コンパクトなUSBキーボード


はじめに

サブマシンのメンテナンスに使っていたキーボードが壊れたので新調することにしました.使用頻度が低いためできるだけコンパクトであり,それでいて効率的にタイプできるようなキーボードが欲しかったけれど,適当なものがなかったので自作しました.自作と言っても,キーボード部分もファームウェアも出来合いのものを使って可能な限り手を抜いて作りました. 完成したサイズは260x102x11mmと比較的コンパクトに収まりました.右下の写真は,バッファローのフルサイズキーボードYDKBU02(上),サンワサプライのスリムキーボードSKB-SL28BK(左),今回自作したキーボード(右)です.サンワサプライのものに比べてやや大きめですが,キーピッチが大きくキー配置も標準的なのでタイプがしやすくなっています.

キーボード本体をベース部分に接着する前の状態
キーボードのサイズの比較

設計と制作

秋葉原でノートPC補修用のキーボードを探したところFMV-BIBLO LOOX M/G30用のキーボード(型番: MP-09J30J0-D851)が比較的コンパクトだったので購入しました.30ピン1mmピッチのフレキシブルケーブルが出ているので,テスターで信号を解析した結果キーとの対応は下の表のようになりました.30ピンのうち実際に使われているのは23ピンです.


1 2 3 4 5 6 7 8 17 18 19 20 21 22 23
9
Alt

無変換 Q E T Y 8 I [ ;
10

Win
Tab 2 4 R K U O @
11 Ctrl_R


半角 F1 F3 F5 F7 F8 F10 Num F12 Ins
12



A Space
S G B . ] / 変換
13




Z X V N M , Enter App カナ
14


Shift_R ESC F2 F4 F6 6 F9 F11 Pause BS Del
15


Shift_L Caps 1 3 5 7 0 9 ^ P

16 Ctrl_L


Fn W D C H J F : - L

ファームウェアは自分で書くのは面倒だったので,QMKという自作キーボード用のファームウェアを使うことにしました.マイコンにはATmega32U4を搭載したPro Microを使いました.ただしボード上に引き出されているポート数は18しかなくて不足するので,未使用の5つのポート(PB7, PC7, PD6, PF0, PF1)を直接チップにはんだ付けして引き出して使いました.ボードに付属のLEDも交換してCapsLockで赤色,NumLockで青色が光るようにしましたが,キーボード内で光るだけなので外部からはあまり見えません.単純な回路なので回路図は書かずに,下記の対応表を元に配線を行いました(*印はICから直接接続).

Keyboard AVR
1 PB2 (16)
2 PF4 (A3)
3 PB6 (10)
4 PF5 (A2)
5 PD3 (TXO)
6 PF6 (A1)
7 PD2 (RXI)
8 PF7 (A0)
17 PC7 (*)
18 PD7 (6)
19 PD6 (*)
20 PE6 (7)
21 PB7 (*)
22 PB4 (8)
23 PB5 (9)
9 PD1 (2)
10 PB1 (15)
11 PD0 (3)
12 PB3 (14)
13 PF0 (*)
14 PD4 (4)
15 PF1 (*)
16 PC6 (5)
(TXLED) PD5(*)
(RXLED) PB0(*)

キーボードのケース(土台)は3Dプリンターで印刷しましたが,サイズが大きいので2分割してアクリル用接着剤で接着しました. キーボード背面にAVRの基板をエポキシ接着剤で張り付けた際に,はみ出た接着剤がキーボードのスイッチに付着してキーが動かなくなってしまい,取り除くのに手間がかかりました.

ソフトウェア


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2020-04 制作
2020-08-23 ページ作成
T. Nakagawa