11キーマクロパット「ELEVEN」を制作した話

#はじめに
マクロパッドを設計し何もわからない状態から少し分かる状態になる記事です。

目次
1.制作理由
2.試行錯誤
3.今後
#制作理由
ELEVENの制作を行おうと思った理由に、遊舎工房様主催のmeishi展の開催があります。
私自身はmeishi展にエントリーはしておらず、ただいつものように成果物だけをツイッターで眺めていました。
しかし、様々なmeishiを眺める中で「自分ならこうする」、「こういうのがあれば」など思うようになり、ある種の理想形が自分の中で形作られていきました。
それを形にしようと思ったのが主な制作理由です。

具体的には
マクロパッドとして運用
倍率、スクロール、音量を直感的に → ロータリーエンコーダ搭載
光らせたい → LED搭載
キースイッチテスターとしても使いたい → ホットスワップ（ソケット）対応（backlitは捨てる)
モード切り替えのようなことをしたい → ロータリースイッチ、OLED搭載
#試行錯誤
###－ELEVEN1.1～1.2
基板を設計するにあたり、まず参考にさせていただいたのがfoostanさん（[@foostan](https://twitter.com/foostan)）が作成された[meishiキーボード向け開発ガイド](https://github.com/foostan/mkbd/blob/master/developers_guide/developrs_guide_jp.md)です。
ELEVEN1.1～1.2では、ガイドを参考に1ピンに対し1スイッチを対応させていました。それに伴うピン不足により、ロータリースイッチではなくON-OFF-ONのトグルスイッチを搭載していました。


<img width="600" alt="1.2" src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/427123/ae791e44-f8f4-b454-054a-3c3969167426.png">

しかし、どうしても見た目が悪い（丸いエンコーダに対し、レトロなトグルスイッチ）のでどうにかしようとELEVEN1.3～ELEVEN1.5が誕生します。

###－ELEVEN1.3～ELEVEN1.5
ELEVEN1.3～1.5では、ピン数の不足を補うべくダイオードの使用を行いました。その再参考にしたのが、[crkbdの図面](https://github.com/foostan/crkbd/tree/master/corne-cherry/pcb)、[liliy58の図面](https://github.com/kata0510/Lily58/tree/master/pcb)です。ダイオードを使用したことにより、ピン数の余裕が生まれ、ロータリースイッチの搭載を検討できました。
用いたロータリースイッチは[NR01](https://www.marutsu.co.jp/pc/i/839445/)です。
<img width="500" alt="1.3" src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/427123/555e79a0-3907-acf6-7eea-6c760a490ec8.png">

###－ELEVEN1.6～ELEVEN1.9 
[plaid](https://recompile.net/posts/built-a-plaid-thk.html)のようにダイオードをパーツとしてではなく、魅せる見せ方をしたい。エンコーダーがスイッチより手前にあると、奥のスイッチが押しづらいことなどを改善しました。何故かココで右手使用前提になってしまいました。

配線が汚い。
!<img width="600" alt="1.8" src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/427123/53cd94d8-8069-4413-2394-b93b5c1de534.png">
回路もめちゃくちゃです。
<img width="600" alt="kairo" src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/427123/729a1394-075b-8c15-848a-1e19efd45b3e.png">

###－ELEVEN2.1～ELEVEN2.3
ここは革命前夜のようでした。回路は2層書けるという理解に限りなく近づいたのです。これは偶然でした。ホットスワップに対応しようと使ったフットプリントがリバーシブル対応のもので、赤色をすべて配線してもラッツネストが消えなかったことがきっかけです。
しかし、まだココでは2つのレイヤ－を理解することができず活かせませんでした。理由としては、赤色と緑色がなぜ分けられているのかわからず、なんとなく配線していたからです。

穴あけや、silkなどもデザインし全部わかったような気になっています。ですが、ホットスワップやLEDのフットプリントにリバーシブルのものを使用していたり、にもかかわらずプロマイクロは片面だったりと改善点だらけです。
<img width="600" alt="kairo2" src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/427123/bfbe0749-a2d3-475b-3451-bd8273cd2a07.png">
回路図も何故か独立していたスイッチ9がなくなったのはいいとしても、colとrowが意味的に逆になっていたり…
<img width="600" alt="kairo2" src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/427123/0efece08-bdda-3343-69b2-778152af601d.png">

###－ELEVEN2.4～ELEVEN2.5
革命が起こりました。2層構造を理解し、リバーシブルのフットプリントを片面に修正し、すべての配線を片面に収めることに苦心しました。
結果、本末転倒を招きます。

フットプリントも裏面のみに修正され、一見きれいに裏面に配線がおさまっているように感じられます。
<img width="600" alt=zumen" src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/427123/df3b804e-a2c0-19a2-ee49-3969ba6b4e94.png">

同じcol,rowの組み合わせがいくつもあり、スチッチの検出などできるはずがありません。
!<img width="600" alt=kairo3" src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/427123/a3340913-926f-ab00-7e60-cc56c80b1ee2.png">

###－ELEVEN_α
2.5以降も何度か問題に直面しましたが、これまでの経験や理解によって以前よりはるかに早い速度で修正と設計が進みました。途中どうしても片側で配線の終点と始点をつなぐことができず悩みましたがピアの存在を知ったことにより解決します。これは偶然[Ai03さん](https://twitter.com/ai03_2725)のvoyager50の設計ライブストリームを見ていて存在を知りました。

配線の綺麗さにこだわったつもりですが、汚いところもあり…
<img width="600" alt=zumenn1" src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/427123/8416040b-f3c9-5609-0f92-ace29b107204.png">

回路図は引き直しをしました。
<img width="600" alt=kairo4" src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/427123/19909e48-6816-d57b-85e7-be86f7ea6e2f.png">
しかし、ここで右手仕様になっていることに気づきます。
今までは特に疑問を持っていませんでしたが、発注の段階になり使用を具体的に考え始めると、マウスやペンタブを右手で使うのでマクロパッドは左手仕様が大前提であるべきだということに気づきました。

###－ELEVEN_LEFT_α
正直、左用に変えることは簡単だと考えていました。しかし結局すべてを消し、ネットリストを読み直すところからになりました。

時間がかかるかなと危惧していたが、意外とあっさりと完成
<img width="600" alt=kairo4" src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/427123/076ef864-c182-ca6d-60ce-06ec31dfcb78.png">

レンダリング画像
!<img width="600" alt=kairo4" src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/427123/b747375c-41bd-3ab8-5e3b-95e0b291fa2f.png">
#今後
1,とりあえずPCB製造サービスに最小ロットで投げてみる
2,ファームウェアを頑張る（ロータリースイッチによるillustモードやBrowsingモード、など5モードの実装や、それに伴うLED発光、OLED表示などなど）
3,紹介記事の作成
4,ELEVEN-LE構想の扱いを考える
5,少量でも販売できたら嬉しい