Clavier Squeezebox

J'ai conçu et fabriqué un clavier ergonomique split basé sur des idées que je voulais tester depuis longtemps. Les principales caractéristiques du clavier sont les suivantes :



  • Conception séparée
  • Colonnes égales de clés
  • Décalages de colonnes personnalisables
  • Décalage vertical réglable pour chaque doigt
  • Groupe de pouce à 6 touches




Clavier Squeezebox divisé





Côté gauche de la vue de dessus du clavier de la Squeezebox 21a



Position stationnaire





Mains posées sur les rangées du milieu et du bas



Je pense que le principal élément de conception qui distingue mon clavier des autres claviers similaires est la forme des rangées du milieu et du bas. Ils forment un angle aigu de 100 degrés et la position de départ des supports d'orteils sont les orteils de la rangée du milieu et les coussinets de la rangée du bas. Vous pouvez imprimer sur la rangée du milieu tout en gardant le contact avec la rangée du bas, et vice versa. C'est-à-dire que vos doigts n'ont pas besoin d'atteindre n'importe où pour appuyer sur deux touches.





Appuyez sur la rangée du milieu





En appuyant sur la rangée du bas



De plus, étant donné que les commutateurs sont à un angle si aigu, vous pouvez appuyer sur les deux avec un doigt tout en appuyant dans le coin. Les deux touches sont enfoncées et relâchées à l'unisson. C'est-à-dire qu'après avoir ajouté un combo QMK à la disposition, chaque doigt a trois symboles qui peuvent être pilotés sans atteindre n'importe où.





Accord à un doigt sur les rangées du milieu et du bas



Il y a aussi une rangée supérieure, qui est située et inclinée de manière à ce que vous ayez besoin de l'atteindre au minimum, c'est-à-dire que vous obtenez 4 touches par doigt. La rangée du haut est si proche que si vous l'atteignez, vous la manquerez. Vous n'avez pas besoin de lui tendre la main. Vous n'avez qu'à « penser » et vous serez dedans.





Appuyez sur la rangée du haut



Emplacement physique des commutateurs





Grille principale pour 4 doigts et cluster pour le pouce



Nous avons donc une grille 3x5 pour 4 doigts et 6 touches pour les pouces, donc il y a 21 touches pour chaque main, pour un total de 42 (cool !). Le groupe de pouces contient des paires de touches dans un motif de chaise longue : une touche est plate et l'autre inclinée en biais, ce qui les rend faciles à appuyer individuellement ou en accord. Une colonne au milieu est la position de départ du pouce, la seconde doit être enfoncée en déplaçant le pouce vers l'intérieur et la troisième en le déplaçant vers l'extérieur.



Ergonomie et personnalisation



L'espacement des rangées est conçu pour être aussi proche que possible des dimensions des interrupteurs Kailh Choc. Je savais depuis le début que j'avais besoin d'un arrangement encore plus serré, et si des commutateurs plus petits avaient été vendus, je l'aurais rendu encore plus compact, mais mon système est déjà proche de l'idéal.



La hauteur de chaque colonne est modifiée dans le CAO paramétré pour les murs avant/arrière, pour le réglage il suffit de saisir les paramètres et d'imprimer le nouveau mur. Fondamentalement, chaque colonne a sa propre hauteur de l'étagère qui la supporte.



Pour régler la portée, la colonne de chaque doigt est positionnée dans les fentes qui permettent de la déplacer d'environ 15 mm. Il suffit de desserrer un peu les boulons, d'ajuster les positions de chaque goupille, puis de serrer les boulons.





Support de



groupe de pouces pour ajuster la hauteur et la position X / Y Le groupe de pouces peut être relevé / abaissé en imprimant une longueur différente du cylindre du pouce. Vous pouvez le déplacer de gauche à droite et plus près le long de la grille de trous pour les douilles filetées. Jusqu'à présent, je n'ai essayé que deux positions, donc je n'ai inséré les douilles filetées que dans deux trous, mais en théorie, la douille filetée pourrait être insérée dans n'importe quel trou rond sous le bloc de pouce.



En outre, le cluster peut pivoter autour de l'axe du boulon qui le fixe au boîtier du clavier.



Mon objectif initial était de transformer un clavier en un appareil pouvant être personnalisé pour la plupart des gens. Cela peut probablement être fait en modifiant la hauteur des colonnes à l'aide de supports ressemblant à des pièces LEGO. Mais à ce stade, pour ajuster les hauteurs des colonnes, vous devez spécialement imprimer les détails. Tout le reste peut être réglé mécaniquement, au moins dans les limites de la longueur des fils.



Commutateurs nus



Pas de casquettes ! Les commutateurs Choc ont des tiges de tige idéales. La géométrie compacte que je voulais nécessite un espace extrêmement petit entre les commutateurs des rangées du milieu et du bas, et les capuchons gêneront. Vu de côté, vous remarquerez que le repose-doigts du dérailleur de la rangée inférieure pend légèrement au-dessus du support du dérailleur de la rangée du milieu. À proprement parler, les touches pourraient être utilisées sur la rangée supérieure et les groupes de pouces, mais elles n'ont pratiquement aucun sens, et je pense que le clavier a l'air cool sans eux. C'est comme un vélo à pignon fixe du monde des claviers. Les commutateurs sont tournés de 90 degrés par rapport à la position standard pour réduire l'écart de pression de la colonne pour chaque doigt individuel.



Connexion et soudure



J'ai énormément aimé certains de mes premiers prototypes. Par exemple, celui-ci, qui était un bloc vertical, il était ajusté dans deux directions avec plusieurs fentes.





Ce prototype avait l'air génial, mais souder à l'intérieur de tous ces boîtiers serait un vrai cauchemar.



Mais ensuite, j'ai réalisé qu'il n'y avait aucun moyen d'y entrer avec un fer à souder pour les connecter tous. J'ai dû abandonner plusieurs versions avant de choisir quelque chose qui pourrait être soudé.



La conception actuelle du mur amovible simplifie également le câblage manuel. J'ai fait trois étapes de soudure avec chaque interrupteur lorsqu'il a été complètement retiré du boîtier, puis je les ai collés en place. Cela a beaucoup aidé dans la construction. Avec ce schéma de travail, la connexion des fils peut se faire avec un seul mur fixe, donc de l'autre côté il y a beaucoup d'espace pour le fer à souder et déplacer les fils manuellement.





Soudure avant assemblage





Connexion des colonnes de doigt alors qu'un seul mur est attaché



Clés sous le repose-poignet



Pour la géométrie de pressage la plus confortable, la rangée inférieure de la Squeezebox nécessite un repose-poignet haut pour permettre à vos doigts de pendre par-dessus le bord et de toucher les touches.



Genouillère



Tout en bricolant avec le fouillis de deux claviers séparés sur mon bureau, j'ai accidentellement mis la Squeezebox sur mes genoux et j'ai réalisé que je pouvais aligner les accoudoirs de ma chaise avec les repose-poignets et obtenir une position très confortable. Les avant-bras reposent sur les accoudoirs de la chaise et les repose-poignets sont directement devant eux à la même hauteur. Le support peut également être une surface de souris au milieu. Par conséquent, pour l'instant, je prévois d'utiliser le clavier allongé sur mes genoux comme pose principale. Mais il est assez pratique de travailler avec elle même lorsqu'elle est allongée sur la table.





Genouillères et accoudoirs de chaise



impression en 3D



Cette version se compose de six parties distinctes. Je les connecte en perçant des trous dans les surfaces d'insertion des douilles filetées et en fixant les pièces avec des boulons M3. Je n'ai jamais utilisé de bagues filetées en impression 3D auparavant ; se sont avérés excellents, ils sont très faciles à modéliser et à monter avec un fer à souder. Je les adore et je les utiliserai dans de futurs projets.



Après le tranchage, aucune pièce n'a besoin d'être soutenue. J'ai imprimé une petite rondelle pour le boulon tenant le microcontrôleur Elite-C pour empêcher la tête du boulon de court-circuiter le PCB.



La croissance de mes compétences en modélisation est très visible au fur et à mesure que je travaille sur le projet. La modélisation des premières pièces et prototypes a pris de nombreuses heures de travail dans FreeCAD, j'ai recommencé plusieurs fois et créé de nombreuses versions des fichiers dans git. Mais à la fin du projet, j'ai modélisé la paroi intérieure avec de l'espace pour le connecteur RJ-9, le microcontrôleur et le port USB-C en moins d'une heure, et j'ai tout imprimé avec succès au deuxième essai.



Au tout début, je ne comprenais pas une chose simple qui s'est avérée très pratique : pour un clavier partagé symétrique, presque toutes les différences entre les côtés droit et gauche peuvent être traduites en effectuant une image miroir dans un programme slicer. Cela signifie que vous n'avez besoin de modéliser qu'une moitié en CAO.



Courbe d'apprentissage



En général, la formation n'est pas très différente de mon ergodox habituel, d'autant plus que j'ai progressivement réduit le nombre de touches de mon ergodox au fil des années, apprenant de nouvelles fonctionnalités QMK et techniques de mise en page. Cependant, le changement est suffisamment drastique pour réduire ma vitesse de frappe de 60 mots par minute à 20 mots par minute. Je n'ai pas encore beaucoup tapé, car j'améliore encore la disposition du clavier dans le domaine de la ponctuation et d'autres aspects. Je suis persuadé qu'après une semaine ou deux d'entraînement en soirée, j'aurai gagné suffisamment de vitesse et de précision pour passer à une utilisation quotidienne.



Détails des parties du clavier



J'ai utilisé des interrupteurs Kaihl Choc Red - des interrupteurs linéaires, discrets et silencieux avec une faible force d'actionnement. J'ai utilisé Elite-C comme microcontrôleurs. Les parties du clavier sont connectées par un câble RJ-9 et une configuration série logicielle. Les douilles filetées sont conçues pour les boulons M3. Dans l'ensemble, il s'agit d'une approche assez standard pour fabriquer un clavier maison par câblage manuel.



Dispositions clés



Mon bras souffrait d'entorses chroniques des tendons lorsque le petit doigt a tendu la main vers la colonne externe et a appuyé sur une corde avec Shift sur mon ergodox. J'avais donc une forte motivation pour réduire la charge sur le petit doigt et transférer la charge sur le pouce, à cause de cela dans mon il n'y a pas de colonnes hors des petits doigts sur le clavier. Shift et Control / Escape déplacés sous le pouce (et / ou dans un combo QMK, mais je travaille toujours dessus), et Tab déplacé vers la couche de navigation, de sorte que le petit doigt n'a plus qu'à appuyer sur les touches des lettres. Un jour, je vais probablement passer à un circuit qui minimise le stress sur les petits doigts, par exemple, BEAKL, mais je ne voulais pas m'y habituer en maîtrisant un nouveau clavier.



J'ai laissé une colonne intérieure sur laquelle faire glisser parce que je voulais conserver la couche de base pour Dvorak, donc je n'ai pas sauté directement à quelque chose de nouveau. C'est-à-dire que la colonne intérieure n'est vraiment nécessaire que pour faciliter ma transition vers le nouveau clavier, mais je finirai probablement par créer une disposition qui ne l'exige pas et m'en débarrasser. Pour réduire la distance dont le doigt a besoin pour se déplacer latéralement, les deux colonnes intérieures sont situées sur la même plaque, de sorte que l'écart est assez petit - seulement 2 mm.



Le processus d'exploration des possibilités, y compris les modificateurs, n'est pas encore terminé. J'ai testé les modificateurs de la ligne principale, mais avec Dvorak, ils sont très sujets aux faux positifs sur la main droite avec des combinaisons comme th et ns, je les ai donc déplacés vers la couche inférieure de mon ergodox. Mais si vous mettez des modificateurs dans la rangée du bas de la Squeezebox, vous ne pouvez pas créer de combos avec eux, c'est pourquoi je perds beaucoup du potentiel de cette conception. Je suppose que la prochaine fois, j'essaierai des modificateurs uniquement pour Ctrl et Alt sur la rangée du haut afin que je puisse frapper des combos à un seul doigt dans les rangées du milieu et du bas. Avoir autant de touches pour les pouces crée de nombreuses possibilités, en particulier pour les actions qui ne sont nécessaires qu'occasionnellement.



Si vous êtes curieux de connaître les détails, alors dans mon la fourche QMK a ma disposition.



Vidéo





Conclusions sur la création d'un clavier maison fonctionnel



C'était un projet très excitant. Je voulais le mettre en œuvre depuis que j'ai décrit pour la première fois le concept de touches inclinées à mon collègue clavier Michael Sloane en janvier 2020. Mon expérience avec la CAO et l'impression 3D était très faible et je n'avais jamais créé de CAO paramétrée auparavant, j'ai seulement travaillé un peu avec TinkerCAD et SketchUp. La paramétrisation est absolument essentielle pour des projets comme celui-ci, j'ai donc fait quelques recherches sur la pile logicielle dactyl manuform (clojure, openscad), mais j'ai fini par tout simuler dans FreeCAD avec de bons résultats.





Projet FreeCAD montrant les paramètres de la feuille de calcul et le modèle de mur principal



Ce projet a nécessité au moins deux mois de travail important le soir et le week-end, ainsi que le développement d'un grand nombre de prototypes (plus de détails ci-dessous). J'ai déjà soudé plusieurs kits de clavier, mais je n'ai jamais connecté les fils manuellement ni configuré le micrologiciel QMK moi-même. J'ai beaucoup souffert avec le micrologiciel du microcontrôleur et la façon de lier les connexions filaires au micrologiciel. Je suis reconnaissant aux nombreuses personnes sur les forums sur Discord et Slack qui ont répondu à mes questions et m'ont aidé avec des problèmes chaque semaine.



Plans pour la nouvelle version



Ce que je n'aime pas dans cette version, c'est que l'angle entre les rangées supérieure et médiane de l'annulaire et du majeur est trop prononcé. Je ne peux pas vraiment taper dans la rangée du haut avec mes doigts comme prévu. Au lieu de cela, les ongles rayent le capuchon. C'est parce que j'ai conçu à l'origine une orientation verticale de style joystick dans laquelle cet angle est correct. Mais au cours du travail, je suis passé à l'orientation horizontale et je n'ai pas compris que cela affecterait la géométrie. Cet angle est idéal pour l'index et l'auriculaire, ce qui est un peu étrange, mais dans la prochaine version, la rangée supérieure pour l'annulaire et le majeur sera toujours presque plate, à environ 170 degrés.



J'ai ajouté des rainures pour les aimants afin de pouvoir monter le clavier et les repose-poignets sur une plaque d'acier collée à un morceau de contreplaqué de 1/2 "pour le support de genou. Je peux peut-être remplacer le câble RJ-9 enroulé par un câble plat pour qu'il peut être fixé au contreplaqué et le faire passer le long du bord, libérant ainsi complètement le centre du support de la souris (ou pour le café lorsque le clavier est sur la table).



Dans cette conception, je n'ai pas pris en compte le besoin d'espace pour le bouton de réinitialisation physique, car je pensais que je ferais la clé de réinitialisation dans la mise en page. Cela s'est avéré être une décision très optimiste, alors j'ai dû la coller et elle pend aux fils. Dans la prochaine version, je trouverai un endroit approprié pour cela. Je m'attendais à ce que la configuration et le clignotement de QMK soient un processus assez rapide et je n'ai besoin que de quelques clignotements. Comme j'avais tort. J'ai passé quelques jours entiers à déboguer un comportement étrange: au début, 39 touches sur 42 fonctionnaient, puis soudainement aucune d'entre elles ne fonctionnait, puis accidentellement seule la rangée du bas a commencé à fonctionner, puis tout a commencé à fonctionner, mais les touches étaient à l'opposé commande, et ainsi de suite.



Je vais ajouter un simple mur extérieur qui se fixera aux murs principaux via des bagues filetées. Cela garantira que toute la structure est positionnée uniformément.



J'envisage également de repenser complètement le cluster pour les pouces. Je vais probablement placer les clés de la rangée du haut les unes à côté des autres.



J'ai une bobine de PLA Prusament noir qui aura fière allure avec les commutateurs Choc Red.



De longues semaines de prototypage





L'un des premiers prototypes verticaux avec deux niveaux de réglage au moyen de fentes et de fentes.Au



départ, je pensais que ce serait une structure verticale utilisée comme un joystick, similaire au Concertina de Viktor Aikman. Après un grand nombre de prototypes, j'ai décidé de laisser tomber cette exigence supplémentaire de complexité et d' opter pour une mise en page d'inclinaison horizontal standard.



J'ai choisi le nom "Squeezebox" car la position des mains et le serrage des touches le faisaient ressembler à un accordéon ou un accordéon. Squeezebox est un terme d'argot pour de tels outils. Même après avoir décidé de concevoir le design horizontal, le nom a été conservé parce que les boîtiers ressemblaient à des boîtes et que les touches d'angle étaient pressées, donc c'était bien.



De plus, je suis très intéressé par l'orientation verticale combinée à la pression des commutateurs, car j'avais l'habitude de jouer du saxophone et j'aimerais ressentir des mouvements similaires lors de la frappe.





Prototype vertical, réglable par rangées de fentes et de boulons.



La disposition des colonnes principales de quatre doigts que j'ai implémentée très rapidement. À cette époque, je commençais tout juste à apprendre la modélisation 3D paramétrique dans FreeCAD, j'ai donc eu quelques difficultés avec la mise en œuvre de mes idées dans le programme. Pour créer un ajustement bidimensionnel (avant-arrière, haut-bas), de nombreux prototypes ont dû être construits et presque deux bobines complètes de filament PLA ont dû être utilisées. J'ai eu des structures à fentes, des structures boulonnées, des attaches magnétiques, des structures adhésives, maintenues ensemble comme des pièces LEGO, etc. Certains de ces prototypes étaient difficiles à câbler ensemble, donc après avoir obtenu les bonnes positions, la partie la plus difficile a été de connecter les fils manuellement.





Deux prototypes de joystick avec bases magnétiques





Jardin prototype



Album entier avec photos de montage



L'album contient plus de 150 photos et peut être consulté sur Flickr .






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