Skip to the content
PCBKitNew board
2 layers285 × 95.1 mmUnison, the printed circuit board in 3D

2-way turn around keyboard for Computer & Music

Size
285 × 95.1 mm
Copper layers
2
Thickness
1.6 mm
Parts
284
Nets
143
Pads
1,098
Tracks, vias
1,930, 148
Pours
4
Routed
Yes
KiCad
KiCad 5 (file 20171130)
Created
24 Nov 2020
Updated
7 Mar 2021

Overview

Unison is an open-source printed circuit board by jpskenn, from the jpskenn/Unison repository on GitHub, published under the MIT licence. It is a 2-layer board of 285 × 95.1 mm with 284 parts on 143 nets, routed with 1,930 tracks and 148 vias.

It is built around the ATMEGA32U4-MU, SK6812MINI-E and PRTR5V0U2X. Its parts include 95 diodes, 10 inductors, 7 capacitors, 7 resistors and 4 connectors. It belongs with the AVR (ATmega, ATtiny) boards of this library.

Main components

3

README

README.md

Unison / ユニゾン とは

Unison Music style

ユニゾン(Unison)は、GH60互換の60%ケースに収まる狭ピッチキーボードです。

ロータリーエンコーダを搭載しシーケンサーやMIDIキーボードとしてDAW連携を想定した”Misicスタイル(ミュージック・スタイル)”と、日常的なコンピュータ作業を想定した”Terminalスタイル(ターミナル・スタイル)”を用意しています。

音楽用とコンピュータ用のふたつのキーボードがひとつになるイメージから、音楽用語のユニゾンが名前の由来です。

コンセプト

このキーボードのコンセプトや実現したい要件は次の通りです。

  • 格好良いシンセサイザー、OP-1へのオマージュ。
  • 狭ピッチなキーボードを作ってみたい。
  • 狭ピッチなキーボードを使ってみたい。
  • 挟ピッチなキーボードに触れる機会を増やしたい。
  • ケースのあるキーボードを作りたいが、ケースの設計が大変だから、GH60型のケース対応にしてケース設計をメイン作業に含めない。
  • キーキャップの選択肢を広げる。
    安くて、そこそこ流通しているものが使えると普及しやすい。
    標準的なキーキャプですべて埋められるレイアウトにしておく。
  • 多キー、多ロータリーエンコーダ。

特徴

挟ピッチ

通常の19.05mmのキーピッチに対して約87%となる、縦16.4mm × 横16.8mmのキーピッチを採用しています。

通常のピッチの60%キーボードとの比較
通常のピッチの60%キーボードとの比較
上:通常ピッチ Jones, 下:狭ピッチ Unison

デザインの元となったOP-1と同様に、4行×17列のキーとロータリーエンコーダが60%キーボードのケースに収まるように配置しました。
また、キーピッチに少し余裕を持たせることで、入手性の良い”Cherry MX Backlit Low Profile Keycap Set”が使用できるようにしています。

16mmピッチ+α以下の挟ピッチ対応キーキャップが使用できます。
挟ピッチ対応のキーキャップについては、e3w2q氏の記事”狹ピッチ対応キーキャップを求めて”が大変参考になります。

独自の物理配列

以前設計した60%キーボードのJonesと同じく、2行目と3行目のずれをなくし、ロースタッガードとオルソリニアを組み合わせたキー配列を採用しています。

アルファ部が左右対称になることで、肘、手首、指先が直線上に並んだ自然なポジションで打鍵できるなどのメリットがあります。
詳しくはJones:キーレイアウトを参照してください。

また、この配列を採用したことで、白鍵と黒鍵のずれをうまく表現できました。

ふたつのレイアウト・スタイル

シーケンサーやMIDIキーボードとしてDAW連携を想定した”Misicスタイル”と、コンピュータでの作業を想定した”Terminalスタイル”の2種類が選べます。

Musicスタイル(ミュージック・スタイル)

DAW連携を想定したMisicスタイルは、上部に5個のロータリーエンコーダと4個のスイッチを配置した、4行×17列のレイアウトです。

layout: Unison Music styleKeyboard Layout Editor: Unison Music style

キーボードファームウェアQMKの機能によってシーケンサーとMIDIキーボードが使用でき、USB接続のMIDIデバイスとしてDAWと連携させることができます。
もちろん、通常のコンピュータ用キーボードとしても使用できます。

シーケンサーは8トラック、32ステップあり、MIDIチャンネル1に固定されています。
音源側(DAWなど)でチャンネル1にドラムセットを割り当てて使用するのが基本です。

MIDIキーボードは24鍵の鍵盤で演奏でき、ロータリーエンコーダを使ってベロシティやトランスポーズのコントロールやオクターブの上げ下げなどがおこなえます。

シーケンサーとMIDIキーボードは、それぞれ単独でも、両方を同時にでも使用できます。
MIDIキーボードのチャンネルを変更することで、チャンネル1でシーケンサーを再生しながら、別チャンネルに割り当てた音源が演奏できます。

参考
Terminalスタイル(ターミナル・スタイル)

コンピュータでの作業を想定したTerminalスタイルは、数字行を含めた5行×17列のレイアウトです。

layout: Unison Music styleKeyboard Layout Editor: Unison Terminal style

60%キーボードにテンキーを組み合わせたようなレイアウトで、挟ピッチによって手をホームポジションから大きく動かさずに入力することができ、コンピュータでの作業を快適におこなえます。

最下行に配置した1.5uと2uのModキーの配置は、好みに応じていくつかのバリエーションから選択でき、全て1uにすることもできます。

テンキーは、肩を開いたホームポジションとなる中央への配置がおすすめですが、左や右に配置することもできます。

また、スピーカーを搭載することで、特定のキー操作でメロディーを鳴らしたり、ピコピコという電子音とともにキー入力することもできます。
音楽モードをONにすればキーボードを鍵盤に見立てて演奏することもでき、ちょっとしたハーモニーも楽しめます。

Terminalスタイルは、VIAまたはRemapによるキーマップの書き換えに対応しています。

ビルドガイド

ギャラリー

Musicスタイル
Musicスタイル
60% プラスチックケース ホワイト,
Cherry MX Backlit Low Profile Keycap Set 白 & 黒,
Bourns PEC11R 4115 w/K-100-16RS-GY and caps

Musicスタイル, サイドビュー
Musicスタイル, サイドビュー
60% プラスチックケース ホワイト,
Cherry MX Backlit Low Profile Keycap Set 白 & 黒,
EC11E18244AU w/K-100-16RS-GY and caps

Terminalスタイル, アンダーグローLED追加
Terminalスタイル, アンダーグローLED追加
60% プラスチックケース クリア,
YKNキーキャップセット(MX/ChocV2スイッチ 16x16mmキーピッチ用) v1.2 ナイロン・ブルー(磨き)

Terminalスタイル, アンダーグローLED追加
Terminalスタイル, アンダーグローLED追加
60% プラスチックケース クリア,
Cherry MX Backlit Low Profile Keycap Set 黒

製作歴

v05(開発中)

組み立てやすさの向上。
細部の調整。

v04

v03の不具合修正、各部調整などをおこなった、ほぼ完成版。
ロータリーエンコーダを搭載せず、数字キーを含めた5行レイアウトのTerminalスタイルに対応。

簡易ケースレスなボトムプレートを用意したが、組み立てに難ありでボツ。

v04

v03

初期動作版。

各部のサイズ調整をおこない、一通りの組み立てができ、動作も確認できた。
キーピッチは縦16.4mm × 横16.8mmで確定。

LED光をマスクするミドルプレートや、アクリルのトッププレートも作成し、製品としての見た目もできあがってきた。

v03

v02

v01発注後、縦16mmピッチで基板データを仮に作成したもの。

キーピッチに余裕がないため、ボツ。

v01

挟ピッチキーボードの試作として、Jonesの設計をベースに開発を開始。
部品を手はんだするつもりで基板を発注したが、MCUのフットプリント間違いで組み立てられなかったたため、モックアップとして使用。

現在よりもピッチをつめた、5行×17列にロータリーエンコーダの1列を合わせたレイアウトで、縦のピッチは16mm未満。
キーキャップの干渉具合や、ロータリーエンコーダの配置など、各部の寸法チェックをおこなった。

v01

v01以前

OP-1のスタイルに惚れ、60%キーボードのJonesに多数のロータリーエンコーダを搭載したバリエーションとして開発をスタート。

befre v01

Parts

284
QtyValueFootprintReferences
94DDiode_SMD:D_SOD-123D1, D2, D10, D11, D12, D13, D14, D15, D16, D17, D18, D19, D20, D21, D22, D23 +78
90SW_Pushukiha:CherryMX_MidHeight_16mm_rev2_merged_holeSW_10_1, SW_12_1, SW_12_2, SW_13_1, SW_13_2, SW_14, SW_15, SW_16, SW_17_1, SW_19_1, SW_20_1, SW_23_1, SW_23_2, SW_24_1, SW_25_1, SW_26 +74
18MountingHoleukiha:M2_HoleH1, H2, H3, H4, H5, H6, H7, H10, H11, H12, H13, H14, H15, H16, H17, H18 +2
18SW_Pushukiha:CherryMX_MidHeight_16mm_rev2_merged_hole_1.5u_guideSW_7_2, SW_17_2, SW_18_2, SW_20_2, SW_25_3, SW_30_2, SW_35_3, SW_38_2, SW_45_3, SW_45_4, SW_65_2, SW_65_3, SW_70_2, SW_72_2, SW_73_2, SW_80_2 +2
10SW_Pushukiha:CherryMX_MidHeight_16mm_rev2_merged_hole_2u_guideSW_10_2, SW_19_2, SW_35_1, SW_35_2, SW_39_2, SW_45_1, SW_45_2, SW_65_1, SW_75_3, SW_85_2
9SK6812MINILED_SMD:LED_SK6812MINI_PLCC4_3.5x3.5mm_P1.75mmL1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8, L9
5Rotary_Encoder_Switchukiha:RotaryEncoder_Alps_EC11K-Switch_Vertical_H20mmSW_RE1, SW_RE2, SW_RE3, SW_RE4, SW_RE5
5SW_Pushukiha:MXOnly-1U-NoLED_16mmSW_8_1, SW_18_1, SW_21, SW_53, SW_91
30.1uFCapacitor_SMD:C_0805_2012Metric_Pad1.18x1.45mm_HandSolderC4, C5, C7
3SW_Pushukiha:CherryMX_MidHeight_16mm_rev2_merged_hole_2U_vertical_guideSW_25_2, SW_60_2, SW_90_2
210kResistor_SMD:R_0805_2012Metric_Pad1.20x1.40mm_HandSolderR4, R9
222Resistor_SMD:R_0805_2012Metric_Pad1.20x1.40mm_HandSolderR7, R8
222pFCapacitor_SMD:C_0805_2012Metric_Pad1.18x1.45mm_HandSolderC2, C3
25.1kResistor_SMD:R_0805_2012Metric_Pad1.20x1.40mm_HandSolderR5, R6
2SW_Pushukiha:MXOnly-2U-NoLED_16mmSW_60_3, SW_75_1
2SolderJumper_3_OpenJumper:SolderJumper-3_P1.3mm_Open_Pad1.0x1.5mm_NumberLabelsJP_LED1, JP_LED2
110uFCapacitor_SMD:C_0805_2012Metric_Pad1.18x1.45mm_HandSolderC1
116MHzCrystal:Crystal_SMD_3225-4Pin_3.2x2.5mm_HandSolderingY1
11kResistor_SMD:R_0805_2012Metric_Pad1.20x1.40mm_HandSolderR1
11uFCapacitor_SMD:C_0805_2012Metric_Pad1.18x1.45mm_HandSolderC6
15.2x5.2mmButton_Switch_SMD:SW_SPST_SKQG_WithStemResetSW1
1500mAFuse:Fuse_1206_3216Metric_Pad1.42x1.75mm_HandSolderF1
1ATmega32U4-MUswanmatch:QFN-44-1EP_7x7mm_Pitch0.5mmU1
1Conn_01x02Connector_PinHeader_2.54mm:PinHeader_1x02_P2.54mm_VerticalJ4
1Conn_02x05[3_Odd_EvenConnector_PinHeader_2.54mm:PinHeader_2x03_P2.54mm_VerticalJ2
1LED ShadeConnector_PinSocket_2.54mm:PinSocket_1x03_P2.54mm_VerticalJ3
1PRTR5V0U2XPackage_TO_SOT_SMD:SOT-143D102
1SERIAL_LED_TAPEukiha:StripLED_rev3L15
1SW_Pushukiha:CherryMX_MidHeight_16mm_rev2_merged_hole_1.5u_alt_guideSW_37_2
1SW_Pushukiha:MXOnly-1.5U-NoLED_16mmSW_75_2
1SpeakerBuzzer_Beeper:Buzzer_Murata_PKMCS0909E4000-R1LS1
1USB4085-GF-A_REVAUSB4085:GCT_USB4085-GF-A_REVAJ1

The 283 most common of 284 parts.

Questions

How big is the Unison PCB?

It measures 285 × 95.1 mm and has 2 copper layers, 1.6 mm thick.

What parts does the Unison use?

284 parts, built around the ATMEGA32U4-MU, SK6812MINI-E and PRTR5V0U2X. 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 Unison KiCad files?

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

Can I use the Unison design in my own project?

Its repository publishes it under the MIT licence: you may reuse it on that licence's terms (keep the author's notice, and for a copyleft licence share your changes alike).

Similar boards

  • 2 layers285.7 × 95.5 mmJones, the printed circuit board in 3D

    Jones

    jpskenn/Jones

    Row-staggered 60% keyboard with gapless R2-R3 row. GH60 case compatible.

    249 parts12MIT
  • 2 layers285 × 95.1 mmNora, the printed circuit board in 3D

    Nora

    jpskenn/Nora

    Narrow pitch keyboard with Choc switches and keycaps. GH60 compatible.

    303 parts12MIT
  • 2 layers302.4 × 230.7 mmSandy 3in1, the printed circuit board in 3D

    Sandy 3in1

    jpskenn/Sandy

    a Keyboard with key height optimization

    288 parts5MIT
  • 2 layers113.3 × 73.7 mmHpad 4x5RGB, the printed circuit board in 3D

    Hpad 4x5RGB

    vuhopkep/PCB

    127 parts
  • 2 layers73.8 × 119.1 mmNumbowl, the printed circuit board in 3D

    Numbowl

    MaiTheSan/PCB-Design

    All PCB Projects of SawnsProjects & Salane

    86 parts
  • 2 layers344 × 124.5 mmUniversalTKL, the printed circuit board in 3D

    UniversalTKL

    ojthetiny/OpenTKL

    Fully Open source TKL keyboard

    175 parts103GPL-3.0
  • 2 layers285 × 95.1 mmJ67G, the printed circuit board in 3D

    J67G

    Salicylic-acid3/PCB_Data

    158 parts51MIT
  • 2 layers284.3 × 116.2 mmNormal-60, the printed circuit board in 3D

    Normal-60

    keyboardio/Keygen

    A keyboard generator tool

    152 parts17