Utilisateur:Jeff/atelier clavier

Cette page est destinée à centraliser quelques ressources utiles pour se faire un clavier.

Il commence à y avoir beaucoup de monde qui veut se faire son propre clavier, c'est pas mal du tout. Dans les projets de status de l'association Ergodis il y a une petite note là dessus, il faudrait confirmer cet objectif, même si pour moi c'est plus fait à titre ludique quand dans un réel objectif d'ergonomie.

Objectif

L'objectif de cette page est de donner quelques orientations pour aider quelqu'un voulant se fabriquer ou modifier un clavier. Ce n'est pas un guide de construction pas à pas, l'objectif est d'assister la créativité, pas de la tuer.

Liens utiles, références

Généralité et référence

Explorer le site Bépo, en particulier :

• En savoir plus
• Ergonomie
• Claviers

À ne pas rater

Forums dédiés aux claviers, principalement mécaniques :

• DeskThority.net
• GeekHack.org

Sites de "bricolage" électronique

• hackaday.com
• instructables.com

Divers

• reddit.com/r/mechanicalkeyboards et reddit.com/r/keyboards/, en particulier pour les liens sur la droite des pages. Ça permet surtout de tomber sur des trucs du genre Clavier en bambou

Éléments techniques utiles

• matriçage des interrupteurs (http://www.dribin.org/dave/keyboard/one_html/)
• USB
• I2C
• PS2

Exemples de réalisation

La chasse est ouverte !

Extérieures

• Chordite / prototype
• Ergodox / Commande groupées
• Key64 / prototype
• XYNV clavier matriciel en deux partie / prototype
• microswitchs clavier a microswitchs / prototype
• Komar / prototype
• steampunk input set / prototype
• numpad / prototype
• Kmac / commande groupée
• clavier en deux partie / prototype
• keyglove-wearable-input-device / prototype funded
• textskin / prototype
• Clavier recouvert de cuir / prototype
• Trackball intégrable au clavier / prototype
• Transformer une machine à écrire en clavier / industrialisé

avec stade, idée, projet, réalisé, industrialisé

Au sein du site Bépo

• TypeFauvix / Concept
• TypeRobix / Concept
• XavierC / Concept
• Sinma / Concept
• Cladeon / Prototypes
• TWalErgo / Concept

Avant projet

Cible

Est-ce que l'on veut créer la nouvelle référence mondiale en terme de forme de clavier, répondre à un besoin spécifique (handicap) ou juste faire un truc original ?

Il est utile de cerner l'objectif recherché. On ne fera pas le même clavier si l'on veut pouvoir :

• travailler avec les pieds sur le bureau ;
• taper ses mémoires en conduisant, ou en faisant du tapis roulant (vélo d'appartement...) ;
• recopier un texte manuscrit que l'on veut placer entre les mains ;
• réduire l'encombrement sur le bureau ;
• faire le clavier le moins collègue-friendly possible ;
• faire un clavier pédagogique pour enfant ;
• ...

Nom du projet

Ou comment sortir des type-machin et des truc-ergo.

Formes

Forme globale

• à plat, le plus classique
• en bol mode Kinesis
• monobloc / multibloc, «splité»
• vertical
• sous le clavier type alphagrip
• autre, façon suka
• par accord, chordite, gkos, Jellyfish

positionnement des touches

• dessus/dessous
• pédale
• dental (ou incisif ?)
• latéral
• frontal
• sous le pouce
• au dessus des doigts (action par extension)
• en retour sous les paumes
• par appui des paumes
• coup de poing (pour Ctrl alt Supp par exemple)

forme de disposition

• décalé façon machine à écrire
• orthogonal façon typematrix
• «patte d'ours» façon ergodox
• en éventail (les doigts s'écartent quand on ouvre la main)

outil de modélisation

• libreCAD
• Blender

TODO lien vers outil, vers tutorial, vers des exemples

Disposition

Forcément la disposition sera fonction de la forme du clavier, et probablement inversement.

• nombre de touches
  • multiplication
  • Réduction (“a reduced matrix layout…”)

outils

• papier crayon
• Inkscape pour diffuser son travail au format SVG.
  • liens vers tutorial, vers des exemples
  • http://screencasters.heathenx.org

Logique de fonctionnement des touches

• rôle des touches
  • envoi de commande
  • changement de layout
  • émission de caractères
  • changement état du clavier

• logique des modificatrices
  • instable
  • stables

• touches programmables

• touche unique pour les parenthèses "()" et tous les signes ouvrant nécessitant un signe fermant (cf HP48)
• touche unique pour dérouler les accents du dernier caractère saisi

Idées pour réalisation matérielle

Mode de prototypage

• tôle
• pâte à modeler

Types de touches

Il faudrait définir précisément ce qu'est un clavier. Dans un premier temps c'est un outil qui capte une action manuelle de l'utilisateur, l’interprète et la transmet à un ordinateur sous forme de commande ou de texte (c'est pas suffisant et ne permet pas de distinguer un clavier d'une souris, mais ça suffira pour la suite du paragraphe).

Les moyens techniques destinés à capter l'action de l'utilisateur peuvent être multiples. Le plus simple est l'interrupteur, mécanique ou optique pas exemple, mais on peut aussi envisager une surface capacitive, des accéléromètres, des potentiomètres ou des jauges de contrainte.

Interrupteur

Interrupteurs dédiés

Pour avoir un aperçu des différents interrupteurs existants, ou ayant été commercialisés, consulter la page List_of_all_keyboard_switches du wiki Deskthority. On peut citer en particulier :

• Cherry MX et leur écosystème coloré, ML... ;
• Matias Alps.

L'utilisation des switchs facilite la création d'un clavier, il suffit d'assembler les interrupteurs et de les câbler. (voir ci-dessous "fixation des switchs spécifiques")

• plaquette Cherry (spécification, dimensions)
• infos complémentaires en ligne

TODO mettre les liens vers la documentation de référence de ces interrupteurs (dimensions, type de montage)

Interrupteurs standard

• à bascule
• instables

Interrupteurs spécifiques

• DIP, surtout pour la configuration
• roues codeuse (très pratiques si on veut avoir 10 «pages» programmées)
• thumb hat sur les joysticks (4 ou 5 positions)
• rotacteurs, interrupteurs rotatifs multipositions

membranes

Les membranes sont des simplifications d'interrupteurs, faciles à faire.

Les deux systèmes suivants peuvent être utilisés :

• membrane à feuillet unique,, la touche ferme le contact ;
• membrane à trois feuillets, la pression fait le contact entre le circuit du dessus et le circuit du dessous . Les trous de la membrane intermédiaire peuvent être fait à l'emporte pièce.

Le circuit peut être réalisé en cuivre (voir ci-dessous) ou à la peinture conductrice (à tester).

Pour actionner les interrupteurs, il est possible d'utiliser des dômes en caoutchouc. Dans certains clavier, les dômes sont individuels et facilement utilisable . Pour adapter une touche c'est une autre affaire...

Optique

• Interrupteurs par rupture de faisceau pour détection sans contact.
• détecteur de proximité IR

Capacitif

• Utilisation de touchpad,
• matrices capacitive en utilisant les ports Capacitive Touch des MCP430 (MSP430_Low_Cost_PinOsc_Capacitive_Touch_Keypad)

Autres

• potentiomètres : Un potentiomètre linéaire et un bouton => un clavier pour violoniste. C'est pas plus dur que ça.
• jauges de contraintes
• micro pour détection du lieu d'un frappe sur une surface
• accéléromètres

Cabochons

Pour avoir de jolies touches, éventuellement avec des indications d'usage dessus. Les cabochons spécifiques aux interrupteurs cherry peuvent se trouver facilement (commandes groupées). Consulter la page Keycaps du wiki Deskthority.

Comment indiquer les caractères sur les cabochons ?

• autocollant voir la page Autocollants
• gravure (mécanique, laser)
• décalcomanie et vernis (résistance ?)
• pyrogravure

Processeur

• Teensy
• stellaris launchpad. Pas encore testé
• puce PS2
• extension IO sur I2C (MCP23008, MCP23017)
• registres à décalage
• module bluetooth
• autres exemples de solution controllers et Chameleon

Firmware

Une technique simple est d'enregistrer le mappage des touches dans des «pages» représentées dans le code par des tableaux. Les majuscules et les minuscules ont chacune une page.

En utilisant des tableaux de pointeurs, il est possible qu'une touche donne accès à un caractère, une chaine ou une fonction.

TODO exemple d'utilisation des pointeurs de fonctions

Teensy

Les différentes «pages» de configuration de touches prennent pas mal de place en RAM. Lorsqu'il y en a trop, ça dépasse la capacité du processeur qui donne des résultats imprédictibles. Il faut alors stocker ces pages dans la mémoire de programmation (PROGMEM) et utiliser des fonctions spéciales pour y accéder.

TODO exemple d'utilisation PROGMEM

Boite

Fixation des interrupteurs spécifiques

La fixation des interrupteurs peut se faire sur BCP ou sur plaque ajourée.

La fixation sur PCB est probablement la plus simple mais doit être réservée aux claviers plats (ou presque) .

Pour une fixation sur plaque, pour une construction plus rigide ou suivant une forme non plane, différentes solutions sont envisageables :

• support cherry MX par treillis en bois
• support de switch dans du contre plaqué
• sur plaque métallique ajourée ;
• sur plaque en PVC, si on ne veut pas percer du métal et que l'on veut une pouvoir former la plaque.

Pour le treillis en bois, il doit être possible d'utiliser des baguettes de modélisme naval (3*5mm et 5*8mm). Pour des exemples par impression 3D, voir le travail de Suka sur DT.

Matériaux

• bois
• métal
• plastique
  • impression 3D

Par exemple boite de clavier en bois

Câblage

• Diodes
• matrice
• matrice suspendue, facile et efficace
• Cherry PCB

Le cuivre adhésif en rouleau destiné à créer les vitraux tiffany permet de faire des pistes. C'est un matériaux souple, adhésif, soudable, très utile en fait. Contrairement à l'aluminium, le cuivre accroche la soudure classique à l'étain et ne requiert pas d'outillage sophistiqué. Utilisé pour faire des blindages électromagnétiques dans les guitares, il est donc vendu en plaques autocollantes par des magasins de musique comme chez Thomann.

« Attention à vos doigts, ça coupe » XavierC

Pour connecter de l'aluminium sans le souder, il est possible d'utiliser du vernis conducteur destiné à réparer les circuits de dégivrage automobile.

TODO Photo

Retours visuels

• diodes
• écran

référence pour la position des mains

• ergots sous les index (point ou ligne)
• cabochons avec une structure en relief : texturé ou ayant un marquage gravé en creux
• autre solution ?

Système de pointage intégré

• minijoystick
• trackpoint
• easypoint
• touchpad
• joystick

divers

• récepteurs IR
• HP
• prise USB

Outillage

La difficulté est de faire la part des choses entre les différents types d'outillage :

• celui qui est utile ;
• celui dont on a besoin ;
• celui dont on rêve ;
• celui dont on ne se servira qu'une fois.

On peut résumer à :

• celui qu'on a ;
• celui qu'on n'a pas.

Il est souvent plus pertinent de sous-traiter certains travaux ou de faire avec les moyens du bord.

Ce qui peut toujours servir :

• un fer à souder ;
• un multimètre ;
• ...

Accessoires

Emballage

Pour transporter son clavier :

• Custom keyboardbag par KennyR
• Pochette Typematrix 2030

idées de récupération

• Il est possible de trouver des switchs dans certains vieux claviers. Vérifier leur valeur avant de les démonter, c'est toujours dommage de détruire une pièce de collection.
• puces PS2 ou USB provenant de vieux clavier
• nappes de disque dur
• câble téléphone / RJ45
• leds (attention cependant à leurs tensions d'utilisation)