これは、2025アドヴェントカレンダー20日目の記事になります。
19日は、UIAPduino Pro Microの使用について書かれたMarby3氏の記事でした。pro microの代替になると知り、ちょっと興味が湧きました。今回も、皆さんの色々な記事を拝見して、自分の浅学を認識し、未知の領域への興味が深まりました。
１ はじまり
カレンダーに登録した後、「今回は、何を書こうか。」と思案した末、そして、本日（12月3日）、「キーボードの作成記事でいいかな？」と思いつきました。早速、どんなキーボードにするか構想を始めました。
１ キーケットで頒布できそうなキーボード
２ 価格が安価で頒布したいので、できるだけ簡素化されている
３ 初心者でも組み立てができる
４ 自作キーボード初心者が手に取りやすい配列にする
１〜４の条件に合うものとして、
下の画像のようなオーソリニア（格子配列）で、キー数は10キーも含んで、50キーにすること。
MCU部分は、安価なRP2040-Zeroを採用すること。
できる限り部品（スイッチソケットとダイオード）は、PCBA（工場ではんだ付け済み）にすること。
ケースは、3Dプリントで作ること。
と方向性が決まりました。
一瞬、最近、自作キーボードで増えてきた狭ピッチにすることも考えましたが、入手できるキーキャップを考えると、初心者向きにはちょっと難度があがるので、キーピッチは19.05mmの一般的なキーボードのキーピッチにしました。
２ 基板の設計
Kicadでとりあえず、回路図を作成しました。縦（col）10 ×横（row）5のマトリクス方式になります。
早速、部品の配置をしていきます。
この配線していきます。自動配線処理（Autorouter）を使う方法もありますが、私は自分で配線するのが、「楽しい」と思うので、やっていきます。
次に、部品配置ファイルを出力して、PCBAするためのBOMファイルとCPLファイルを作ります。これはエクセルでの作業です。
その後、ガーバーファイルを出力しました。
これらをJLCPCBに投げます（本気で投げるという意味ではないです）。
JLCPCBのサイトにいきます。
自分のアカウントでログインして、ガーバーデータをアップロードします。
さらに、PCBAを選択します。
本当は、ダイオードとスイッチソケットの２つをやってもらおうと思っていました。しかし、スイッチソケットの在庫が０でした。そのため、今回は、ダイオードだけPCBAしました。
午前中から設計を始めて、夕方、JLCPCBに発注しました。これで、２週間ぐらい（？）、届くのを待つだけです。
３ ケースの設計
kicadで作ったPCBに、部品配置を考えながら、いくつか線を追加していきます。
上の画像は、スイッチソケットとダイオードのフットプリントを参考に、部品の周囲に緑色の線（User.Eco1レイヤー）で囲んでいきます。この後に、kicadからdxfファイルを出力して、FUSIONに取り込んで、ケースを作ります。
下の画像が、取り込んだものです。
FUSIONでここから、ケースの下部分を作ります。窪んでいる部分は、PCB下面にはんだ付けされるスイッチソケットやダイオードが配置される部分になります。こうすることで、PCB下面の空間を限りなく減らし、反響音が減るかもしれないと考えました。
同じように、スイッチプレートになる部分をkicadからdxf書類を出力して、FUSIONに取り込んだのが下の画像です。
それを肉付けすると、下の画像のようになります。
まだ、発注したばかりで、PCBは届きませんが、ケースの原型は完成しました。
４ ファームウェアの準備
次の日（12/4）、Macのターミナルでvial-qmkのところへ行き、「qmk new-keyboard」で新しいキーボードを作ります。今回は、キーボード名を「cool650lp」としました。
layoutは5x10、MCUはpro micro RP2040を選択しました。
keyboard.jsonでは、
"matrix_pins": {
"cols": ["GP29", "GP28", "GP27", "GP26", "GP15", "GP7", "GP6", "GP5", "GP4","GP3"],
"rows": ["GP9", "GP10", "GP11", "GP12", "GP13"]
},
に変更しました。
keymapsフォルダ内のvailフォルダを設けて、そこに、vial.jsonファイルを作りました。
ターミナルのvial-qmkでは、
python3 util/vial_generate_keyboard_uid.py;
と打ち込んで、#define VIAL_KEYBOARD_UIDを入手します。
keymapsフォルダ内のvailフォルダを設けて、そこに、config.hファイルを作りました。
赤の下線部は、ランダムで発生するものです。
keymapsフォルダ内のvailフォルダを設けて、そこに、rules.mkファイルを作りました。
vialが動くようにします。viaも設定しているのは、使うことはないのですが、viaやremapでも、動かす可能性を残しています。
あとは、ターミナルで、「make cool650lp:vial」と打ち込んで、uf2ファイルを生成します。
5 （脱線）cool650miniの設計
（12/5）自宅に、四つ足ピンのタクトスイッチが余っています。アリエクで、間違えて購入したものです。使い道がないなと思っていたのですが、それを使って、ミニキーボードをついでに設計しました。回路図は同じで、キースイッチソケットを変更するだけで、新しく設計することができました。
基板の一部に開口部がありますが、その後、さらに改良した結果です。それは、また、別の機会にでも、ご紹介します。
また、この日にJLCPCBから「Your JLCPCB Order Is On Its Way To You」とメールが来ました。来週中には、PCBが到着できそうです。
(12/12)cool650miniの基板が届きました。夜に受け取ったので、組み立ては翌日(12/13)に行いました。一つのタクトスイッチにリードが４箇所あるので、スイッチ50個の半田付けは200箇所になります。まあ、温めたハンダゴテを当てて、ハンダを溶かして流しこむ作業を延々、繰り返すだけです。単純作業で集中することが好きな私には、仕事からの気分転換に最適です。次に付属のピンヘッダを使い、RP2040-Zeroを固定して、端子をはんだ付けをしました。
ダイオードを工場でのはんだ付け（PCBA)にしておいたおかげで、組み立ては本当に楽でした。
この後、ケースをデザインします。cool650miniは部品代を抑えることを目標にしていますので、ケースと基板との固定には、ネジとナットで2箇所で済ませます。
下の画像が出来上がりのものです。グレーのケースに、黒く丸いボタンをポチポチして入力します。
7 基板の到着
(12/13)cool650miniを完成させた日に、cool650lpの基板が届きました、いつもの青い箱ではなく、ちょっとだけ大きい段ボール箱に入って届きました。
こちらは、スイッチソケット50個（はんだ付け100箇所）とRP2040-Zeroの端子部分をはんだ付けしました。cool650miniよりも、はんだ付け箇所が少ないので、早く終わりました。
キーマトリクスも指定したピンも同じなので、ファームウェアは共通です。前日のcool650miniで使ったファームウェアをそのまま入れて、配線処理が問題ないか確認しました。
動作確認したところ、問題なしです。
後は、ケースの印刷です。すでにデザイン素案はできています。後は、実物に合わせて、凹凸部分の修正です。RP2040-ZeroのUSB端子部分が、私の想像より厚みがあったので、その分、トッププレートの干渉する部分を薄くします。この辺りは、トッププレートの一部だけを印刷して、実際に合わせてみて、何ミリの調整が確認しています。cool650miniを作る際。私の手元に、M2ネジ8mmの在庫がないことがわかりました。補充すればいいのですが、ケースのネジ部分の厚みを変えることで、M2ネジ6mmに対応するように修正しました。反対側の固定には、ナットを使用します。ナット回しが不要になるよう、ナットが収まる部分は六角形の凹部にしました。これも、cool650mini作成の時、六角形の対角線の長さを4.8mmにしたら、ちょっとナットが入らなかったので、5mmに調整しました。多分、フィラメントの収縮の関係かもしれません。
トッププレートとボトムケースを一緒に印刷始めてから４時間ぐらいで終了しました。出来上がりが、下の画像です（KEEB_PD_R280で使用したもの）。
ちなみにキーボードの厚みは、どこかで「薄いが正義」と聞いたので、自分史上、最薄を目指しました。Tai-Hao Thinsのキーキャップ、Kailh Deep Sea silent islet miniのキースイッチを装着した状態で、16.9mmぐらい。
ケース自体の厚みは、8.1mmです。
8 まとめ
思いついて作ったキーボードに、どれくらい費用がかかったか、内訳を教えます。
価格の内訳
基板（ダイオードはPCBA） 20枚で66.35ドル（送料込み） 約10,309円
スイッチソケット 50個 1100円（送料別）
RP2040-Zero アリエク10個で2651円（送料込み）
キースイッチ（任意：ここではDeep Sea silent pro mini）50個で4500円（送料別）
キーキャップ（任意：ここでは、Tai-Hao Thins）5100円（送料別）
3Dプリントケース（使用フィラメント93g、100gで300円ぐらいで算出）279円
※ケースの印刷にかかる諸経費（3Dプリンタ機や維持費、印刷の失敗による破棄など）は無視する。
M2ネジ 6mmとナットの組み合わせ 8本（家にあったので、価格不明）
総額は23939円
約24000円で、薄型の50キーのキーボードが完成しました。「お金がかかるな」と思いますか？ 私は自作キーボードが唯一の趣味なので、これぐらいお金がかかることは仕方がないと思っています。最近は減りましたが、仕事などの付き合いでおこなう、飲み会を２〜３回、参加しなければ、捻出できそうな金額です。
cool650lpを見て、「ちょっと、このキーボードがいいな」と思う方が多分、世界中に20人くらいはいると思うので、余っている基板に、ケースと部品（スイッチソケットとRP2040-Zero）を付けて、後日Boothとキーケット2026で頒布します。そうすると、製作にかかった金額はうまいこと、ならすことができます。また、次のキーボードに取り掛かることができるかなと思っています。最後は宣伝及び協力要請になっちゃいました。
12月3日に構想して、12月14日に完成できました。自作キーボードって、こんな感じで楽しめるものでいいかなと思います。
明日は、せきごん氏の記事ですね。昨年、Auto-KDKを発表されて、今年の自作キーボード設計の流れを一気に変えたと思います。今年は、どんなことを書くのか楽しみです。
最後まで読んでいただき、ありがとうございます。
（12/21）boothで頒布を開始しました。
