KeyIchigo PC 製作編

 プリント基板が届きました。厚さは1㎜です。普通より薄く作ってあります。

KeyIchigo PC/ Pill Case

電源回路

キーボードの上の端に電源回路を載せています。

DC/DCコンバータにはチャージポンプの昇降圧できるものを使いました。

入力範囲は1.8~5.5Vなので、乾電池２本から５Vまでの範囲に対応します。

スライドスイッチに替えて電源ボタンを押すとONできるようにしています。

電源スイッチを押すとORゲート（TC7S32F）経由でREG710のEN端子がHIGHになりコンバータがスタートします。電源がONするとキーボードエンコーダのCPUに電源が入り右下のN$PD6をHIGHにします。これで電源スイッチがOFFしてもENはHIGHになるので電源は入ったままになります。
キーボードエンコーダがN$PD6をLOWにすると電源がOFFします。

電源スイッチを押すと中央のBJT（抵抗内蔵型を使用）がONするのでキーボードエンコーダからはN$PD7で読みとることができます。スイッチの長押しを検知するとN$PD6をLOWにして電源を遮断できます。

ダイオードのRB751Sはショットキ―ダイオードでORゲートの入力の電圧がORゲートの電源電圧より高くならないように制限します。入力が乾電池２本で3.3Vより低いため必要になります。

電源OFFのときに流れるのは、ORゲートの漏れ電流とREG710の静止電流のみで極めて少ない（筈）です。

電源PilotにLEDを付けましたが、点灯しているのがわかればだけなので、赤LEDの場合電流制限抵抗は10KΩで良さそうです。これは実験的に選んでいます。

手持ちの関係でC6は1uFを使って試作しています。デジトラは4.7K-4.7Kタイプです。10k-10Kでも動くと思います。

電源回路

キーボードエンコーダ回路

ATMega328P（32ピンパッケージ）を動かす最低限の回路です。インジケータ用にLEDを一個点灯できます。
ソフトウエアでキースキャンを行い、ホストにPS/2仕様でスキャンコードを送信します。

プログラム書き込み用に6ピンコネクタを用意しています。

プログラムした結果5KByteほどのプログラムになりましたのでメモリ容量8KByteのATMEGA88PAで制作しました。

キーマトリクス（2020/8/17 追記）

回路が落ち着きましたのでUPしておきます。普通のX-Yマトリクスではありません。CPUのポート数を少なく済ませるために一工夫しています。このためフィルム基板を使ったメンブレンキーボードには不向きな回路になっていますが今回はスイッチを並べるので問題なしです。

左下のダイオードはシフト、ALTキーなどを文字キーと同時押しできるようにするためのものです。

タクトスイッチ

タクトスイッチは３種類使います。

キーボード用：5.2x5.2mm 高さ2.0ｍｍの面実装タイプです。

電源スイッチ：5.2x5.2mm 高さ1.5mmの低いものを使いました。

BTN用：　　　IchigoJamのボタン用です。高さ4.3mm以下の背の低いものを使います。

CPU　LPC1114/102廻り

EEPROMのところのスイッチは、元は１MbitのROMを使うためのものですが、512K ROMを搭載しておき１Mbit設定にすることで、プログラム番号が164～227で読み書きできるようになります。これで外付けEEPROMと内蔵EEPROMの共存が可能になります。

この回路図のままですと、スイッチ切り替え時に電源をショートしてしまいます。XXのところでカットして抵抗（２２KΩで可）を挿入して対策できます。

他は、NTSC Videoの代わりにILI9341を搭載しています。LCDは2.4Inchの”ILI9341-HT24TM84A”で類似品をいくつか調べた範囲ではメーカーが変わっても仕様は互換性があるようです。ブレークアウトボード無しでフレキシブル基板に接続するタイプです。タッチスクリーンの有るものと無いものがあります。タッチは使わないのでどちらでも構いません。

組み立て

薄いケースに納めるため厚くならないように注意して半田付けしていきます。

電池ボックス

キーボードの固定パーツと電池ボックスを３Dプリントしました。

左右のパーツを2.3mmx６ｍｍのタッピングビスで基板と固定します。

電池交換のためにキーボードを取り外す必要があります。

パーツをキーボードにねじ止めして抜き差しできます。パーツをケースにホットグルーで固定しておきネジを外して電池交換できるようにしてもよいと思います。

STLを置いておきます。左、中、右　(2020/8/16追記）

電極は0.55㎜のピアノ線を手で曲げてバネを作ります。

出来上がり。

プリント基板

2か所 ３か所ほど修正がありました。（2020/8/17追記）

まずROMのところで書いたGND接続のカットです。

スイッチのピンのところでパターンを削って切断します。赤丸のなかの黄色線部で切ります。

パターンカット

キーボードマトリクスに配線漏れありました。

←キーと↑キーの間でジャンパー追加しました。裏で繋げられるとよかったのですがここしか無かったのです。目立たないようにより線をほぐして使ってみました。

もうひとつ配線ミスが見つかりました。(2020/8/17追記）

カナキーがZに配線されてましたので、カットとジャンパー追加しました。

今度は直しやすい。

組み立ててこうなります。

配線を通すためにケースを切っています。　切断にはホットナイフを使いました。これは半田こての先をカッターナイフに交換したもので、熱可塑性樹脂を切り取ることができます。

ソケットは裏面につけます。

EEPROMの下隣のチップ抵抗は２２K の追加抵抗です。

リード品でも付けられそうです。

CNC加工で切り抜きをきれいに作り直したいところです。

厚み方向に余裕がないので、リード部品の半田付けは、半田量を少なめで半田付けしたら裏側に出たリードピンを短く切り落としておきます。
出来上がったら、薄手の両面テープで固定して完成です。

折りたためます。

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