kuriharaのブログ

ゴルフと電子工作と山での暮らし。ありもの使い、ないもの作り。

自作キーボード PiPi Gherkin + NGM design 3Dプリントケースを組立てました。

今週末は、NGM designさんの3Dプリントケースを使ったPiPi Gherkinを組立てました。

PiPi GherkinはRaspberry Pi Pico(以降 Pi Picoと書きます)を使った30キーの自作キーボードです。

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3Dプリントデータの入手先

3Dプリントデータは、NGM designさんのBOOTHからダウンロードさせていただきました。
せまのすけ、しんのすけ、Let's Splitなどのデータが無料ダウンロードで販売?されています。

ngmdesign.booth.pm

NGM designさんのツイートは、自作キーボード、ケースデータ、3DP、Dactyl Manuformと楽しいですね。
特に、ネコさんさまとMacの組合わせ。ResEditのアイコンのようです。

Classic IIは私のパソコン通信の入門機、今も保管しているので親近感がわきます。


後から分かったのですが、車で30分ほどのご近所さんでした。
twitter.com

3Dプリント発注先

最近お気に入りの、JLCPCBの3Dプリントサービスを使いました。

色と価格を優先してSLAの8000 Resinを選択、実際の発注は、下のように

gherkin--top.stlが$9.10-
gherkin--top.stlが$14.59-

他の2品と合わせてStandard Global Direct Line送料$12.97-、gherkinだけなら合計$30ぐらいでしょうか。

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ケースの加工

当初はケースの塗装に挑戦しようと考えていたのですが、SLAのNatural whiteは発色、表面の質感も綺麗でそのまま使うことにしました。

SLAのフォトポリマー樹脂には、熱圧入インサートナットは使えないそうです。
しかし、私にとって下穴の追加工のほうが難しそうだったので、無理やりハンダコテで熱圧入しました。

実際に熱をかけて押し込んでみるとナイロンのように熱で柔らかくなる感じではなくて、いきなり液体になる感じです。
角砂糖が溶けるようで、樹脂がまとわりつく感触がありません。

結果、インサートナットはケース固定できているので、外れたときに接着することにします。

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組立開始

NGM designさんのケースデータは、オリジナル(Pro Micro)のGherkinのUSB穴位置になっています。

下の写真の真ん中がPro Micro版Gherkinなので、左右のPiPi Gherkinではピンヘッダを無くさないと干渉します。

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まずダイオードです。PiPi Gherkin基板のPi Pico の下に取付ていたダイオードをスイッチ側(上面)にとりつけます。

Pi Picoと基板の間に取付ていたピンヘッダーは、片側のピンを全て切り落としてスイッチ側(上面)から入れてハンダ付けします。

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スルーホールにハンダが流れ易くするために、ピンヘッダーは秋月で売っている細いタイプを使っています。

ピンヘッダを2カ所仮止めし、Pi Picoが入ることを確かめます。
ハンダフィレットが上がりすぎないように、ハンダ量を少なめに調整します。

Pi Picoの部分に取付けるスイッチ3個のピンを基板に挿しても飛び出ないようにカット、ボトムの軸受けは削ります。

ケースにスイッチを取付け、基板を取付け、スイッチをハンダ付けします。

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保険をかけて、Pi Picoの裏面とスイッチ、ダイオードのハンダ部分にカプトンテープを貼ります。

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Pi Picoをハンダ付けします。

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ネジを締める前にファームウエアを入れます。
(Pi PicoのBootボタンを押せなくなります。が、初回であればボタン不要でした)

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ファームウエア

40percent.clubではKMK Firmwareを使っています。
私は先週使ったPRK Firmwareをインストールしました。

説明に従ってuf2をドラッグ&ドロップ。

github.com

PiPi Gherkin用のkeymap.rbをダウンロード。
ケースUSB穴が左なのに合わせて、GPIOの定義部を編集します。

# Initialize GPIO assign
kbd.init_pins(
[ 8, 9, 10, 11, 12 ], # row0, row1,... respectively
[ 2, 3, 4, 5, 6, 7 ] # col0, col1,... respectively
# If you put USB port on the right side, use below instead
#[ 12, 11, 10, 9, 8 ],
#[ 7, 6, 5, 4, 3, 2 ]
)

編集後、keymap.rbをドラッグ&ドロップ。

github.com

記念撮影



インターフェース2021年10月号のRaspberry Pi Pico キーボードにPRK Firmwareを入れてみました。

年始に組立てたCQ出版のInterface(インターフェース)2021年10月号のRaspberry Pi Pico キーボードにPRK Firmwareを入れてみました。

kurihara.hatenadiary.jp

PRK Firmware

PRK Firmwareはhasumikinさん開発中の自作キーボード用のファームウエアです。
twitter.com


PRK Firmwareコンパイル言語と違ってインタープリタRubyで動くので、試作など思考錯誤の繰返し作業に適しています。

開発環境の設定など不要で、keymap.rbのファイル編集以外はGUIでインストールできます。
極端に言えば、2回のドラッグドロップだけでキーボードが動くようになります。

ここからダウンロード、説明に従ってuf2をドラッグドロップ。

github.com

私は、先日使ったPiPi Gherkin用のkeymap.rbを元にPi Pico キーボードの回路図と下を参考にRaspberry Pi PicoのGPIO番号を書換えました。 

Raspberry Pi Pico、Pro Micro RP2040を使ってPRK Firmwareに対応した自作キーボードを設計する際のポイント | e3w2q.github.io
prk_crkbd/keymap.rb at main · picoruby/prk_crkbd · GitHub

# Initialize GPIO assign Interface 2021-10 Raspberry Pi Pico KB 5x5
kbd.init_pins(
[ 22, 21, 18, 14, 15 ], # row0, row1,... respectively
[ 13, 12, 11, 10, 9 ] # col0, col1,... respectively
)

このあと好みのキーを割当てていきました。

PRK Firmwareの情報元として、昨年末のPRK Firmware Advent Calendar 2021 - Adventarがお勧めです。

記念撮影


とても小さなRaspberry Pi Pico キーボードPiPi MHERKINを組立てました。

40% Keyboardsで公開されている、Raspberry Pi Pico を使った30キーのキーボードを組立てました。

名前はPiPi MHERKIN(Micro Gherkin) 64x26mm のとても小さなキーボードです。

www.40percent.club

基板の入手方法

上のリンクの最後の方にdi0ib/Misc: Misc files - Misc - git.40percent.clubリンクがあります。ガーバーデータがCCライセンスで公開されています。Creative Commons — Attribution-ShareAlike 4.0 International — CC BY-SA 4.0

オリジナルの設計では基板厚をそれぞれ変えていましたが、私はローコストを目指して下のように1.6mm厚で発注しました。

上のオリジナルのガーバーファイルzipをアップロードするとALLPCB、JLCPCBともに何も怒られずに工場へ流れました。

Top : 0.8mm (黒)を1.6mm(白)へ、ALLPCBへ発注 無料クーポン
Bottom : 1.0mm(黒)を1.6mm(白)へ、ALLPCBへ発注 無料クーポン
PCB : 1.6mm(黒)を1.6mm(白)へ、JLCPCBへ発注 5枚2USD

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部品の入手方法

40% Keyboardsの記載では、GT-TC070B 4.5×4.5mmのSMDスイッチを使っています。
しかし、スイッチの高さ不足でTop プレートを付けるとスイッチが押せないそうです。
当初の設計思想どおりの完成を目指し長い軸のスイッチを探し、基板のフットプリントに入りそうな5.2x5.2mmのスイッチを購入しました。

ja.aliexpress.com

組立

ハンダ付けは、スイッチとRaspberry Pi Picoだけなのですが、フットプリントぎりぎりのSMDスイッチの位置合わせが大変でした。

まず、ハンダコテを入れ易いように真ん中の行から取付けます。
1ピン仮止めしてTOPプレートの穴にスイッチが入るかを確かめながらハンダ付けを進めました。

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白基板に金属色、TOPプレートなしでもいい感じです。

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Raspberry Pi Picoをハンダ付け、フラックスをふき取ります。

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あとは、スペーサを入れてネジ止めです。

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ファームウエア

40% Keyboards: PiPi MherkinでもPRK Firmwareを使っています。
説明に従ってuf2をドラッグドロップ。

github.com


PiPi Gherkin用のkeymap.rbの2行を編集して、ドラッグドロップ。

github.com

私は、PiPi Gherkinでダウンロードしていたので、インストール、keymap.rbの編集、コピーで5分もかからなかったと思います。
私は、これまでRubyを使ったことがありません。定義部分を変更しただけですが、インストールから動作確認まで、簡単にできます。

記念撮影

Keycap: copper について、copperはAliからのコピーです。見た目では真鍮ぽいです。
正確にはスイッチの一部なので、Keycapではなく軸ですね。

真鍮軸でストローク極短、重めのクリッキーです。(^^)

余剰在庫

無料クーポン使ったりとローコストを目指しましたが、電子工作の常で余剰部品の金額が本体よりも高くなっています。スイッチ、スペーサなどなど。。。。。
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お勧め

フットプリントが小さなSMD部品は、Φ0.6mmの糸ハンダではハンダの量が調整し難いので、Φ0.3mmの糸ハンダを発注しました。

白い基板はフラックス跡が目立つので、クリーナは必須ですね。
500mmlあれば、しばらくは大丈夫でしょう。

六角ですが、M2のネジセットが便利です。

インターフェース2021年10月号Raspberry Pi Pico キーボードを組立てました。

CQ出版のInterface(インターフェース)2021年10月号のRaspberry Pi Pico キーボードを組立てました。

基板の入手方法

基板は、誌面に付いていた引換え券と返信用の封筒(140円切手)を送って、入手していました。まだ、バックナンバーが残っていますので、そちらを購入すれば基板の入手方法が書いてあります。

現在は、CQ出版からも基板を購入できるようになっています。

kurihara.hatenadiary.jp
www.cqpub.co.jp

この基板はRaspberry Pi PicoとPro Micro両方のパターンがあります。
連載は、Raspberry Pi Picoについて書いてあり、Pro Microについては回路図が載っています。

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3Dプリントデータの入手方法

データはCQ出版のダウンロード、2021年のページから

www.cqpub.co.jp

10月号 3Dプリンタ&メカ設計入門からダウンロードできます。
このzipファイルの中にstlも入っています。

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3Dプリント発注先

3Dプリントはtwitterで安いとの情報から、初めてWeNextへ発注しました。

これぐらいの値段だと気軽に発注できますね。

Parts Price   $5.57
Delivery costs $6.27
Total Price  $11.84


https://www.wenext.com/image/cache/catalog/banner/ae9078b2-28f7-467b-a0a4-e78c66f2aa9e-1920x480.jpg

WeNextは、お友達紹介キャンペーン中でお友達と紹介者の両方に100USDのクーポンが届くそうです。
これから登録する方は、下のリンクからどうぞ。100USDのクーポンがもらえるはずです。

https://www.wenext.com/index.php?route=account/register&invite_code=6BfvuJ0Hn7kN

組立

今回も部品を間違い、部品待ちになってしまいました。スタビライザーです。
スタビライザーを買っていたのですが、ケースをみると入りそうにない!
PCB用のスタビライザー(黒)を買っていました。
急いでプレートマウント、せっかくなので白をさがして発注しました。
プレートマウントのスタビライザーって選択肢少ないですね。

ダイオードを基板へハンダ付け
ピンヘッダを基板へハンダ付け
ケースにスタビライザーを取付け
スイッチをケースと基板の穴へ取付け
スイッチを基板へハンダ付け
Raspberry Pi Picoをピンヘッダへハンダ付け

完成

ファームウエアはKMK

制御用ファームウェアはCircuitPythonで記述されているKMKを使いました。
参考:「連載 ラズパイPicoでキーボードを作ろう サポート・ページ」

interface.cqpub.co.jp

自作キーボード PiPi Gherkin + 3Dプリントケースを組立てました。

雪です。寒いです。とうとう冬がきましたね。

今週は、まとまった時間が取れたので、アツユキさんの3Dプリントケースを使ったGherkinを組立てました。

3Dプリントデータの入手先

私は、自作キーボードを始める当初からアツユキさんのサイトを参考にしています。

Dactyl ManuformのカスタムやPiPi Gherkinケースを眺めながら3Dプリンタ*1いいなー。。。と。

www.creativity-ape.com
creativity-ape.booth.pm

3Dプリント発注先

せめてPiPi Gherkinケースを手にいれようとDMMで見積ると5千円ぐらいだったと記憶しています。
この価格ならとプリント基板やアクリル筐体を優先して、3Dプリント関係には手を出さずにいました。

それが、先月11月から基板メーカのJLCPCBが3Dプリントサービスを始めて、見積りを取るとワンコイン価格ではないですか!

実際の発注は、下のように本体$3.32- 、送料$1.78-、合計$5.10-ですよ。
送料が一番安い Standard Global Direct Lineを使っても、発注から10日で届くので、Aliでの部品購入と同等です。

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関連した発注

手ごろなSLA材料9000E Resinを選んで、ケースの色を白にしたために。。。。。

基板も白でしょう!とPiPi Gherkin基板をALLPCBへ発注。

5枚で合計$21.69-、無料クーポンに慣れてしまうと「高い!」と感じる自分が怖い。

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その他、キーキャップを数種購入して

組立開始

写真は先週末のものです。
この後2.5mmのピンヘッダは、高すぎるので2mmのピンヘッダを秋月へ発注。(ついでに白を選択、本当は、1.5mmが欲しい。)
タッピングネジは、この日のために9月ごろ買っておいたものです。

記念撮影

*1:自作キーボード界隈では3Dプリンタ普及率高そう

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