L2K ADAPTERSで好みのキーキャップを複製して遊ぶ

「キーキャップおもしろ！自分でキーキャップ作ってみたいなぁ！ 」 と思い始めたときに、「L2K ADAPTERS」なるものを、Redditのr/MechanicalKeyboardsのスレッドで見つけました。

L2K ADAPTERSとは？

この写真に写っている何やらよくわからん土台から軸だけ生えている謎物体がL2K ADAPTERSです。左が1UのMX軸用で右がKailh Lo-Pro軸用。

「L2K」という名称は「LEGO to Keycap」の略です。LEGOを使ってキーキャップを作ろうぜ、というそのものズバリネーミング。
MX軸やAlps軸、Kailh Lo-Pro（Choc）軸、Topre（東プレ！）軸と、現在のキーボードの主流を占める4種類のスイッチに対応しています。

• L2K ADAPTERS 公式サイト
• YouTube 公式紹介動画

入手方法ですが、今のところは公式サイトのリンク先にあるShapewaysで3Dプリントをオーダーして購入する方法しかありません。私が注文したときは、オランダからの送料が$26くらいかかったのでTwitterで共同購入を持ちかけて購入しました。

名称に関して、ADAPTERSを付けると長いので、以降本ブログでは「L2K」と呼称します。

特徴

• LEGOのベースプレートにはめて使用し、上下の型の嵌合にLEGOの突起(スタッド)を使用する。
• 出来上がる型は全てLEGOのスタッドではめ合うため、上型と下型を自由に組み合わせ可能。つまり、SAプロファイルの上型とKailh Lo-Proスイッチの軸となる下型を組み合わせて、ロープロ向けの背の高いキーキャップを作成するための型、のような使い方もできる。
• 1Uのキーだけではなく、1.25U以上の大きなキーや横長のスペースキー、ISO Enterキーにも対応。*1

用意したもの

項目	品番・注記	金額	購入場所
1UのMX軸スイッチ用L2K	L2K- MX-03	$8	Shapeways
LEGOベースプレート 8×8	息子から拝借	¥152	Amazon.co.jp
LEGOブロック 2×6を12個	息子から拝借	¥50 × 12	Amazon.co.jp
ボークス造形村 透明シリコン1kg(硬化剤付き)	-	¥4,990	Amazon.co.jp
Mr.シリコーンバリアー	VANCE VM008	¥857	Amazon.co.jp
加藤産業 真空保存庫	VL-2B	¥1,296	Amazon.co.jp
加藤産業 真空保存庫用ポンプ	VP-1B	¥548	Amazon.co.jp
デジタルスケール	0.1g単位が量れるもの	¥799	Amazon.co.jp
紙コップ	-	¥108	ダイソー
スポイトまたはストロー	硬化剤を0.1g単位で垂らす用	-	-
つまようじ	軸受に液を垂らす用	-	-
小筆	シリコーンバリアー塗布用	-	-
筆洗い用シンナー	シリコーンバリアー除去	-	-
竹串（割り箸でもOK）	-	¥108	ダイソー
木製粘土べら（割り箸でもOK）	-	¥108	ダイソー
UVレジン液	-	¥108	ダイソー
UVランプ（36W）	-	¥1,560	Amazon.co.jp

型の作成手順

1. 複製したいキーキャップを決め、L2Kにセット

L2Kの軸が折れたという報告をいくつか見かけましたのでキャップにはめるときにキツい場合は、L2Kの軸を予めホビーヤスリなどでヤスって抜けやすくしておいた方がいいかもしれません。私は軽くヤスりました。

また複製のベースとなるキーキャップはできるだけ軸がキツめで（未使用とか）、綺麗な無刻印キーキャップが望ましいと思われます。
軸はゆるいものをベースにすると、当然出来上がってくるキーキャップの軸もゆるいものになってしまいますし、ダブルショットの文字入りキーキャップをベースにすると、軸側（下側）の型に、文字用の模様が残ってしまいます。

2. L2KをLEGOのベースプレートにはめ、周囲をレゴブロックで囲む

L2K-MX-03（1UのMX軸用L2K）にDSAプロファイルのキーキャップを付けた状態。
上部シリコンの型取りサイズとしては、LEGOスタッドで5x5、高さが2つ分になりますね。 なおLEGO、L2K、キーキャップともにシリコンに貼り付くものではないため、シリコーンバリアーの塗布は必要ありません。

3. シリコンの必要量を計算する

必要となるシリコンの体積は計算で求められます。空間を実測すると、4cm x 4cm x 2cm = 32mlから、DSAキーキャップの体積分を抜けばいいくらいでしょうか。
このように計算してももちろんいいのですが、Twitterで @riv_mk さんが、SILICON CALUCULATOR というシミュレーターを発見してくれていました。

SILICONE CALCULATOR - Making a LEGO mold box and don't want to waste silicone? This is the calculator you need. https://t.co/8R6ASLqs3W おっこんな便利なものが. L2Kを使ったシリコン型取りで縦・横・高さのレゴブロック数を入力すると必要なシリコン量を計算してくれるらしい

— ROM子 (@riv_mk) August 10, 2018

今回の例で使い方を説明すると、以下のようになります。

1. Box LengthとBox Widthにそれぞれ「5」を入力して、Box Heightを「2Brick」にして、「NEXT」
2. Profileは「DSA」で、「1u」、L2Kは「03」で「NEXT」
3. MOLD PART1でOvermix percentage（無駄になる分）のスライダを10%にすると、Silicone Volume: 28.99mlと表示され、上部で約29ml必要とわかります。さらに「NEXT」
4. MOLD PART2でBrickの高さ「1.5」を選ぶと、下部で必要になるのが28.96mlと表示されます。*2

4. 透明シリコンを準備する

造形村の透明シリコン、硬化剤、デジタルスケール、紙コップ、竹串を用意しました。
このシリコンの硬化剤との配合比は１０：１ですので、今回は主剤27gと硬化剤2.7gの合わせて29.7gで臨みました。

デジタルスケールに載せた状態でスタートし、主剤を竹べらで垂らしながら紙コップに入れてから、硬化剤をスポイトで必要量垂らし、目的の容量になったら、竹串でぐるぐるとよくかき混ぜます。泡だらけになりますが、どうせ後で脱泡するので気にせず混ぜ合わせます。

5. シリコンを流して、真空保存庫で脱泡する

シリコンをLEGOの囲いに流し込みます。真空保存庫で脱泡する際、液面が上がってこぼれますので、この写真くらいの分量までで留めておいた方がいいです。これでも多いくらい。
なお、流し込む前に硬化剤と配合したシリコンを真空保存庫で脱泡する方法もあるようです。今回のベースプレートは丸ごと入るので試していませんが。 真空保存庫とシュコシュコです。 丸ごと真空保存庫の中に入れ、シュコシュコして減圧します。私は120回くらいシュコシュコやって引張抵抗がけっこうきつくなってきたところでやめて、その状態で15分放置しました。（実は1回目は減圧が足りず、脱泡しきれず失敗しました）
（※その後真空保存容器の密閉度合いが下がってきたのか、120回では気泡が残ったりしたので、今となっては230回くらいシュコシュコやってます……）

透明シリコン注入後、真空保存庫120回ポンプしてからの脱泡の様子をiPhoneのタイムラプスで。
10分放置後再度10回ポンプ後5分放置の計15分です。 pic.twitter.com/Opd3ak7R1v

— や→ま→し↑た↓ (@hdbx) September 4, 2018

このシリコンは硬化剤を入れてから30分くらいで表面から硬化が始まるので、15分後に気泡が少し残った状態で真空保存庫から取り出します。しばらく待っていると、なぜか泡が綺麗になくなりました。

この状態でシリコンの硬化を待ちます。説明では硬化時間は24時間ということですが、室温28℃ 湿度60%の状況では、12時間もかからず問題なく硬化するようです。

6. 埋まったキーキャップとL2Kを取る

L2Kの底面にもシリコンが入っています。 キーキャップの中にまでシリコンが詰まっていました。外す際にはL2Kの軸を折らないよう気をつける必要があります。（その予防で軸を少し削っていますが） 続いて下部のシリコン型を作成するため、出来上がったシリコン型の中に元通りキーキャップを戻します。*3

7. LEGOの壁を作って再度埋めてシリコーンバリアーを塗布

順番的にはまずシリコン型を置いて、周囲にLEGOブロックを配置した方が、シリコン型の歪みが出にくいと思います。 このままシリコンを流すと、上下のシリコンが融合して、キーキャップを取り出すためにはシリコン型を破壊しないといけなくなるため、筆でシリコーンバリアーをキーキャップ以外のシリコン部分に塗布していきます。

塗ったところから速乾で乾いていきます。スタッドの穴や壁にもちゃんと塗ります。

8. LEGOブロックにセットしてシリコン注入、脱泡、硬化待ち

脱泡過程で軸受けの中にもちゃんとシリコンが入っていくとは思いますが、念の為先に爪楊枝で軸受けの中にシリコンを垂らしておきます。 脱泡して放置後、気泡が消えた状態です。やり方は上部型のときと同じ。硬化を待ちます。

9. 上と下にシリコンを分けてキーキャップを取り出す

キーキャップ入りの寒天和菓子が出来上がりました。
見た目は上下が一体化していますが、ちゃんとシリコーンバリアーを塗布できていれば、気持ちよく上の型と下の型に分かれます。 できた！ 下部はこんな感じ（ホコリが汚いですが、あとでゲルクリーナーで綺麗にしました）

L2Kで作成した型が出来上がる瞬間を動画で撮影しました
この気持ちよさを共有したい pic.twitter.com/aYBTOeg6gp

— や→ま→し↑た↓ (@hdbx) 2018年9月5日

以上、型取り編でした！

続いて、UVレジンキーキャップ作成編へ

型からキーキャップを作る手順(UVレジン使用)

1. UVレジンをシリコン型の軸の中とキーキャップ側に注入する

ダイソーのクリアブルーです 気泡が……ちなみにこの気泡は真空保存庫では消えませんでした……

2. 軸受け側（下：Bパーツ）にレジンを入れ、UVランプに3分程度入れて硬化させる

3. 表面側（上：Aパーツ）にレジンを入れて、先に硬化させた軸受け側の表面にも少しレジンを塗って、貼り合わせる

4. UVランプに突っ込んで3分ほど待つ*4

5. 上下ひっくり返してまた3分待つ

6. 取り出してはみ出しをデザインナイフなどでカット。硬化が甘ければ再度UVランプへ。

右下はダイソーのミルキーグリーン。気泡を消さねば…… crkbdに付けてみた。我が子、かわいいです。

以上、L2Kを使用したキーキャップ製作の解説でした！

*1:軸によってはラインナップが無い場合もあります。詳細はShapewaysで要確認

*2:シリコン材料を選ぶことで2液混合シリコンのA剤とB剤の分量表示が出たりもするようですが、今回使用した造形村の透明シリコンに合致するものはありませんでした。

*3:通常元の型からベースとなるキーキャップは外すべきではありませんが、シリコンの中に入れたままL2Kを取ることはまず無理ですので……

*4:36W出力のものだと3分程度で硬化します。出力が弱いと30分とかかかるらしいです。

crkbd (コルネ DIY keyboard) をキースイッチスワップ仕様で組んだ

@foostanさんによる42キーのスプリットキーボードcrkbdを組みました。
あいにく今は在庫切れしていますが、販売サイトはこちらです。
ビルドガイドも上記のサイトからリンクされています。

（自作キーボード初心者の方へのアドバイスです）
ビルドガイド（組立説明書）には事前に一通り目を通して、しっかり手順を理解してから実際の製作に取り掛かりましょう。間違えてはんだ付け作業をやり直すのは、面倒くさいわ基板は汚くなるわで、よろしくないですからね。失敗からのリカバリスキルが磨かれるという意味ではいい面も無いではないですけど……

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では、組んでいきます。
の前に…… ProMicroのモゲ防止ついでにQMK_Firmwareを書き込む をやっておきましょう。これはもう毎回やっとくべきです。

では、組んでいきます。

キット外観

crkbdは、非常にコンパクトな分割キーボードです。
見た目スッキリにしたかったので、キットに同梱されているリード部品の（足が生えてる）1N4148ダイオードは使わず、別途AliExpressで調達したSMDダイオード(SOD-123 1N4148W)を使用しました。42キーのキーボードなので42個使います。
AliExpressで買ったものはこれ

SMDダイオードとは

そのあたりに転がっていたDSAキーキャップとの比較です。SMDダイオードは米粒よりも小さいです。
ダイオードをパッケージから出して、ピンセットで線がある方向を揃えます。写真では左側に線がある状態に揃えています。こうすることで、はんだ付け作業時に都度方向を意識する必要が無くなり、効率よく作業を行えます。
※線がある方がカソードになります。自作キーボードの基板上では●-■でよく表されますが、■の方向に線があるように配置します。

基板にSMDダイオードをはんだ付け

やり方は

1. 一方のランドに予備はんだを軽く盛る。このとき基板の向きとかはんだごてを持つ手の方向とかを考えておく。（私は右手ではんだごてを扱うので、右側に予備はんだを盛ります）
2. 左手に持ったピンセットでSMDダイオードをつまみ、基板上の予備はんだの上に足が乗るように置く。 ※線の方向が正しいか注意！
3. ダイオードの足ごと下の予備はんだを溶かして、片側を仮付けする。
4. ピンセットでダイオードを上から押しつつはんだごてを足とランドに当て、基板からの浮きを無くす。またダイオードの方向が斜めってたら直す。
   ※大抵浮いてるので、これをやると基板面にダイオードを押し付けられて、一段沈む感触があります。
5. 反対側の足にはんだを盛って固定する。
6. 予備はんだが足りていないところに再度はんだを足す。 なお、この作業をしていてはんだに含まれるフラックス成分が蒸発してしまって、はんだにツヤが無くなってツノが生えるようになってしまったら、フラックスを塗ってやると再び復活します。

↓手順の動画です。ここでは先に予備はんだにフラックスを塗ってからはんだ付けしてます。（これはHelixの基板ですが）

SMDダイオードのはんだ付け動画
(決して上手ではないけど、初心者の方の参考程度に) pic.twitter.com/UZHQ56XqS0

— や→ま→し↑た↓ (@hdbx) August 5, 2018

LEDはんだ付け作業用治具（芋けんぴ）を付ける

RGB LEDをつけるため、キットに同梱されている作業補助治具（通称：芋けんぴ）を、マスキングテープで基板の表に貼り付けます。
各キー用のRGB LEDは、表面が光るように付けるため、LEDの裏側からはんだを行います。つまり基板の裏面からはんだ付けします。
42キーのキーボードですがLEDは56個（表42個+Underglow12個）使用します。

LEDはAlilExpressで、SK6812 3535 を買いました

LEDを並べる

基板上の白い◯印のところにLEDの一番大きいランドが来るように配置します。
配置できたらLEDと基板のランドにフラックスを塗ります。基板とLEDで少し隙間があるのですが、そこをはんだでブリッジさせるには、フラックスがあるのと無いのとでは作業性が全然違います。なおLEDは熱に弱いため、はんだ付け作業は230～240℃設定くらいにして、あまり長くこてを当てないように注意しながら行います。
はんだごてにはんだを付けて溶かした状態で、LEDと基板をなでて、引きはんだで付けるのがやりやすいと思います。私は2箇所ずつに分けて行いました。
底面用の6箇所はビルドガイドを見ながら治具無しで気合で付けます。
@foostanさんによるLED付け作業のコツ

テスターでダイオードの導通を確認

この辺でちゃんとはんだ作業できているか確認するため、テスターを当てて導通をチェックしました。
まずダイオードについては、crkbd rev.1のconfig.hによると
#define MATRIX_COL_PINS { F4, F5, F6, F7, B1, B3, B2 }
と記載されているので、写真のようにF4から順番に該当列の一番下のスイッチにテスターを当てて、導通チェックしました。
あれ、crkbdは6列だからB2使ってないんじゃないのかな？よくわかりません。下写真のように、B3までで全部確認ができました。
ダイオードが正常に取り付けできていない場合は、導通が途中で途切れていますので、一つ上のスイッチから順にチェックすることで異常箇所を見つけられます。

テスターでLEDの導通を確認

RGB LEDの導通チェックは、基板のUnderglowテープ用に用意されているVCC,GNDが使いやすいです。
まずVCCにテストリードを当て、各LEDの◯印が付いたところを順番に他方のテストリードを当てていって導通チェックします。ビルドガイドのLED配置図の番号順に繋がっていますので、どこかで切れるとその番号以降は光らなくなります。同様にGNDにもテストリードを当てて、各LEDの◯印の対角がGNDですので、順番にチェックします。

はんだブリッジ

表面側のProMicroを付けると隠れる4箇所をはんだブリッジさせます。右がブリッジ前、左がブリッジ後です。
さらにTRRSジャック、リセット用のタクトスイッチ、OLED用の4Pinソケットを付けます。

ProMicro用ソケットの取り付け

ProMicroは万一の場合に後からでも外せるよう、標準ピンヘッダを利用するお手軽ソケット化を行いました。
ソケットが基板に対して垂直になるようマスキングテープで仮固定して、背面からはんだ付けします。
はんだ付けの際は一番上と一番下の2箇所を付けた状態でマスキングテープを外し、基板からの浮きや方向（南北方向も斜めになっていないか？）等をしっかり確認し、甘い場合は再度はんだを溶かして微調整します。問題ない状態になったら残りをはんだ付けします。
ソケットの場合ははんだを盛りすぎるとソケット内部にまではんだが侵入して固まり、あとでProMicroを刺せなくなる恐れがありますので注意してください。

なお今回はヒロスギネットで購入したFSS-41035-12（高さ3.5mm）を使用しています。

ソケット上にProMicroをセット

ソケットを固定できたらProMicroの背面を上にしてソケットの上に置き、さらにピンヘッダを挿入します。ピンヘッダは余分を切るので予め少し端にプラを寄せています。寄せるのは結構力がいるので難しければ無理にやらなくてもいいかもしれません。無理に力を入れて割ると元も子もないですし。

ピンヘッダの脇からProMicroにはんだ付けします。

ニッパーでピンヘッダを短くカットします。カット時に力がかかるとはんだにクラックが入って導通が途切れ、ProMicroによくある特定の行や列が反応しない現象が発生しますので、カット後に再度上からはんだごてを当ててはんだを溶かして念を入れます。
これでProMicroのお手軽ソケット化完成です。

LED動作確認

USBをつないでLEDを確認します。表も裏も無事全部点灯しました。

このときOLEDを付けておくと、ピンセットなどでスイッチを短絡させて、キーが入力されるログを表示させたりできます。

ホットスワップ用ソケット（ベリリウム銅）

キースイッチをホットスワップできるよう、ベリリウム銅ことMill-Maxの0305-2-15-80-47-80-10-0を使用しました。同じMill-Maxでもコンタクトが金で長さももう少し短い
7305-0-15-15-47-27-10-0もあります。そっちのほうが高いですが……

裏側はまだ剥がさない

トッププレートの表面側のアクリル保護を剥がして、キースイッチを入れていきます。まだ裏側は保護シートを付けたままにしておきます。
ちなみにキースイッチは大好きなピンク色軸のAliaz Silent Tactile 50gを使用しています。

裏側からベリリウムを突っ込んでいきます。

全部にベリリウムを突っ込んだら、保護シートを外します。外したらもう触らないこと。ここで指紋を付けたままはんだ付けすると、指紋の拭き取りは全部のキースイッチを抜かないとできませんので。ホットスワップにしてなければ永遠に指紋が残るので……

はんだ付け前の確認

かんたんに基板にささってるように見える写真ですが、はめる工程でいくつかのスイッチはポロリしました。外れたスイッチは穴位置を狙ってそっとはめ込んで、全部がしっかりハマった状態になることを確認して、ソケット内部にはんだが侵入しないよう、ベリリウムソケットの脇からはんだ付けします。

こんな具合で、後からキースイッチが外せるわけですね。好みのスイッチに変更できるわけです。
まぁ、キーキャップを外そうとしてもキースイッチが外れてしまうんですけどね……

完成！

完成。かわいいです。
ちなみに大体の部品が基板の背面に配されているので、後で部品が壊れてもメンテナンスが楽にできます。愛着を持ってキーボードを使っていきたいですからね。

SA Carbonのキーキャップを着せました。コンパクトなのに立体感がある！
このキー数なのでほとんどホームから手を動かさずにタイピングができるのを強みに変えられるようなキーマップを作れたら、最強キーボードつまりEndGameとなり得るキーボードだと思います。
キーマップこれから煮詰めていくぞー

なおキーボード組むときのツール類は以下を参考にしていただければと思います。 hdbx.hateblo.jp