Freie Soft- und Hardware in der Welt der Tastaturen (Seite 3)

Open Hardware

Neben freier Software gehört mittlerweile auch Open Hardware zum guten Ton. Der Begriff Open Hardware steht für Hardware, deren komplette Pläne und Herstellungsdaten unter einer Lizenz stehen, die denselben Zielen folgt wie freie Software. Dazu zählen Platinenlayouts und Dateien zum 3D-Druck von Gehäusen, aber auch Schaltpläne für Mikrocontroller und Mikrochips.

Es gibt verschiedene Organisationen, die sich dem Thema Open Hardware verschrieben haben. Am meisten Einfluss scheint bisher die Open Source Hardware Association (OSHWA [35]) in der Szene zu genießen, denn deren Open Source Hardware Logo [36] gilt als De-facto-Standard, möchte man Hardware optisch als Open Hardware auszeichnen (Abbildung 5). Es ziert Hardware, die der Open Source Hardware Definition [37] entspricht.

Abbildung 5: Open Source Hardware Logo von Macklin Chaffee und der OSHWA unter Creative Commons Same Attribution (CC-SA) License.

Freie Mikrocontroller

Man mag es fast nicht glauben, aber der wahrscheinlich am weitesten verbreitete Mikrocontroller, der nicht direkt auf der Tastaturplatine sitzt, ist Open Hardware: der Arduino-kompatible und ATmega32U4-basierte SparkFun [38] Pro Micro [39]. Ihn gibt es seit Kurzem sogar in einer Variante mit dem RP2040-Mikrochip (ARM Cortex-M0+ mit zwei Kernen) der Raspberry Pi Foundation, ebenfalls als Open Hardware [40].

Zum Erfolg des Pro Micro hat sicher sein Status als Open Hardware beigetragen: Nicht nur SparkFun fertigt ihn, sondern auch viele No-Name-Hersteller in China. Deren dank Open Hardware völlig legale Klone kosten meist nur ein Viertel des originalen roten Pro Micro von SparkFun. Der Autor des Blogs http://40percent.club sammelt in der Kategorie Dinge, die Pro Micro genannt werden Informationen zu den Kopien und vergleicht seit einiger Zeit die Klone mit dem Original [41].

Aber der Pro Micro ist mittlerweile nicht mehr der Jüngste. Einige Nutzer wünschen sich mehr RAM oder mehr Flash-Speicher, andere einen schnelleren Prozessor, und wieder andere benötigen mehr Anschlüsse. Letztere braucht man vor allem dann, wenn man größere Tastaturen bauen möchte – eventuell ein Grund, warum es in der Szene deutlich mehr Bausätze für kleine Nicht-Standard-Tastaturen gibt. Ein anderer Grund ist aber sicher, dass Open Hardware oft wegen eigener Vorstellungen und Wünsche entsteht und damit sowieso vom Standard abweicht. Zudem gab es immer wieder Berichte über abgebrochene Micro-USB-Buchsen an Pro Micros.

Entsprechend gibt es auch modernere, zum Fußabdruck des Pro Micro kompatible Alternativen, die als Drop-in-Ersatz dienen können. Allerdings scheinen die beiden bekanntesten davon, der Elite-C und der Proton-C, dann doch wieder keine oder nur teilweise Open Hardware zu sein. Beiden gemein ist, dass sie mehr I/O-Pins aufweisen als ein Pro Micro und über einen Reset-Knopf (zum Flashen benötigt) direkt auf der Platine sowie einen USB-C-Anschluss verfügen. Letzterer ist auch der Grund für das C im Namen beider Produkte. Die Tabelle “Mikrocontroller im Vergleich” fasst verschiedene Eigenschaften der genannten Mikrocontroller zusammen.

Der Elite-C [42], mittlerweile in der vierten Generation verfügbar, zielt auf einen stabilen und (seit Version 4) flacher verbauten USB-C-Anschluss sowie das Ausnutzen von mehr Pins des ATmega32U4 ab. Fünf der zusätzlichen sechs Pins liegen auf der Kante, die der USB-Buchse gegenüberliegt, ein weiterer direkt neben der USB-Buchse. Somit ermöglicht der Elite-C den Bau größerer Tastaturen.

Hinter dem Proton-C [43] steht das Entwicklerteam des QMK-Projekts. Er ist zwar wie bereits erwähnt hinsichtlich des Fußabdrucks kompatibel zum Pro Micro, besitzt aber dennoch einen abbrechbaren Anhang, in dem die zusätzlichen Pins und ein Lautsprecherrahmen sitzen. Er nutzt statt eines ATmega32U4 einen STM32F303xC (ARM Cortex-M4). Für den Proton-C findet man auf der Github-Seite des QMK-Projekts zwar ein Repository namens qmk_hardware [44], in dem Dateien und Verzeichnisse mit dem Namen proton_c liegen. Das eigentlich dort erwartete Platinenschema sucht man jedoch vergeblich [45].

Die bereits erwähnte TKL-Tastatur Env-KB von Adam K. “Envious” ist eine der wenigen freien Tastaturen in klassischen Formaten. Der Quellcode steht unter der GPLv3. Wie sich in Abbildung 6 gut erkennen lässt, nutzt die Env-KB den neuen Raspberry Pi Pico als Mikrocontroller.

Abbildung 6: Das Env-KB mit dem Raspberry Pi Pico als Mikrocontroller. (Quelle: Envious-Data)

Planck und Preonic

Das 4 x 12 Tasten große Planck und sein mit 5 x 12 Tasten um eine Tastenreihe größerer Bruder Preonic [46] von Jack Humbert (Abbildung 7) gelten in der Szene bereits als Klassiker. Das Planck gibt es schon in der sechsten Generation, das Preonic in der dritten.

Abbildung 7: Das Drop Preonic V3 des Autors mit Hi-Pro-Metallgehäuse. Man beachte die dank freier Programmierbarkeit um eine Spalte nach rechts rotierte zweitunterste Tastenreihe.

Da es sich bei beiden Tastaturen um Open Hardware handelt, gibt es wie beim Pro Micro auch hier nicht nur einen Hersteller. Der amerikanische Nischen-Spezialist Drop (ex: Massdrop) verkauft die beiden Modelle ebenfalls, gebaut nach denselben Plänen, aber hergestellt in einer anderen Fabrik [47].

Gherkin, Alpha28, Pain27

Die ortholineare 30-Prozent-Tastatur Gherkin [48] von http://40percent.club (Abbildung 8) – in gewisser Weise ein kleiner Bruder vom Planck – ist so beliebt, dass der Entwickler auf seiner Webseite Kopien an den Pranger stellt [49], die nicht die CC-BY-SA-Lizenz der Tastatur einhalten und verschweigen, von wem das Projekt stammt. Das Keyboard gibt es in verschiedenen Varianten, zum Beispiel bei Keyhive [50] und Worldspawn’s Keebs [51] .