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Let's Split Build Log

Let's Split Build Log

はじめに

Cherry MX 軸は互換軸を合わせると結構な種類が存在しますが、気になった軸の数だけキーボードを作るのはお財布に優しくありません 💸 そこで、スイッチをホットスワップ出来るようにして好きな軸(Cherry MX軸、および互換軸のみ) をとっかえひっかえ交換出来る Let's Split を組み立てる事にしました。

実現方法は Holtite Socketsではんだ付け無しでスイッチの交換し放題なPCBを作ろうと同様に Holtite ソケット(8134-HC-8P2 or 8134-HC-8P3) を用います。更に、

Let’s SplitのPCBはスイッチのスルーホールが大きめでハの字になっている形状だったため, ソケットが緩く熱したはんだごてだけでは設置できませんでした. そのため, はんだでソケットを接着させたのですが, この方法だとソケットのスリット部分も接着されてしまいソケットの穴が広がらず, スイッチのピンが上手く入らない場合がありスイッチの設置・交換の難易度が高いPCBになってしまいました.

上記の引用にある「ソケットが緩く、スイッチの設置・交換の難易度が高い」という点を解消するため、スイッチのスルーホールを Holtite ソケットに適合させた PCB を新たに作成して組み立てに用います。

更におまけで、新たに作成する PCB はついでなので Pro Micro も Holtite ソケットでホットスワップ出来るようにします。

完成したもの

img

スイッチと Pro Micro を脱着している様子はTwitterを参照して下さい。

こんな感じで軸の交換が可能です。#レツプリ pic.twitter.com/K379QDqye5

— HARU Akebono 🌸 (@haru_ake) 2017年9月19日

Pro Microもこんな感じで外れます。#レツプリ pic.twitter.com/kr0IIhwsOW

— HARU Akebono 🌸 (@haru_ake) 2017年9月19日

手を加えたもの

スイッチのスルーホールを Holtite ソケットに適合させた PCB とケースデータを MIT ライセンスで公開しています。ケースデータは nooges/lets-split-v2-case を元にしていて、スイッチプレートに PCB を固定するためのネジ穴が追加されています。

注意点

今回用いる PCB は I2C および RGB Underglow動作確認をしていません

Confirmed-list

部品リスト

部品 数量 購入先 備考
PCB 2 - PCB の発注を参照
アクリル板(220x300x1.5mm) 1 はざいや アクリルケースの発注を参照
アクリル板(220x300x3mm) 1 はざいや アクリルケースの発注を参照
TRRS Jack(SJ-43514) 2 Digi-Key or Chip1Stop
ダイオード(1N4148) 48 Digi-Key or 秋月電子通商
Pro Micro 2 スイッチサイエンス or Yahoo!ショップ or aitendo 5V/16Mhz のもの
ピンヘッダ 4 秋月電子通商
Holtite ソケット(8134-HC-8P2) 128 Digi-Key or Chip1Stop PCB Rev 1.1.0 からは 130 個必要
スイッチ(Zealios 62g) 48 Zeal PC
キーキャップ 48 -
M2 ネジ(10mm) 8 -
M2 ネジ(5mm) 36 -
M2 スペーサー(12mm) 18 Amazon
M2 中空スペーサー(3mm) 8 Amazon
M2 ワッシャー 44 -
M2 樹脂ワッシャー 16 -
M2 ナット 8 -
TRRS ケーブル 1 Amazon
ゴム足 8 Amazon
タクトスイッチ(Optional) 2 秋月電子通商 リセットボタン用(PCB Rev 1.1.0 以上)

Pro Micro は SparkFun 社製の純正品を使っていますが、クローン品を使っても構いません。

Holtite ソケットは 8134-HC-8P2 を使っていますが、素材違いの 8134-HC-8P3(Digi-Key, Chip1Stop) を使っても構いません。

M2 のネジ類は秋葉原の西川電子部品 1F で、スペーサーだけは良さそうなものがあったので Amazon で調達しました。

PCB の発注

https://github.com/haru-ake/lets-split-pcb-hs-cherry/releases に置いてあるデータ(gerber.zip) を使って PCBGOGO に製造を依頼しました。

こんな感じで見積もりを出して gerber.zip をブラウザでアップロードするだけです。アップロードしたデータに問題が無ければ代金のお支払後 4, 5 日で PCB が届きます。

アクリルケースの発注

haru-ake/lets-split-v2-hs-case にあるデータを用いて部品リストにある 2 枚のアクリル板を加工します。リポジトリのルートディレクトリにある top_bottom_layer-300mm_220mm.ai は 1.5mm 厚、middle_layer-300mm_220mm.ai は 3mm 厚のアクリル板の加工に用います。

私はレーザーカッターのある近所の工房で加工しました。最寄りにそういった施設が無い場合は Ponoko のようなオンラインサービスを利用すると良いかもしれません。

Firmware の書き込み

今回はリセットボタンを配置しないので、最初に Pro Micro へ Firmware を書き込んでおきます。更に、書き込む Firmware には RESET をアサインしてキーボードから Bootloader モードに入れるようにしておきます。

Firmware の書き込み方法は An Overly Verbose Guide to Building a Let's Split Keyboard と何ら変わりありません。

Flashing の通りに作業しますが、リセットボタンが無いのでピンセット等で Pro Micro の RSTGND を素早く 2 回ショートさせます。

工場出荷状態の Pro Micro は RSTGND を素早く 2 回ショートさせてもうまく Bootloader モードに入れないようなので、RSTGND を素早く数回〜十数回ショートさせます。Firmware の書き込み中に引き続きショートさせると書き込みに失敗するので、Bootloader モードに入ったかを目視しながら作業します。

組み立て

ダイオードと TRRS ジャックのはんだ付け

An Overly Verbose Guide to Building a Let's Split Keyboard と何ら変わりありません。

Assembly にある

  • Mount the Diodes
  • Mount the TRRS Jack
  • Connect Jumpers

の項目を書いてある通りに作業します。

2017/10/22 追記 PCB Rev 1.1.0 から SMD ダイオード(1N4148W) にも対応しました。

2017/10/22 追記 PCB Rev 1.1.0 から Connect Jumpers でショートさせるパッドが変更されています。単純に、TRRS Jack をマウントした側の J1, J3 をそれぞれショートさせれば OK です。

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Holtite ソケットの圧着

スイッチと Pro Micro を載せる PCB のスルーホールにソケットを圧着します。圧着のやり方は YouTube の動画を見ながらやりました。

How to make your keyboard PCB hot-swappable

圧着をする時のポイントとして、Holtite ソケットの足の部分(圧着時にこてを当てる反対側の先端部) に負担が掛からないように注意する必要があります。足の部分は脆いので、負担がかかると割りと簡単に壊れます。また、一度圧着したソケットを取り外す事はほぼ不可能(ソケットがランドごと剥がれる)なので、圧着の済んだソケットは特に注意が必要です。

Pro Micro

Pro Micro 用のソケットは PCB の下から圧着します。

PCB 側のスルーホールは、圧着が必要な箇所にだけソケットが嵌まるようになっています。詳細は https://github.com/haru-ake/lets-split-pcb-hs-cherry/blob/master/README.md#pro-micro に記載があります。

スイッチ

スイッチ用のソケットは PCB の上から圧着します。つまり、Pro Micro 用のソケットを圧着した時の面とは反対の面から圧着します。

スイッチがマウントされるスペース 1 つにつき 4 つのスルーホールがあります。このうちソケットを圧着するのは 2 箇所のみなので、位置を間違えないように気を付けます。詳細は https://github.com/haru-ake/lets-split-pcb-hs-cherry/blob/master/README.md#switches に記載があります。

Pro Micro 用とスイッチ用のソケットを圧着すると、下記の写真のようになります。

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リセットボタンの設置

2017/10/22 追記 PCB Rev 1.1.0 からリセットボタンを PCB 上に設置する事が出来るようになりました。必要であれば下記のように、Pro Micro を付ける側と同じ面にはんだ付けして下さい。

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Pro Micro の J1 はんだブリッジ除去

Pro Micro の J1 がはんだブリッジされている場合は、はんだ吸い取り線等を使って除去します。はんだブリッジされていない場合は何もしません。

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写真のようになっていれば OK です。

Pro Micro にピンヘッダをはんだ付け

ピンヘッダは Pro Micro に付属しているものではなく部品リストにあるピンヘッダを使います。このピンヘッダはピン数が 2 つ多いので、ニッパ等で切り取ってから使います。

右手側の Pro Micro はピンヘッダのピンが短い方に、ピンヘッダの黒い部分と Pro Micro の部品が実装されていない面が合わさるようにしてはんだ付けします。

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左手側の Pro Micro はピンヘッダのピンが短い方に、ピンヘッダの黒い部分と Pro Micro の部品が実装されている面が合わさるようにしますが、極力ピンヘッダの黒い部分と離してはんだ付けをします。これは、Pro Micro を PCB に付けた際に、PCB に圧着された Holtite ソケットと Pro Micro に実装された部品の干渉を防ぐためです。

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スイッチプレートと PCB を仮留め

今回はスイッチをはんだ付けしないので、スイッチプレートと PCB をネジで固定します。

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写真のように計 4 箇所を M2 ネジ(10mm) と M2 ナットで固定します。スイッチプレートと PCB の間には、それぞれ M2 中空スペーサーと M2 樹脂ワッシャーを挟みます。ここでネジを固く締めてしまうとスイッチがうまく装着出来ない可能性があるので、余裕を持たせておきます。

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スイッチと Pro Micro の装着

スイッチは足を折らないように、PCB に圧着された Holtite ソケットの位置をよく見ながら装着します。はじめに四隅のスイッチを装着すると、他のスイッチの装着が楽になります。ある程度のスイッチが装着出来たら、スイッチプレートと PCB を仮止めしているネジを固く締めます。

Pro Micro は右手・左手側のどちらに装着すべきかをよく確認して、USB ポートの向きに気を付けて装着します。

ケース組み立て

ボトムプレートの各穴に、M2 ネジ(5mm) と M2 ワッシャーを使って M2 スペーサー(12mm) を固定します。 更に、ボトムプレートに中間プレートを重ね、その上からスイッチプレートを重ねます。

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2017/10/22 追記 PCB Rev 1.1.0 から、PCB のサイズが大きくなってる為、中間プレートの一部と干渉します。下記のように、干渉する部分の中間プレート側をニッパ等で切り取る必要があります。

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最後に M2 スペーサー(12mm) の上部を M2 ネジ(5mm) と M2 ワッシャーを使って固定したら完成です。

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