Windows上でJWASM(フリーのMASM6互換アセンブラ)と98エミュを使ってのプログラム作成に関するエトセトラ。また、PC-98プログラミング関係の書籍紹介とか自作ソフトの進捗とかも。

PC8801mkSRのキーボードを自作する

最近中古PC屋でジャンクのPC8801mkSR(キーボードなし)を安く入手しました。
しかし、88のキーボードは本体なんかよりはるかに高値で取引されており、馬鹿らしいのでどうせなら自作しようということにしました。
で、PS/2とかUSBからの変換機作成の事例はあってもガチ自作例がでてこないので、とりあえず作成用のデータを記事にする次第です。
実装部分は作業中ですが、完成したものを掲載しても自己満足以外の意味がないと思いますし。

※この項の情報等はちゃんとした当時の解析資料等を読まず、ネットの資料と実機での試験を基にしたものであり、マネをして破損等がおきましても私は一切責任をとりません。

基本資料

今回の主な資料としたのは、以下の2つのサイトです。(直リンクで失礼します)
A.PC-8801mk2用のキーボード
B.■PC-8801FH以降のキーボードの通信プロトコル
キーボードの仕組み
Aのサイトの最下部の裏面写真より、8801mk2のキーボードの仕組みがほぼわかります。
Aのサイトの作者の方が書かれている考察と、デコーダICのデータシートも参考にしています。

DIN13ピン+外側GNDで計14つの信号を通信に利用しています。
用途を以下のように仮称します。(電子工作素人なので、ピン名は適当です)
1.GND
2.Vcc(+5V)
3〜6 A0〜A3(デコーダのピンを指定、プルアップ)
7〜14 D0〜D7(データ通信用、プルアップ)

基本的には
 A0〜A3でピンを指定
→デコーダの指定されたピンがGNDになる
→キーが押されていると、D0〜D7のピンからデーコーダに電流が流れる
→キー入力が検知
というだけのシンプルな仕組みです。
より新しい88ではシリアル通信となっているらしく自作は面倒ですが、これならスイッチのオンオフだけなので電子工作素人の私でも余裕でできます。
実機で端子の配置を調べてキーコードと見比べてみた
適当にケーブルを突っ込んでデコーダと接続して調べました。
本体の正面からみて、以下のようになります。

※GNDに関しては線だと接触が悪いので、針金を数回折り曲げて弧に広げ、軽く端にねじ込むといいです。

A0:1、A1:2、A2:4、A3:8でデコーダのピンを指定します。
0〜15まで指定できますが、11(0Bh)までしか利用していないようです。
これらはBのサイトのキーコード表のRAW0〜0Bhに相当します。

D0〜D7はBのサイトの表のDATA0〜7にそれぞれ相当します。
細かい配置を書き忘れましたが、
3,2,1,0
7,6,5,4
の配置です。

実際にタクトスイッチで簡単な実験を行いましたが、チャタリングも起きずキー入力できました。

ということで、あとは作りたいように作るだけです。
私はとりあえずDIN端子を通販して安いスイッチを92個、ダイオード92個、3to8のデコーダ2つで作成中ですが、ガチでやるならキーボード自作用のキースイッチとキートップを購入したほうが良いでしょう。

追記
 基板写真で少ないので気になっていたのですが、wikiなどの資料では実際の88だと回り込み防止のダイオードはシフトなどの一部キーにしか実装されていないようです。
 ダイオードをつけるのが面倒なので、シフトやスペース、エンター、十字キー、テンキー、STOP、(X、Zも?)くらいはダイオードをつけて、それ以外はなしにしようかとか思ってます。
 また、92キーのうちエンター2つとshift2つは同じなので、実質90キーでOKなようです。
 あと、BのサイトのIO関連のページにテンキはどれかをかいたキーコードがあったので、実装はそっちを参考にしています。


以上、プログラミングも何も必要ないので、素人が自作キーボードを作る第一歩としてちょうどいい題材っぽい感じでした。
完成しても記事にはしない予定です。

※現在キーボードは作成途中で、実機で長時間の使用はしておらず、安全性は不明です。
 自作キーボード作成・利用で本体に不具合が起きても私は一切責任を取りません。

キーボードの自作の必要物品について 追記11/24

小さいタクトスイッチを92個並べたはがきサイズのキーボードがとりあえずはできて、通常サイズも自作キーボード材料を集めて作り始めたので費用等を報告します。
通常サイズ自作でもオークションで1万円ならほぼ変わらないか安く行けます。
共通して必要なもの
DIN13コネクタ:1個350円くらい。極一部の無線系ショップが中国製のを通販していたりする。
ケーブル:とりあえずピンコネクタ用の40本 400円くらいの34本(短いので使いづらい)。
3to8デコーダIC:数十円×2 4to16は入手困難なので、これを2個買うのが楽。8+8で十分で8+4にする必要がないので、2to4を使う意味はない。
(ピンヘッダ:ケーブル直付けならなくてもいいが、とりあえずつけておくと将来的にパッドを自作して拡張可能)
(基板)
(コンデンサ):あったほうがいいが、なくても何とかなるかもしれない。というか付け忘れたが何とかなっている。今後追加予定
はがきサイズの親指キーボードに使った部品
スイッチ:100個700円の小さいやつ92個
ダイオード:省略したが、とりあえず何とかなっている。(キーマトリックスが今どきのものと違ってバラバラ配置なので、同時押しによる回り込みは起きにくい)
被覆線:5〜10mくらい 350円? バラバラな分、被覆線を張り巡らせる必要があって面倒だし同じ色だとわかりにくいのは確か。
はんだ:結構いっぱい。350円?

合計:基板含め3000円しないくらい。
共通部分はピンヘッダ増設で通常サイズと共用可能であると考えると、2000円くらいで作れるといってもいいかも。
小さいですが、実物にあるキーは配置を変えつつ全部置けました。
キーの表示がないため、カナ入力に困るのが難点かも。
フルサイズのキーボード部品
最近流行りの自作キーボードと同じような感じにになります。
マイコン不要ですが、プレートが手作業カットor業者委託、PBCは業者依頼か空中配線となります。
私はプレート(とフロントパネル)はプラ板をカットして針金の支えを入れて強化しておき、PBCなしの空中配線で頑張る予定で部品を集めました。

プレート、フロントパネル、バックパネル:プラ板カット。うちにあったのでロハ、買っても1000円くらい。業者だと結構するっぽい。
キースイッチ:25円〜50円/1個 みたいな感じ。型落ち品が安いショップがあったので25円くらいで100個通販した。
キートップ:日本語の表示がないとカナ入力に困るのでそういう交換用キートップを3000円くらいで買った。日本語入力を暗記していればもっと安いものでよい。
ダイオード:100個100円。
被覆線:でかいから10m以上使いそう。
はんだ:同量だとすると350円
基板:なくてもいいかもしれないが、ケーブルかピンヘッダの固定用に少しほしい。デコーダを乗っけるにしてもほぼ場所はいらないし小さくていいが。

ということで、安さ重視でやって7000円くらいで作れそうです。
オークションの価格とあまり変わりませんが、キー配置を自分で決められるので、キー配置をいじったり変形キーボードにしたりもできるので、そういう意味ではありかもしれません。
プレート類やPBCを業者委託するともっと高くなりますが、そこまで行くといわゆるキーボード沼の世界になりますので素人の私には理解不能です。
まあ、一般的なコレクターは自作なんかしないと思いますがとりあえず報告まで。

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