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zk-phi/gemini-keyboard

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Gemini keyboard

Gemini

Gemini

独自配列、分割40キーの35%キーボードです。

これまでに購入したり設計したりしてきたキーボードたちのアイデアを豊富に盛り込んだ、個人的に集大成のキーボードです。

特徴

こんな特徴があります:

キー数

  • 数字行から上はバッサリカットして、コンパクトにしています
  • 一方で、横方向にはしっかり12列あるので、Ctrl, Shift を一般的な配列と同様に小指に置くことができます。複雑なショートカットキー (Ctrl+Alt+? など) を変わらず使用できます

キー配置

  • 左右に割れています
  • 両手に b があります
  • 横にも縦にもズレた、独特の左右対称配列になっています。横ズレに慣れたタイピングの癖をそこまで矯正することなく、縦ズレのフィット感を享受できます
  • 逆に、格子配列や縦ズレに慣れた人にとっては、最上段がホームポジションに近づき押しやすくなります(t, y 遠い問題)
  • 親指キーが他のキーから少し離して配置されていて、手を自然に開いた状態で届くようになっています
  • スタビライザーが不要です

ケース

  • 打鍵感、打鍵音を意識した、独特のアクリル積層ケースになっています
  • アクリルなので透明度も高く、LEDの光がよく通ります

その他

  • 最大 52 発のフルカラー LED を取り付けられます
  • 左右の LED 間は TRRS ケーブルを通して接続されており、オリジナルの発光パターンを比較的簡単に追加できます
  • (代償として、 TRS ケーブルでの代用は不可となっています)

詳しい設計の経緯

Matrix-staggered 配列

matrix-staggered

縦にも横にもズレた Matrix-staggered 配列を採用しています。 Row-staggered で培ったタイピングの癖を無理に矯正することなく、 Columnar-staggered のようなフィット感を実現しようとしました。

横ズレについては、せがたさんの Answer40 で採用された V 字型の Semi-symmetric row-staggered を参考にしています (uniform staggered となっており、若干変わってはいます)。私は b を左右両方の手で打つので、自然に左右に b を置きつつ、指の移動距離を最適化できるこの配列はしっくりきました。またこの配列を採用することで、左右とも自然に縦ズレを両立できています (通常の Row-staggered を採用する Alice などは、右手を折るのに苦労した跡が見られると思います)。分割キーボードなので左右対称だとデザイン的にも良く見えます (ぴったり重ねて収納できるのとか地味に大きいよね)。

縦ズレについては、所有している複数の国産 Columnar-staggered を打ち比べたり、撮影・トレスして俯瞰したりしながら、打鍵感に寄与する要素を考え、落とし所を探りました。分割 Row-staggered キーボードをハの字に置くと、正面から見て、たとえば j と k では k が遠くなります。これを一種の縦ズレととらえると、l, ; を適切に下げることで、 Columnar-staggered として自然なズレ方を実現できます: 右手で例えれば「 j, l あたりを基準として、 k がそれよりも奥にある。逆に ; は手前に来る」感じ。このアイデアをベースに、自分がいいところどりだと感じるズレ具合を、複数回試作して調整しました。

少し下がった親指キー

thumbs

親指キーは他のキーたちより少し下がった位置についています。ふくさんの Claw44 の親指キーの配置が個人的にとても良く、なぜ良いと感じるかを同じく他のレイアウトのトレスと比べながら考えました。その結果「親指の付け根から親指の長さ分進んだところに、円状にキーが配置されていると自然に打てる」(結果だけ見ると当たり前ですが) ということが見えてきたので、この事実と見た目との落とし所として「親指キーを他のキーから少し離した上で (0.2u 分)、1.75u - 1.25u に分割して使う」に至りました。親指キーを3キー設けるパターンも検討してはいたのですが、3キー目は結構無理しないと押せなかったので、それよりは1キーの幅を広く取って個々人のスイートスポットで押しやすくなっている方が良いかな、という判断が含まれています。長めのキーを押した時のカポッて感じの音も好きです。

積層ケース

density

前作でも試した「ピチピチ積層ケース」のアイデアをベースに、自分好みの音・打鍵感になるようチューニングしました。ケースの中間層をただの外枠にするのでなく、部品と干渉するところだけに穴を開けて残り部分にはアクリルを行き渡らせることでケースの密度を上げ、質量を稼ぎつつ音の響く空間の広さを削減しています。

アクリルプレートによるプレートマウントですが、基板内部にスペーサーを立てる一般的なサンドイッチと比較して、プレートがケースの外周全体で支えられるので剛性感はやや高いと思います。とはいえ金属プレートほどでもないので、個人的にはちょうど良いです。

また透明度が高いため LED との相性も良いです。

ビルドガイド

パーツ

  • Gemini Kit 両手分 (この順に重ねて梱包されています)

    • トップフレーム厚 (3mm, 縁を盛るだけの飾り)
    • トップフレーム薄 (2mm, 厚さが違う以外同じ)
    • トッププレート (3mm, 四角い穴がたくさん)
    • ローワートッププレート (2mm, さらに穴がちょっと多い)
    • ミドルフレーム (2mm, 上下に分断されている)
    • 基板 (左右の別があるので注意)
    • ローワーミドルフレーム (3mm, 不思議な形の穴がたくさん, 左右の別あり)
    • ボトムプレート (3mm, promicro / trrs の通る空間が空けてある)
    • 底板2枚 (2mm, ネジ穴のみ)
  • Gemini Kit 予備パーツ

    • ローワーミドルフレーム薄 (2mm)
    • 追加のトップフレーム厚 (3mm)
  • 購入が必要なもの 両手分

    • MX 互換キースイッチ x40
    • ダイオード 1N4148w x40
    • TRRS ジャック MJ-4PP-9 x2
    • 2 ピンタクトスイッチ x2
    • コンスルー付き ProMicro x2 セット
    • LED SK6812mini x52 (任意, 半田付け難易度高めなので注意)
    • M2 ネジ 20mm とナット x 20
    • クッションゴム x 適宜

ケースのカスタマイズについて

予備パーツを使ってケースの構成を若干カスタマイズできます。

  • 底板を省略すると打面の高さを 2mm 下げることができます。一部の部品がむき出しになってしまいますが、気にしないのであればおすすめです

  • コンスルーの足を切ると、ローワーミドルフレームを予備パーツの薄い方に交換して打面の高さを 1mm 下げることができます。 TRRS ケーブルを差し込む穴が狭くなるので、プラグの形状によっては干渉する場合がありますが、限界の薄さを狙いたい場合は試す価値ありです

  • 打面を下げるカスタマイズをするとネジの長さが余るので、適宜予備のトップフレームを追加していい感じにしてください。トップフレームは厚いほど個人的にはかっこいいと思います

  • 打面を下げるカスタマイズをしない場合でも、長めのネジを使うことでトップフレームを追加できます。これもおすすめですが、ちょうどいい長さのネジがなかなか手に入らないのでいろいろ頑張る必要があります(私はニッパでぶった切って錬成しました)

組み立て

Pro Micro の用意

もげ対策、ファームの書き込み、コンスルーの取り付けなどを済ませておきます。

ファームは私の fork に push しておきます。

https://github.com/zk-phi/qmk_firmware

: make gemini:phi:avrdude

コンスルーの向きは Helix などと同様です (https://github.com/MakotoKurauchi/helix/blob/master/Doc/buildguide_jp.md#pro-micro)。

TRRS ジャック、 LED の実装

LEDs

LED を取り付ける場合、左手側の基板から先に取り付けてゆきます。コの字の印のあるところが LED の VCC になります。 LED の順序は次のようになっています:

  1. 左手のバックライト(穴に落として背面実装するもの) … Pro Micro に近い側の、一番上のキー(表から見ると左上)から横方向に進み、端まで来たら次の行の Pro Micro に近い側に戻る (Z 字)

  2. 左手のアンダーグロー(通常の表面実装) … Pro Micro に近い側の、上側から同様の順

失敗しやすいので、 Pro Micro を接続して都度点灯確認をするのがおすすめです。左手が動作確認できたら右手も同様に実装してゆきますが、今回の基板では右手の LED も左手の Pro Micro で制御するので、右手の点灯確認には TRRS ケーブルでの接続が必要です。右手の LED も同様に Pro Micro に近い側から実装してゆきます。

ダイオード、リセットスイッチの実装

ダイオードはコの字の印がカソード側(ダイオードの目印のついている側)です。実装できたら Pro Micro を接続し、ピンセットなどでスイッチの足をショートさせて、ちゃんとキー入力が行われるか動作確認しておくのがおすすめです。

スイッチの実装

switches

スイッチを半田付けしてしまうと、全てのスイッチをはがさない限りプレートを外すことができなくなります。ここまでの動作確認ができていない場合は、動作確認してからスイッチにとりかかることを強く勧めます。

Pro Micro を外し、スイッチを実装します。基板にローワートッププレート、トッププレートをこの順に重ね、スイッチを奥まではめ込み、裏から半田付けします。 Pro Micro の裏にくるスイッチの足はカットする必要がある場合があります(Pro Micro の個体によってはそのままでも大丈夫な場合があるので、確認するのがおすすめです)。基板の収まる空間は高さ 2mm しか取られていません。基板自体の厚みが 1.6mm あるので、基板が 0.4mm 以上浮いてついてしまっていると干渉します。スイッチをしっかり押し込み、プレートを基板にぴったりくっつけた状態で半田付けするように注意してください。

スイッチの実装が終わったらまた Pro Micro を刺しておきます。

ケースを組み立てる

case

下から

  • 底板
  • ボトムプレート
  • ローワーミドルフレーム
  • ミドルフレーム
  • 実装済みの基板&トッププレート
  • 好みの枚数のトップフレーム

をこの順に重ね、ネジで貫通・ナットで留めます。ローワーミドルフレームには左右の別があるので注意してください。部品に干渉していなければ ok です。

仕上げにクッションゴムを貼り付ければ完成です。

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My endgame split ergo of this month

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