自作キーボード「miniaxe」のPCBが認識しないトラブルの詳細と解決した方法

【追記】あります(2019/3/1)

自作キーボード「miniaxe」を作る』の記事で失敗したと書きました。

今回は、miniaxeのはんだ付け作業で導通確認やUSBデバイスとして認識しない失敗の詳細と解決方法を紹介します。

私は(夫も)電子工作初心者です。
素人考えによる解決方法ですので、実践しようという方は自己責任でお願いします。
(こんな失敗する人もそういないでしょうが)

◎このページの内容
1 回路図は読めないけど、導通確認したいとき
2 自作キーボードminiaxeでUSBデバイスが認識しない
3 miniaxeでMPUがピン折れしたら?
4 miniaxeの失敗をリカバリするのに使った工具

※この記事内の写真はクリックすると、別ウィンドウで大きい画像を表示します。
※miniaxeを自作するのに使った道具類は最後に載せています。

回路図は読めないけど、導通確認したいとき

キーボード用ソケットをはめる前に、キーボードとパソコンをケーブルでつなぎ、USBデバイスとして認識しているか確認します。

左手はすぐに認識したのですが、どうやっても右手側のPCBが認識されません

回路図が読めないため、導通チェックはちょこっとしかしませんでした。
でも、導通チェックは必要です。

そこで回路図が読めない人が導通確認する方法を夫が考えました。

導通確認にはテスターを使います。

▼導通確認するテスター
自作キーボードminiaxeを作るとき導通確認するテスター

幸い、テスターはうちにありました。
(だが、ほとんど使ったことはない)

導通を確認するには、ダイヤルを左上の音声っぽいアイコン(10時くらい)へ合わせます。
確認したい2箇所に赤と黒の棒の先を当てます。
導通しているなら、ピー♪と高い音がなります。
もっと詳しい使い方があるようですが、今回はこれで確認しました。

これなら難しくないですね!

まず、はんだ付けした各パーツの導通チェックです。
色分けが分かりにければ、上の写真を拡大して見て下さい。

① 抵抗【R4】の導通を確認する場合
自作キーボードminiaxeを作るとき、PCB上だけで導通チェックする

【R4】のはんだ付けした抵抗の両端、緑色ライム色の場所にテスターの棒を当てます。
ピーと鳴ったらOKです。

次に【R4】の抵抗から出てる線がつながっている場所を探します。
MPU下辺の端っこにあるピン(青緑色)に繋がっています。
今度は抵抗の上側の緑色とMPUの青緑色のピンにテスターの棒を当ててみます。
ピーと言ったら、ここもOKです。

こんな感じです。
はんだ付けした両端で導通確認、それからパーツから出てる線を辿り、つながっている場所と結んでみて導通確認します。

② 抵抗【R2】の導通確認する場合
自作キーボードminiaxeを作るとき、PCB上だけで導通チェックするパタン2

先ほどの【R4】と同じようにチェックしてみます。

まずは抵抗【R2】の両端、明るい水色青色にテスターの棒を当てます。
それがOKなら、次は抵抗の上側の明るい水色から線を辿った先にあるUSBコネクタの真ん中のピン(ターコイズっぽい水色)にテスターの棒を当てて導通を確認します。

【R2】は下側がMPUにもつなっているので、そちらもチェックします。
青色とMPU上辺の紺色のピンにテスターの棒を当てて導通確認をします。

では、ついでにブリッジしてないかの確認方法も紹介します。

抵抗【R2】の下側(青色)は、MPU上辺の紺色のピンにつながっていました。

この時、MPU上辺の紺色のピンではなく、その隣の黄色いピンにテスターの棒を当ててみましょう。
これでピー音が鳴ったら、紺色のピン黄色いピンはブリッジしてるということになります。

このやり方で他の箇所も導通の確認、ブリッジしてないかの確認ができます。
本来の導通するべきピンから線が繋がってるところ、それとブリッジしてそうなお隣さんにテスターを当ててピー音が鳴るかどうか、です。

PCB上は細かく線を辿るのもしんどいですが、回路図が読めないので仕方ないですね。

自作キーボードminiaxeでUSBデバイスが認識しない

少し悩んで、やはりMPUのはんだ付けがダメなのではないかと思い、いったん外すことにしました。
(しかし、この判断が大間違いでした)

はんだ吸い取り線ではんだを吸いまくって、もうほとんどはんだは溶かしたでしょ? と思い、ピンセットでMPUをずらしてみようとしたところ…

端っこのピンが飛んでいきました!!
ピンが折れてしまったのです。

終わりました。
夫はショックのあまり半ギレです。

でも、根本からピンが折れたMPUではどうにもできません。

自作キーボードminiaxeでMPUがピン折れしたら?

もうどうにもならないし、正直、私は諦めました。
もう1セット買うしかないかなと。

けど、夫は諦めませんでした。
そして、何故かピンの折れたMPUを載せた状態で、パソコンとつないでました。
が、何と!
ピン折れのMPUを載せたPCBボードが認識されたのです。

(ただし、ピン折れしているので『N』は入力できない)

どういうことでしょう?!

これは後から夫と二人で考えたのですが…
最初のはんだ付け作業では、ピンの下までしっかりはんだが回り込んでなかった、それがハンダ吸い取り作業でピンを抑えるように加熱したことで溶けたはんだがピンの下へ回り込んでうまく接続された、のではないでしょうか。

MPUが認識しないときはいきなりMPU自体を外そうとせず、まずはピンの下側までしっかりはんだが通るように何度かはんだを吸い取ったり溶かしたりを繰り返す方が良かったようです。

でも、せっかくMPUがつながりPCBが認識されたなら、何としてでもこのminiaxeを救いたい!

針金による空中配線
何か良い手立てはないものかと考えた夫がアイデアを思いつきました。
最初にトライしたのが針金による空中配線です。

針金は、はんだ練習キットに入っていた抵抗で一番足が細いものを選びました。

▼針金での空中配線にトライ
自作キーボードminiaxeでMPUがピン折れしたので、針金で空中配線を試みる

抵抗の足の先端をMPUのピンに接触させてはんだで固定、ピンを上の方(紺色の印)でカットしたら、PCBの中に埋まってる線(緑色の線)に直接つないではんだ付けする作戦です。

何度もやってみて、針金がMPUの根本にはんだ付けできません。
(はじめは針金を短くカットして90度に曲げた状態でやってみたが、全然無理だった)

一瞬くっついても、すぐにMPUから外れてしまいます。

銅線ケーブルでの空中配線
やっぱり無理かと思っていたところ、夫が名案を思いつきます。

それは銅線ケーブルを使ってPCB板上で配線する方法です。
余っていた電子タバコの充電ケーブルの皮膜を割いて、中身を取り出します。

▼USBケーブルの中の銅線ケーブル
USBケーブルの中の銅線ケーブル

USBケーブルの皮膜を剥がすと、中には更にケーブルが4本入っています。
それを取り出して適当な長さに切り、両端から少しずつ銅線の房を出します。
この房状であることがポイントです!

針金は固くてはんだ付けできなかったけど、房状の銅線の束なら柔らかいし可能性があるのではないかと思いました。

▼銅線ケーブルでの空中配線にトライ
銅線ケーブルでの空中配線にトライ

そして、MPUの入れたピンの根本に銅線ケーブルをはんだ付けすることに成功しました。
はんだ付けが上手く行っているかどうか分からないので、MPUのピンに乗せたはんだと銅線の端っこ(下部の房状のところ)で導通の確認をします。
ちゃんとつながっています!

この状態で動かないようにケーブルをテープで止めます。
さらに、はんだ付けしたMPUの根本を接着剤で固めます。
24時間経ってボンドが固まったら、もう一度導通テストをします。
OKなら、反対側をはんだ付けします。

▼銅線ケーブルでの空中配線が成功
銅線ケーブルでの空中配線が成功

苦労しましたが、ピン折れしたMPUを無事救うことができました!

▼無事に完成したminiaxeの裏側
無事完成したminiaxeの裏側

余ったケーブルの中身でピン折れMPUを救い出すことができたのは、超感動です。
裏側が空中配線されてるminiaxeでも全然OK!

PCBも認識されたし、ファームウェアの書き込みも問題なく完了。

▼ちゃんと『N』の段も入力できる
完成したminiaxeで入力するところ

これで本当に、自作キーボード「miniaxe」の完成です(^^)

ブチギレだった夫も上機嫌になり、自分で考えた配列での入力を覚えようと練習しています。
すぐに壊れるか、動いたり動かなかったりになるかと心配しましたが、いまのところ(数日間)夫がメインキーボードとして起きてる間中使っていますが問題ありません。

今回ピン折れした部分は入力キーに直接つながっているところだったので、導通確認なども簡単にできたので良かったです。


【追記】〜2019/3/1
miniaxeが、すっかり夫のメインキーボードに昇格。
ところが一週間を越えたあたりで「y」が押しにくくなるという現象が起こりました。
キーを押し込むと入力できるけど、しばらくするとまた押しにくくなると言う状況が続き様子を見ていたのですが、とうとう「j」まで押せなくなりました。

何しろど素人が組み立てして、しかもMPUがピン折れしたのを無理やり完成させてるので仕方ないですね。

回路図を見ると「y」と「j」が隣り合ってるので、やはりMPUが原因と思いハンダを塗り直すことにしました。
いったんはMPU自体を剥がそうとしてはんだを溶かしまくりましたから。
はんだが薄くなってることもあり浮いてしまったのかも知れません。

幸いにしてピン折れしたのとは反対側の列なので、難しくなさそうです。
夫がはんだをやりたいと言うので、お願いしました。

が、はんだの塗り直してい夫は、なぜかピン折れをリカバリした部分が気になってしまったようです。
ピンセットでいじったら、修理箇所が取れてしまいました。

私がピン折れ箇所を再度、空中配線で直したものの、入力してみると3つの記号が同時入力されるという笑える状況になりました。

▼MPUのピン折れ箇所を再度修理
MPUのピン折れ箇所を再度修理

改めて回路図を見てみると、同時入力された記号は隣り合っていたので、これはいま直したピン折れのところがブリッジしたのだろうと想像できます。
ピン折れ横のブリッジを直し、無事復活しました。
念の為、接着剤で補強して作業完了です。

※入力できなくなったのは私の組み立て失敗が原因です。
miniaxeはとてもすごいキーボードです。
夫も非常にminiaxeを気に入って、修理後もメインキーボードとして使っています。

自作キーボードminiaxeの失敗をリカバリするのに使った工具

最後に、自作キーボード「miniaxe」の製作で役立つ工具類を紹介します。

自作キーボード「miniaxe」を電子工作ど素人が作ってみた

夫が自作キーボード(を使う方)に夢中です。
先日、はんだの練習をかねて「Blockey」を作りましたが、今度はふつうサイズの自作キーボード『miniaxe(ミニアックス)』に挑戦しました。

miniaxeの作り方を、電子工作初心者の目線で紹介します。

完成した自作キーボード「miniaxe」

◎このページの内容
1 自作キーボードminiaxeのキットと追加購入するパーツ
2 miniaxeキットの中身と作業で難しいところ
3 自作キーボードminiaxeを作る作業手順
4 自作キーボードminiaxeを作るのに使った工具類

※この記事内の写真はクリックすると、別ウィンドウで大きい画像を表示します。
※miniaxeを自作するのに使った道具類は最後に載せています。

自作キーボードminiaxeのキットと追加購入したもの

自作キーボード「miniaxe」の製作キットは、秋葉原にある遊舎工房で購入しました。
※ 遊舎工房は自作キーボードを作りたい人におススメのショップで紹介しています。

【miniaxeを作るのに購入したもの】
✓ miniaxeキット 9,000円
✓ キースイッチ*36 5コで700円=4,000円くらい
✓ キートップ*36 1コ54円=2,000円くらい

※ 後から、Amazonで左右をつなぐUSBケーブル(899円)も追加購入
(キットに付属しているケーブルは短すぎて、左右に分けて使いにくいので)

miniaxeキットの中身と作業で難しいところ

現状、市販されている自作キーボードのキットでは難易度が最も高いらしく、購入時にはショップの店員さんに大丈夫ですかと声をかけられました。

まずは、miniaxe製作キットの中身を確認してみましょう。

▼miniaxeキットの中身
自作キーボードminiaxeキットの中身

左上から時計回りに各袋の内容物です。
✓ ケースのパーツ(USBケーブル、ゴム足、ネジ類)
✓ PCBにはんだ付けするパーツ
✓ キースイッチをはめるソケット
✓ PCB(基板)
✓ ケースのプラスチック部分

▼はんだ付けするパーツ各種
自作キーボードminiaxeではんだ付けするパーツ各種

① コンデンサ()(1μF)*5=設置場所【C1、C3】
※写真だと裏返しで色が分からないです、すみません。
② 水晶発振子*2=設置場所【Y1】
③ ショットキーダイオード*2=設置場所【D1】
④ コンデンサ(色無)(0.1μF)*3=設置場所【C2】
⑤ USBコネクタ*2=設置場所【J1、J2】
⑥ タクトスイッチ*2=設置場所【SW20】
⑦ 抵抗()(10kΩ)*5=設置場所【R1、R4】
⑧ コンデンサ()(22pF)*5=設置場所【C4、C5】
⑨ 抵抗()(22Ω)*5=設置場所【R2、R3】
⑩ MPU(ATmega32u4)*2=設置場所【U1】
個数が奇数のパーツは、1つずつ予備があります。

▼蚤サイズの小さなパーツ
自作キーボードminiaxeの抵抗とコンデンサは非常に小さく蚤サイズ

写真を見て分かるように、非常に細かいパーツばかりです。
米粒より蟻より小さい蚤サイズのパーツなので、取扱注意です。

ですが、miniaxeの製作が難しいのは、パーツの小ささではありません。
miniaxeの作業には、2ヶ所難しいところがあります。

ひとつは、ProMicroを使わず、MPUを直接PCB(赤い基板)に取り付けること。

大半の自作キーボードでは、ProMicroを使います。
ProMicroは、あらかじめMPUが付いてる小さい基板です(↓)

写真中央の四角いチップがMPUです。
miniaxeではこのチップのピンを自分ではんだ付けするのですが、それがまず難しいです。

もうひとつは、MicroUSBコネクタをPCBに付ける作業です。
こちらも細かなピンのはんだ付けがあります。
しかも、ピンはコネクタの内側にあるので、はんだ付けをするときコネクタの上部が邪魔になります。

この2点がminiaxe製作で難しいと言われる作業箇所です。

自作キーボードminiaxeを作る作業手順

miniaxeの製作工程は『MiniAxe組立説明書のページ』を参考にしました。

miniaxeの作り方は、以下のようになります。

① PCBにMPUをはんだ付けする
② 水晶発振子をはんだ付けする
③ 抵抗、コンデンサをはんだ付けする
④ ショットキーダイオードをはんだ付けする
⑤ USBコネクタをはんだ付けする
⑥ タクトスイッチをはんだ付けする
⑦ キーボードのソケットをはんだ付けする
⑧ 各パーツのはんだ付けや導通を確認する
⑨ USBでつないで認識しているか確認する
⑩ ケースを組み立てる
⑪ キースイッチとキートップをはめる
⑫ ファームウェアの書き込みをする

いろんな名前がいっぱいあって複雑に思いますが、大ざっぱに書くと次の5段階になります。

1) パーツのはんだ付け
2) はんだ付けの導通確認
3) ケーブルをつないで認識してるか確認
4) パーツの組み立てを完了させる
5) ファームウェア書き込み

それでは、各作業を順番に解説していきます。

まずは、各パーツをPCBボードへのはんだ付けです。
はんだ付け前にフラックスを塗り、終わったらフラックス洗浄剤でキレイにします。

① PCBにMPUをはんだ付けする
いきなり難しい作業の片方に取り掛かります。

▼MPUの向きをチェックする
自作キーボードminiaxeでPCBにMPUをはんだ付けする

MPUは四辺にピンが出てる小さなチップです。
それをPCB(赤い基板)の【U1】へ載せてはんだ付けします。
MPU上の○とPCB上の○を重ねるように向きを合わせて載せます(緑色の印)。

▼MPUを載せてテープで留める
自作キーボードminiaxeの製作でMPUを載せてテープで留める

ピンがずれるといけないので、テープで止めてはんだ付けしました。

MPUのはんだ付け作業は、参考にした動画のリンクを紹介しておきます。

参考ページで紹介されていた動画》
参考動画リンク100ピンQFPの実装(0.5mmピッチ)はんだ付け考察

《MPUのはんだ付けで参考になりそうな動画》
参考動画リンク面実装部品(ピン間0.65[mm])のはんだ付け

すごく細かい作業で裸眼だと厳しいです。
ルーペ類は必須だと思います。

狭いピッチのピンをはんだ付けするコツを言葉で説明するのは難しいです。
あえてコツを書くなら…
◎ ブリッジに気をつける
◎ フラックスをたっぷり使う
◎ 鉛入りのはんだを使う

度胸よく2度トライしましたが、練習が必要だと悟りました。
ノートPCの無線LANモジュール差込口が似た形状だったので、それで練習しました。
(幸い、我が家にはジャンクがたくさんあるので)

元のコテ先ではきつかったので、細めで先端が平たいコテ先を購入しました。
それと鉛フリーのはんだを使っていたのですが、鉛入りのはんだ(0.6mm)を買い直しました。

コテ先とはんだを変えたところ、2回くらいで感覚がつかめました。
鉛入りのはんだの方が溶ける温度が低く、初心者には扱いやすいらしいと夫に言われたのですが、想像以上に感触が違いました!
鉛、バンザイです。

ブリッジは、ピンとピンをはんだで橋渡ししてしまう状態です。
ブリッジしないはんだ付けは、上で紹介した2つ目の動画がすごく参考になりました。

下は私のはんだ付け作業の様子です。
ど素人のはんだ付けなので、参考にはなりません。

初心者でも「何とかなりそう!」と思ってもらえるよう載せました。
はんだ付けに慣れてる人はスルーして下さい…

動画URL https://youtu.be/IGDKt0DgSMw

上の動画は、夫に頼んでスマホで撮ってもらいました。
作業中、私自身がルーペ越しに見ていたのよりだいぶ大きく映ってます。
この動画を撮ったおかげで、スマホスタンドでiPhoneを固定しビデオモードにした画面を見ながら作業するとMPUが拡大されて見やすいということが分かりました。

② 水晶発振子をはんだ付けする

水晶発振子は《はんだ付けするパーツ各種》の⑥です。
PCB上の【Y1】に設置します。
下の写真では2つ映ってますが、一枚のPCBに1つずつです。

▼水晶発振子は【Y1】に
自作キーボードminiaxe製作で、水晶発振子は【Y1】に

端子が小さいので4つのパッドに各端子がきちんと乗るよう注意してはんだ付けします。

▼水晶発振子をはんだ付け
自作キーボードminiaxe製作で、水晶発振子をはんだ付け

③ 抵抗とコンデンサをはんだ付けする

抵抗とコンデンサのはんだ付けは、極小粒との戦いです。

注意点は、2つあります。

ひとつは、とにかくなくさないようにすること。
もうひとつは、各パーツが見分けがつかないので間違えないようにすること。

使う分をひとつずつ色や数でパーツと設置場所の確認をしながら取り出し、目を離さないようにします。

パーツ(色) 数値 個数 PCB設置場所記号
コンデンサ( 1μF 5 個 C1、C3
コンデンサ(色無) 0.1μF 3 C2
抵抗( 10kΩ 5 R1、R4
コンデンサ( 22pF 5 C4、C5
抵抗( 22Ω 5 R2、R3

※個数が奇数のパーツは、1つは予備です。

数が多いので、集中して一気にはんだ付けしました。

蚤サイズの抵抗とコンデンサをはんだ付けするコツは?
(これははんだ付け終了後に夫がネットでみた情報を教えてくれました…)

1 パッドの片側にはんだを溶かす
2 逆作用ピンセットで抵抗(コンデンサ)を挟んだ状態にしてパッドに跨がるように置く。
(先にはんだを溶かしたパッドの上に重ねるように)
3 右手に持ったコテでパッド上のはんだを溶かして抵抗の場所を固定する

逆作業ピンセットというものがあることをはじめて知りました。
通常のピンセットだと挟む力と固定するための下へ抑える力がかかるので、力加減がうまくいかずに抵抗が飛んでいったりします。

またははんだ付け中に左右へ寄ったり、下の写真のように立ち上がったりします。

やり直そうとするとコテ先に引っ付いたりして、何度も見失いかけました。

▼抵抗のはんだ付けで立ってしまう
自作キーボードminiaxeの製作で、抵抗のはんだ付けで立ってしまう

▼パーツのはんだ付けが終わったところ
自作キーボードminiaxe製作で、PCB上のパーツのはんだ付けが終わったところ

④ ショットキーダイオードをはんだ付けする

次にショットキーダイオードのはんだ付けをします。
設置場所は【D1】です。

このダイオードには《向き》があるので、必ず確認しましょう。

▼ショットキーダイオードの向きを確認
自作キーボードminiaxe製作で、ショットキーダイオードの向きを確認

PCBボード上の【D1】のところに、左から右へ矢印のような記号があります。
矢印が向いている右側にダイオードの白い方を合わせて載せます。

⑤ USBコネクタをはんだ付けする

USBコネクタのはんだ付けがminiaxeの作業難所の2つ目です。
PCBの端っこに2ヶ所凹みがあるので、設置場所は一目瞭然ですね。

参考ページには、外側の穴部分よりも先に端子部分からはんだ付けしたほうが良いとあったのでその通りにします。

▼USBコネクタをテープで仮止め
自作キーボードminiaxe製作で、USBコネクタをテープで仮止め

写真で分かるように端子部分が内側に入り込んでるんですよね。
ピンの上に屋根があって邪魔だし、狭いのでコテも使いにくいです。

▼USBコネクタにはんだ付けしたところ
自作キーボードminiaxe製作で、USBコネクタにはんだ付けしたところ

端子部分が終わったら、外側にある4ヶ所のスルーホールもはんだ付けします。
USBコネクタの差込口は、ケーブルを抜いたり挿したりするのでしっかり固定しておかないともげてしまいます。

▼はんだ付けしたUSBコネクタの裏側
自作キーボードminiaxe製作で、はんだ付けしたUSBコネクタの裏側

⑥ タクトスイッチをはんだ付けする

▼タクトスイッチを載せるところ
自作キーボードminiaxe製作で、タクトスイッチを載せるところ

タクトスイッチはPCB上の【SW20】にはんだ付けします。
白いペコペコ言うやつです。
下側の四隅にある金属が小さいので4ヶ所のパッドにしっかり合わせてはんだ付けします。

はい、ここまでで細かいパーツのはんだ付けが終了です。

⑦ キーボードのソケットをはんだ付けする
次は最後のはんだ付け作業、ソケットの取り付けをします。

キースイッチをPCBに直接はんだ付けする自作キーボードも多いですが、miniaxeではキーボード用のソケットを使います
ソケットを使うと、上に載せるキースイッチ(とキートップ)を簡単に取り外すことができます。

新しく別の自作キーボードを作るときに、キースイッチとキートップを再利用できるわけです。
オトクですね!

さんざん細かくて難しいはんだ付けをしたので、このソケットは簡単だと思います。

ただし、注意点がひとつあります。
それは【SW7】【SW8】の2ヶ所だけ向きが違っていることです。

▼キーボードのソケットを載せる
自作キーボードminiaxe製作で、キーボードのソケットを載せる

写真の緑で囲ってある2ヶ所は上下が逆になってるので間違えないようにします。

▼ソケットを逆向きにすると…
自作キーボードminiaxe製作で、キーボードのソケットを逆向きにしたところ

写真では1カ所だけ(ピンクで囲ってある所)ソケットの向きを逆にしています。

逆向きにはめると、ソケットの端っこが丸い穴に乗っかってしまうのが分かると思います。
これだと後でキースイッチをはめる時に邪魔になりますね。

⑧ 各パーツのはんだ付けや導通を確認する

参考ページによれば、少なくとも次の3項目は接続前に確認するように書いています。

・UVCC-GND間、VCCーGND間がショートしてないか
・MPUのピンがブリッジしてないか
・USBコネクタの端子がブリッジしてないか

回路図のリンクがあり、それを見ながらとのことですが、残念ながら回路図はちんぷんかんぷん
MPUのRESETの位置から、UVCCがC2の隣の列にあるのかなとか想像しましたが…よく分かりませんでした。

導通確認には、テスターを使います。

▼はんだ付け作業終了時
自作キーボードminiaxe製作のはんだ付け作業終了時

MPUとUSBコネクタのピンがブリッジしてないかを確認して、次の工程に進みます。

⑨ USBでつないで認識しているか確認する

ケーブルでキーボードとパソコンをつないで、USBデバイスが認識されているか確認します。
ここは夫の担当なので、画面だけキャプらせてもらいました。

▼iMac上でUSBのデバイスを確認
自作キーボードminiaxe製作時、iMac上でUSBのデバイスを確認

結論から書きますが、左手は一発で認識しました。
後述のファームウェア書き込みもすぐできました。

ところが、右手側のPCBボードが認識されません
ここからは(心理的に)長い道のりです。

とりあえず、製作工程の説明を最後までしておきます。

⑩ ケースを組み立てる

ケースの組み立ては、簡単です。

アクリルの枠組みに4本ネジを通して、テープで止めます。
白いプラスチックのスペーサーを挟んで基板を載せたら、更に金属のスペーサーを乗せて締めます。
(基板ははんだ付けしてないさっぱりしてる方を枠に向ける)

アクリル板を載せて、ネジ止めをすれば完了です。
(最初に貼ったテープを剥がす時に、両側からネジをしっかり締め直す)

最後にアクリル板の角部分にゴム足を貼り付けましょう。

まあ、パーツの形状等見れば分かる通りですね。

⑪ キースイッチとキートップをはめる

キースイッチとキートップをはめ込みます。
簡単なので、説明省略します。

⑫ ファームウェアの書き込みをする

最後にファームウェアの書き込みをします。
(ここも夫の担当)

GitHubのソースコードをコピーして、自分のパソコンのローカルに持ってきます。
 qmk_firmware

以下のコマンドを実行すれば、書き込みが始まります。

$ make miniaxe:default:dfu

キーの配置を変えることもできます。
(夫は自分でキー配列を変えてました)

はい、これでようやく自作キーボード「miniaxe」の完成です!

▼完成した自作キーボード「miniaxe」
完成した自作キーボード「miniaxe」

上述のように右手側のPCBを認識しないというトラブルがありました。
いったんはminiaxeの完成を諦めかけましたが、何とかリカバリーでき完成にこぎつけました。
ミスったところやリカバリーの方法については、別ページで詳しく説明します。
あと、回路図が分からない人向けの導通チェックも書くつもりです。

⇩⇩⇩
「miniaxe」のPCBが認識しないトラブルの詳細と解決した方法

自作キーボードminiaxeを作るのに使った工具類

最後に、自作キーボード「miniaxe」の製作で役立つ工具類を紹介します。

※極小の抵抗やコンデンサがこて先に引っ付いた時、金だわし型のクリーナーを使うと二度と見つけられなくなります。
スポンジ台のコテ先クリーナーなら、はんだカスと混じっても探せます。
※※電子工作はじめてでコテ先の手入れを知らずに作業を続けたのでコテ先が酸化、はんだが丸まって乗らなくなったので買いました。

ご覧のようにかなりの工具を必要とします。
はじめての電子工作の場合は、予算も結構かかります。
この後も使うか分からないという人は、遊舎工房で作業スペースと工具類を借りて作るのもありかも知れません。
(2時間500円)

超ミニサイズの自作キーボード「Blockey」を作ってみた【電子工作】

先日紹介した自作キーボードのショップ「遊舎工房」で手の平サイズの超ミニキーボード「Blockey」の製作キットを買ってきました。

完成したら夫が持ち歩いてくれると言うので、電子工作はまったくやったことないですが、Blockey作りに挑戦してみます。

※ このページの写真はクリックすると、別ウィンドウで大きく表示します。
※ 今回のBlockeyの制作に使った道具類は記事の最後に紹介しています。

超ミニキーボード「Blockey」製作キットの中身

Blockey製作キットは、5,000円です。
同梱されてるのは、以下のパーツです。

▼「Blockey」製作キットの中身
「Blockey」製作キットの中身

左上から時計回りに、
✓赤いアクリルパーツ(真ん中の2本はスペースキーのパーツ)
✓透明のアクリルパーツ
✓基板
✓ProMicro(緑の印
✓ピンヘッダ(青の印
✓ダイオード(黒い長いやつ)
✓リセットボタン(ピンクの印
✓LEDテープ(白いやつ)
✓ネジとナット
✓ボールチェーン
✓スイッチ
✓キーボードのキャップ

早速、Blockeyを作ってみたいと思います。

Blockeyの制作過程

こちらの『Blockeyの組み立て(実装)』ページを参考に作りました。

Blockeyの作り方の大まかな流れは、こんな感じです。

1) 基板にダイオードをはんだ付けする
2)リセットボタンをはんだ付けする
3) ピンヘッダをはんだ付けする
4) スイッチをはんだ付けする
5) ProMicroを載せてはんだ付けする
6)ファームの書き込みをする(※)
7) アクリルパーツをネジ止めする
8) キーキャップを乗せる
※ この過程は夫の担当で、私は書き込み作業してません

では、実際の作業内容や注意点などを紹介していきます。

最初に、Blockeyの基板にダイオードをはんだ付けします。

▼ダイオード
ダイオード

黒い長いのをよく見ると、ダイオードがひとつずつ包装されています。
これを1コずつ取り出して、基板にはんだ付けします。
大きさは、蟻くらいです。
めちゃめちゃ小さいのでなくさないように気をつけます。

上の画像では、1つだけ取り出しています。
ダイオード表面には「T4」とあり、下側に線が入っています。
この線で向きが分かります。

▼Blockeyの基板
Blockeyの基板

ダイオードをはんだ付けするのは、基板に【D15】とか【D29】とかあるところです。
2つの□を枠で囲んでるのが1セット分(ピンクの印)で、ここへダイオードを1つ載せてはんだ付けします。

ダイオードのはんだ付けには《向き》があります。
ピンクの囲いが途切れていない方がカソードです。

ダイオードの線が入ってる方をカソードに合わせます。
上の写真で言うと、右上の【D10】の上がカソードなので、ダイオードの線がある方を上にします。

回路上には電流の向きがあり、カソードとアノードを間違えると電気が流れないので、カソードの印を見て向きを確認する必要があります。
(カソードとアノードを詳しく知りたい人は検索して下さい)

はんだ付けは表面実装です。
表面実装が分からず、検索しました(笑)

準備として、ハンダする場所にフラックスを塗ります。

①片側に予備ハンダを軽く盛る
②ダイオードを載せて、ピンセットで位置を合わせ、予備ハンダを溶かして仮止めする
③反対側をはんだ付けする
④仮止めしたところをもう一度しっかりはんだ付けする

最後に、アルコールを浸した綿棒で盤面を拭きます。

小さくて細かいので位置を合わせるのが難しいです。
あと、はんだ付けしたら、ピンセットで動かないか(しっかりはんだ付けされてるか)確認するのが大事です。
動くようならやり直し。

基板上の【D○○】の部分すべてにダイオードを載せます。
ウラ面にもあります。

▼ダイオード59の向きに注意
ダイオード59の向きに注意

ほとんどのダイオードは同じ向きですが、1カ所だけ向きが逆になっています。
ウラ面(真っ白い側)の【D59】は、他のダイオードと逆向きなので気をつけましょう。

D59の向きは間違えずに済んだのですが…
別のミスをしてしまいました。

▼間違えてダイオードを載せてしまった
間違えてダイオードを載せてしまった

次の工程でリセットボタンを載せるところに、ダイオードをはんだ付けしてしまいました。

▼リセットボタンの場所
リセットボタンの場所

よく見ると【D○○】ではなく、【SW63】になっています。
ここはリセットボタンを取り付けるところなので、はんだ付けしてしまったダイオードを外します。

リセットボタンの【SW63】は4箇所のはんだ付けをするのですが、緑の印の2ヶ所はGND(グラウド)で熱が逃げやすくハンダが溶けにくくなっています。

一度はんだ付けしたダイオードを外すのに苦労しました。
Blockeyの組み立て(実装)の説明にも温めすぎるとパッドが剥がれると言う注意書きがあります。

ハンダを当てている時、何かめくれたような感じ(ピンクの印)がしたので、不安です。

▼リセットボタンをはんだ付けする
リセットボタンをはんだ付けする

一抹の不安はありますが、リセットボタンをはんだ付けする作業に移ります。
先ほどと同じ要領で表面実装のはんだ付けです。

4ヶ所あるので、1つ目の次は対角線側、それから残りの2ヶ所の順ではんだ付けします。
めくれたかも知れないパッドのところがきちんと接着するようにやりましたが、なんとも不細工になりました。

ピンセットで押しても大丈夫、ボタンもちゃんと押せました。

▼ピンヘッダをはんだ付けする
ピンヘッダをはんだ付けする

次に、ピンヘッダをはんだ付けする作業をします。
一直線に穴が2列並んでるところにピンヘッダを挿します。

上の写真の黒い盤面から挿して、真っ白い側にピンを出します。
ピンの出っ張った部分はニッパーで切ります。

ピンを切りそろえたら、一番端からはんだ付をして、次に反対側もはんだ付けします。
ピンヘッダがしっかり刺さるように、向きが斜めにならないようにします。

▼両端をはんだ付けしたピンヘッダ
両端をはんだ付けしたピンヘッダ

写真はピンの先を切って、両端をはんだ付けしたところ(ピンクの印)です。
ニッパーでピンを切る時、切った部分が勢い良く飛んでいきます。
小さい金属が散らばると危険です。
手で抑えてみましたが強く当たり手が痛いので、ビニルで覆うようにしてカットしました。

ピンは、なるべく基板と水平に切ります。
ピン同士が近いのでカットが難しいです。

▼スイッチの軸を載せたところ
スイッチの軸を載せたところ

ピンヘッダを2ヶ所とも挿してはんだ付けしたら、スイッチのはんだ付けをします。
キーボードの軸になるスイッチです。

基板の真っ白い側を見ると【SW○○】と書かれた四角がいっぱいあります。
ここにスイッチをはんだ付けしていきます。

スイッチをはめ込んで、裏返してからはんだ付けします。
(ひとつずつ挿してハンダする方が丁寧でキレイになります)

▼スイッチをはんだ付けしたところ
スイッチをはんだ付けしたところ

写真は、キーボードのスイッチをはんだ付けしたところです。
ものすごく小さい上に、スイッチの足と足が入り組んでいます。

スイッチのはんだ付けが終わったら、ProMicroのはんだ付け作業に移ります。

ProMicroを載せる前の準備が2つあります。

まずは、ピンヘッダの間、基板上の出っ張りをカットします。
ProMicroを載せるのに邪魔になるからです。
狭い上にピン先が短いので切りにくいですが、丁寧にカットします。
(上の写真はピンヘッダの間の出っ張った部分をカットした後です)

そして、ピンヘッダとピンヘッダの間に絶縁テープを貼ります。
基板とProMicrono間に挟む感じです。
上の写真の黄色いフィルムが絶縁テープです。

それから、ProMicroをピンヘッダに挿します。
ProMicroには向きがあるので、載せる時に確認しましょう。
MicroUSBの差込口が横から出るように、チップが内側になるようにして下さい。

▼ProMicroを載せてはんだ付けしたところ
ProMicroを載せてはんだ付けする

ピンヘッダが斜めだと、ProMicroがはまりません。
(私は少し斜めってて入りにくいので強引に挿しました)

ProMicroをしっかり奥まではめ込んだら、先ほどと同様に出っ張ったピンの足をニッパーで切ります。

ピン先を切りそろえたら、はんだ付けします。
上の写真は、ProMicroをはんだ付けし終わったところです。

これで、はんだ付け作業はすべて終わりました!
不安は残りますが、やれることはやりました。

この後は、夫がQMK Firmwareの書き込みをします。
私は書き込みしてませんが、夫に参考ページをもらったのでリンクを載せておきます。

OLKB Planck Keyboard キーマップの変更方法(Mac)

※ はじめに紹介した『Blockeyの組み立て(実装)』ページでは、Windowでの書き込みしかリンクがありません。

夫の書き込み作業を待ってる間は緊張しましたが、何と! いきなり動いでます
キーボードを押すと、文字や記号がちゃんと表示されました。
リセットスイッチの場所にダイオードを載せたのは大失敗だったな、動いたら奇跡だな…と思ってたので感激でした!

書き込み時には、すべてのキーが反応するか確認して下さい。
文字や記号がちゃんと出力されるのを確認したら、ケース(アクリルパーツ)の組み立てをして完了です。

▼アクリルパーツをはめてネジ止め
アクリルパーツをはめてネジ止め

アクリルパーツをネジ止めしたら、キーボードのキャップを載せます。
上の写真では、赤だけキャップが乗っています。

ですが、キーボードのキャップを載せただけだと、すぐにキャップが外れます。
本当に載っているだけの状態です。
裏返すとキャップが落ちるので、このままでは持ち運びできません。

キャップの内側に木工用ボンドを塗り補強することにしました。
ついでに、スペースキーのアクリルパーツもボンドで固めます。

▼Blockeyの完成品
Blockeyの完成品

上の写真は、ボンドでキャップを固めた後の完成品です。
夫の要望で黄色いキャップは上下左右のキー、青いキャップはCtrキーと「F」と「J」にあて、分かりやすくしました。

持ち運ぶのに、メガネケースに入れてみたらちょうど入りました。
フタは完全に締まりませんが、持ち運ぶのには良いサイズです。

▼余ったパーツ
余ったパーツ

このBlockeyは、LEDで光る使用なのですが、LED用のケーブルが同梱されていません。
私も夫もLEDで光らせるのは別に好きではないので、今回はLEDは使いませんでした

▼キーボードの高さをよく見ると…
キーボードの高さをよく見ると…

出来上がりを真横から見ると、高さがずれているキャップがちらほらあります。
メイン使いするキーボードであれば、スイッチの軸は1つずつはめてはんだ付けするのが良さそうですね。
ですが、一応すべてのキーが使えるし、これはおもちゃみたいなものなので、今回はこれで良しです。
夫も早速、Blockeyを持ち歩いてくれてます♪

生まれてはじめての電子工作でしたが、とても楽しく作業できました。
また次回、何か電子工作にチャレンジしたいと思います。

Blockeyの制作に使った道具

Blockeyの組み立てに役立つのは以下の道具です。

電子工作の道具〜自作キーボード「Blockey」を作る
以下、写真の左上(黃緑色)から時計回りに紹介しています。

※ペンチとドライバーはケースの組み立てで使うだけなので、家にあるものでいいと思います。

電子基板ハンダ付け練習 キット

電子工作はまったくの未経験なので、まず練習キットを買って2セット分くらいハンダ付の練習をしました。

ハンダゴテの作業台も持っていますが、使いませんでした。
ハンダはふつうの太さのと今回の0.6mmと両方やってみましたが、Blockeyは手のひらサイズでパーツもすべて小さく細かいので、0.6mmが使いやすかったです。

秋葉原にジャンクPCやジャンク・中古パーツなどのショップがOPEN

《2019年5月22日更新情報》
ラジオデパート地下の秋葉原最終処分場へ行ってみたところ、不定休営業のお知らせがありました。
月〜木曜はお休み。
金曜は、13〜19時営業。
土日祝日は、10〜19時営業だそうです。


秋葉原で中古パソコンやジャンクパソコン(パーツ)を扱うお店がどんどん減っていますが、秋葉原駅近くの秋葉原ラジオデパートの地下1階にジャンクパソコンショップがお目見えしています。

ちらっと見てきましたが、オープン2日目のせいか、まだ雑然としていました。

新古のノートパソコン用キーボードはかなり豊富でした。
ノートパソコンは起動不良などの上級者向けと中級者向けに分けてあり、なかなか面白そうです。

ワゴンには掘り出しものっぽいパーツもありました。
どれもかなり安めの価格設定という印象です。

Re:custaと秋葉原最終処分場とあるようですが、どちらがどちらかはよく分かりませんでした。
また平日の空いてる時間帯にでも改めて観に行きたいと思ってますが、とりあえずラジオデパート内に貼ってあったチラシを載せておきます。

Re:custa
Re:custa
custa

秋葉原最終処分場
秋葉原最終処分場
秋葉原最終処分場

秋葉原に残り少ないジャンクショップが末永く繁盛してくれることを願って紹介しておきます。

中古パソコン、ジャンクパソコン、各種パーツに興味ある方はぜひ足を運んでみて下さい。

自作キーボードを作りたい人におススメのショップ《作業場あり》

秋葉原に自作キーボードのパーツを扱ってるお店ができました。
地下鉄末広町駅の近くです。

遊舎工房
住所:東京都台東区上野3-6-10 ユニオンビル1F
定休日:月曜日と火曜日(祝日は営業)
営業時間:平日 13:00〜19:00(土日祝は10:00〜19:00)

ネットで注文するつもりだったキースイッチを、実際に触って試せました。
いろいろ調べて選んだつもりでしたが、やはり実物を触ってみるのとネットの説明を読むだけでは違いました。
注文する前に試せてよかったです。

各種キースイッチが全部揃っていて、その場で叩いて試せるので便利です。

キートップもたくさん種類が揃ってます。
ネットで探してカッコイイなと思ってたのもありました。

自作キーボードを考えてる人には、ものすごくおススメです。
ひと揃い買うとなると、結構な金額になりますから。
買う前に実物に触れるのは非常にありがたいです。

この店では、自作キーボードのパーツを売ってるだけでなく、作業もできます。
店舗の中に作業場(工房)があり、各座席にはハンダなどの工作セットも揃ってます。
2時間500円で工房が使えるようです。

自作キーボードに興味ある人は、ぜひ立ち寄ってみて下さい。

良さそうなお店が秋葉原にできてうれしいです♪
末永く繁盛してくれるよう紹介させてもらいます。