Un microcontrôleur RISC-V sous chaque touche : comment le moddeur Nathan Alspaugh a conçu Keybytes, le clavier mécanique magnétique qui s’assemble comme un Lego
Dans l’univers des claviers mécaniques personnalisés, la norme semblait gravée dans l’époxy : aussi original soit le boîtier ou l’agencement des touches, tout repose invariablement sur un circuit imprimé rigide (PCB) qui fige la disposition finale dès la sortie d’usine. L’ingénieur matériel et moddeur Nathan Alspaugh, connu au sein de la communauté open-source sous le pseudonyme notaroomba, vient de faire voler cette contrainte en éclats avec Keybytes. Son idée tient en un pari d’ingénierie radical : supprimer purement et simplement la plaque maîtresse pour transformer chaque touche individuelle en un module autonome aimanté, capable de s’assembler et de se réorganiser à la volée comme des briques de construction.
Keybits et Keyword : un microcontrôleur RISC-V dédié sous chaque doigt
Là où un périphérique classique centralise toute son électronique autour d’un unique contrôleur qui balaye une matrice de lignes et de colonnes, l’architecture Keybytes décentralise l’intelligence au niveau de chaque touche d’une unité (1u). Baptisés Keybits, ces blocs individuels renferment chacun leur propre mini-PCB (rigide sur la première révision, puis souple à deux couches repliées en croix avec raidisseurs FR4 sur la révision v2), un support hot-swap Mill-Max 3305 pour accueillir n’importe quel switch mécanique au format Cherry MX, une LED RGB adressable WS2812 et surtout leur propre microcontrôleur RISC-V dédié (puce WCH CH32V003 en v1, évoluant vers un CH592F en v2). En clair, chaque touche posée sur le bureau agit comme un minuscule ordinateur indépendant.
Pour orchestrer cette flotte de puces et assurer la liaison avec le PC, l’ensemble se greffe à un module maître central baptisé Keyword. Doté d’un microcontrôleur STM32WB55 sur la première mouture (puis d’un contrôleur unifié CH592F sur circuit flexible), ce bloc d’alimentation et de commande gère la connexion filaire en USB-C (avec protection électrostatique USBLC6), la liaison sans fil Bluetooth, ainsi que la charge d’une batterie LiPo miniature via un circuit BQ25185. Mieux encore, le dessus du module Keyword expose quatre broches sur ressort (GND, TIO, TCK et 3V3) qui permettent de flasher le firmware initial d’un Keybit en le pressant simplement contre le contrôleur maître avant de basculer sur des mises à jour sans fil OTA.
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Broches Pogo, rotation libre à 360° et capteurs à effet Hall
Tout le défi mécanique de Keybytes résidait dans la transmission du courant et des données d’une touche à l’autre sans le moindre fil apparent. Sur ses quatre tranches, chaque Keybit combine des aimants en néodyme N52 et des connecteurs à broches sur ressort (pogo pins), remplacés dans la seconde itération par six plots magnétiques conducteurs espacés sur une grille de 2,38 millimètres. Dès que deux touches s’aimantent, l’alimentation électrique et les signaux de communication (via le protocole I2C) transitent instantanément de proche en proche jusqu’au module Keyword. Un pont de transistors FET logé sur chaque flanc redresse automatiquement la polarité entre VBUS et la masse : une touche peut ainsi être pivotée à 90°, 180° ou 270° sans jamais provoquer de court-circuit.
Cette géométrie de contacts autorise également un décalage physique (stagger) de 0 %, 25 %, 50 % ou 75 % entre les colonnes ou les rangées. Le joueur peut passer en quelques secondes d’une grille ortholinéaire stricte à une disposition ergonomique éclatée, ou intercaler des entretoises passives (flex spacers de 1u, 0.75u et 0.5u) qui assurent la continuité électrique au-dessus d’un espace vide. À l’heure où les mini-claviers à switches magnétiques comme le Keychron F4 HE 8K démocratisent les formats compacts sur nos bureaux, Nathan Alspaugh a même prévu une variante équipée d’un capteur à effet Hall 3 axes (TMAG3001) capable de transformer le même circuit en touche analogique, en encodeur rotatif ou en mini-joystick.
Un projet 100 % open-source taillé pour les macropads sur mesure
Fidèle à l’esprit maker, le créateur a publié l’intégralité de ses schémas électroniques KiCad, ses modèles CAO 3D Onshape, ses fichiers de panélisation pour l’assemblage industriel et son code source sous licence MIT directement sur le dépôt GitHub officiel Keybytes de Nathan Alspaugh (notaroomba). Si la multiplication des microcontrôleurs et des connecteurs magnétiques rendrait la fabrication artisanale d’un clavier complet de plus de cent touches particulièrement onéreuse par rapport aux claviers mécaniques hot-swap prêts à l’emploi comme le 8BitDo Retro 87, le concept révèle tout son potentiel sur des formats ciblés. Qu’il s’agisse de bâtir un pavé de commandes asymétrique épousant exactement l’écartement des doigts pour un FPS compétitif, un bloc de macros dédié au montage ou un périphérique adapté aux joueurs en situation de handicap moteur, Keybytes repousse les frontières du matériel modulable.
Mon carnet de veille
Glisser un microcontrôleur RISC-V et un pont redresseur de polarité sous chaque touche individuelle relève exactement du genre de folie d’ingénierie matérielle qui me fait aimer nos nuits de veille hardware. Certes, personne ne va s’amuser à souder cent huit modules indépendants pour rédiger ses courriels, mais pour le jeu sur PC, le potentiel ergonomique est vertigineux. J’imagine déjà les grappes de touches asymétriques que Kaelen pourrait aimanter au millimètre près pour ses raccourcis de sorts en raid, ou les bancs de torture télémétriques qu’Heimdall s’empresserait de câbler avec la variante à capteur Hall 3 axes. En livrant gratuitement tous ses plans KiCad et ses panneaux prêts à produire en open-source, Nathan Alspaugh offre à la scène custom une brique technologique brillante.
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Journaliste et joueur français originaire de Lyon, Bastien « Orion » s'est expatrié il y a près de dix ans dans la ville de Québec, au cœur du quartier Saint-Roch où évoluent plusieurs grands studios canadiens. Avant de traverser l'Atlantique, il a forgé sa plume touche-à-tout au sein de rédactions web et télévisées françaises spécialisées des années 2000 et 2010, notamment sur JeuxVideo.fr et JeuxNews. Passionné aussi bien par les blockbusters AAA et les coulisses de l'industrie nord-américaine que par le rétrogaming, la scène modding et les curiosités techniques, il assure sur Pro-Gamer la veille transatlantique et le suivi en direct des annonces américaines et japonaises.
