自作hitbox 小型マイコンで格ゲーコントローラを自作する。-その２ キー配列と試作機01-【RP2040】

キー配列を決める。

　自作キーボード第二回として、キー配列を考えていこうと思います。

　キー配列は、普通のキーボードのような少し斜めにずれたグリッド配置や、ガジェット系でたまに見る格子状配列、ちょっとした変わり種でロータリエンコーダを使って黒電話のようなダイヤルを回すキーボードとかいろいろあります。

ダイアル入力のgboard(公式動画)

出典：google japan 公式YT ,link : https://www.youtube.com/channel/UCTnRxVUPssiL7H29ON07t_Q

(エイプリルフールネタだと思いますが、面白いキーボードだったので紹介しました)

今回は、仕組みはシンプルに、配列だけレバーレスアケコンを参考に作っていこうと思います。（完成したら、何かしらのアクションゲームを遊んでみたいので）

配置を考える。

配置を決めるにあたり、レバーレスのアケコンの市場調査をしてみました。

結果

• 操作ボタンは12~16個 (様々だった)
• 躯体の大きさは 40[cm] × 30[cm] 厚さ2[cm]くらい
• ボタン割り当ても結構個人の手癖などがあるようだ。

一般的な16ボタンのレバーレスのボタン配置例

　取りあえず試作品を作ります。ちょうど基板に16個分の0~15ピンがあり、グリッドではなくダイレクト接続するので、操作ボタンは16個にします。使えるピンとしては後4つ位余るので、これでモードとかの入力とステータスインジケータのLEDに割り当てることにしました。

(16ボタンのアケコンを使っている人のweb記事では、全ボタンをすべて使うわけではないみたいな記述があったので、試しに使ってみて、使用感に合わせて、ボタンの数を減らし、設定用ピンに割り当てようと思います。)

試作機１号の構成案

ボタンは、薄く作るには、ロープロファイルで作るべきですが、MX軸のボタンが手元に500個近く有り余っているので、通常サイズを使うことにしました。(ちゃんと数えたら1000を超えてました)

キーキャップはシンプルにモデリングしてみて、操作感を見ながら修正することにしました。

躯体は、3dプリンタの制約と見た目などを考えて、最低限のスケルトンで作成します。

試作機モデリング

スイッチのキャップは単純なのですぐできましたが、スイッチの配置と保持台はそれなりに試行回数がいりそうな予感。

配置案1とスケッチ

作成しながら、いろいろ調査してみたのですが、左の小指を使う派閥と使わない派閥があるようで、誤入力対策であったり、最適化などいろいろあるようです。(素人並感)

どちらもそれなりに理にかなっていると思うのですが、設計者は、主にpcゲームをやっている関係から、小指のCONTRLやSHIFT操作に慣れているので、小指ボタンありで作ってみようと思います。

ただし、そのまま左入力の近くに置くと、誤爆しまくりそうだったので、少し離してみました。

MODEL 01 設計

土台のモデル初期案は以下の様な感じになりました、軽量化の肉抜きなどは追々やっていくとして、とりあえず、強度重視でモデリングしました。

配置決めと、肉抜き部分作成

3dオブジェクト化して、切り欠きする。ちょっと分厚めに設計。(5mm厚)

これに、足をつけて、試作１号のベースは完成。

本体印刷

本体の印刷をします。手持ちの3dプリンタの精度が(冬場なのもあって)よくないので、比較的浮き上がりが少ない前側で印刷しました。

キースイッチサイズ合わせ

MXサイズなので、規格が決まっています。これに合わせてモデリングし3dプリントしました。

試作機 MODEL 01

組立てる

　試作機の本体とキーキャップができたので、ひとまずくみ上げて配線してみます。

　スイッチのサイズに合うかどうかが気掛かりでしたが、14mm×14.2mmでぴったりでした。

キーキャップをつけて、配線していきます。

(キースイッチのはんだ付けが大変だった。(2時間くらい))

MODEL01

ちょうどいい導線が、青色と白色(赤色はちょっとだけ)しかなかったので、ごちゃごちゃしましたが、ボタンの配線完了しました。

動作チェック

動作チェックを兼ねて ZZZを遊んでみました。

まとめと改善案

今回のテストと作った試作品の評価をまとめます。

良かったところ

• 普通に遊べるくらいのクオリティにできた！
• 基本操作は、ほぼほぼ全部できる
• ニコ(ZZZのキャラ)の特殊モーションが出しやすい。
• 見た目は自作ガジェット感マシマシでヨシ！
• 3dプリンタの減価償却などを考えなければ、原価 1400円くらい？

発見した問題なこと

• 右端のキーとのコンボ操作がモッタリしている。(遅延時間の修正必須)
• ドラッグした状態でのマウス操作ができない。(カーソル移動とマウスクリックキーが競合)
• キーキャップの軸強度を上げようとギリギリサイズにしたので、斜めにクリックすると引っかかるときがある。(ちょこっとカッターなどで削れば解決？)
• 基板の固定をしたい。今は宙ぶらりん。

改善しなくてもいいが、改善できること(コストと相談)

• 配線がめちゃくちゃ面倒 (プリント基板にすれば解決するがこのサイズで注文すると高くつく、せっかく安くできているのにメリットを相殺してしまう)

課題

• 右端キーとのコンボ操作のロジック見直し
• ドラッグ操作の実装方法検討
• フロントパネル等でキーキャップを斜めに押せないようにする。
• 基板固定方法検討(ここだけプリント基板化？)
• LEDが届いたら、LEDでステータスインジケータを作る。

課題盛沢山ですが、時間があるときにちまちま改善していこうと思います。(ここまでの製作期間3日くらい)

(実は、キーボード入力に使うパッケージは前回紹介したものから変更して、マウス操作などが実装できるKMKを使うようにしています。長くなりそうなので、設定などの説明は次回に回します。)

次回予定地

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