Lire cet article en français : http://junkpress.fr/?p=36

While looking for a Geiger counter, I quickly realized that it is difficult to get some device with some functionality for a decent price.

Eventually I found a kit called MyGeiger, sold by RH ELECTRONICS: http://www.rhelectronics.net/store/diy-geiger-counter-kit.html. The electronics are sold as kit or fully assembled.

MyGeiger

RH Electronics sells as well Geiger tubes (not included in the kit).

Unfortunately they do not sell any case for the electronics, therefore I decided to build one on my own.

Choosing Technology

At the beginning I wanted to print a case with a 3D printer, but there are some major drawbacks with 3D printing:

• the rough aspect of the material (touch sensation)
• very long printing time
• how integrating a transparent element for the screen?

The other idea inspires of the Raspberry Pi case Pibow TFT, I ordered a while ago. It looks like this:

PIBOW B

This case is made of cut plastic slices which were stacked and screwed together.

At the Fablab in Luxemburg I could use a professional laser cutter. A friend borrowed me some 3mm MDF wood and 1.5mm Plexiglas.

Creating the Drawings

One way of proceeding is drawing the case in 3D and the cut it in slices. The other way is drawing the slices directly in 2D. I prefer the 2nd method, for me it is easier.

The lase cutter can handle SVG and AI (Adobe Illustrator) files, both vector formats. For cutting elements out, surfaces have to be closed. The driver and tools for the laser cutter calculates the paths to follow with the laser.

I decided drawing the slices with Microsoft Visio, because I know this tool very well.

The main difficulty creating a sliced case is avoiding elements in suspension. I started with measuring all dimensions of the electronics:

MyGeiger Dimensions

Then I drew the boundaries of the housing and the slices:

MyGeiger housing boundaries and side view w ith slices

The slices 0 and 1 shall be glued together in order to hold the plastic nuts. The other slices shall be screwed together with plastic screws.

In certain places, thin blades of 1x3mm will strengthen the structure. Especially slices 7 and 8 require this structural support because the slices a open. The blades are cut out of the scrap of slice 7.

The buttons shall hold in their guidance hole without additional means. Two layers of MDF shall be glued together in order to get the 6mm large buttons. The form of the cutouts allows holding back the buttons in place:

Button

The drawings have to be saved in SVG format. Written parts have to be transformed in paths. I used Adobe Illustator for doing this, but Inkscape shall be capable of doing it as well.

The corrected drawings in SVG format can be downloaded here:

geiger_cutout_noNB_corrected_gen.svg

Laser cutting

The cutting is done with a Cyborg LS-1080-K laser cutter. It has a laser capable of burning with 60W.

Laser cutter Cyborg LS-1080-K (image from Fablab iMal flickr account)

The laser power can be programmed via the driver, as well as the paths to follow (based on our SVG file) and the cutting order. The text to be engraved on the wood is simply done by reducing the laser power. The fine tuning was fortunately done by the Fablab staff.

The cut parts are quite smelly in cause of the burned glue of the MDF. I got rid of the odor by placing the parts in the fresh air of by basement for nearly 3 month.

Before Assembly

After cutting the raw material we got 12 parts in MDF of 3mm and one Plexiglas cover:

Parts for the case

Preparation

First of all the 3x 2 parts for the buttons have to be glued together. I used some simple liquid wood glue which can be disposed with a brush:

Gluing the buttons

After assembly of the two slices you can see how the buttons will be kept in the housing without being hold mechanically: the large part sits above the button on the PCB. The thin part looks out of the case and will be pushed by the user. The entire part is guided by the case.

Finalized button

Now the layers 0 and 1 have to be glued together with the liquid glue:

Gluing layers 0 and 1

Until the glue fully dried, but something heavy on the assembled layers.

Layers 0 and 1 glued together

Having a look on the bottom side of the assembled part, the hexagonal cutouts for holding in place the nuts can be seen:

Hexagonal cutouts for the nuts

First Assembly

During the first assembly I realized that some parts have to be retouched before the final assembly.

1. The button guides are to large and touch the buzzer.
   

   The guide of button 2 is too large. It touches the buzzer.

2. The opening for the headphone connector is a bit to small.
   

   The headphone jack is partly hidden by the housing.

3. The USB port is not accessible
   

   The USB connector required for charging and logging is partly hidden by the case.

    

4. The stabilizer of layer 4 collides with the electronic components
   

Corrections

All corrections described here are already done on the download SVG drawings.

First I had to get the border on layer 7 thinner next to the headphone jack by using a Dremel.

Then layers 6 and 7 got retouched at the button guides next to the buzzer.

Layer 5 got cut next to the USB.

The stabilizer of layer 4 got removed with pliers.

Final Assembly

Before assembling the case, two power cables were soldered to the PCB:

Soldering the power cables

The mechanical assembly starts with screwing the PCB on the spacers and then on the housing layer 0 and 1:

Assembly of the PCB

Then the power cables are soldered to the accumulator:

Soldering on the accumulator:

Soldering points on the accumulator

The battery in place

Eventually, a first powered test of the device:

Operating on battery

Operating on USB with charging

Now the stabilizing blades have to be put in place:

Stabilizing blades

Before putting the last wooden layer in place, the blades have to be cut using pliers (keep 2 to 3mm overhead):

Cutting the blades

Finally the Plexiglas can be put put on the case:

Final Assembly

Screws and washers can now be placed and screwed:

Putting washers and screws in place

Putting the nuts in place

Final Look on the Case – Conclusion

The stability of the case is satisfying. Nevertheless there are some items which can be improved:

• the Plexiglas was cut inverse around. The matte finish is now turned towards the screen.
• the case could be bade thinner by 3mm by screwing the PCB directly int he first layer.

Assembled case

Read this post in English: http://junkpress.fr/?p=116

A la recherche d’un compteur Geiger je me suis rendu compte qu’il est difficile de trouver un appareil peu onéreux qui dispose d’un minimum de fonctions.

Je suis tombé finalement sur l’appareil MyGeiger proposé par RH ELECTRONICS : http://www.rhelectronics.net/store/diy-geiger-counter-kit.html. MyGeiger se vend en kit ou tout monté.

MyGeiger

Le site de RH Electronics propose aussi le tube d’acquisition, qui ne fait pas parti du kit.

Malheureusement ils ne proposent pas de boitier qui va avec l’électronique, j’ai donc décidé d’en fabriquer un moi-même.

Le choix de la technologie

Au départ je voulais faire un boitier imprimé avec une imprimante 3D, mais il y a quelques inconvénients choisissant cette technologie :

• touché peu agréable du boitier
• temps d’impression très longue
• comment intégrer un élément transparent pour l’écran ?

Une autre idée m’est venu après avoir commandé un boitier Pibow TFT pour mon Raspberry PI. Ce boitier ressemble à ça :

PIBOW B

Ce boitier est fait de couches découpées, empilées et vissées.

Au Fablab Luxembourg j’ai à disposition une découpeuse laser, ce qui rend possible le plan de faire un boitier en couches. Un ami me prête une planche en bois MDF épais de 3mm et une plaque de plexiglas épais de 1.5mm.

Faire les plans

On peut faire les plans soit en 3D et ensuite découper en tranches ou directement dessiner les couches en 2D. J’ai choisi la 2è méthode car finalement je la trouve plus simple.

La découpeuse à laser peut lire les formats SVG et AI (Adobe Illustrator), donc des formats vectoriels. Pour découper des éléments, tout doit être une surface fermé. Ensuite, le logiciel de la découpeuse en fera des chemins à tracer avec le laser.

J’ai choisi de faire les plans en utilisant le logiciel Microsoft Visio, car je le connais bien. La difficulté de créer un tel boitier est qu’on ne peut pas avoir des éléments en suspension. D’abord j’ai mesuré toutes les dimensions de la carte pour faire un dessin de cette dernière :

Carte Geiger

Ensuite j’ai dessiné les contours du boitier et les couches :

Carte Geiger et vue de voté des couches

Les couches 0 et 1 vont être collées avec une colle à bois pour pouvoir tenir les écrous en plastique. Les autres couches seront serré par les vis en plastique.

A certains endroits des fines lames d’1mm sur 3mm vont renforcer la structure. Surtout les couches 7 et 8 ont besoin ce renfort structurel car ce sont des couches ouvertes. Les lames même se trouvent surtout dans les déchets de la couche 7.

Les boutons doivent tenir seul dans leurs trous et l’idée est de coller 2 couches de MDF de la forme suivante ensemble :

Bouton

Les plans sont a enregistrer dans le format SVG. L’écriture doit impérativement être transformé en chemin. J’ai utilisé Adobe Illustrator pour cela, mais Inkscape devrait aussi être capable de faire cette tâche.

Les plans en SVG peuvent être téléchargés ici (version corrigée) :
geiger_cutout_noNB_corrected_gen.svg

Le découpage

Le découpage se fait sur un découpeuse à laser du type Cyborg LS-1080-K. Cette machine dispose d’un laser 60W.

Laser cutter Cyborg LS-1080-K (image from Fablab iMal flickr account)

L’intensité se règle sur le logiciel, comme aussi les chemins à prendre (à base du fichier SVG) et l’ordre de découpage. Le texte se trouvant sur sur le boitier est gravé avec une puissance moindre. Le réglage s’est fait avec l’aide du staff du Fablab Luxembourg.

Les éléments découpés portent l’odeur désagréable de la colle MDF brulée. Pour s’en débarrasser de l’odeur avant le montage, j’ai aéré les pièces dans ma cave pendant presque 3 mois.

Le montage

Après la découpe on se trouve avec 12 éléments en MDF de 3mm et une plaque en plexiglas :

Les pièces du boitier

Préparation

D’abord il faut coller les 3x 2 éléments des boutons en bois ensemble. J’utilise une colle à bois qui s’étale facilement en fine couche avec un pinceau :

Collage des boutons

Après avoir assemblé les deux éléments, on aperçoit bien comment les boutons seront tenus dans le boitier sans être fixé : L’élément large se trouve au-dessus du bouton sur la carte électronique. La fine tige sortira du boitier et servira d’interface utilisateur. Le tout est guidé par le boitier.

Bouton terminé

Ensuite il faut coller les couches 0 et 1 ensemble. Ceci est fait avec la même colle à bois :

Collage des couches 0 et 1

Il faut poser quelque chose de lourd sur les deux plaques pendant le séchage.

Couches 0 et 1 collées ensemble

Vu dessous, on aperçoit les hexagones qui serviront à tenir les boulons en place :

Trous pour boulons

Premier assemblage

Au premier assemblage je me suis rendu compte que deux endroits doivent être corrigés avant le montage final.

1. L’ouverture pour le connecteur du casque est un peu trop petite.
   

   Le guide du 2è bouton est trop grand. Il touche le buzzer.

2. Le guide des boutons est un peu trop large et touche le buzzer.
   

   Le connecteur pour casque est en parti caché par le boitier.

3. Le port USB n’est pas accessible
   

   Le connecteur USB nécessaire pour le chargement et les logs est en parti caché.

    

4. La stabilisation de la 4ème couche gêne le montage à cause des composants électroniques
   

Corrections

Toutes les corrections décrites ci-dessous ont été ajoutés dans les dessins SVG.

Il faut d’abord retoucher la couche 7. Avec une Dremel, j’amincis le bord au niveau de l’ouverture du casque.

Couches 6 et 7 doivent ensuite être retouchés au niveau du guide des boutons.

La couche 5 doit être coupé au niveau de l’USB ou au moins être aminci.

Assemblage final

Avant d’assembler le tout, il faut encore souder le câble d’alimentation sur la carte électronique :

Soudage du câble d’alimentation

Le montage mécanique commence par visser la carte électronique sur ces espaceurs:

Montage de la carte électronique

Ensuite, il faut souder les câbles d’alimentation sur l’accumulateur :

Soudage de l’accumulateur :

Points de soudure de l’accumulateur

L’accumulateur installé dans sa poche

Finalement, le tout monté, on poursuit au premier allumage de la bête :

Fonctionnement autonome

Fonctionnement en charge par USB

Pour terminer le montage mécanique on commente par mettre les tiges stabilisateurs:

Mise en place des tiges stabilisateurs

Avant le mettre l’avant dernière couche en bois, il faut couper les tiges (laissez dépasser 2 à 3 mm):

Couper les tiges stabilisateurs

Finalement on pose le plexiglas sur le boitier:

Montage final

Les vis et les rondelles sont posés puis vissées :

Mise en place des rondelles et vis

Mise en place des écrous

Résultat vue finale du boitier

La stabilité du boitier est satisfaisante et l’aspect général aussi. Les seuls points à améliorer :

• mon plexiglas est découpé à l’envers, la face matte est donc tourné vers l’écran.
• on pourrait économiser l’épaisseur de 3mm en encastrant les espaceurs de la carte électronique.

Vue du boitier assemblé