Le Clav’SMR
Sommaire:
- Introduction
- Analyse fonctionnelle et étude de marché
- Recherche du besoin fondamental
- Recherche des milieux de base et fonctions de base en phase d’utilisation
- Prototypage
- Idées
- Modélisation et essais
- Résultat final
- Flyers
- Conclusion
- Introduction
La période de distanciel due au covid 19 ainsi que notre entrée dans la vie étudiante nous ont amené à travailler de plus en plus face aux écrans. Notre utilisation récurrente de l’ordinateur portable nous a permis de nous rendre compte du manque de confort du clavier de celui-ci en comparaison à celui d’un ordinateur fixe. De plus, la douce mélodie que prodigue un clavier mécanique manque à notre oreille.
Nous avons voulu vérifier que ce dernier ressenti était celui de la majorité. Pour cela, nous avons réalisé un sondage auquel 70 étudiants ont répondu. Finalement, 70% d'entre eux préfèrent avoir le bruit d’un clavier mécanique. Ce résultat a été confirmé par une étude qui explique que le son des touches produit un effet semblable à de l’ASMR. Il diminue donc le stress et crée “des chatouillis pour le cerveau”.
Nous nous sommes ainsi lancés dans la conception d’un clavier s’adaptant à un ordinateur portable et réunissant les avantages d’un clavier mécanique. C’est le début du sur-clavier, aussi appelé Clav’SMR !
- Analyse fonctionnelle et étude de marché
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- Recherche du besoin fondamental
Bête à corne :
Contrôle de validité de ces besoins :
- Pourquoi le système existe-t-il ?
=> Parce que 70% des élèves de l’INSA sont attachés au bruit du clavier mécanique.
=> Parce que ce bruit aide à la concentration et à détendre notre cerveau.
=> Parce qu’un clavier mécanique apporte plus de confort qu’un clavier d’ordinateur portable.
- Pour quoi ce besoin existe-t-il ?
=> Pour que les utilisateurs d’ordinateur portables puissent tout de même profiter des avantages d’un clavier mécanique
- Qu’est-ce qui peut le faire évoluer ?
=> Changement de dimension du clavier
=> Changement de dimension des ordinateurs
- Qu’est-ce qui pourrait le faire disparaître ?
=> Changement des préférences
=> Disparition de l’ordinateur portable
Dans sa forme actuelle, le besoin est-il validé ?
=> Oui
- Pourquoi ?
=> Car il y a peu de chance de voir disparaître ce système d’ici 10 an
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- Recherche des milieux de base et fonctions de base en phase d’utilisation
Diagramme pieuvre du Sur-Clavier :
Fonction principale
- Fp : Permettre à l’utilisateur de bénéficier du bruit et de la sensation d’un clavier mécanique.
Fonctions contraintes :
- Fc1 : S’adapter aux dimensions de l’ordinateur portable => à son épaisseur, la disposition de ses touches…
- Fc2 : Être ergonomique => être agréable à l’ouïe et au toucher
- Fc3 : S’adapter à la taille des touches d’un clavier mécanique
- Fc4 : Permettre la stabilité du sur-clavier et son horizontalité
- Fc5 : Résister aux rayonnements naturels et artificiels
- Fc6 : Résister aux aléas du milieu extérieur
- Fc7 : Faciliter le transport
3) Prototypage
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- Idées
La réalisation de la bête à corne et plus particulièrement celle de la pieuvre nous ont permis de préciser les conditions que nous voulions remplir.
Nous nous sommes d’abord rendu compte que, pour s’adapter à un clavier déjà existant, le placement des touches allait demander une grande précision. Nous avons alors relevé toutes les mesures utiles et universelles que l’on retrouve sur tous les modèles, comme l’espacement entre les touches, le placement de chacune…
De plus, comme chaque ordinateur est différent, nous avons choisi d’ajouter des éléments qui permettent à notre sur-clavier de s’adapter à un maximum d’entre eux. Pour cela, nous avons d'abord remarqué que la hauteur du clavier pouvait différer d’un modèle à l’autre. Nous avons donc imaginé un système permettant de régler la hauteur du Clav’SMR. Avec des pieds réglables s'appuyant directement sur la table, la largeur de notre sur-clavier sera alors supérieure à celle du clavier de l’ordinateur portable.
Un autre élément pouvant varier est la présence d’un pavé numérique. Nous avons donc créé une partie complémentaire emboîtable à la partie principale du Clav’SMR.
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- Modélisation et essais
Pour réaliser notre prototype, nous avons choisi de réutiliser les touches d’un ancien clavier qui ne fonctionnait plus. Cela a donc impliqué de reproduire son support d'emboîtement des touches. L’élément étant très précis, sa modélisation sur Creo a été longue et fastidieuse.
Emboîtement vu de dessus Emboîtement vu de dessous
Nous avons ensuite imprimé plusieurs tests, en ajustant entre chacun certaines mesures. Finalement, le quatrième test était le bon. Il permet un emboîtement laissant assez de liberté à la touche pour être agréable au toucher, tout en maintenant la touche dans son emplacement.
Différents tests de supports de touche
La deuxième étape clée de notre avancée a été de réaliser un emboîtement parfait entre la partie principale du clavier et les parties secondaires comme la partie pavé numérique. Nous avons donc choisi d’utiliser le principe des pièces Légo, qui est simple et permet d’assembler solidement deux pièces entre elles réversiblement. Mais l’ajustement parfait a été long à trouver, car le coefficient de frottement créé par l'imprimante est difficilement anticipable. Nous avons finalement réussi à avoir deux parties simples à emboîter, et qui s'associent solidement.
Tests de différents diamètres Les deux parties de l'emboîtement
Ensuite, nous nous sommes penchés sur le moyen que nous allions utiliser afin de pouvoir adapter le rehaussement du sur-clavier. Nous avons d’abord pensé à un système de crans, qui permettrait simplement et rapidement d’élever son Clav’SMR et de faire en sorte qu’il soit à l’horizontal. Mais l’ajustement de l’appui des touches sur celles d’en dessous doit être très précis afin d’être vraiment confortable. Nous nous sommes donc tournés vers un système de vis.
Cependant, l’impression des vis n’a pas permis d’avoir une précision suffisante. Nous avons donc remplacé celles-ci par des vis en métal.
Finalement, nous avons ajouté certaines modifications plus simples à mettre en œuvre mais nécessaires. Tout d’abord, nous avons évidé les volumes pleins en laissant une épaisseur permettant de garder la solidité du support, tout en l’allégeant. Le transport du sur-clavier est ainsi simplifié.
Pavé numérique vu de dessus avec les Vu de dessous avec l’évidement visible
surfaces fonctionnelles planes
Ensuite, nous avons arrondi l'arête qui se trouve face à l’utilisateur afin que l'usage soit agréable.
La touche finale :
=> 
c. Résultat final
Nous avons maintenant tous les éléments nécessaires à la réalisation de notre prototype. Nous les avons donc assemblés sur Créo.
Cependant, en passant à l’étape de l'impression finale, nous nous sommes rendu compte que la partie principale de notre sur-clavier était trop grande pour être imprimée par l’imprimante 3D du Fablab à notre disposition. De plus, nous ne pouvions pas non plus imprimer le prototype en version réduite, car les touches ne se clipseraient plus. Nous avons donc fait le choix d’imprimer seulement les deux parties secondaires, et de créer une nouvelle pièce pour simuler leur emboîtement avec la partie principale.
Une fois les prototypes en main, nous nous sommes rendu compte de plusieurs défauts optimisables si nous voulons atteindre le stade de maquette entièrement fonctionnelle.
Premièrement, il faut faire attention aux marges entre les supports de touche et le bord du clavier. En effet, les touches au bord de notre pavé numérique ne sont pas utilisables : une fois enfoncées, le caoutchouc ne permet pas la remontée de la touche, dû aux frottements entre celle-ci et le bord du clavier.
D’autre part, les pieds du Clav’SMR doivent être revêtus d’une partie antidérapante afin de le stabiliser lors de son utilisation, le plastique étant trop glissant par lui seul.
Dernières observations : les vis devraient être pointues au bout afin de faciliter l’entrée dans l’alésage, et les trous des pieds sont trop proches du bord ce qui fragilise la structure du Clav’SMR.
Malheureusement, le temps ne nous a pas permis de réaliser ces améliorations. Nous avons donc continué le projet sur les prototypes déjà imprimés. Cependant, le pavé numérique a été imprimé avec une plaque en plus, bouchant tous les trous sans que l'on sache pourquoi. Nous avons donc du les repercer un à un. Ensuite, nous avons pu coller la partie permettant le retour des touches à leur position initiale lors de leur utilisation.
Suite à l’impression de notre prototype, nous avons fait face à un autre problème auquel nous ne nous attendions pas. Malgré nos nombreux tests, l'emboîtement légo ne fonctionnait pas. Nous avons donc patiemment limé chaque bosse et chaque trou afin qu’ils s'emboîtent comme espéré.
Finalement, après de nombreux rebondissements et inattendus, nous avons finalisé notre prototype. Celui-ci est donc composé de la partie orange symbolisant la partie principale du clavier, ainsi que de deux extensions possibles qui sont clipsables. La première est destinée aux ordinateurs portables ayant un pavé numérique, et la seconde à ceux n’en ayant pas, afin de compléter la partie principale.
4) Flyers
Lien vers le flyer :
5) Conclusion
Ce projet nous a permis de nous apporter de nouvelles connaissances et compétences. En effet, nous n’avions jamais été confronté à l’utilisation d’une imprimante 3D, ainsi qu’à la réalisation aussi complète d’un projet comme celui-ci. Nous avons donc beaucoup appris de nos erreurs.
Par exemple, nous pensions que la précision de l’imprimante était supérieure, ce qui a entrainé la majorité de nos problèmes. Nous nous sommes rendu compte, trop tard, que nos nombreux tests n’étaient pas utiles. Mais nous avons appris à trouver des moyens alternatifs pour nous en sortir.
De plus, nous aurions aimé avoir le temps d’approfondir, de pouvoir aller plus loin en faisant les nombreuses améliorations que nous avons mises en évidence auparavant. Le fait d'être deux sur le projet a limité nos possibilités.
Malgré tout, nous sommes fiers de ce que nous avons accompli. Ce premier pas dans la spécialité plasturgie nous a donné envie d’en apprendre plus, et de découvrir ce monde qui s’ouvre à nous.
