実験キーボード「Sunshine」

要約、T.L.D.R.のしゃれた言い方

一番雑で、一番楽な戦略を使って、史上最高のキーボードを開発しました。そう、最高のです。まあ、第二弾を作るまでの話ですけど。以下は、私がやったことすべてとその理由についての、やたらと詳細な説明です。ご心配なく、写真もありますよ。

背景

昔からキーボードに興味がありました。6歳のとき、母の動かなくなったスミス・コロナSD 300を、修理も再組付けも不可能なほど細かく分解してしまいました。ごめんね、お母さん、ただどうやって動くのか知りたかっただけなんです…大人になるにつれて、私たちみんながそうであるように、インターネットでメカニカルキーボードについて知りました。必然的にその趣味の世界に出会い、組み立てるためにいくつかのキットを買いました。

Lily58が私の初めての分割キーボードになり、とても気に入りました。ロータリーエンコーダーの追加をどうやって失敗したかを知るために回路について学んだ後、最終的にはロータリーエンコーダーが2倍の量あるKeeb.ioのIrisに乗り換えました。人間工学キーボードがすぐに好きになったにもかかわらず、使っていたものにはいくつか問題がありました。手は大きいのですが、指はそれに比べてかなり短いのです。ほとんどの分割キーボードの4列のうち一番上の列は、私にとってはスペースの無駄遣いに感じられました。それに、小指は手全体を動かさないと上から2番目の列に届きませんでしたし、ましてや一番外側の列の上から2番目の列なんてとんでもないことでした。

つまり、Lilyには使えないキーが22個、Irisには20個あったのですが、それはIrisに最初からその使えないキーが2つなかったからに過ぎません。さらに、Irisのノブは気に入っていましたが、Lilyのような4つの親指キーがないのが寂しかったです。—もっとも、Lilyの4つ目の親指キーは少し押しにくかったのですが。—違う配置にする必要がありました。Ergodoxのようなキーボードには親指キーが複数列あるのを見ましたが、そのアイデアは好きになれませんでした。洗練されていないように見え、同じくらい押しにくそうでした。Kyriaの方がうまく処理しているように思えました。さらに、キーボードの高さのために手首をまっすぐに保つための何らかのリストレストが必要でした。変なフワフワした形状記憶フォームで解決している人もいれば、Cherry MXからKailh Chocに切り替えてPCBにケースを使わないことで解決している人も見かけました。しかし、私には別のアイデアがありました。それは、MXスイッチが提供する4mmの移動距離を失うことなく、キースイッチのために必要なだけ手を持ち上げることができるというものです。キーボードを使い、他の人が採用している戦略を観察し、設計の根拠についての記事を読むうちに、私にとって理想的なキーボードはどのようなものかを考え始めるようになりました。

目的と考慮事項

キーボードの経験が深まり広がり、何が好きで何が嫌いかを学ぶにつれて、キーボードを設計する際に考慮したいと思ういくつかの考えを持つようになりました。

私のデザインに関する「持論」

手の便利な部分は、指だけじゃない。

解剖学では、中足骨の端にある筋肉が「足の母指球」として知られる目印を形成します。手にも中手骨の端に同様の目印があり、私はそれを「手の母指球」と呼ぶことにします。解剖学について何も知らず、正式名称があるかどうかもわからないからです。もし何て呼ぶか知っていたら、教えてください。同様に、手根骨を含む手のひらの付け根にある目印を「かかと」と呼ぶことにします。幸いなことに、これは少なくとも受け入れられている用語のようです。これら二つの目印は、キーボードに関しては十分に活用されていないというのが私の信念です。特に、痛みを避けるために手首をまっすぐに保つ上で、かかと自体の位置が非常に重要であるにもかかわらずです。適切なレイアウトであれば、これらを使って少なくとも4つ多くのキーを追加できます。

キーボードは組み合わせへの簡単なアクセスを助ける必要がある。

これは、小指を含む組み合わせを避け、手を動かさずにコンボを可能にするように設計することを意味します。これを説明する最善の方法は、話の流れを断ち切って、完成品を使って説明することです。Sunshineのショートカットキーは非常に特殊な方法で配置されています。なぜなら、例えばCTRL + ALT + Zを押す必要があることがあるからです。他のレイアウトでは、小指でCTRL、薬指でZ、親指でALTを使うかもしれません。Sunshineでは、親指をCTRLとALTの間に置いて、両方を一度に押すだけです。手を動かす必要はなく、小指でZを押せます。CTRL + SHIFTを含む非常によく使われるショートカットについては、かかとキーがその役目を担ってくれます。

こうして、自分の好きなコンセプトと自分自身のための工夫を組み合わせた、欲しい機能の長いリストができました。これらが私の設計目標となりました：

• もっと多くの親指キー。SPACE、CTRL、ALT、GUIのように、単独で、または他のキーと組み合わせて頻繁に使用されるキーに最適です。
• 入力としても機能するリストレスト。
• 第四および第五中手骨にある手の外側の「母指球」を活用するキー。
• 分割型、言うまでもなく。
• 私の手に合うカラムスタッガード、特に小指の高いスタッガー。
• 無数の類似プロジェクトの中から際立つユニークな外観。
• 速記を試せるように、軽いスプリング荷重。（これには面白い落とし穴がありました。）

完璧なキーボードを、簡単な方法で作成する

設計は2022年3月11日頃、アイルランドへの長い旅からアメリカ合衆国に戻った後に本格的に始まりました。旅行中やそれ以前からキーボードレイアウトエディタで実験していましたが、最終的に気に入ったデザイン（前述のSplitKB Kyriaから多くを借用したもの）にたどり着きました。Kyriaのアクセスしにくそうなキーのいくつかを取り除き、最も外側の列のスタッガーを増やしました。それに値すると思った手の部分にキーを追加して、それで完成でした。

これが一番見た目は良いと思いますが、一番使いにくいです。私の手のひらが長すぎるんです。一番外側の小指の列にある1.25Uのキーに注目してください。見た目を良くするためのものです。

ダンボール支援設計

デザインを迅速に試作するために、レイアウトをダンボールで作ることにしました。Keeb.ioのプレートジェネレーターを使って、紙のテンプレートとして印刷できるSVGを生成しました。

そのテンプレートをダンボールにテープで貼り付け、四隅から内側に向かって切り込みを入れ、切り口の下側を梱包用テープのロールで支えました。これは恒久的な手配線ビルドには到底十分ではありませんが、レイアウトをテストするには十分です。

22個の小さな四角が切り抜かれたら、キーを置くことができました。ここで、BALLキーがそんな奇妙なサイズではいけないことに気づき、2.75uのキーで妥協しなければなりませんでした。これは最善の策でした。なぜなら、それによって4番目の親指キーを収めることができたからです。

でもまあ、結局、それほど快適ではないとわかるまでの、このすべての作業でした。単に自分の手を測ればよかったのに…でも大した損失ではありません。ただのダンボールと数分の時間でしたから。

デザインの最終決定、またはなぜ私が13.97mmのダンボールの四角を何百も持っているのか。

要するに、ダンボールでたくさんの異なるイテレーションを試しました。特筆すべきは、HEELバーを非常に小さな調整で動かそうとし、そのたびに新しいボードを切り出していたことです。印刷して、切り抜いて、母のところに持って行って快適かどうかを毎回テストしてもらいました。これがだんだん時間がかかるようになりました。ここに写っているデザインは、CTRLとALTを同時に押す方法の最初の試みを示しています。

幸いなことに、バーを切り取って快適な位置に動かし、その後でノギスでその位置を測ればよいと気づきました。

最終的に、デザインと親指クラスターおよびHEELバーの位置に満足しました。

その後、keeb.ioのプレートジェネレーターからdxfをエクスポートしてfusionにインポートし、それを私の工場で切り出しました。ダンボールで。

下に捨て板がなかったので、薄皮一枚残そうと試みましたが、最初の穴で誤ってベッドを削ってしまいました。つまり、もっと多くの四角を手で切り出すことになりました。それでも満足し、ポリカーבונטから2枚のプレートを切り出し、次にPCBの設計に取り掛かりました。

PCB設計の冒険

Sunshineの前には、PCBを一度しか設計したことがありませんでした。RP2040がいくつか付いたストリップを持っていましたが、QMKを使いたかったのです。なぜなら、経験があったし、当時は2040のサポートがなかったからです。代わりにElite-Cを使いました。ATMega32u4が欲しかったのですが、それらは現在、とんでもなく高価か、どこも在庫切れです。Mitxelaによる曲線トレースに関する非常に説得力のあるビデオを見た後、KiCadのデフォルトの45度を捨てることにしました。PCBは、ほとんどのよく設計された分割キーボードとは異なり、リバーシブルではありません。なぜなら、表と裏で特定の見た目が欲しかったからです。ここに、私のPCBを非常によく見せ、少しピントがずれているように見せる、厳選された写真がいくつかあります。このページのテーマを台無しにするフルカラーで。

実際には、あなたの手の下という方がもっとしっくりきます。

Elite-C、ソレノイド回路、TRRSジャック、リセットボタンなど、すべての大きな部品が収まる場所です。

プロのヒント：このシルクスクリーンのデカールは、私の設計のすべての欠点を帳消しにしてくれます。

裏の左側です。

キーマトリックスの出来栄えが本当に気に入っています。

はんだ付け中に私を慰めてくれる、フレンドリーな顔です。

PCBファイル自体は、第2版まで公開するつもりはありません。非常に誇りに思うと同時に、自信がありません。写真が気に入っていただけると嬉しいです。

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私のキーマップと、その他の個人的な調整

組み立ての詳細は省略します。退屈ですし、簡単でしたから。（スイッチとスプリングに骨の折れる潤滑作業は別として…）組み立てて机の上に置いたSunshineは、私が望んでいたすべてでした。VIALをセットアップし、Elite-Cに私のキーマップを書き込みました。私のキーマップはかなりシンプルで、話すよりも見せる方が簡単です。Colemak-DHといくつかのレイヤー、特別なことは何もありません。最も重要な点は、ノーミー向けのキーボードのような=+のキーコードを分離せずにそのままにしておくことに抵抗がなかったことです。これは、どの組み合わせにもSHIFTを追加するのが非常に簡単だったからです。話したい主な個人的な調整は、スプリングの重さです。私の英数字キーはすべて25グラムで、これは非常に軽いです。2Uキーはもっと重くする必要がありますが、はんだ除去を先延ばしにして、なんとかやっています。だから私のスペースバーは1Uキーを使っているのです。しかし、HEELバーは驚くほど重い650グラムのスプリングを使用しています。これにより、リストレストとして非常に快適でありながら、必要なときには押し下げることが可能です。個人差がありますので、すべての手首が同じ重さではありません。もし重いスプリングを使っていなかったら、ファームウェアで設定を反転させて、バーが押されなくなったときにSHIFTが有効になるようにするでしょう。ああ、それと、あの2番目のaltキーはまったく使いません。代わりに入れるべきものについてアイデアがあれば、ぜひ教えてください。

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その過程でわかったこと

以前のキーボードを経験し、研究することで新たな好き嫌いを発見したように、Sunshineを使うことで私も新しいことを学びました。それらには以下が含まれます：

• ポインティングツールとキーボードの右側を行き来すると、組み合わせが難しくなることがある。
• 私の小指は、一番上の行と一番外側の列に届くのがまだ難しい。（以前ほどではないにしても。）
• ロータリーエンコーダーの便利さが恋しい。
• 全くの偶然でこのキーボードに出会いました。母指球キーが付いていて、次のSunshineに追加するのにすごくクールな入力になりそうです。全体的なデザインの大幅な見直しが必要になりますが、可能でしょう。
• BALLキーは、第四および第五中手骨に届くようにもっと高くする必要がある。

ダンボールでの試作中に高さの問題を修正しようとした私の試みです。もちろん、非の打ちどころのないエレガンスです。

次のバージョンのための私の計画

調整および最適化されたレイアウト

スタッガーをもう一度調整して、もっと大胆にする必要があると思います。スプレイ（角度）も検討するかもしれません。これにはダンボールでの試作がもう一度必要になるかもしれませんが、試してみたい別の方法があります。それについては次回お話しします。Kyria風のレイアウトは私には合っていますが、もっとスタッガーが欲しいと思っています。

機能の肥大化

次のビルドにはロータリーエンコーダーを少なくとも1つ追加したいです。メディアの再生・一時停止が非常に便利になり、音量調整も大歓迎です。しかし、もっと便利なものがあります。一つには、私はギルティギアが大好きで、他のことをしながらアルバムを聴く代わりに、実際にStriveをプレイすることがあります。小さな8方向スイッチを追加できれば、うまく収まるなら本当に素晴らしいと思います。私のファイトスティックに取って代わるとは思いませんが、それでも本当に最高でしょう。それはさておき、何らかのポインティングデバイスが必要です。8方向スイッチはそれには向いていません。Oddball風の配置は本当に素晴らしいでしょう。

生産準備が整った、プロフェッショナルな外観のデザイン

第2版の計画をガスケットマウントのケースでリリースできるようにしたいです（もしかしたら販売も🤫）。新しいバージョンは、HEELバーが別のPCBを持つことから恩恵を受けると思います。現状ではPCBに大きな無駄な領域があります。さらに、Elite-Cのようなものを使うのではなく、RP2040をオンボードで使いたいです。これには明らかな利点があり、コストもその一つですが、それ以上にエレガントだからやりたいのです。また、ソレノイド回路用のMOSFETとコンデンサを扱うためのより良い方法を見つけたいです。それらはたくさんのスペースを取ります。最後に、ボード全体に可愛いアートワークと、より良く配線されたトレースが欲しいです。私のポトスの植物を基にしたたくさんのクールなアイデアがありましたが、実装しなかったので、それらにもう一度挑戦してみたいです。

また次回！

私が作ったキーボードの話を楽しんでいただけたなら幸いです。文章が少し硬かったり、ぎこちなかったりしたらごめんなさい。去年から本を読んでいません。もし連絡を取りたい場合は、githubではpelmeniboiler、discordではpelmeniboiler#8372、redditでは/u/pelmeniboiler、twitterでは@pelmeniboilerで活動しています。