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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

Carte Geiger

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

Carte Geiger et vue de voté des 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.

geiger_cutout_noNB_corrected_gen

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

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_gengeiger_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

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

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

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

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

Couches 0 et 1 collées ensemble

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

Trous pour écrous

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.

    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.

    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.

    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
    Stabilisation et 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

Soudage du câble d’alimentation

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

Montage de la carte électronique

Montage de la carte électronique

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

Soudage de l’accumulateur :

Points de soudure de l'accumulateur

Points de soudure de l’accumulateur

L'accumulateur installé dans sa poche

L’accumulateur installé dans sa poche

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

Fonctionnement autonome

Fonctionnement autonome

Fonctionnement en charge par USB

Fonctionnement en charge par USB

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

Mise en place des 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

Couper les tiges stabilisateurs

Finalement on pose le plexiglas sur le boitier:

Montage final

Montage final

Les vis et les rondelles sont posés puis vissées :

Mise en place des rondelles et vis

Mise en place des rondelles et vis

Mise en place des écrous

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

Vue du boitier assemblé