自作キーボード温泉街へようこそ。
こんにちは。若手温泉プレゼンターのサリチル酸です。
今回は自作キーボードを作るのに必要なパーツ集めのことを書きたいと思います。
自作キーボードを構成する部品たち
namecard2x4を見ながら説明します。
基本的に自作キーボードを構成する最小構成は三つです。
PCB（Printed circuit board：プリント基板）
電気の通り道が銅でプリントされていて、ダイオードやマイコンをハンダ付けするとキーボードとして動作します。
ダイオード
一方向にしか電流を流さない電子部品。電流の流れを整えます。
namecard2x4は小さい表面実装ダイオードを採用していますが、スルーホール式（穴に足を通すもの）のダイオードもあります。
マイコン
国産自作キーボードキットではMini Axe以外、下写真のPro Microというマイコンを使っています。
このマイコンにファームウェアを書き込むだけでUSBキーボードとして認識します。
スイッチ
最後はスイッチ。皆さんの家にあるインターホンのボタンと原理は同じで、押したら電気が通り、放したら電気が流れなくなる部品です。
namecard2x4には8種類も付属しますが、感触などの好みは十人十色であり、今もなお新しいスイッチが生み出され続けています。
以上の４つだけでキーボードとして動作はします。
後はケースとかキャップを取り付ければキーボードっぽい見た目になり、使いやすくなります。
（豆知識）自作キーボードの動作原理
自作キーボードを使っているとたまに聞かれるので、スイッチのどこが押されたのかをマイコンが知る原理を簡単に解説します。
作るのには必要のない知識なので読み飛ばしても大丈夫です。
マイコンには端子が24個あり、キーにつなげられる端子は17個です。
赤く囲った部分がキー入力を検知できる端子。
この端子一つ一つが電流の導通を検知しキー信号に変換してパソコンに送信します。
つまり17キーまでのキーボードなら、スイッチ一つずつをこの端子に繋げて行けばOKなのですが、自作キーボードキットには17キー以上のキーボードキットが多いです。
どうやってやっているかと言うと、下図のように格子状に回路を張り巡らせて、押したキーの行と列をマイコンに繋ぎます。
こうすることで、マイコンに求める端子は8キーに対して６個ですむ、というわけです。
しかし、この方式には問題があります。
キーボードのキーは同時に押されることもあるからです。
そのままにしておくと電流が逆流してしまうので、ダイオードを入れて逆流を防止します。
だから自作キーボードには沢山のダイオードが必要なのです。
納得できたので、はんだ付けを頑張る気力が湧いてきたと思います。
がんばりましょう！
自作キーボードで必要なもの
以下の記事として最新化しました。
是非以下の記事を参照してください。
salicylic-acid3.hatenablog.com
キーボードのパーツを揃えよう
キットごとに必要なパーツは異なりますし、基本的にビルドガイド（組立説明書）に必要なパーツは丁寧に書いてあります。
ここではほとんどのキットで必要、もしくはオプションになる別売りパーツを紹介していきます。
キースイッチ
※namecard2x4では付属しています。
CHERRY社のスイッチ（CHERRYスイッチ）が最も有名です。
今はCHERRYスイッチの特許が切れ、様々なコピー品が世界各地で作られています。
いずれ詳しく書きたいと思いますが、ここでは代表的な5タイプを説明します。
スイッチは軸と呼ばれ、その軸の色と合わせて○軸と呼ばれます。
タクタイルタイプ
クリック感（押していくと抵抗があってカクッと落ちるイメージ）があるタイプ。一番標準的なタイプです。
茶軸が最もメジャーです。
リニアタイプ
クリック感がなく、押していくとだんだん重くなっていくタイプ。
重い黒軸と軽い赤軸が最もメジャーです。
クリッキータイプ
クリック感に加え、カチッと音がなるタイプ。
職場で使うとトラブルに発展するくらいうるさい、が打っている方は気持ちいいです。家で使いましょう。
青軸が最もメジャーです。
静音タイプ
カチャカチャ音を抑えたタイプ。タクタイルとリニアの静音タイプがあります。
ピンク軸（赤軸の静音タイプ）、または静音○軸と呼ばれます。
スピードタイプ
反応点を上げて軽く押しただけで文字入力が出来るタイプ。
素早い反応が必要なゲーマーに人気。
色に一貫性はないので、商品説明にスピードタイプと書いてあったら該当します。
キーキャップ
※namecard2x4では付属しています。
キーキャップは本当にピンキリです。
セットで１万円もするものや、１キーで５千円を超えるものすらあります。
ただいま～ pic.twitter.com/f4Rdqtr6Bj
— サリチル酸@新米温泉ガイド (@Salicylic_acid3) November 13, 2018
ですが最初からそんなに熱湯風呂に突撃していては火傷してしまいます。
最初はアマゾンの安いキーキャップセットでもいいと思います。安いものでは3,000円前後で買えます。
Shiftキーなど、サイズが合わない時に適当なFキーなどをはめることになってしまいますので、余裕があれば無刻印のものを買っておいてもいいと思います。
キー数も多いので、長く使えると思います。
ヨドバシ.com - AS-KCS08PL/BKN [PBTフルキーキャップセット 日本語配列 108キー カナ印字なし]のコミュニティ最新情報
アマゾンで無刻印を買うならこちら。
FILCO Majestouchシリーズ専用交換用キーキャップセット 英語104キー(87キー兼用) 無刻印モデル ブラック FKCS104BB
マイコン
前述したProMicroのことですが、基本的にキットには入っていません。
スプリングピンヘッダがいらない場合、以下のお店が単品売りしています。
マイコンのUSB部分のモゲ対策
ProMicroはMicroUSBの部分がもげやすいので、各種対策をしたほうがいいです。
対策① エポキシ樹脂で端子の根本部分を固める
私は保険として必ず実施しています。
端子内に樹脂が入らないように注意してください。
対策② スプリングピンヘッダを使用し、交換できるようにする
スプリングピンヘッダという部品を使えば、PCB側へのはんだ付けが不要となり、後で簡単に交換できます。
※ProMicroに使用する場合、２本必要です。
yushakobo.jp※ProMicroに使用する場合、２本必要です。
LED
LEDは付けなくてもキーボードとして機能しますのでオプションです。
最高に癒やされるやつ pic.twitter.com/K5Zdr6WAwe
— サリチル酸@新米温泉ガイド (@Salicylic_acid3) November 6, 2018
LEDのはんだ付けは慣れれば怖くないですが、少し難易度が高いですので注意が必要です。
私はCorneに54個実装する時、２０個壊しました。
チャレンジするときは２０個位は余分に買っておきましょう。
最後に
本ページがあなたの選択に役立てますように。
次回はいよいよ組み立て編です、と言いたいところですが、組み立てはビルドガイドをちゃんと参照したほうがよく、私が書くと混乱するので書きません。
なので次はnamecard2x4のビルドログ編です。
ログであってガイドでは無いですよ！という予防線でした。
salicylic-acid3.hatenablog.com
本記事に対して問い合わせ等あれば遠慮なく私のDiscordまでどうぞ。
salicylic-acid3.hatenablog.com
この記事はCorneで書きました。