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「NicoKeyboard」

超小型キーボードの組み立てキットです。
発売日:2007年7月1日
設計・開発:松原拓也/(有)ニコ

■仕様
スイッチ数:57個
寸法:110mm x 60mm
通信モード:SIOモード(RS232C相当)、PS/2モード
動作電圧:2.7〜5.5V

■特徴
・キーボードの組み立てキットです。組み立てにはハンダ付けが必要です。
・持ち運びに便利、手のひらサイズです。
・シリアル通信による接続が可能です。
・PS/2キーボードとしてパソコンにそのまま接続できます。
・3Vでも5Vでも動作します。
・キーアサインの変更などカスタマイズが可能です。
・回路図とソースコードを公開しています。

製作例
LED Game for AVR」との接続例です。
通信設定をSIOモードに設定し、ISPコネクタに接続します。 LED Game for AVRにNicoBASICを搭載させることによって、キーボードからのプログラミングが可能です。

パソコンとの接続例です。
PC-ATパソコンのPS/2インターフェースのキーボード用コネクタに接続します。 パソコンからの5V電源でキーボードを動かします。
動作確認機種
*NEC Mobio NX MB12C(Windows95)
*NEC VALUSTAR Mate MA56HL5ATDA6 (WindowsXP)
、、、情報お待ちしております

キーボード側の通信設定はPS/2モードにします。 パソコンの起動直後にPS/2キーボードとして認識されます。

ワードパッドを操作してみた様子です。 キーボードから英数字を入力できます。 ローマ字による日本語入力も可能ですが、ファンクションキーがないので操作に限界があります。


■部品リスト

・「SW0〜SW63」:タクトスイッチ57個。
・「U1」: ロジックIC「74HC164」 SOP版
・「U2」: AVRマイコン「ATtiny2313」低電圧版。プログラム書き込み済み。
・「C1」: 0.1μF積層セラミックコンデンサ
・「C2」: 0.1μF積層セラミックコンデンサ
・「D1〜D8」 : 小信号ダイオードx8本
・「R9」: 1.5kΩ抵抗
・「LED」:径3mm LED。
・「FUSE」: ポリスイッチ(リセットブルヒューズ)。万が一、ショートした時に回路を遮断してPCなどを守ります。200mAで遮断。
・「プリント基板」 : サイズ110mm x 60mm。両面基板。
・「mini DIN6pin メス型コネクタ」 :
・「3x2pin ピンソケット」 :
・「リード線」 :

■作り方
・組み立て方の解説です。最初にこちらをご覧ください。

・(おまけ)「PS/2 - USB Keyboard Converter」USB変換機の作り方


■DOWNLOAD
ファームウェア
・製品出荷時にマイコンに書き込んでいるプログラムです。
・更新する場合にはAVRライタが必要です。
・開発環境はAVR Studio4+WinAVRです。
・製品出荷時にはCPUクロックを内部発振8MHzに設定しています。

【Download】(Version7.lzh)2007/10/21
・最適化コンパイルのオプションを追加。プログラムの動作が速くなりました。
・データ転送のクロック周期を10usほど遅らせました(60uS→70uS)。
・カーソルキーのデータ伝送にE0を追加(XXh → 0xE0h + XXh)。NUM Lock状態でカーソルを押すと数字が入力されてしまう問題を対策してみました。

【Download】(Version6.lzh)2007/07/01

■宣伝用写真(ご自由にお使いください)

■通販のご案内
購入方法は通信販売のみです。 [通販ページ]から注文できます。
セット内容:タクトスイッチx57個、ロジックIC「74HC164」、AVRマイコン「ATtiny2313」、積層セラミックコンデンサ、小信号ダイオードx8本、1.5kΩ抵抗、LED、ポリスイッチ、プリント基板、mini-DIN6pinコネクタ、リード線、3x2ピンソケット。

*This order is not possible from a place except Japan.(日本以外からは注文できません)
・お支払いは銀行振込のみとなります。振込み先は納品時にお知らせさせて頂きます。振込み手数料をご負担ください。

◆ご連絡先
本書購入者を対象にメールを受け付けています。メールの件名は「NICOKIT」としてください。アドレスはtakuyamat@gmail.comです。技術的な質問についてはこのページで解答を公開させて頂きます。

◆回路図
・8行x8列のキーマトリックスでスイッチを読み取ります。
・64箇所のうち57箇所にスイッチを配置しています。あと7個ほど追加できます。


■資料
SIOモード時の通信タイミング

・プロトコルはRS232C相当、9600bps、8ビット、ストップビット1、パリティなしです。
・非通信中がLow、スタートビットはHigh、データビットは1の時がLowとなります。CHaNさん仕様のAVRライタと同じ論理です。
・MAX232C系のICに入力する場合には、論理をそのまま逆にする必要があります。接続例

PS/2モード時の通信タイミング

・信号はDATAとCLOCKの2本です。それぞれ信号線は場合によって入力と出力が変わります。
・キーボード側の信号はコレクタ出力です。システム側にはプルアップが必要になります。
・CLOCK信号はH→L→Hで1ビット送信とします。CLOCK信号は常にキーボードからシステムに対して送ります。もし、システム側からCLOCK信号にLが出力されている場合には通信できません。
・1バイトあたりCLOCK信号に同期してDATA信号を送ります。
・DATA信号は「スタートビット(L)」「データビット(下位から8ビットぶん)」「パリティビット(奇数)」「ストップビット(H)」の順番で送ります。
・受信(システム→キーボード)時、システム側からDAT信号にLowが出力され、それがスタートビットとなります。正常に受信できた場合、ストップビットはLowにします。
・送信(キーボード→システム)時、キーボード側からDAT信号にLowが出力され、それがスタートビットとなります。

(参考資料)
「OADGテクニカル・リファレンス ハードウエア編 第4章キーボード」(oadghwd.pdf)
http://www.oadg.or.jp/

■Movie
http://www.youtube.com/v/vnOuQGHOu98


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