hyousi

一般的なANSI配列では私は文字が打ちにくいです。なので自分に合った打鍵しやすい自作キーボードを提案します。

前回製作したfcs42を使用してカラムスタッガードを基本として配列を模索し、アクリル積層でホットスワップなキーボードを手配線で作ります。

設計方針

一般的なキーボード配列というか、ANSI配列が打ちづらいです。私が手先不器用すぎるだけかもしれませんが。

私の場合キースイッチの端っこの方を打鍵してしまいますし、ミスタイプも多いです。タイピングの速度も異常に遅いです。指を滑らせて打鍵するというより覚えている座標を押しに行く感じです。

そもそもこれをホームポジションというの知らんですが自然に指を置くときはこのような感じとなっています。

キーボード自体をだいぶ左に寄せ、真ん中の行（asdf jkl;）ではなく指を伸ばした状態がホームポジションとなっていて、上側に寄っています（awef jiop）。ノートパソコンで変な癖がついたといえばそうですが。左右対称でないしずれてるし歪です。

そもそも手先が不器用で、タイピングのとき指は第二関節までしか動かしません。第三関節も使ってタイピングできる人と比べると可動域が狭いです。不器用なりにやりやすくやってた結果がこれというわけです。

何が言いたいかというと不器用でANSI打ちにくいという話です。

fcs42を使い、打鍵しやすい配列を模索します。

参考：手配線で配列調整できるカラムスタッガードのキーボードFCS42Sを作る　自作キーボード (tsuiha.com)

まずは一般的なカラムスタッガードで指の長さとか自然に指を置いたときを1行目に合わせ配置しました。

問題点として、この配列は中指が最も高く、外側は徐々に下がっていきますが、指を伸ばし気味で寝かせ気味なポジションなこともありBが遠く感じました。

そこでB列をやや上げ、B列への運指をV列から指を曲げるのではなく、ANSIと同様に指を伸ばして打鍵することにしました。

Zも遠い。QPは薬指で打鍵し、上にあげることにしました。結果として効率が悪く感じたので小指で打つ方がいいんじゃないかと今思ってしまっていますが。

またZ列がぴったりくっついていると小指が窮屈なので角度をつけ開かせることにします。

ANSIでは左右非対称なポジションでしたが分割し左右間に角度をつけることで左右同じレイアウトでも打鍵しやすくなります。私は片手まっすぐで片手傾けるポジションが打鍵しやすいです。

大まかな配列案が決まりました。ここから微調整します。

こんな感じになりました。小指列はやや角度をつけ、薬指列と離しました。

CapsLock部分は指先のフィット感を高め芯を打鍵できるように角度を付けました。

結果としてはチルト角をつけずに配列を作成していたため、チルト角度合いによって打鍵時のフィットするキー角度が変化してしまったという課題がありました。

Shiftの部分は小指の腹で打鍵することを想定しているためメインの列と同じ角度となっています。

寝かせ気味で伸ばし気味なポジションでちょうど上の行にっピッタリ合っています。

材料とか。

アクリルカット	Acrylic | ELecrow
promicro	アリエク
kailhソケット	CHERRYMXスイッチ用 Kailh PCBソケット -talpkeyboard.net
ダイオード	1SS178-秋月電子通商
スズメッキ線	すずめっき軟銅線 0.4mm-Amazon
ETFE線	サンハヤト ジュンフロン(R)ETFE電線 AWG28-Amazon
PVC皮膜線	協和ハーモネット UL1007 AWG28-Amazon
XHコネクタ	ARCELI 1220PCS 2.54MM JST-XH-Amazon
ネジ	TRUSCO(トラスコ) ナベ頭小ネジM2×20-Amazon
ナット	uxcell ナット M2x0.4 mm-Amazon
コイルケーブル	Diy 春カールライン – AliExpress
ケーブル	スリムロボットケーブル KRT AWG28 X 4C
USBコネクタ	Diyアダプター,ニッケルおよび金メッキオスコネクタ,usb 2.0タイプa – AliExpress
USB typecコネクタ	オリジナル2セットUSB2.0タイプc – AliExpressプラグ溶接タイプ両面diyのデータ充電コネクタ外
TRRSオス	3.5 ミリメートルステレオオーディオ用 4 ミリメートルケーブルアダプタ- AliExpress
TRRSメス	3.5mm 4極ステレオメスジャック – AliExpress

アクリルカットとか。

アクリルカットを利用し手配線で製作を行います。以前作ったホットスワップのものをベースに線を引きました。

参考：手配線でホットスワップ対応のキーボードを作る　自作キーボード (tsuiha.com)

300 mm角に収めていますが、elecrowのアクリルカットは寸法自由になりましねいいですね。収めようと頑張ってた時にフリーになって私のタイミングが悪い。

これは5 mm厚で注文したトッププレートとスイッチプレートです。

中にあるのはチルト足パーツです。3段階のチルト角をつけることができます。

これは2 mm厚で注文したものです。ミドルプレートとボトムプレートです。

こんな感じで配線します。

結果としてキースイッチのピンは接してはいるのですが甘く、ところどころ接触不良気味だったので失敗作なアクリルカットとなりました。

なので二台分のアクリルを使用し修正版も作成しました。

作り方　失敗作

kailhホットスワップソケットをボトムプレートに嵌めます。

予備はんだします。したらしたではんだ付けスムーズでなかったので器用な人と腕三本ある人は直接はんだ付けした方がよさそう。

ETFE電線を使用し配線しました。はんだ付けする部分をニッパーで皮膜に切れ目を入れはんだごてとはんだで皮膜を溶かします。

はんだ付けします。皮膜溶かしていくのめちゃくちゃめんどくさかったです。一決めて切れ込み入れてジュージュー溶かして。

これは両端でつなぐときだけ使うものな気がした。ので修正版ではスズメッキ線を使いカプトンテープぺたぺたします。

colの配線

ダイオードとrowの配線。

promicroの部分まで引っ張ってきてxhコンタクトをつけます。

三枚のプレートを乗っけてネジ止めしてみます。こんな感じ。

ネジが出っ張らないチルト足にしてみました。欠点として足にトルクがかかるとねじごと回って緩んでしまうのでもう一工夫必要改善したい

チルト足をぶっ刺す。

実装部分にOリングを挟み1 mm程度のスペーサ代わりにします。

1mm厚の樹脂板を外周に合わせカットしたら断面がきれいになります。まあ失敗版なのですが。

スペーサにネジ止めします。

promicroにxhハウジングを付けてキーボードと接続します。

完成。usb通すところちょっと狭かったのでこの後リューターで削った。

おお。

というのを想定していました。しかしところどころ接触不良で作り直しです。ソケットにはしっかりピンが刺さっている必要があります。そりゃそう。

作り方修正ばん

ソケット形状にカットしたプレートではなく丸が開いたミドルプレートを二枚使いその間にソケットとか実装します。

トップ、スイッチ、ミドル、実装、ミドル、ボトムにします。より厚くなってしまいますがやむなし。

今度は逆向きに、ミドルプレート一枚目にソケットを嵌めます。

配線

ETFE電線はめんどくさかったのでやめました。スズメッキ線を使います。

カプトンテープぺたぺた配線

配線配線

例のごとく何も考えず貼っているので汚い。

ボトムプレートとミドルプレート2を重ねます。

ボトムプレートも使ってるのは、ボトムプレートのネジ穴がφ2だからです。ミドルプレートはスペーサを通す部分だったので穴が太いです。ネジ止めする穴がなくなるからです。

径の大きいM2ワッシャーがあったらそれでよさそう。スペーサを使った方が組みやすいけど長さとかめんどくさそう

実装部分には余っていた2 mm厚2 mm穴の開いたアクリルをスペーサとして使いました。

組み立てちょっとめんどくさいけど長いネジで上下止めるだけでいいか。

スイッチはめて位置決めをしたスイッチ、スイッチプレート、ミドルプレート1、実装部分、ミドルプレート2を重ねます。

ボトムに重ねねじを通す。

ねじ止め。

ついでにコイルケーブルを作る。まあコイルされてるやつを買ってぱらこー度通してコネクタつけただけだけど。コイル部分にパラコード通すのが一番大変だった。

なんか緑でそろってていいね。余計に3mm厚くなったね

ふぁ－無ウェアーー

ファームウェア関係半年前から一切成長がない。

config.h

#pragma once

#include "config_common.h"

/* USB Device descriptor parameter */
#define VENDOR_ID       0xFEED
#define PRODUCT_ID      0x0006
#define DEVICE_VER      0x0001
#define MANUFACTURER    Tsuiha
#define PRODUCT         andrackpt

/* key matrix size */
#define MATRIX_ROWS 9
#define MATRIX_COLS 6

#define MATRIX_ROW_PINS { F5, E6, D4, D0, D1, B6, B4, D7, C6 }
#define MATRIX_COL_PINS { B2, B3, B1, F7, F6, F4 }
#define UNUSED_PINS

/* COL2ROW, ROW2COL*/
#define DIODE_DIRECTION COL2ROW

/* Debounce reduces chatter (unintended double-presses) - set 0 if debouncing is not needed */
#define DEBOUNCE 5

andrackpt.h

#pragma once

#include "quantum.h"

#define LAYOUT(\
  k01,k02,k03,k04,k05,\
k10,k11,k12,k13,k14,k15, k55,k54,k53,k52,k51,k50,\
k20,k21,k22,k23,k24,k25, k65,k64,k63,k62,k61,k60,\
k30,k31,k32,k33,k34,k35, k75,k74,k73,k72,k71,k70,\
            k43,k44,k45, k85,k84,k83,k82,k81,k80\
){\
{KC_NO,k01,  k02,  k03,  k04,  k05},\
{k10,  k11,  k12,  k13,  k14,  k15  },\
{k20,  k21,  k22,  k23,  k24,  k25  },\
{k30,  k31,  k32,  k33,  k34,  k35  },\
{KC_NO,KC_NO,KC_NO,k43,  k44,  k45  },\
{k50,  k51,  k52,  k53,  k54,  k55  },\
{k60,  k61,  k62,  k63,  k64,  k65  },\
{k70,  k71,  k72,  k73,  k74,  k75  },\
{k80,  k81,  k82,  k83,  k84,  k85  }\
}

keymap.c

#include QMK_KEYBOARD_H

const uint16_t PROGMEM keymaps[][MATRIX_ROWS][MATRIX_COLS] = {
LAYOUT(
  KC_LGUI,KC_F2,KC_F7,KC_4,KC_5,\
KC_ESC,KC_Q,KC_W,KC_E,KC_R,KC_T, KC_Y,KC_U,KC_I,KC_O,KC_P,KC_BSPC,\
KC_GRV,KC_A,KC_S,KC_D,KC_F,KC_G, KC_H,KC_J,KC_K,KC_L,KC_MINS,KC_ENT,\
KC_TAB,KC_Z,KC_X,KC_C,KC_V,KC_B, KC_N,KC_M,KC_COMM,KC_DOT,KC_SLSH,KC_DEL,\
            MO(1),KC_LCTL,KC_SPC, KC_LSFT,KC_LALT,KC_LEFT,KC_UP,KC_DOWN,KC_RIGHT\
),

LAYOUT(
  KC_1,KC_2,KC_3,KC_4,KC_5,\
KC_PSCR,LSFT(KC_1),LSFT(KC_2),LSFT(KC_3),LSFT(KC_4),LSFT(KC_5),LSFT(KC_6),LSFT(KC_7),LSFT(KC_8),LSFT(KC_9),LSFT(KC_JYEN),KC_EQUAL, \
KC_TAB,KC_1,KC_2,KC_3,KC_4,KC_5,KC_6,KC_7,KC_8,KC_9,KC_0,KC_F7  , \
KC_F2 ,KC_DOWN ,KC_LEFT  ,KC_UP,KC_RGHT,KC_B,KC_LBRC,KC_RBRC,KC_BSLS,KC_SCLN,KC_QUOT,KC_INT1, \
            MO(1),KC_LCTL,KC_SPC, KC_LSFT,KC_LALT,KC_LEFT,KC_UP,KC_DOWN,KC_RIGHT\
)
};

反省点感想

fcs42さんは良い仕事をしました。ドライバー一本で配列コロコロ変えれるの便利ですね。ドライバー一本でする作業がめんどくさいんですが。

楽だから一体型にしたけどやっぱ分割の方が自由度高くて姿勢もポジションもいじれていいわね。一体型だとちょうどいい打鍵ポジションが一か所に限られてしまいます。

打鍵速度アップしゅぴぴぴーーーーーー

うおおおおー

神！！！

今回みたいなものだと手配線アホなのでは。適材適所ってやつ。メリットを活かせてない。配列をさらに改善したものはpcbで作りたいですね。

自作キーボードのキットは様々な配列のものが販売されています。

独自配列のキットが多くありますが、どのくらい列がズレているのが良いのか、合っているのかを調べるためにいくつもの種類の配列を試すのはなかなか大変です。

そこでカラムスタッガードの縦ズレを自由に調節できる分割キーボード「FCS42S」を作ることにします。

設計方針

カラムスタッガードのキーボードを試してみたい。しかしどの配列がいいのか、自分にはどの程度の縦ズレが合うのか分からず迷う。

キットを購入する前にまずは自分に合った配列をみつけようと思い、配列を自由に調整できるキーボードを作ることにしました。

親指は縦横にずらすのではなく回転させるようにしました。

手をグーパーさせると他の指はまっすぐ屈伸しますが小指は内側から外側に開いていくように思えます。アリス配列等の小指が別角度になっているのは合理的なようなので搭載を試みました。

命名は適当にフリーカラムスタッガード42キースプリットです。英語は苦手です。

材料

マイコン	promicro-AliExpress
ダイオード	1SS178-秋月電子通商
配線用ワイヤ	協和ハーモネット UL1007 AWG28-Amazon
	サンハヤト ジュンフロン(R)ETFE電線 AWG28-Amazon
	リッツ線ストランドエナメル銅ワイヤ-AliExpress
キースイッチ	Huano 赤軸-AliExpress
キーキャップ	DSAブランクキーキャップ-AliExpress
プレート	アクリルカット-elecrow
ネジ	TRUSCO(トラスコ) ナベ頭小ネジM2×10-Amazon
	TRUSCO(トラスコ) ナベ頭小ネジM2×20-Amazon
ナット	uxcell ナット M2x0.4 mm-Amazon
XHコネクタ	ARCELI 1220PCS 2.54MM JST-XH-Amazon
接着剤	セメダイン スーパーX
ゴム足	ゴム足 100粒入り-Amazon
Oリング	メカニカルキーボード静音化リング-Amazon
パラコード	Cheerly パラコード 3mm 30m 5芯-Amazon
熱収縮チューブ	収縮チューブ4.0黒 2M-Amazon

設計図

elecrowさん（Acrylic Laser Cutting – Order Online (elecrow.com)）の200 x 200 mmサイズ2 mm厚で注文しました。

キースイッチの足でレールにしてスライドさせ配列を調整します。

ボトムプレートとスイッチプレートのサンドイッチで4 mm分のスペーサを挟みます。

親指は左のキーを中心に回転、他の指は縦にスライドします。

小指は外側に回転し開くようになっています。

組み立て

手配線かつあまり組み立てを考えずにアクリルを注文したのでめちゃくちゃです。

アクリルカット

細かい部品多数でしたがカットしていただけました。elecrowさんには感謝しかないです。

キースイッチの固定

両手で42キー分使います。

キースイッチをプレートに嵌め、接着剤で固定し抜けないようにします。

予備はんだとスペーサ仮置き

キースイッチのピンを予備はんだします。

配線時にスペーサを置く部分に干渉しないように気を付けて配線します。

4 mmでちょうどトッププレートから配線したぐらいの深さになります。

親指部分の丸いスペーサは外形が小さなものを用います。

ダイオード

ダイオードをはんだ付けします。

row配線

柔らかいリッツ線でダイオード間を配線します。

スライドさせながら余裕を持たせる長さを決定します。

col配線

縦方向と親指パーツをETFE線で配線します。

promicroに接続する部分はpvc皮膜線を引き出します。

だいぶ汚い。

サンドイッチ

マスキングテープでねじを外れないように固定。

仮置きしていたものをねじに移します。

ボトムプレートを連結します。

スイッチプレートを乗せてネジ止め。

裏側にゴム足を取り付ける。

promicro配線

配線をまとめて2.54XHコンタクトをつけます。

左右のシリアル通信用のケーブルをパラコードに通しXHコンタクトをつけます。左右のvcc、gnd、通信ピン同士を接続します。

付属のピンヘッダをはんだ付けしカットします。

promicroプレートとpromicroにマジックテープを貼りつけます。

promicroのピンヘッダにXHコネクタを挿し、キーボード本体に固定します。

完成

上

下

奥

手前

外

内

ファームウェア

rules.mk

# MCU name
MCU = atmega32u4
# Bootloader selection
BOOTLOADER = caterina
# Build Options
BOOTMAGIC_ENABLE = no      
MOUSEKEY_ENABLE = yes        
EXTRAKEY_ENABLE = yes     
CONSOLE_ENABLE = no         
COMMAND_ENABLE = no         
NKRO_ENABLE = yes            
BACKLIGHT_ENABLE = no       
AUDIO_ENABLE = no           
UNICODE_ENABLE = no         
BLUETOOTH_ENABLE = no       
RGBLIGHT_ENABLE = no       
SWAP_HANDS_ENABLE = no      
SPLIT_KEYBOARD = yes

分割なのでSPLIT_KEYBOARD = yesとする。

---

config.h

#pragma once
#include "config_common.h"
/* USB Device descriptor parameter */
#define VENDOR_ID 0xFEED 
#define PRODUCT_ID 0x0005
#define DEVICE_VER 0x0001
#define MANUFACTURER Tsuiha
#define PRODUCT fcs42s

/* key matrix size */
#define MATRIX_ROWS 8
#define MATRIX_COLS 6

#define MATRIX_ROW_PINS { D7, E6, B4, B5}
#define MATRIX_COL_PINS { F6, F7, B1, B3, B2, B6}
#define MATRIX_ROW_PINS_RIGHT { B1, B3, B2, B6}
#define MATRIX_COL_PINS_RIGHT { D4, C6, D7, E6, B4, B5}

#define DIODE_DIRECTION ROW2COL

#define SOFT_SERIAL_PIN D2

#define DEBOUNCE 5

行列の数とピンを指定。

今回はダイオードの向きをROW2COLにした。

シリアル通信するピンを指定。

---

fcs42s.h

#pragma once

#include "quantum.h"

#define LAYOUT( \
L00, L01, L02, L03, L04, L05, R00, R01, R02, R03, R04, R05, \
L10, L11, L12, L13, L14, L15, R10, R11, R12, R13, R14, R15, \
L20, L21, L22, L23, L24, L25, R20, R21, R22, R23, R24, R25, \
               L30, L31, L32, R30, R31, R32                \
){ \
{ L00,	 L01, 	L02, 	L03,	L04,	L05 }, \
{ L10,	 L11, 	L12, 	L13,	L14,	L15 }, \
{ L20,	 L21, 	L22, 	L23,	L24,	L25 }, \
{ KC_NO, KC_NO, KC_NO,  L30,	L31,	L32 }, \
{ R00,	 R01, 	R02, 	R03,	R04,	R05 }, \
{ R10,	 R11, 	R12, 	R13,	R14,	R15 }, \
{ R20,	 R21, 	R22, 	R23,	R24,	R25 }, \
{ R30,   R31,	R32,	KC_NO, KC_NO, KC_NO } \
}

上半分がkeymap.cで使う行列で下半分がconfig.hで指定した行列のようです。

---

keymap.c

#include QMK_KEYBOARD_H

const uint16_t PROGMEM keymaps[][MATRIX_ROWS][MATRIX_COLS] = {
LAYOUT(
KC_ESC  ,KC_Q ,KC_W ,KC_E ,KC_R   ,KC_T  ,KC_Y   ,KC_U   ,KC_I   ,KC_O   ,KC_P    ,KC_BSPC , \
KC_GRV  ,KC_A ,KC_S ,KC_D ,KC_F   ,KC_G  ,KC_H   ,KC_J   ,KC_K   ,KC_L   ,KC_MINS ,KC_ENT  , \
KC_LGUI ,KC_Z ,KC_X ,KC_C ,KC_V   ,KC_B  ,KC_N   ,KC_M   ,KC_COMM,KC_DOT ,KC_SLSH ,KC_DEL  , \
                     MO(1),KC_LCTL,KC_SPC,KC_LSFT,KC_LALT,KC_LGUI \
),

LAYOUT(
KC_PSCR,LSFT(KC_1),LSFT(KC_2),LSFT(KC_3),LSFT(KC_4),LSFT(KC_5),LSFT(KC_6),LSFT(KC_7),LSFT(KC_8),LSFT(KC_9),LSFT(KC_JYEN),KC_EQUAL, \
KC_TAB,KC_1,KC_2,KC_3,KC_4,KC_5,KC_6,KC_7,KC_8,KC_9,KC_0,KC_F7  , \
KC_F2 ,KC_DOWN ,KC_LEFT  ,KC_UP,KC_RGHT,KC_B,KC_LBRC,KC_RBRC,KC_BSLS,KC_SCLN,KC_QUOT,KC_INT1, \
                    MO(1),KC_LCTL,KC_SPC,KC_LSFT,KC_LALT,KC_LGUI \
)
};

42キーで果たして十分にタイピングできるのだろうか。

ファームウェアの書き込みがなかなかうまくいかなかったのだが今回購入したpromicroは使えてはいるが大丈夫なやつなのだろうか。何か間違ったものを買っている気がしないでもない。

配列調整

格子配列

カラムスタッガード

小指に角度あり

反省点

機能的には欲しかった要素を満たすキーボードを作ることができた。がその完成度はかなりひどい出来なように思える。

配線・組み立ての難易度は低いがめんどくささがすごい。リッツ線は皮膜を溶かすともろくなるしねじがポロポロ落ちるし部品点数多い。

• 配線をプレート間でなくボトムプレートの裏で行いリッツ線は使わない
• プレート間をアクリルでなく4 mmのスペーサを使いそれに伴いボトムのネジ止め個所を各1か所に削減できそう

ボトムプレートが分割されているため小指部分がもろい

• chocを使用しボトムプレートを2枚にする案もあったが裏から直接ドライバーでいじりたいため没になった。結局ネジポロポロでめんどくさいしそれでもよかったのかもしれない。

promicro周りが意味不明

• ピンヘッダを使わず12ピンのハウジングで作ればよかったかもしれない。
• 2.54 mmピッチが同じなのでXHコネクタを使ってみたが思っていたより高さがあり嵩張る。

見た目が汚い

• 配線のことを何も考えずアクリルを注文していた。見た目線だらけで非常に汚い。

おわり

自由に配列を変え試すことができました。配列探しが始まります。

カラムスタッガードを使ってみると使いにくいと思っていたロウスタッガードにもいい部分が発見出来たりなかなか難しい。

トッププレートまでの高さが11 mm程で、ダイソーに売っていた竹のコースターがパームレストに高さがちょうどいい感じで使っています。

使ってみると案外42キーでも足りそうだがマクロパッドか何かあったほうがいい気がした。

分割キーボードは間にイヤホン通したりipad置いたり出来ていい。

あと1.5組分アクリルは余っているが追加で作る気にはなれない。めんどくさい。改善して作り直したいところ。

アクリルデータ↓

Keyboard/handwired/FCS42S at main · Tsuiha/Keyboard (github.com)

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