Fortitude60 ビルドログ

目次

前置き

この度、遊舎工房のギルドメンバーになったJunと申します。
ギルド活動の一発目は、遊舎工房から無償提供させて頂いた、Fortitude60というキットを使ってキーボードを自作することになります。

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東京・秋葉原にある、自作キーボード専門店。
実店舗だけでなく、通販もやっています。
品揃えが良くて、商品説明もわかりやすく、初めての方には使いやすい店です。

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遊舎工房が行っている、商品の魅力などをアピールする（広報）活動です。
ブログ、Twitter、YouTubeなどのメディアを通し、各々のメンバーが楽しみながら活動している様子を多くの人に広めることを願って作られました。
なお、活動の見返りとしては、商品の無償提供などが待っています。
純粋にキーボードを自作したいと考えている方、自作キーボードが高くて躊躇している現金な方も、ギルドへの参加を検討してみる価値はあると思います。

ビルドの進め方について

ではここから、Fortitude60の組み立てに必要な材料や工具などを紹介していきます。 基本的には、公式ビルドガイドに沿って進行していきます。

• Fortitude60 v1.1（Yushakobo Ver.) ビルドガイド
• Fortitude60 v1.0（C94 Limited Edition) ビルドガイド

基本的にv1.1、LED実装部分はv1.0を参考にします。

必要な材料

必要な工具

今回買わなかった工具

• リードベンダー
  60個のダイオードのリード線全てを正確に折り曲げるのに使えそう。
• 半田吸い取り器
  半田吸い取りの成功率を上げられそう。

材料や工具をしっかり吟味したら、準備は完了です。

ビルド開始！

まずは、キットの中にある2枚のPCBとプレートを用意します。

今回のキットにはリードタイプのダイオードが含まれていました。

キースイッチとダイオード（リードタイプ）は表面（ビルドガイドではスイッチ面）、他は裏面（部品面）に取り付けます。
表面実装なダイオードが付属していた場合は、部品面に取り付けます。

ダイオード x60の取り付け

手始めに1つのダイオードを取り付けます。
リードベンダーか爪でリードを折り曲げた後、半田付けします。
ダイオードには極性があり、カソード(K)側に線がくるようにします。

スイッチ面

部品面

終わったら、テスターで極性と半田付けの確認を行ってください。
OKならば、残り59個のダイオードも同様に作業してください。

これで、3つの山場のうち1つが終わりました。
一旦休憩をはさむことをお勧めします。

TRRSジャック、タクトスイッチの取り付け

次はTRRSジャック、タクトスイッチを取り付けます。
それぞれ穴に差し込んだ後、垂直になるようにマスキングテープなどで固定します。

半田付けします。

左右両方分が終わったら、TRRSケーブルを接続します。

テスターでTRRSジャックの各対称ピンの導通をチェックします。

MCU用ピンヘッダの取り付け

キットに付属している6連結なピンヘッダを乗せます。

その上に、MCUを差し込みます。

MCUとピンヘッダはまだ半田付けしません。ピンヘッダの位置固定のために差し込んだだけです。
スイッチ面で半田付けします。

終わったら、一旦MCUを取り外して結構です。

USB-Cコネクタ用ピンヘッダの取り付け

残りのピンヘッダをニッパーなどで2連結に切り分け、これを4つ用意します。

ピンヘッダを乗せて固定します。

スイッチ面から半田付けします。

一応USB-Cコネクタを乗せてみて、位置確認をします。

現時点の全体像は次のような感じです。

スイッチ面

部品面

プレートへのキースイッチ x60のはめ込み

キースイッチを用意してください。

（右）親指用スイッチ、（左）その他用スイッチ

今回は、親指用 (x12)とその他用(x48)に分けています。
キースイッチを1つずつプレートに奥まではめ込んでいきます。

表面

裏面

キースイッチ x60の取り付け

ケースの一部を下図のように用意します。（左右両方）

左手側、キースイッチをはめ込んでいない時点での写真になります。

プレートとPCBを慎重に重ね合わせて、全てのキースイッチのピンがPCBのスイッチ穴から出ているかどうかを確認します。
確認したら、ケースの一部で固定します。

たくさんの半田（1.0mmくらいの太めのもの）で半田付けします。

ピンヘッダ付近のキースイッチのピンは短く切っておいてください。（干渉を避けるため）

これで、3つの山場のうち2つはクリアです。
全体像は下図のような感じです。

スイッチ面

部品面

USB-Cコネクタの準備

USB-C to Cケーブルでキーボードを使うことも想定しなければいけないので、コネクタのCC1, CC2ピンを5.1kΩ抵抗でそれぞれプルダウン（抵抗を介してGNDにつなぐこと）します。
5.1kΩ抵抗を4つ用意します。

半田付けします。

終了です。

USB-CコネクタとMCU間の配線材の準備

配線材を5.5cmくらいの長さで8本切り出します。

ワイヤーストリッパーなどで両端を2mmくらい被膜を剥きます。

予備半田します。
先端がばらけないようにするのと、被膜を出来るだけ溶かさないように注意します。

配線材の準備は完了です。

USBコネクタとMCUの接続

MCUのUSB端子を予備半田します。

USBコネクタと配線材、配線材とMCUを半田付けします。
USBコネクタ裏面の半田付け突出部分はより短く切っておいてください。（干渉するため）

表面

裏面

完了したら、テスターで各ピンの導通チェックしてください。

MCUに実装されている電源LEDの取り外し

MCUにあるPと書かれた部分にLEDが実装されていますが、かなり明るいらしいです。
邪魔なので取り外しましょう。
半田吸い取り線などを使って半田を吸い取っていき、LEDを取り外します。

成功例

失敗例

[Underglow] 配線材をMCUに追加

Underglowする場合、各MCUの5V, GNDに追加で長めの配線材を半田付けします。

写真のような長さがあればOKです。

配線材の先端は絶縁用のテープで巻いておいてください。

USBコネクタとMCUの取り付け

PCBの各ピンヘッダーとUSBコネクタ、MCUを半田付けします。
USBコネクタは裏表どちらでも良いです。乗せたときにキースイッチのピンの尖りとUSBコネクタ基板の裏が干渉しないことを確認します。
MCUは裏表を考えて、PCBとMCU上のシルク（3V3など）を一致させてください。

出来たら、TRRSケーブルは抜いている状態であることを確認します。

動作テスト (1/2)

USBコネクタ、MCUのテスト

この段階でキーボードが正常機能するかどうかを確認しておきたいです。
まずは動作テストの前準備を行います。
今回使用するOSはWindows 11です。
「PCの設定 > Bluetoothとデバイス > その他のデバイスを表示」を開いておきます。
キーボードとPCを接続します。異常があれば早めにケーブルを抜いて、トラブルシューティングしてください。

認識できたら、Arduinoか何かが表示されます。

MCUへのファームウェア書き込み

1. まずはPCにビルド環境などをセットアップします。
   Setting Up Your QMK Environmentを参考に、qmk setupまでを実行します。
2. MSYS2によるWindows 10でのBash環境構築メモを参考に、etc/nsswitch.confを確認します。
3. これでファームウェア書き込み環境は構築できました。
   Fortitude60 ファームウェア書き込み方法（最新版）を参考に、ファームウェアの書き込みを行います。

キースイッチ x60のテスト

全部のキースイッチが押して反応するかどうかをチェックします。
ビルドガイドに掲載されている「テスト用ファームのキーマップ」を参考に、キーボードテストツールで全キーを確認してください。

[Underglow] LEDテープの取り付け

追加の配線材とLEDテープを用意し、適切な長さに切り分けておきます。
今回はLEDを18個使います。

下写真を参考に、配線していきます。

LEDテープと配線材間は、絶縁用テープで巻いておきます。

他の金属むき出し部分も絶縁用テープで巻いておきます。

[Underglow] 動作テスト (2/2)

LEDが光るかどうかのテストを行います。
Underglowをしない方はこの手順はスキップしてください。

qmk_firmware/keyboards/fortitude60/keymaps/defaultを開き、
rules.mkに"RGBLIGHT_ENABLE = yes"、
config.hに"define RGBLED_NUM <LEDの数>“を追記します。

キーボードにTRRSケーブルを接続します。
PCとキーボードの左手側を接続します。
2回目以降のファームウェア書き込み（通常版）を行います。
書き込みが完了してLEDが全て光ったら、動作テストオールグリーンです。

ケースの組み立てなど

ハードウェア編最後の手順であり、3つのうちの最後の山場です。
下写真でケースパーツの形と位置を確認します。
平らな辺は上、凸凹は下にします。

アクリルの保護シートを両面とも剥がし、慎重に割れないように組み立てていってください。
色々な組み方があるようなので、ダクったり (DuckDuckGo)、ググったりして自分に合う方法を見つけてください。

終わったら、底蓋とゴム足を取り付けます。
この時点で次の通りになります。

上面

裏面

最後にキーキャップを取り付けて完成です。

TRRSケーブルとUSBケーブルをつないだら実際に使えます。

TRRSケーブルが十分長いと、このような配置も可能です。（これは1m）

Underglowの場合、ゲーミングキーボードのようなパリピなライティング設定もできれば、

CoolerMasterぽい設定、彩度/輝度MAX

Razerぽい設定、彩度/輝度MAX

Appleぽい光り方もさせられます。

Appleぽい設定、彩度0%、輝度50%

あえて光らせない設定も可能です。

ファームウェアのチューニング

ここから完全にソフトウェア編です。
このままキーボードを使い始めても良いですが、追加設定でより快適になります。

• QMK Syllabus
• QMKでPro Micro用のファームを小さくする

上記サイトや次のようなものなどを参考に、設定を煮詰めていってください。

スリープ時LED自動消灯

qmk_firmware/keyboards/fortitude60/keymaps/<キーマップ名>/config.hに、
「#define RGBLIGHT_SLEEP」を追記します。

ファームウェアサイズ縮小など

qmk_firmware/keyboards/fortitude60/keymaps/<キーマップ名>/rules.mkに、
「LTO_ENABLE = yes」を追記します。

マウスキー無効化

qmk_firmware/keyboards/fortitude60/keymaps/<キーマップ名>/rules.mkに、
「MOUSEKEY_ENABLE = no」を追記します。

拡張キー無効化

qmk_firmware/keyboards/fortitude60/keymaps/<キーマップ名>/rules.mkに、
「EXTRAKEY_ENABLE = no」を追記します。

BIOSにこのキーボードで入りたい

上記全て実行している場合、少なくとも私の環境では上手くいっています。

キーマップのカスタマイズ

3つの方法があります。

• keymap.cを直接編集する
• QMK ConfiguratorとQMK Toolboxを使う
  （config.h, rules.mk, keymap.cの追加関数が無視されそうで怖い）
• 上記2つのハイブリッド（おすすめ）
  1. QMK Configuratorでjsonファイルを吐き出し、
     qmkコマンドでc形式（拡張子は.h）に変換。
  2. keymap.cでhファイルをincludeする。
  3. hファイルに合わせる形で、keymap.cを編集する。
  4. あとはファームウェアのビルドと書き込みを行う。

これでソフトウェア編も終了です。
お疲れさまでした。