自作キーボード温泉街の歩き方

自作キーボードの世界は温泉に例えられます。自作キーボードの温泉街の楽しい歩き方を紹介します。

自作キーボードを作るために必要なもの

自作キーボード温泉へようこそ。

こんにちは。若手温泉プレゼンターのサリチル酸です。

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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。

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namecard2x4の内容物

 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。

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銀色のところにはんだ付けしていく

 

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。

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左が表面実装ダイオード、右がスルーホールダイオード

 

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。

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これはnamecard2x4に付属するMiniUSBの物ではなく、より一般的なMicroUSBの物

 

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。

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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。

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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。

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namecard2x4は8キーなので、こう配線しなくても動作する。

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。

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SW1を押した時、Col0とRow0が導通し、マイコンがSW1が押されたと検知する。

 

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

基本的に道具は高ければ高いほど性能はいいのですが、初心者がすべての道具に投資しないといけない訳ではないと私は考えています。

懐具合とやりたいことに応じた投資を考えてください。

ただし、経験則ですが、道具に投資したほうが楽です。

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私の道具を並べてみました。百均の物も多いです。

自作キーボードという字面の通り、自分で作っていきます。

でも大丈夫です。

小学校の技術の時間にやったハンダ付けの要領でやれば、だいたい大丈夫です。

※私もその程度の技術レベルで始めました。

やってないよという人は、まぁそんなに難しいものでは無いので気負わずに以下の動画を見てください。

www.youtube.com

 

必須な道具

はんだごて

いい物はハンダ技術を誤魔化してくれます

ダイソーでも売っていますが温度を湿らせたスポンジなどでしか調整できないので、温度が高くなりやすく失敗のリスクが上がります

道具の中で最もお金をかけるべき最大の投資先です。私はハッコーのFX600を買いました。

白光 ダイヤル式温度制御はんだこて FX600

白光 ダイヤル式温度制御はんだこて FX600

 

ハンダ(プリント基板用)

鉛フリーハンダは難易度が高いので鉛含有ハンダがおすすめ。

ダイソーでも売ってますが、値段なりという情報もあります

太さは0.8mmのプリント基板用がおすすめです。

goot 精密プリント基板用はんだ SD-62

goot 精密プリント基板用はんだ SD-62

 

はんだこて台

高温になる物なので、火災&火傷予防のために最低限専用な物を。ダイソーにも売っていることがあります。

ティッシュ箱に置くとかダメ絶対

白光(HAKKO) こて台 633-01

白光(HAKKO) こて台 633-01

 

ハンダ吸い取り線

ミスったハンダを除去する為に必要。ただしミスれない緊張から解き放たれる程の性能ではないです。

過信は禁物です。

使い方は吸い取りたいハンダの上に置いてから、はんだごてを当てるだけです。吸い取った部分はニッパーで切り取りましょう。

goot はんだ吸取り線 CP-3015

goot はんだ吸取り線 CP-3015

 

ニッパー

マイコンの足を切ったり、スルーホールダイオードの足を切ったり、無限の可能性を解き放つ為に必要です。

100均の物では綺麗に切れないし、操作性も悪いので少しいい物を買った方がいいです。

表面実装ダイオードかつ後述するスプリングピンヘッダを使う場合不要となります。

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namecard2x4ではマイコンの足を綺麗に切り落とさないとプレートが付けられない。

エンジニア マイクロニッパー NS-04

エンジニア マイクロニッパー NS-04

 

ピンセット

米粒のような表面実装ダイオードの場合必須。表面実装ではない場合でも有った方がいいです。

100均のものでもいいので揃えておきましょう。

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私は百均以下の工具セットのものを使っています。ほぼ使わないからセーフ。

ホーザン(HOZAN) 先曲がりピンセット カーブタイプ 材質ステンレス 全長115mm 重量18g 開き幅7mm P-882

 

パソコン

ビルドガイドを表示したり、キーボードの頭脳にプログラムを書き込む用に必要。WindowsMacLinuxどれでもOKです。Mac以外は後日まとめます。Macは持ってない…。

 

多少のトライ&エラーを行える余裕のある状況

余裕がないとだいたいうまく行かないです。時間が有るときにやりましょう。

 

有った方が便利な道具

温度調整機能付きはんだごて(ハッコーFX600

熱に弱いLEDを実装するときにはほぼ必須。普通のハンダ付けもかなり楽になるので是非。どうせ後で会社用を作りたくなるから実質半額です。買おう。

白光 ダイヤル式温度制御はんだこて FX600

白光 ダイヤル式温度制御はんだこて FX600

 

コテ先(T18-C2)

FX600の標準のコテ先は円錐状になっているのですが、これだとProMicroのピンヘッダやダイオードの足に熱を伝えづらいので、断面積が大きいT18-C2というコテ先にするとよりはんだ付けがスムーズです。

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上のがT18-C2、下が標準のもの

白光 こて先 2C型 T18-C2

 

フラックス

初心者のハンダ技術を誤魔化してくれる強い味方。簡単に綺麗にハンダ付けられます。迷ったら塗っておくといいです。

ホーザン(HOZAN) フラックス  鉛フリーハンダ対応 便利なハケ付きキャップ付  容量30mL H-722

ホーザン(HOZAN) フラックス 鉛フリーハンダ対応 便利なハケ付きキャップ付 容量30mL H-722

 

逆作用ピンセット

押すと開き、放すと閉まるピンセット。表面実装ダイオードのハンダ付けに威力を発揮します。持つ手に力を込めなくてもいいのでハンダ付けに集中できます。

600円くらいなのに、見た目はまるで某ロボアニメのロン○ヌスの槍。かっこいい。

ホーザン(HOZAN) 逆作用ピンセット ツイーザー サードハンド 全長165mm 先端幅2mm 最大開幅約20mm P-89

ホーザン(HOZAN) 逆作用ピンセット ツイーザー サードハンド 全長165mm 先端幅2mm 最大開幅約20mm P-89

 

テスター

思ったように動かない場合のトラブルシューティングに必要。

だいたい導通さえわかれば何とかなるので、デジタルの1000円くらいのもので十分です。というか私も使いこなせてないです。。

AstroAI テスター デジタルマルチメーター 電気 電圧 電流 抵抗 ダイオード 測定 導通 テスター 小型 バックライトLCD 自動車 日本語説明書 一年安心保証期間付き

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虫眼鏡

表面実装ダイオードをハンダ付けするなら方向を確認するために百均の物でも有った方がいいです。…もしかして老眼!?

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Hazuki ハズキルーペ ラージ 1.85倍 クリアレンズ 黒

 

カッターマット

たまにハンダが弾けて飛んだりするので有った方がいいです。汚部屋の人は最低限カッターマットくらいのスペースは確保しよう。これも百均で十分です。

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弾けて跳んだ跡。リビングテーブルでやってるので、机についたらヤバかった。

プラス カッターマット 両面 A4 230×320mm グリーン 48-573

 

ハンダ吸い取り器

ハンダ吸い取り線の高性能版。要するに「はんだシュッ太郎」先輩。先輩がいればハンダミスも怖くないほどの安心感を提供してくれます。私も持ってない。欲しい。

でも先輩は初心者には当たりが強くて火傷するらしい。気をつけよう。

サンハヤト はんだシュッ太郎NEO 45Wタイプ HSK-300

サンハヤト はんだシュッ太郎NEO 45Wタイプ HSK-300

 

マスキングテープ

ダイオードやProMicroを仮止めするのに使います。無いと地味にイライラしますので、持っていたほうがいいです。

エーモン 目盛り付きマスキングテープ 幅20mm×長さ約15m 1693

エーモン 目盛り付きマスキングテープ 幅20mm×長さ約15m 1693

 

リードベンダー

スルーホールダイオードのリード線を一気にいい感じに曲げてくれるものです。なくてもいいけど、安いので何かのついでに買うものとしてどうぞ。私は持っていません。

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

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

 

エポキシ接着剤

マイコンのMicroUSBの部分は捻り方向の力にすこぶる弱く、すぐにモゲてしまいます。

モゲるとマイコンを取り外して交換することになるのですが、後述のスプリングピンヘッダを使っていない場合、外すのが本当に大変です。

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無理矢理ニッパーでねじ切りましたけど、結局PCB自体を新しいものにしました。

このような悲劇を起こさないよう、USB部分を補強しておくといいです。

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USB端子部分に盛ることで強度向上

セメダイン 5分硬化型エポキシ系接着剤 ハイスーパー5 15gセット箱 CA-184

セメダイン 5分硬化型エポキシ系接着剤 ハイスーパー5 15gセット箱 CA-184

 

キーキャップ引き抜き工具

組み立てた後、気分でキーキャップを変えたり、掃除をしたりする時に使用します。

パンタグラフ式などを除くほとんどのキーボードのキーキャップを抜けます。

私は年に一度職場のキーボードを持って帰って洗っていました。

FILCO Keypuller キーボードメンテナンス用キーキャップ引き抜き工具 ブラック FKP01

FILCO Keypuller キーボードメンテナンス用キーキャップ引き抜き工具 ブラック FKP01

 

キースイッチ引き抜き工具

キーキャップだけでなく、キースイッチも引き抜ける道具です。

CorneCherryなどのソケット(ホットスワップ)に対応しているキットの場合、組み立てた状態でスイッチが引き抜けます。

キーキャップも引き抜けますし、気分に応じてキースイッチも交換できるのでソケット対応のキットを買う方はこちらをおすすめします。

KAUMO メカニカルキーボード キーキャップ&キースイッチ 引き抜き工具

KAUMO メカニカルキーボード キーキャップ&キースイッチ 引き抜き工具

 

心落ち着く動画を流せるタブレット

アイカツが前向きになれるとかで温泉街の住民には人気らしいですが、私は未視聴です。Amazonプライムに来て欲しい。

撮りためたアニメを消化できるくらいの余裕を持って作業しましょう。

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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。

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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。

talpkeyboard.stores.jp

 

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。

talpkeyboard.stores.jp

 

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。

talpkeyboard.stores.jp

 

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。

talpkeyboard.stores.jp

 

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。

yushakobo.jp

 

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。

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。

Umoraキーキャップ 機械キーボード適合 37キーキャップセット Cherry MX軸 引抜き工具付(レッド)

E元素メカニカルキーボード用104キーキーキャップ 交換用キートップ 87キー兼用 ダブルショットインジェクションバックルクリスタルPBTキーキャップセット(ホワイト)

 

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。

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アーキサイトの無刻印フルセット。楽天市場で3,000円以下で買いました。

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

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

 

まだ少しお金に余裕があれば、Talpkeybordさんのページにおしゃれなキーキャップがありますし、

talpkeyboard.stores.jp

ゆかりキーボードファクトリーさんもおしゃれなキーキャップを販売しています。

eucalyn.shop

TalpKeybordさんもゆかりキーボードファクトリーさんも既成品には絶対ついてないおしゃれなキーキャップを扱っているので、ぜひ一度見てみてください!

 

マイコン

※namecard2x4では付属しています。

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。

yushakobo.jp

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。

talpkeyboard.stores.jp

でもすぐに会社用を作りますし、周りに温泉の効能を布教することでしょう。どうせならセット売りのひよこさんのおみせで買いましょう。

booth.pm

 

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

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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。

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このように「く」の字になった金属線を穴に差し込むとテンションが掛かり、導通する仕組み

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欠点は値段。ピンヘッダ一本とエナジードリンク一本はほぼ同額。

※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。
※namecard2x4にはそのままでは使用できません。

 

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。

※namecard2x4はLEDに対応していません。

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。 

SK6812MINI 10個セット カットテープ

SK6812MINI 10個セット カットテープ

yushakobo.jp

 

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

 

質問、要望等はコメント欄か私のTwitterへ気軽にどうぞ。

 

この記事はCorneで書きました。