Rappel du projet
Bonjour tout le monde, je suis Valentin Pohu, Président de Cairn Devices une entreprise qui conçoit un ordinateur portable modulaire et Open Hardware en France !
Rappel de notre dernière dépêche : https://linuxfr.org/news/open-computer-v0-1-preuve-de-concept-d-un-ordinateur-portable-modulaire-sous-gnu-linux
Nous n’avions pas donné de nouvelles sur LinuxFr depuis fin 2019… Il fallait donc y remédier !
Cairn Devices
Où en sommes-nous ?
Nous sommes en pleine prévente pour le premier module industrialisé de l’ordinateur portable modulaire, le clavier !
Il s’agit d’un clavier mécanique entièrement personnalisable, compatible avec notre ordinateur, mais aussi avec vos appareils habituels (PC, smartphone, tablettes | Linux, Windows & MacOS). Rétroéclairé et ergonomique, il sera entièrement fabriqué en France !
Plus d’informations ici : https://www.kisskissbankbank.com/fr/projects/cairn-mesa-key
GIF personnalisation du clavier
Nous vous racontions dans notre dernière dépêche que nous avions réalisé un prototype fonctionnel complet. Depuis, nous en avons fait bien d’autres. Nous avons un prototype très avancé tant au niveau fonctionnel qu’esthétique de la base de l’ordinateur portable modulaire. Cependant, nous avons encore du travail à faire sur l’écran et la charnière qui relie les deux éléments.
L’élément qui saute aux yeux tant sur le clavier que sur la base ce sont les vis. C’est un choix voulu et assumé ! L’idée a émergé au cours de notre travail avec le studio de design parisien L’Atelier Universel. Nous voulons, par le design, rendre la logique de démontage évidente pour l’utilisateur. Ne plus donner l’image d’un produit magique ou d’une boite noire, mais montrer ce qu’est un produit industriel. C’est aussi très inspiré par les montres de Bell&Ross. Nous avons également joué avec l’esthétique maker (l’utilisation de l’impression 3D FDM est à la fois un choix économique, technique et correspond à nos valeurs).
Nous avons également beaucoup travaillé avec l’Atelier Universel sur la lisibilité du produit : rajouts de détrompeurs visuels et ajout des QR codes. Les QR codes amèneront à terme les utilisateurs vers la notice ou des informations techniques sur le composant.
QR-code prototype
QR-code prototype suite
Pour rappel, voici la liste des blocs marqués sur cette photo :
– Bloc SSD
– Bloc Carte réseau (NET)
– Bloc CPU
– Bloc Ventilateur
Sur l’autre face se trouvent deux emplacements, un pour le touchpad et un autre pour le fameux clavier.
Un des rendus du travail de design
Si vous aviez déjà suivi nos aventures, vous vous demandez comment nous avons réussi à faire tout ça. Nous avons eu un peu de soutien :
– Eurométropole de Strasbourg via les dispositifs SEVE et Tango&Scan (en partenariat avec l’association Creaccro),
– Région Grand Est avec l’aide à la R&D.
Ces aides nous ont permis de nous équiper avec :
– imprimantes 3D : CR-30, Snapmaker 2.0, Elegoo Mars, Anycubic Chiron
– presse à injection plastique manuelle : Holipress (enfin du matériel Français)
– matériel électronique divers et varié.
Nous avons également pu prendre des stagiaires via SEVE. Nous remercions chaleureusement Lucas, Cyril, Victor et Thomas qui ont fait un bout de chemin avec nous au cours de leurs études. Citons aussi Pablo qui a effectué son stage de fin d’études chez Cairn Devices et qui est devenu notre premier salarié.
Depuis septembre nous avons également intégré trois alternants, grâce aux aides annoncées par le gouvernement (aide que finalement nous ne touchons pas pour une raison encore inconnue…). Saadat et Lucie au marketing et à la communication, mais aussi Kaiwen qui œuvre comme assistant de direction, afin de me libérer du temps pour la technique.
Photo équipe
Autre changement majeur Aurélien, un des cofondateurs de Cairn Devices, qui était notre directeur général chargé de la stratégie et du marketing est parti voguer vers d’autres aventures.
Avec toutes ces machines et l’agrandissement de l’équipe, nous avons bien entendu déménagé pour des locaux plus grands avec une pièce dédiée à l’atelier. Bon en vérité nous avons déménagé d’un étage.
Depuis le début de l’article je parle « d’ordinateur portable modulaire », mais c’est très long comme nom, et « clavier de l’ordinateur portable modulaire » ce n’est pas très adapté non plus comme dénomination.
Comment sommes-nous arrivés à faire un choix ? Si vous croyez que tout s’est déroulé d’une traite, vous vous trompez. Après plusieurs réunions, beaucoup de réflexions, de recherches et de tentatives nous avons choisi l’univers. Nous voulons que les noms de nos produits aient un univers commun, coordonnés avec les valeurs de l’entreprise, avec ce que nous proposons.
Il nous fallait donc les noms définitifs. Là aussi, nous avons consacré beaucoup de temps à trouver des noms faciles à prononcer et à écrire, pas trop longs, pas trop courts…
Nous avons fait le choix d’univers suivant : les montagnes. Pourquoi les montagnes ? Tout d’abord, elles font directement penser aux cairns, donc le rapprochement entre le nom de l’ordinateur et le nom de l’entreprise est évident. Puis, nous y retrouvons l’idée du Libre, d’ouvert à tous… Un nom parfait pour notre produit !
Nous sommes heureux de vous présenter… le Cairn Mesa (=ordinateur portable modulaire) et le Cairn Mesa | Key (=clavier de l’ordinateur portable modulaire) ! Les autres modules se déclineront de la même façon, par exemple, le touchpad se nomme le Cairn Mesa | Touch.
Pourquoi « Cairn » ?
Le Cairn, ce tas de pierres, que l’on trouve aux bords des chemins de randonnée est porteur d’une symbolique importante pour nous. Si on le trouve aux bords des chemins, c’est pour guider le promeneur, tout comme nous souhaitons guider l’utilisateur vers de l’électronique plus durable. Dans un Cairn, il y a aussi cette notion, que chacun peut ajouter sa pierre à l’édifice, c’est ce que nous matérialisons par l’Open Hardware.
Qu’est-ce qu’une « Mesa » ?
« Mesa » est un terme de géomorphologie pour désigner un sommet tabulaire… bon en français courant ça veut dire que c’est une montagne plate. Mesa en espagnol signifie « table ». On en trouve surtout dans les Amériques (Monument Valley, Mont Roraima…), mais on peut aussi citer la Montagne de la Table à Cape Town ou le mont Aiguille en France.
IMAGE MESA
Qu’avons-nous réalisé durant ces deux dernières années ?
Une certaine épidémie a beaucoup entravé notre travail en 2020. Nous avons participé à l’effort de guerre pendant le premier confinement en imprimant en masse des visières pour les hôpitaux de Strasbourg avec d’autres makers de la région.
Premier gros changement, nous avons changé de carte mère. Son format était bien trop contraignant et puis, une carte mère de PC modulaire qui ne suivait aucun standard c’était paradoxal.
Normalement, c’est le moment où vous devriez être confus, car un facteur de forme pour une carte mère d’ordinateur portable, cela n’existe pas. Donc nous avons travaillé sur l’intégration d’une carte mère au format Thin-Mini-ITX dans la base de l’ordinateur portable modulaire. En réalité le format n’est pas si « Thin-Mini », cela reste assez difficile à intégrer dans le boîtier. Nous avons dû pas mal négocier avec le fabricant pour retirer certains éléments non pertinents.
Pour revenir sur cette histoire de vis, il est vrai qu’au départ nous n’en voulions pas. Au point, qu’on s’était surnommé « Cairn SansVis ». Sauf que les assemblages à clips sont faisables, mais complexes. Cela fonctionne très bien sûr des châssis plastiques, mais la manière de les démonter n’est pas si évidente que ça. Si vous jouez du médiator pour démonter téléphones et boîtiers d’ordinateurs portables, vous savez que ce n’est pas le moment le plus fun. En outre, pour des raisons à la fois d’aspect, mais surtout de thermique nous avons décidé de construire notre boîtier avec des tôles d’aluminium. Donc nous avons intégré des vis et nous en avons fait un élément distinctif de notre design (un peu comme sur les montres haut de gamme Bell&Ross). Par contre, nous avons quand même fait beaucoup d’efforts sur le choix des vis pour prendre des vis de qualité, en acier, à tête fendue pour les rendre très facilement démontables (pas besoin d’avoir un kit iFixit ou d’autres outils pro !). En faire un élément distinctif de design c’est aussi les rendre visibles quand d’autres les cachent et que démonter un appareil devient un jeu de pistes.
Pour faciliter la vie, nous avons mis en place une instance NextCloud sur nos serveurs notamment associée à un serveur Gitlab qui nous permet de versionnaliser tous nos fichiers de conception. Nous avions choisi d’héberger ces outils pas très loin de notre bureau, au Port du Rhin chez OVH. Bien sur, nous n’avons pas été épargnés par l’incendie. Mais nous avions souscrit à l’option de sauvegarde payante d’OVH. Dommage elles étaient dans le bâtiment d’a côté qui a aussi brûlé. Nous avions aussi un serveur de sauvegarde que nous gérions nous-mêmes, mais aussi chez OVH qui a aussi brûlé…
Le plus critique pour nous était nos fichiers de conception, mais heureusement avec Git nous avions tous des copies locales des dépôts sur nos ordinateurs. Cela nous a permis de reconstruire les dépôts à partir des copies de chacun des membres de l’équipe. Nous avons remis rapidement en place l’infrastructure avec des pertes de données sur le reste du cloud. OVH nous a envoyé quelques semaines plus tard des sauvegardes plus anciennes retrouvées par ses équipes. Cela nous a permis de remettre la main sur nos archives photographiques que nous pensions perdues.
L’incendie a tout de même fait une victime chez Cairn Devices, le soldat SERGE, notre logiciel de veille est tombé au combat. Au départ, SERGE avait été développé pendant une période de creux pour Cairn Devices, quand nous ne pouvions pas avancer sur l’ordinateur portable modulaire, car nous n’avions pas de fonds pour prototyper. Par la suite, quand nous avons pu avancer sur notre projet principal, nous n’avions déjà plus le temps de le mettre à jour et de l’améliorer. Donc après l’incendie nous avons pris la décision de vraiment nous concentrer sur le Cairn Mesa pour l’instant. Nous espérons un jour avoir le temps pour pouvoir faire tout ce que nous avions projeté pour SERGE.
Avec l’arrivée des stagiaires, nous nous sommes aussi rendu compte que la façon dont nous gérions le travail n’était plus adaptée. Nous nous sommes donc lancés dans la gestion de projet agile sauce eXtreme Manufacturing. Mais nous sommes encore très loin des sprints d’une semaine comme ceux de Wikispeed.
Lorsque la situation sanitaire le permettra, nous organisons des bêta-tests (ce qui fait aussi partie de Scrum). Si vous êtes volontaires et présents dans la région de Strasbourg n’hésitez pas à vous manifester en commentaires !
C’est à partir du prisme de la gestion de projet agile et de l’eXtreme Manufacturing que nous avons pensé notre futur outil de production. Dans le détail, l’idée est de créer une Micro Unité de Production (MUP ou en anglais SMF pour Small Modular Factory ; toute ressemblance avec un autre acronyme est absolument volontaire et non fortuite ) adaptée à des productions de faibles volumes, facilement adaptable pour basculer d’un produit à un autre. Rompre avec le concept de production de masse impose également de proposer un nouveau gain au client puisque celui-ci y perd de fait les prix compétitifs permis par la masse. Nous cherchons à substituer les prix très compétitifs par un gain en personnalisation. En effet, tel que nous la concevons la Micro Unité de Production nous permettra d’allier industrialisation et personnalisation.
L’autre avantage de la Micro Unité de Production est qu’elle est reproductible pour augmenter la capacité de production ou créer une nouvelle ligne pour un autre produit. On peut aussi imaginer placer une MUP à Saint-Pierre-et-Miquelon pour servir le marché Nord-Américain. Ainsi Cairn Devices compte créer une première unité de production pour le clavier Cairn Mesa | Key puis plus tard une seconde pour l’ordinateur portable modulaire Cairn Mesa.
Une autre réalisation importante de Cairn Devices pendant ces deux ans est le touchpad. Si, pour le clavier, nous pouvions nous appuyer sur de nombreux libres déjà existants il n’existait rien de tel sur les touchpads. Jonathan a mis tout son talent d’électronicien pour concevoir un touchpad de la carte électronique au firmware. Avec la collaboration de Pablo il lui a ajouté un revêtement (overlay) adapté, Pablo qui a également dessiné le boîtier du touchpad. Il s’agit du premier touchpad Open Hardware et nous en sommes assez fiers. Le boîtier est dérivé de celui du clavier et ils ont donc une logique d’assemblage et de connexion à la base commune. Nous lui avons donné le nom commercial de Cairn Mesa | Touch.
Pour mettre à profit le temps machine non utilisé nous proposons désormais le service CairnFab, un service de prestation de bureau d’étude en mécanique, électronique et de production de pièces avec nos machines (FDM, CNC, SLA, Impression UV, etc). Pour l’instant, CairnFab a permis de dépanner surtout d’autres start-ups strasbourgeoises, mais si vous avez des projets, n’hésitez pas à nous contacter.
Pour finir, nous avons participé à plusieurs salons dont récemment Open Source Experience à Paris en novembre 2021, où nous avons présenté notre avancement.
Sur une note moins technique en deux ans nous avons connu beaucoup d’ascenseurs émotionnels…
réussir à faire fabriquer cinq cartes électroniques pour le clavier en pleines tensions sur les semi-conducteurs et se rendre compte à la livraison qu’on nous a installé des composants défectueux (un mois et demi de travail de réparation pour Jonathan),
visite de journalistes télé dans notre atelier ? Annulée pour cause de visite d’un responsable politique national en ville,
rencontre avec la Vice-présidence et la DSI de l’Eurométropole ? Annulée 20 minutes avant… Malheureusement quelqu’un a décidé de déclencher une guerre cette semaine-là,
une rencontre avec Cédric O ! Annulée la veille grâce à notre chère SNCF.
Et ce n’est qu’un échantillon récent… nous commençons à croire que la poussette de l’un d’entre nous a écrasé une portée de chats noirs sous une échelle.
Cairn Mesa | Key, le clavier de notre ordinateur portable modulaire
Le financement participatif est important pour nous, car il va nous permettre de financer nos ambitions : la suite du développement du Cairn Mesa (donc l’écran, la charnière et l’amélioration de la base) et la micro unité de production pour les Cairn Mesa | Key. Un autre élément important pour nous dans ce choix de séparer le clavier du reste de l’ordinateur c’est qu’il nous permet d’apprendre à passer d’un prototype à un produit industriel commercialisable (ex : marquage CE).
Il va aussi nous permettre de continuer à payer les salaires de l’équipe et des associés. En effet, nous n’avons jamais beaucoup communiqué sur nos revenus et pour cause nous avons commencé à nous verser des salaires seulement depuis septembre dernier. Nous avons fait tourner Cairn Devices pendant cinq ans, avec un peu de revenus glanés en fonction des situations personnelles de chacun. Alexandre, par exemple, a travaillé pendant trois ans à temps partiel comme réceptionniste de nuit dans un hôtel. Ce qui est très loin, de son sujet de prédilection.
Dans le cas d’un échec de ces préventes, l’aventure Cairn Devices s’arrêtera, car nous n’aurons pas réussi à démontrer qu’il y a réellement un marché et donc nous ne pourrons plus trouver de financement. Et il faut se rendre compte que nos premiers investisseurs/financeurs devraient être nos clients !
Détails techniques du clavier
Parlons peu, parlons technique. Voici notre premier design de clavier (extrêmement complexe) et comparable à la plupart des claviers d’ordinateur portable (si on enlève le boîtier) :
rendu bloc clavier
rendu touche
C’était cette solution que Pablo avait développée et polie tout au long de son stage puis au début de son contrat. L’assemblage était complexe, mais c’était aussi le cas de chaque pièce prise indépendamment. Par exemple, un gros travail a été effectué sur l’impression des dômes en TPU à la fois en termes de géométrie, mais aussi caractérisation de matériau puisqu’il a fallu trouver un TPU imprimable avec une dureté shore convenable. Au final sur cette base nous n’avons jamais réalisé de prototype de clavier complet. Nous avions des prototypes de touches à échelle 5:1 et un clavier fonctionnel uniquement électronique (un PCB avec des boutons dont je ne recommande pas l’utilisation au quotidien).
POC Clavier
Mais le 22 mars 2021, un article de Minimachines.net attire l’attention d’Alexandre, lors de sa veille matinale, le bien nommé « Cherry j’ai rétréci les touches ». En arrivant au bureau, Alexandre en touche un mot à l’équipe pour qu’on réfléchisse à la possibilité de basculer le clavier sur cette solution qui nous permettrait de rendre le clavier mécanique. Pablo en plein purgatoire des ciseaux saute sur l’occasion… dix minutes après l’arrivée d’Alexandre un mail atterrit sur les serveurs de Cherry MX France. Nous sommes assez vite renvoyés vers Cherry MX Allemagne. Les choses suivent ensuite leur cours et l’idée de scinder la commercialisation du produit en deux est dans l’air, notamment parce que notre partenaire Commown nous avait déjà suggéré cette possibilité. Au cours de l’été, le départ d’Aurélien amène une nouvelle réflexion stratégique : nous irons sur le marché en plusieurs étapes !
Nous commencerons par le clavier puis le touchpad, si l’intérêt pour un touchpad externe se manifeste, et enfin le reste de l’ordinateur.
Le choix des switchs Cherry Ultra-Low Profile nous permet donc de nous débarrasser des dômes, de la tôle à crochet, des ciseaux et du film. Les switchs devant être soudés sur PCB, cela est assez proche du prototype de faisabilité de Jonathan. Le fameux PCB avec des boutons. Cette base-là a donc été améliorée afin d’avoir un placement des switchs suivant une disposition ISO et dotée de LED pour le rétroéclairage.
Rendu KiCAD
Voici désormais comment est construit le Cairn Mesa | Key aujourd’hui :
NOTICE
Victor, stagiaire chez Cairn Devices sur le premier semestre 2021, a mené une réflexion assez large sur le placement des touches. Savoir qu’on voulait faire de l’ISO n’était pas suffisant. Notre clavier est bien doté d’un pavé numérique, mais ce n’est pas un clavier « 100% », c’était beaucoup trop long pour un ordinateur portable. Il nous fallait donc réfléchir à l’organisation des îlots de touches (en particulier pour les flèches directionnelles qui sont normalement placées entre les caractères et le pavé numérique), est-ce que nous devions rajouter des touches multimédias dédiées, etc…
Ces travaux ont conduit à l’introduction d’une touche Fn Lock à la place de la touche Fn classique et de touches programmables. Nous avons découvert par après que d’autres fabricants avaient déjà créé des touches Fn Lock, mais cela reste très rare. Cette touche est très importante sur le Cairn Mesa | Key car elle permet de passer des touches fonctions classiques (F1 à F12) aux touches programmables, mais aussi aux touches qui ont déjà des fonctions multimédias intégrées de base (sons, luminosité de l’écran, etc.).
La touche Fn Lock est bien pratique pour aborder le sujet du rétroéclairage. En effet, elle lance un second mode rétroéclairage qui permet instantanément de savoir dans quel mode vous vous trouvez et quelles touches ont un fonctionnement alternatif. Les switchs de Cherry ont un emplacement avec diffuseur pour y intégrer des LED. En choisissant des boîtiers adaptés, nous pouvons intégrer 2 LED, donc sous chaque touche bénéficiant d’une fonction alternative. Caps Lock et Verr Num sont également illuminés lorsqu’elles sont activées, mais ça ne devrait pas trop vous surprendre. Qui dit fonction alternative, dit rétroéclairage principal : nous avons choisi de ne pas faire un rétroéclairage multicolore, parce que, de notre point de vue, c’est un peu gadget. Donc nous avons opté pour un rétroéclairage bleu uniforme pour toutes les touches, et du vert pour le mode alternatif.
Retro
Les touches (ou keycaps) sont fabriquées en interne avec une Creality CR30 ! La particularité de la CR30 (aussi nommée 3D Print Mill) est d’être la première imprimant 3D à tapis roulant produite en série. Elle a été développée par Creality sous l’impulsion de Naomi Wu, hackeuse et youtubeuse chinoise avec l’aide technique de Nak3D Design (de son vrai nom Karl Brown) créateur de « l’ancêtre de la CR30 », la White Knight. Comme à Cairn Devices on ne fait jamais rien comme tout le monde, nous utilisons la CR30 pour créer des pièces de petites tailles (le cas d’usage majoritaire dans la communauté est plus proche de l’épée taille réelle) et surtout nous imprimons en Polycarbonate. Ce qui est faisable, mais n’était pas forcément prévu par l’équipe de Creality. Nous avons donc passé plusieurs mois à apprivoiser la machine, car cela change radicalement de l’impression 3D classique, puis à nous améliorer sur l’impression du polycarbonate qui est un matériau plus difficile à travailler que le PLA. Un des problèmes récurrents avec la CR30 est l’adhésion à la courroie, notre astuce pour améliorer l’adhérence (en particulier avec le polycarbonate) c’est de poncer la courroie au papier de verre comme des bourrins.
CR-30
Maintenant maîtrisée la CR30 nous permet d’imprimer en continu des keycaps pour les claviers. Ces keycaps sont ensuite assemblées sur le clavier, mais elles sont encore des keycaps transparentes sans caractères dédiés. Nous passons donc le clavier entier à l’impression UV pour imprimer une disposition complète. Ce processus nous permet, sans changer de processus de production, de faire des claviers AZERTY, QWERTY, BÉPO ou personnalisés au fil de l’eau. Tout en diminuant nos coûts !
Dispositions
Bien sûr ce n’est pas aussi simple. Il nous a fallu plusieurs semaines pour comprendre comment utiliser la machine. Si vous connaissez la série de vidéos du Joueur du Grenier « sans tuto », eh bien c’est exactement ce qui s’est passé pour nous : « l’impression UV sans tuto ». La documentation reçue était plus que sommaire, et ce malgré l’aide de notre alternant sinophone pour nous traduire le maigre mode d’emploi. Après des semaines à faire des recherches et visionner des vidéos improbables (souvent en chinois), à contacter le SAV en chinois, nous avons réussi à prendre en main le fonctionnement de la machine.
C’est tout pour nos aventures !
Vous pourrez trouver plus d’info ici, ainsi que le clavier : https://www.kisskissbankbank.com/fr/projects/cairn-mesa-key
Si vous voulez soutenir le projet d’ordinateur portable modulaire, mais que vous ne pouvez pas / ne souhaitez pas acquérir un clavier, il est possible de faire des dons libres.
Un prochain article
Il y a beaucoup de choses que nous souhaitons partager avec vous :
notre retour d’expérience avec FreeCAD,
les aventuriers de l’impression 3D,
le Marquage CE,
notre atelier,
l’impression UV,
la conception du touchpad avec KiCAD,
la gestion de projet Agile.
Donc n’hésitez pas à nous dire ce qui vous intéresserait.
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Le point sur la concurrence
Frame.work : réparable, mais pas modulaire, il s’apparente à ce que l’on pouvait trouver il y a dix ans avec un peu plus de pédagogie. Mais ils vont clairement dans le bon sens !
MNT Research : projet très intéressant évolution à suivre.
Purism : peu orienté sur la modularité, mais très réussi au niveau esthétique et libre.
DELL Luna Concept : les rendus 3D montre quelque chose d’assez basique, mais le fait que DELL s’empare du sujet est vraiment une très bonne chose.
Toughbook : Nous en avons acheté un à des fins de rétro-ingénierie, beaucoup de choix techniques nous semblent douteux. Pour conclure, il est n’est vraiment pas « tough »…
C’est plutôt bien de voir d’autres projets qui avancent des idées similaires aux nôtres. Nous pensons qu’il y a assez d’espace pour Cairn Devices, parce que nous avons un positionnement différent.
Source : https://linuxfr.org
