Fork me on GitHub

Réplique de Kenbak-1

Réplique fonctionnelle du tout premier ordinateur personnel.

Distinctions

Informations

Détails

Le Kenbak-1 est le tout premier ordinateur personnel au mondé, né 4 ans avant l’Altair 8800 et dont vous n’avez probablement jamais entendu parler. Je suis tombé dessus par hasard en cherchant un ordinateur rétro simple à base de LED et d’interrupteurs dont j’aurais pu écrire un émulateur sur Arduino sans trop de difficultés, ceci étant le premier émulateur que j’ai programmé.
J’ai découvert le Kenbak-1 juste avant de passer le bac (ce qui a pas mal impacté mes révisions… 😃) et j’en suis tombé amoureux ! ❤️ Son design, sa simplicité, son jeu d’instruction clair et bien séparé par chiffre octal sont autant de raisons qui me font apprécier cet ordinateur.

Un Kenbak-1 d’origine

Le Kenbak-1 a été conçu et commercialisé par John Blankenbaker en 1971. Le tout premier microprocesseur, l’Intel 4004 a également été commercialisé en 1971. Par conséquent, le Kenbak-1 est dépourvu de microprocesseur et toute la logique était implémentée en circuits intégrés logiques TTL, on trouve d’ailleurs tous les schémas logiques dans le livre « Theory of Operation ».

John Blankenbaker et son Kenbak-1
Extraits des publications du Kenbak-1 : schémas, algorigrammes…

Bon, avec un appareil si séduisant, il m’en fallait un ! Malheureusement le Kenbak-1 a été produit à un peu moins de 50 exemplaires avant que Kenbak Corporation fasse faillite. En 2015, un exemplaire a été vendu lors d’une vente aux enchères pour la modique somme de 34 000 €. Autant vous dire que je n’ai pas de quoi m’en procurer un… 😃
Plus qu’à faire une réplique. Grant Stockly a réalisé de vraies répliques à une certaine époque, mais il ne donne plus signe de vie et ses répliques coûtaient plusieurs centaines d’euros, car celles-ci étaient identiques au Kenbak-1 d’origine.

Superbe réplique de Grant Stockly

J’ai donc voulu réaliser une réplique low-cost, avec des composants modernes, ce qui permet, en plus de réduire le coût et la taille de la réplique, d’apprécier l’évolution technologique de ces 50 dernières années.
Le projet de deuxième semestre de mon DUT arrivant, j’ai proposé l’idée à mes camarades de réaliser cette réplique, ce qui me permettait de travailler sur la réplique sur mon temps de projet et de bénéficier des équipements de l’IUT pour réaliser les circuits imprimés.

Le circuit électronique réalisé à l’IUT et le boîtier

Un premier prototype a été réalisé entièrement sur breadboards, le circuit électronique étant très simple grâce à la technologie actuelle.

Prototype sur breadboards avec son overlay amélioré petit à petit
Circuit imprimé testé avec le prototype

Le boîtier est réalisé en polystyrène choc thermoplié, avec les deux poignées en aluminium usiné.
La face avant est en plastique et découpée à la fraiseuse à commande numérique. Une feuille A3 découpée, plastifiée puis collée sur la face avant sert d’« overlay » en essayant de ressembler à la plaque métallique du Kenbak-1 d’origine.
Les touches sont des touches de clavier mécanique Gateron bleues, qui font donc un maximum de bruit (vintage !). Les capuchons sont des touches transparentes peintes en noir ou blanc de l’intérieur à la peinture acrylique.
Les mini-ampoules halogènes ont été remplacées par des LED avec des petits supports plastiques pour une bonne finition.

Modélisation 3D de la réplique réalisé sur Fusion 360
Manque plus que les touches !

La plaque arrière est transparente et donne accès à la prise de recharge micro-USB, car oui, ce Kenbak-1 est un ordinateur portable ! On voit à travers cette plaque le circuit imprimé sur lequel sont placés l’extendeur d’entrées/sorties (MCP23017), le contrôleur de LED (TLC5940), les boutons, les interrupteurs et les LED. On voit également l’Arduino, honteusement montée sur breadboard (il faut que je prenne le temps de faire une carte mère digne de ce nom).

Arrière de la réplique

L’émulateur est entièrement réalisé à la main et son code est disponible sur le dépôt GitHub du projet.

Réplique terminée !
Réplique terminée !

Ce n’est pas aussi magestueux que l’original (celui-ci est en plastique) mais ça fonctionne à l’identique, ça a les mêmes dimensions en façade et ça ne coûte qu’environ 25 €. Au moins maintenant j’ai un Kenbak-1 sur mon étagère et je peux programmer des jeux dessus quand je m’ennuie (okay c’est rare quand je m’ennuie…) !

J’ai ensuite souhaité présenter ce projet au Salon des Jeunes Inventeurs et Créateurs de Monts 2018 (auquel j’avais déjà participé en 2016 avec l’IntelliCasier) avec mes autres projets en rapport avec l’informatique vintage : The Simple 4-Bit Computer et GilDev Breadboard Computer.

J’ai donc réalisé une affiche pour mon stand :

Affiche de mon stand au Salon de Monts

Ainsi que de petits manuels d’aide à la programmation :

Manuels de programmation simplifiés

Et des programmes d’exemple écrits sur les feuilles de programmation d’origine du Kenbak-1, comme à l’époque :

Programmes d’exemple

Enfin, voici quelques photos de l’évènement et de la remise des prix (1ᵉ prix catégorie « Sénior Individuel » avec 300 € de l’UTAI, 300 € de STMicroelectronics et une médaille d’or du Concours Lépine) :

Mon stand au Salon de Monts
Partie de mon stand avec Kenbak-1
Présentation du Kenbak-1 au chef de département GEII de mon IUT
Cérémonie de remise des prix
Prix gagné

Pour terminer, voici deux autres idées d’ordinateurs inspirés par le Kenbak-1 que j’avais eu et qui prendront peut-être vie un jour :

Le Kenbak-1 Mini est une petite version du Kenbak-1, inspirée par le Kenbakuino mais avec un design un peu plus fidèle.

Modélisation Kenbak-1 Mini

Le Kenbakube est un Kenbak-1 sous forme du cube utilisant des boutons d’arcade colorés à LED, qui remplacent les LED indépendantes du Kenbak-1 d’origine.
L’idée était de pouvoir utiliser cet appareil comme un Kenbak-1 mais également comme un panneau de contrôle, pour déclencher des sons par exemple, à la manière d’un Stream Deck.

Première modélisation du Kenbakube sans boutons