台・吸い取り器・テスターなど一式揃います。はんだも少量が付属します(無駄遣いしなければLet's Split1台分くらいは持つと思います)。
    • はんだごて単体では、白光 FX-600が界隈の評価が高いようです。
  • はんだ
    • 鉛フリーとそうでないものがあります。鉛フリーは環境にやさしいのですが、溶けにくいので少し難易度が高いかもしれません。
  • ニッパー
    • ダイオードの足や、ピンヘッダの余りを切るのに要ります。ダイオードは100円均一のでもいけそうですが、ピンヘッダは厳しかったです。
  • 必須ではないが、組み立てのあとで欲しくなりそうなもの
    • マグネット式のmicro usbケーブル(例) ケーブルに大きな力がかかったときにPro microのUSB端子が剥がれてしまう事故を防ぐ
    • クッションゴム(例) 底面のネジが机に当たってカチカチ言うのを防ぐ。あとは大きめのを片側だけに付けると傾きが出るのでより打ちやすくなるとか(好みですが)
    • パームレスト

備考：holtite socketについて

通常はキースイッチはプレートを挟んで基盤にはんだ付けしてしまうので、もし完成後に「やっぱり別のキースイッチがいいな」と思っても交換することは困難です(はんだ自体は根気があれば外せるが、Pro Microの裏のスイッチはPro Microを破壊しないと取ることが難しい)。

holtite socketというパーツを使うとスイッチをはんだ付けしないので、あとから取り替えられるようになります。ただしmehkee等で売っている基盤はholtite socketを考慮していないため、穴が少し大きく、難易度が高いようです。専用のPCBを用意する事例については以下を参照してください。

Pro Microの動作確認

Pro Microにファームを書き込みます。組み立ての後にやってもいいですが、万一はんだ付けしたあとに不良品だと判明したりすると悲しいので先に書き込むのが良いんじゃないでしょうか。

書き込み手順の解説はここにあります(英語)

書き込むファイルは.hexという拡張子です(例：lets_split_rev2_default.hex)。このファイルを変更することでキー配列をカスタマイズできます。

Windowsの方はGUIアプリを使って書き込む手順になっています。右手と左手で手順が違う(.hexに加え、eeprom-lefthand.eep または eeprom-righthand.eepを書き込む)ので注意がしてください。完成後はUSBケーブルはどちらに挿しても構いません。

Linux, Macの方は make lets_split/rev2:YOUR_KEYMAP_NAME:avrdude というコマンドで(201801現在)、右手左手の区別はなく、「USBケーブルが挿さっている方を左手用と見なす」という挙動になります。どうしても右手側にケーブルを挿したい場合は.eepも書き込むか、#define MASTER_RIGHT します(ここに解説があります)。

注意点

  • Pro MicroのUSB差込口はあんまり強固ではないので、力をいれすぎるともげてしまう可能性があります。こういうのがあると抜き差し回数が減って便利かもしれません。
  • USBケーブルは奥までしっかり刺す必要があります。半刺しでもLEDは点灯しますが、PCに認識されない場合があります。

組み立て編

https://github.com/nicinabox/lets-split-guide を見ながら組んでいきます。以下ではポイントだけ解説します。

ケースを仮組みする

まず最初にケースを仮組みして、全体のイメージを掴みましょう。基板や部品の上下左右を間違えるとリカバリが面倒になります。(画像は作業途中で撮ったものです)

重要な位置関係：

  • USBケーブルを左右どちらに挿したいか。基本は左手。
  • TRRSジャック(画像のピンクのケーブルが刺さってるやつ)が内側に来るようにしたいか、外側に来るようにしたいか。画像では内側にしている(左右を離して置きやすいように)
  • TRRSジャックは基板より下に来る。
  • Pro Microは基板より下に来る。ただし左右で面が違うので注意
  • ダイオードは基板の上、下どちらでも良いらしい？(画像では下にしている。ガイドのDiodesの項に議論がある。)
  • キースイッチはプレートの上。基板、プレート、キースイッチという順。プレートを基板とスイッチで挟み込む形

ダイオードを挿す

  • ダイオードを曲げて、基板に挿す
    • 片方はルパン側、片方は次元側に挿すのがよい(そうするとダイオードが上面になるように置いたとき、TRRSジャックが内側に来るようにできるので)
  • ダイオードは方向があるので注意。●---[　||]----■のように、黒いところが四角の方を向くようにする

ダイオードをはんだ付けする

基板を裏向けてはんだ付けしていきます。余った部分はニッパーで切ります。

筆者ははんだ付けが今回がほぼ初めてだったので、学んだことを書いておきます。

  • 先端が黒・茶色のときはまず汚れを落とす(それにより温度が下がるので少し待つ)
  • うまく付けるには、ランド(基盤の銅色の部分)を十分温める必要がある
    • 十分温まっていると、はんだがランドにするっと流れる

TRRSジャック

基板の下側に付けます。

ジャンパ

これも基板の下側です。

ピンヘッダ

ここからキースイッチとPro Microをはんだ付けするのですが、キースイッチは基板の上に、Pro Microは基板の下に付けるので、以下の順序で実装します。

  1. Pro Microのピンヘッダ
    • Pro Microを買うと付いてくる、黒いプラスチックに金属のピンが刺さったやつ)
  2. キースイッチ (Pro Microと重なる位置の2個 x2)
    • それ以外のスイッチはPro Microとは干渉しないので、このタイミングで付けてもいいし、Pro Microの後でもよい
  3. Pro Micro本体
    • 向きに注意(両手とも基板の下に付けるのですが、CPUが付いてる面を上にするか下にするかという違いがあります。

左手側はCPUが基板の方を向くように取り付けるので、ピンヘッダの黒い部分がそっち向きに来る必要があります。黒い部分がスペーサーの役割をするわけですね。ピンヘッダは片側が短くなっていますが、左手側は短い方が基板の上に出るように付けます。というのは、長い方を基板の上に出すとキースイッチと干渉するからです。もし逆に付けた場合は、頑張って余りをニッパーで切るというリカバリ方法があります。

右手側はCPUが基板の方を向かない…のですが、ケースによっては高さがかなりタイトになるため、黒い部分をニッパーで外すなどする必要があるかもしれません。(付けてしまってからケースに微妙に入らないことに気づいた場合は、ケースの方にワッシャーを入れてごまかすというリカバリ方法があります)

「黒い部分をニッパーで外す」場合、半田付けが甘いとピンごと抜けてしまうケースがあります。これのリカバリは不可能ではないですが、Pro microをガイドにして隙間からはんだ付けするみたいな難易度の高い作業になるので、自信がない人は避けたほうが良いかもしれません(筆者は諦めて片側だけ黒い部分が残った状態で完成させました。Pro microを斜めに傾けて取り付ける形です)

キースイッチ

プレートに押し込むとこんな感じでカチッとはまります。このときプレートの向きに注意してください(積層式ケースの場合、穴が4つの方が上、3つの方が下です)。

全部はまったら裏返して、キースイッチのピンのうち曲がっているものがないか確認します。大きく曲がっていたら指で直します。

プレートごと基板にはめて、はんだ付けを行います。基板にはめるとき、ついグイッと押し込みたくなりますが、そうすると今度はキースイッチがプレートから浮いてしまうので気をつけましょう。

付け終わったあと、テスターがあれば、確認したほうがいいかもしれません。特にpro microの下の2つは念のためやっておくと良いでしょう。ハの字の穴にテスターを入れてキースイッチを連打するなどして確認します。

タクトスイッチ？

Pro MicroのRSTとGNDにタクトスイッチを付けておくと、リセット時にゼムクリップとか使わなくて済むので便利かもしれません。ただ、一度ファームが焼けてしまえば「RESET」に割り当てたキーを押すことで代用できるので、普通は使わないはずです。使うとしたら以下の場合でしょうか。

  • 間違って変なファームを焼いてしまった
  • 間違ってRESETを含まないキーマップを書き込んでしまった

取り付ける場合はこちらの記事が参考になります。

Pro Micro

次はPro Microを付けます。付けたら動作確認ができるようになります。(乗せるだけでも動作確認できることもあるようです)

Pro Microは他のパーツほど熱に強くないらしいです。はんだ付けは休み休みやるのが良いかもしれません。あと他のパーツより間隔が狭くて少し難しいです。

ケース、キーキャップ

ここまで来たらあとはケースをねじ止めしてお好きなキーキャップをはめて完成です。お疲れ様でした。

トラブルシューティング

  • 反応しないキーがある
    • ダイオードまたはスイッチのはんだ付け不良の可能性
  • 反応しない段がある(左手の上から三段目がまるごと反応しない、とか)
    • Pro Microのいずれかのピンのはんだ付け不良の可能性

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