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PCBKitNew board
2 layers132 × 94 mmHelix niz, the printed circuit board in 3D

商用利用したい場合は twitter @sirojake にご相談ください please contact me for commercial use. ## developer ginjake

Size
132 × 94 mm
Copper layers
2
Thickness
1.6 mm
Parts
200
Nets
89
Pads
742
Tracks, vias
3,109, 398
Pours
3
Routed
Yes
KiCad
KiCad 5 (file 20171130)
Created
20 Jun 2020
Updated
9 Dec 2020

Overview

Helix niz is an open-source printed circuit board by ginjake, from the ginjake/ec_helix_build repository on GitHub. It is a 2-layer board of 132 × 94 mm with 200 parts on 89 nets, routed with 3,109 tracks and 398 vias.

It is built around the 74HC4051, AD8616ARZ and SK6812MINI-E, with the 2SC2712 among its other parts. Its parts include 65 switches, 36 resistors, 27 inductors, 6 ICs and 2 capacitors. It belongs with the AVR (ATmega, ATtiny) boards of this library.

Main components

4

README

README.md

LICENSE

creative commons non commercial

商用利用したい場合は twitter @sirojake にご相談ください
please contact me for commercial use.

developer

ginjake

静電容量Helixとは?

Helix Keyboardの基板を差し替え、静電容量スイッチに対応させる為の基板です
Varmiloスイッチ用とラバードーム用の2種類があり、別々の基板になっています。

外部の使用ライブラリ

シンボルライブラリー

phi-kbd-library-master https://github.com/zk-phi/phi-kbd-library
kbd https://github.com/foostan/kbd

フットプリントライブラリー

kbd https://github.com/foostan/kbd
phi-kbd-library-master https://github.com/zk-phi/phi-kbd-library
rd https://github.com/KiCad/kicad-footprints/tree/master/Resistor_SMD.pretty
cs https://github.com/KiCad/kicad-footprints/tree/master/Capacitor_SMD.pretty

組み立て方

本家Helixとの共通部分については省略しています。
Varmilo版とラバードームで共通箇所が多いため、まとめて記載しています。

こちらのビルドログも参考になるので、目を通しておくと良いかもしれません
https://orumin.blogspot.com/2020/10/helix-ec-helix-niz-ver.html

注意

本キットは組み立て難易度が高く、使うパーツも特殊です。
自作キーボード初心者の方にはおすすめしません。
通常のメカニカルスイッチでは動作せず、特殊なスイッチが必要になります。

Varmiloスイッチについて

Varmilo社が出しているスイッチで、静電容量メカニカルとも呼ばれています。
単体では販売されていないので、既製品を分解して入手する必要があります。
ふもっふのお店のカスタムキーボードサービスで デイジー軸 桜軸 ローズ軸などを選択して発注するのが一番手軽です。 https://jp.varmilo.com/keyboardproscenium/

ラバードームスイッチについて

HHKBやREAL FORCE、NiZで採用されている方式です。
トップハウジング、ステム、ラバードーム、コニックリングで構成されており、
NiZキーボードを購入して分解することで全て手に入れることが出来ます。

部品

下記は両手分を作るのに必要なパーツ数です

本家 Varmilo ラバードーム共通部品

名前数備考
Pro Micro2個
TRRSジャック2個
タクトスイッチ2個
スプリングピンヘッダ 12P4個コンスルーとも呼ばれています
プレート2セット遊舎工房の切り出しサービスがおすすめです
OLED保護プレート2枚
ゴム足12個
キーキャップ64個CherryMX軸
3.5mmオーディオケーブル左右合わせて1本左右のキーボード接続用
micro USBケーブル左右あわせて1本
OLEDモジュール2個OLED用(オプション)
ピンソケット 4P2個OLED用(オプション)
ピンヘッダ 4P2個OLED用(オプション)
M2スペーサー 8mm4個(OLED用)
sk6812minivarmilo版 64個,ラバードーム版 54個LEDを付ける場合のみ

ラバードーム版追加部品

名前数備考
M5スペーサー8個
M2用ワッシャ8個(適宜)
M2スペーサー 7mm8個
M2ネジ 4mm16個(低頭のほうが望ましい)
M2ネジ 6mm8個(低頭のほうが望ましい)

本家と異なる部品

名前数備考入手先
PCB2枚
静電容量キースイッチ64個詳しくは後述します
スイッチソケット64個varmilo版のみ https://yushakobo.jp/shop/a01ps/
1608(0603)チップ抵抗 100K14https://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/detail.php?code=EEHD-57HD
1608(0603)チップ抵抗 10K4https://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/detail.php?code=EEHD-57GX
1608(0603)チップ抵抗 1KΩ4https://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/detail.php?code=EEHD-57GK
1608(0603)チップ抵抗 200Ω12https://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/detail.php?code=EEHD-57FZ
1608(0603)チップ抵抗 51KΩ2https://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/detail.php?code=EEHD-57H7
1608チップ積層セラミックコンデンサー 50Vdc 220pF2GRM1882C1H221JA01D*A (10個入り)https://www.marutsu.co.jp/GoodsDetail.jsp?salesGoodsCode=19297&shopNo=3
チップトランジスタ 2SC2712-GR 50V150m2http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00761/
74HC4051DB IC MUX/DEMUX 8X1 16SSOP2https://www.marutsu.co.jp/pc/i/24340308/
2回路入オペアンプAD8616ARM2http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-04570/
ジャンパ用の銅線少し

Varmilo版用キースイッチ

対応スイッチはVarmiloのECスイッチのみです。
V1でもV2でも動作します。

Niz版用キースイッチ

メカニカルスイッチと異なり、複数のパーツが組み合わさって機能します。

名前主な入手先
軸&ハウジングhttps://www.nizkeyboard.com/collections/ornaments/products/2019-new-niz-ec-switch
ラバードームhttps://www.keyclack.com/products/bke-topre-dome-replacements?_pos=2&_sid=6025d869e&_ss=r もしくはREAL FORCEやNiz、HHKBから解体
コニックリングREAL FORCEやNiz、HHKB等から解体、もしくは https://btoshop.jp/2020/09/25/adelcps/

ビットトレード版のスイッチについて

コニックリングとラバードームのみ対応しています。
外形がcherryMXの企画と比べて若干大きいため、プレートが割れるなどの可能性があります。
(アクリルカットサービスのモノは入りましたが、初期版のモノでは割れてしまいました。)
ワッシャーが入らない等の問題もあるのでハウジングは使わず、コニックリングの回収に留めておくのが無難かもしれません。 スペーサーやネジ、プレートを調整すれば使えるとは思います。

追加で必要な工具

名前数備考入手先
絶縁テープ1つ
フラックス1つ
拡大用ルーペ1つ
懐中電灯1つ

組み立て方

右手用と左手用で若干異なります。
写真は基本的にVarmilo版ですが、ラバードーム版でもほぼ同じです。
ラバードーム版とVarmilo版はスイッチ部分のフットプリントが異なるだけです。
image 一度全ての工程を読み、理解してから作業を進めることをお勧めします。

OLED,TRRSジャック等のHelixの共通部分については省略します。
LEDについてはbacklightのみの対応です。
(Varmilo版とラバードーム版で数が異なります)

絶縁テープとジャンパ(左手側のみ)

将来的にProMicroが刺さるところに絶縁テープを貼ります
image

絶縁テープの上から、写真のようにジャンパしていきます。 この作業は左手側のみで、右手は不要です。
image

ジャンパが完了したら、その上からさらに絶縁テープを貼った方が安心です。

また、絶縁テープを貼らず、ProMicro側を表裏逆転させる方法もありますが
OLED用のスペーサーの高さが変わってしまうのであまりおすすめしません。

その他のパーツを実装する

基板に書いてある通りにパーツを実装します。 IMAG7291

74HC4051DB と オペアンプAD8616ARMの向きには注意してください。
チップ側の黒い丸上の凹みと、基板上のコの時のシルクが合わさるように置くのが正解です。
隣のピンとショートしていないか、懐中電灯で照らしながらルーペで確認しておくのがおすすめです。 image

リセットスイッチ

本家と同じです。

スイッチソケットをつける(Varmilo版)

Varmilo版の場合、全てのキーにスイッチソケットをつけていきます。 image

OLEDをつける(オプション)

本家と同じです

TRRSジャックをつける

両手分つくる場合は必要になります。
本家と同じです

ProMicro

本家と同じです。

ProMicroにqmkを焼く

下記のファームウェアを焼く必要があります。
現在はNiz版とVarmilo版は同じファームになっています。
https://github.com/ginjake/qmk_firmware/tree/ec_helix_niz
make ec_helix:test:avrdude もしくは make ec_helix:ginjake:avrdude

トッププレート Varmilo版

トッププレートとスペーサーをネジ(短い方)で固定したら、向きに注意してスイッチを埋めていきます。

トッププレート ラバードーム版

トッププレートにワッシャとスペーサーをネジ(短い方)で固定してから、スイッチをアクリルに差込みます。
ワッシャはスペーサー1つに対して1枚が基本ですが、ネジやスペーサーの長さ、アクリルの太さによって変化します。 このあたりは適宜調整してください。 ネジ→トッププレート→ワッシャ→スペーサー のような順番になるように固定しましょう。
中に軸を入れてラバードームでフタをします。
スペーサーとラバードームが干渉しないよう、ハサミで切りましょう
ラバードームの凹みの中にコニックリングを入れます。
image

このとき、コニックリングが重ね合っていないか気を付けましょう。
複数個が重なっていても意外と気付かず、誤作動の原因になります。

ボトムプレート(ラバードーム版)

基板とボトムプレートの間にM5スペーサーが入るようにネジ止め(長い方)しましょう。
Varmilo版は普通にネジで止めてしまって大丈夫です。 image

完成

image

qmkコンパイル時の諸注意

・OLEDをつけない場合は rule.mk の OLED_DRIVER_ENABLE を no にしてください。 無駄な負荷がかかり、取りこぼしが発生する可能性が高くなります。
・Varmilo版とラバードーム版でledの数が異なります。 config.h の RGBLED_NUM の数を適宜変更してください

・ステンレスプレートを使う場合は config.h の #define STAINLESS_PLATE のコメントアウトを外してください。ステンレスプレートは実験的な対応の為、動作保証対象外となります。

Parts

200
QtyValueFootprintReferences
64SW_PUSHec_helix:nizSW1, SW2, SW10, SW11, SW12, SW13, SW14, SW15, SW16, SW17, SW18, SW19, SW20, SW21, SW22, SW23 +48
27SK6812MINIec_helix:SK6812MINI_revL1, L2, L10, L11, L12, L13, L14, L15, L16, L17, L18, L19, L20, L21, L22, L23 +11
26MountingHole_Padphi-kbd-library-master:THSmallestJP1, JP2, JP12, JP13, JP14, JP15, JP16, JP17, JP18, JP19, JP20, JP21, JP22, JP23, JP24, JP25 +10
14100kΩrs:R_0603_1608MetricR6, R7, R8, R9, R10, R11, R12, R25, R26, R27, R28, R29, R30, R31
12200Ωrs:R_0603_1608MetricR1, R2, R3, R4, R5, R15, R21, R32, R33, R34, R35, R36
12VAL**MYLIB:HOLE_M2_THHOLE_3M, HOLE_3M, HOLE_3M, HOLE_3M, HOLE_3M, HOLE_3M, HOLE_3M, HOLE_3M, HOLE_3M, HOLE_3M, HOLE_3M, HOLE_3M
8GNDkbd:JumperJP4, JP11, JP29, JP30, JP31, JP32, JP33, JP34
8VAL**MYLIB:HOLE_M2HOLE_M2, HOLE_M2, HOLE_M2, HOLE_M2, HOLE_M2, HOLE_M2, HOLE_M2, HOLE_M2
410kΩrs:R_0603_1608MetricR13, R17, R19, R23
41kΩrs:R_0603_1608MetricR14, R18, R20, R24
2220pFcs:C_0603_1608MetricC1, C2
22SC2712ec_helix:2SC2712Q1, Q2
251-100kΩrs:R_0603_1608MetricR16, R22
274HC4051ec_helix:SSOP16U34, U35
2AD8616ec_helix:MSOP8U36, U37
2ProMicrokbd:ProMicro_v3.5U1, U38
2SCLkbd:JumperJP6, JP9
2SDAkbd:JumperJP7, JP8
2VCCkbd:JumperJP5, JP10
1MJ-4PP-9kbd:MJ-4PP-9J1
1OLEDkbd:OLEDP3
1Resetkbd:ResetSWSW33

Questions

How big is the Helix niz PCB?

It measures 132 × 94 mm and has 2 copper layers, 1.6 mm thick.

What parts does the Helix niz use?

200 parts, built around the 74HC4051, AD8616ARZ, SK6812MINI-E and 2SC2712. The full list of its parts is on this page, with links to each part's symbol and footprint where PCBKit's library has them.

Where can I download the Helix niz KiCad files?

From the ginjake/ec_helix_build repository on GitHub, at the commit this page was made from: the board is helix_niz.kicad_pcb. PCBKit opens the board in the browser, with nothing to install.

Can I use the Helix niz design in my own project?

Its repository states no licence, so its author keeps all rights: ask ginjake before reusing the design.

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