じぶんキーボードのコネクタ見直し

ガジェット製作

じぶんキーボードの基板の使い方をちょっと考えたのですが、コネクタ(ピンヘッダ)をちょっと見直すことにしました。

試作で進める基板バージョン

これから設計した基板を作ってみようと思いますが、前回検討した3バージョンのうち、Standard版で試作を進めてみることにしました。3バージョンは以下の内容です。

種類 概要
Lite版 ハード的なノイズ対策・スイッチチャタリング対策はしていないバージョン。チャタリング対策はどの程度できるかわからないけどソフトで対応予定。キースイッチと制御基板間の配線が短いキーボードを想定。
Standard版 Lite版の構成に追加して、マイコンの入力ポートにノイズ対策用の抵抗をつけたバージョン。チャタリング対策はしていないが、配線が長いキーボードの場合、配線が拾うノイズの影響を抑えるもの。
Full版 Standard版の構成に追加して、マイコンの入力ポートに抵抗とコンデンサのチャタリング対策と、シュミットトリガをつけたバージョン。大きいキースイッチなどはチャタリングか多いためなるべくハードで信号整形することを目的としていますが、どの程度チャタリングが軽減できるかはいろいろ実験してみたいと思います。

実は、この3バージョンを検討する前に、Lite版相当(ノイズ対策・チャタリング対策はしていないバージョン)のプリント基板を作っていました。こんな感じです。

Board

この回路は、ノイズ対策・チャタリング対策していないものの、Microchip社がリリースしているサンプルコードで動作確認をしたところ、チャタリング対策はある程度ソフトウェアで対策できそうなことがわかりました。ただ、どうしてもハード(抵抗)の力を借りないとノイズ対策は難しいので、ノイズ対策はしておきたいけど、Full版まではまだいいかな、という感じなので、Standard版で試作を進めてみることにしました。

 

基板の使い方

この基板の使い方ですが、自分の好みに合わせてスイッチを簡単に追加したりできるように考えています。スイッチの数はシフトキーを除いて12個までですが、少ないながらも例えば以下のように後からフットキーを追加する、という感じで、自由に必要な時にキーが追加できればいいかなと思いました。

Board usage

(ボタンの画像はアイコン無料素材サイトから引用)

検討したプリント基板ですが、このようになっています。

Board conn assign

スイッチを繋げるときはGNDと信号線をつなげばいいのですが、この状態でスイッチを追加する場合、GND端子が共有になってしまうので、GNDノ接続が難しくなってしまいます。

Board conn switch add

ということで、コネクタ(ピンヘッダ)を見直しました。

 

コネクタ見直し

スイッチを簡単に追加接続できるように、2列のピンヘッダを使うことにしました。

Board pin header 2

これをコネクタにして、1列をGND接続しておけば、こんな感じでスイッチを追加できるようになります。

Board pin header 2 conn

 

見直した基板のEAGLEファイル

前回作成したEAGLEの回路図とボード図のピンヘッダを2×8ピンに変更しました。ちょっと基板サイズが前回より大きくなってしまいました。

Standard schematic v101

Standard board v101

なお、回路図中「FUSE」とあるものは、過電流制限のためのヒューズで、実際にはポリスイッチを使用しています。

ポリスイッチ(秋月電子通商)

また、USBコネクタはTypeB-miniのコネクタです。

USBコネクタ・ミニB(秋月電子通商)

他は普通の部品を使用しています。ということで、この基板で一度試作してみます。早速製造注文してみます!

ご参考にEALGEのファイル(回路図・ボード図)をアップいたします。ウイルスチェック済みです。

 

プログラムの検討

プリント基板の試作版ができましたので、プログラムの方も作っていきたいと思います。Microchip社のサンプルコードをベースに作成していきます。すみません、まだ完成していませんので、完成したらアップしたいと思います。

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