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自作キーボードビルドログ:その2「ErgoDash」無線化対応 ハードウェア編

https://qiita.com/h-oikawa/items/f1092729917dcabb4372 の続き。

上記記事で組み立てたErgoDashをBLE Micro Proで無線化する。

BLE Micro Pro (BMP)とは

自作キーボードで良く使用されるPro Microボードと換装し、Bluetoothで接続できるようにする互換ボード。
詳しくは以下参照。

https://github.com/sekigon-gonnoc/BLE-Micro-Pro

その他参考にさせて頂いたブログ記事など:

BLE Micro Pro (BMP) 半田付け

BMP本体の準備。
基本はPro Microと同じくコンスルーを半田付けするだけ。
P_20200318_140850_vHDR_Auto.jpg

前回の標準Pro Microではどうせ後からBMPに交換するからと対策を省略したが、
元々このMicroボードはUSBの接続端子の部分が弱く抜き差しの際によくモゲるらしい。
このモゲMicro防止に端子の周りを接着剤などで補強することが推奨されている。

これも工房の店員さんの知恵を借り、普通の接着剤の代わりに半田のように熱で溶けて固まるハックルーという素材で補強した。
P_20200318_141053_vHDR_Auto.jpg
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両手分とも同様に半田付けして完了。
P_20200318_150349_vHDR_Auto.jpg

電池基盤の組み立て・半田付け

無線で駆動させる為にはUSB給電の代わりに3Vの電源を用意する必要がある。
BMP設計者の方が別途用意してくれているボタン電池基盤を使用。
チップダイオードなど細かな部品の表面実装が必要でErgoDash本体より一つ一つの半田付けの難易度は高め。
ピンセットなどで掴もうとした際に部品がよく飛ぶので紛失に注意。
P_20200318_151013_vHDR_Auto.jpg

コンデンサの表面実装はまず基盤の片側に半田を盛り、部品を接触させつつ半田を溶かして接着させる。
片側が着いたら位置調整をしつつもう片側にも半田を盛り固定する。

2つ目の実装時に気づいたが、電池基盤は軽すぎてこてやピンセットでちょっとつつくだけでよくズレてしまうので、最初にテープでマットに固定してしまうとやり易かった。
P_20200318_164933_vHDR_Auto.jpg
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電池ホルダーを穴に差し込み反対側から半田付けする。
この際、極力全体の厚みを抑える為、飛び出た足を出来るだけ折り曲げておく。
P_20200318_170638_vHDR_Auto.jpg

反対側にスイッチとダイオードを半田付け。
ダイオードは取り付け向きに注意。
P_20200318_170656_vHDR_Auto.jpg

電池基盤のケーブル接続

両手分のBMPと電池基盤の用意ができたらこれらを導線で接続する。

P_20200318_171053_vHDR_Auto.jpg

今回は余っていたキースイッチ用のベリリウムソケットを活用してBMPと電源ケーブルを抜き差し出来るようにしてみた。

まずはPro Microに付属していたがコンスルーを使用する為に余っていたピンヘッダを1本ずつ取り、BMPの給電極に半田付け。
真っ直ぐ付けると後でソケットを付けて本体のボードに刺した際に干渉するので、出来る限り外側に斜めに倒して付ける。
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ケーブルの片側にベリリウムソケットを半田で取り付ける。

電池基盤側は電池を抜き差しする為マイナス極に余り半田やその他の部品を漏れない。
ひとまず片側だけ外せるだけでもよしとし、もう片方は電池基盤に直接導線を接着した。
P_20200321_134948_vHDR_Auto.jpg
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これで分離可能なBMPと電池基盤を実現。
P_20200321_144302_vHDR_Auto.jpg

電池基盤の配置/ケースへの取り付け

ここからが悩みどころ。

BMP用の電池基盤の使用は自作キット(ErgoDash)側で想定されていない為、そのままではケースなどに取り付るスペースがない。

こちらの記事の方などはBMPのボードのすぐ横に並べて設置しているが、本来この位置にはリセットスイッチが陣取っており真似をするならこれを取り外さないといけない。
リセットスイッチは無くてもBMPのBOOTとGNDを直接ショートさせる事で代用可能らしいが、
今回は足りないスペース分をアクリル板を削る事でリセットスイッチの下に電池基盤を付けるという荒技に挑戦してみた。

アクリルカッターでBMP取り付け位置の隣のスペースの切れ込みをさらに1cmほど広げる。
(勢い余って何度も切り取り範囲を飛び出したカッターの引っかき傷は極力気にしない^^;)
P_20200321_115029_vHDR_Auto.jpg

切り取り前の形(参考)
P_20200308_182718_vHDR_Auto.jpg

BMPをPCBボードに刺し、隣に電池基盤を並べる。
また、電池基盤裏側に両面テープを貼る。
P_20200321_144454_vHDR_Auto.jpg

ケーブルなどの位置を調整しつつ、大きい方のアクリル板の切れ込みに電池基盤が収まるように配置し、両面テープで小さい方のアクリル板に固定する。
大小のアクリル板の間の穴にちょうど電池基盤のスイッチが飛び出るようにする。
P_20200321_145915_vHDR_Auto.jpg

これでリセットスイッチはそのままに反対側に電池スイッチを設置出来た。

ちなみに両面テープをダイオードなどを避けるように張っているのは極力厚みを無くす為。
部品の個体差にもよるかもしれないが、電池基盤の高さはかなりシビアで、実際自分の場合右手側のアクリル板が少し浮いてしまっている。
無理やりネジを締めるとアクリル板が電池基盤をPCBボードに押し付ける形になってしまい故障が不安なので、ネジは少し緩めに締めている。
後ほどスペーサーを変えるなど対策を検討中。


ひとまずここまでで物理面での無線化の準備は完了。

次回 => BMPのファームウェア書き込み

h-oikawa
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