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Mallette Espion

Description: Projet de construction d'une valise style espion pour programmes scolaires
License: CC-by-sa-nc 4.0
Contributeur(s) Simon Beauchemin, Stéphanie Robert, Marie-Cristine Landry
Inspiration
Fichiers source
Outils utilisés CNC Shobot, Découpeuse laser Trotec, Perceuse,Tourne-vils, Fusil à colle, Pinceaux, Tape, Papier Sablé, Fer à micro-soudure, Imprimante 3d, Scie ronde, Scie verticale, Sableuse
Ingrédients Bois MDF 5 mm, Pentures, Vis, Peinture, LED verte et rouge, EL Wire bleu, Plastique PLA, Peinture noire et bleue, 2 Batteries AA, 2 batteries CR2032 (3V), Fil de cuivre, 2 Porte-Batteries, 1 Reed Switch, Ruban Adhésif en Cuivre Conducteur
Temps approximatif La conception et la réalisation de la première boîte m'a pris environ une semaine à temps plein (soit près de 35 heures) plus 3 ou 4 heures de plus pour la finition/perfectionnement

Introduction

Notre équipe à l'éducation a voulu réaliser une valise/coffre style espion au Fab Lab pour une activité scolaire ayant lieu au musée. Il était important que la valise ne soit pas trop lourde, qu'elle aie un mécanisme de verrou utilisant une rouge d'engrenage (barbotin) et qu'elle aie un look futuriste propre à l'activité.

Nous avons opté pour le MDF comme matériau de base parce qu'il est léger, économique et peu être découpé au laser facilement. Par la suite nous avons trouvé en ligne les EL Wire qui serviraient à donner le look futuriste à la mallette, combiné avec un peu de peinture acrylique. Pour le système de verrou, nous avons opté pour un mécanisme maison fait de pièces imprimées en 3d et découpées dans du bois.

Conception et Fabrication

Étape 1

Pour la conception générale de la boîte j'ai utilisé le logiciel Makeabox.io en lui spécifiant les dimensions voulues. J'ai ensuite importé le fichier pdf dans inkscape pour le modifier, notament en enlevant le “couvercle” de la boîte et en retirant les interstices sur une des faces de chacune des parois pour que la mallette soit plus lisse et ne s'accroche pas en fermant.

Dans un premier temps j'ai voulu fraiser un morceau de plywood plus épais avec ce fichier via la Shopbot pour me pratiquer dans le logiciel V-Carve. Toutefois après avoir coupé un morceau j'ai été déçu de la finition de la pièce (beaucoup de sablage nécessaire), du temps de coupe nécessaire et du poids du matériau choisi. Donc pour la suite je suis passé au MDF 5mm et à la découpeuse laser pour réaliser les deux moitiés de la mallette.

Finalement les différentes parties des 2 moitiés ont été collées ensemble avec de la colle à bois.

Étape 2

Pour le système de verrou avec roue d'engrenage j'ai d'abord testé mon concept avec un engrenage trouvé sur Thingiverse que j'ai imprimé et testé sur ma boîte. Je suis parti de ce prototype pour créer mon propre système d'engrenage dans Autodesk Fusion 360, mieux adapté aux dimensions de ma boîte. J'ai imrpimé 2 pièces; une simple roue d'engrenage chargée de faire tourner le verrou et une “clé” sous forme de barbotin avec une poignée et du lettrage.

J'ai du faire une seconde version de chacune de ces 2 pièces parce que la roue s'est révélée trop mince et que la clé ne se manipulait pas bien avec les dimensions actuelles de la poignée. Les 2 pièces ont été imprimées avec une résolution moyenne et une densité de matériel élevée.

Étape 3

Pour compléter le système de verrou il me fallait une “serrure” dans les parois de la valise, mais le MDF était trop mince et trop friable pour que l'on puisse y insérer cet espace. J'ai donc dessiné puis fraisé une poche aux dimensions de ma clé dans une pièce de Plywood 3/4 carrée via la Shopbot. J'ai ensuite du retailler plusieurs fois ma pièce avec la scie ronde et la sableuse pour obtenir un morceau à la taille qui me convenait. Je l'ai ensuite coupé en 2, une moitié allant se fixer sur une des 2 parties de la valise, et j'ai tailladé en coin pour qu'il y aie un point de contact entre l'engrenage intérieur du mécanisme de verrou et la clé.

Finalement j'ai vissé la serrure à l'intérieur des deux moitiés de la valise. J'ai aussi installé les pentures servant à fixer les 2 moitiés de la mallette ensemble à cette étape.

Étape 4

Pour le loquet connecté à l'engrenage et servant à verrouiller la valise, j'ai expérimenté plusieurs choses. Mon premier loquet était en MDF et n'était pas suffisamment solide. J'ai voulu utiliser une tige de métal que j'ai plié avec des pinces et inséré dans ma pièce d'engrenage mais la tige bougeait trop pour que le verrou sois solide. J'ai donc changé encore une fois de matériel pour retourner au Plywood 3/4 que j'ai taiillé manuellement avec la scie verticale en forme de loquet. Je l'ai par la suite vissé directement dans l'engrenage de plastique et vissé ce dernier dans le MDF formant la base de la boîte, avec un petit anneau de caoutchouc entre les deux. Au final à la fois le loquet et l'engrange ont été solidement fixé pour permettre au verrou de tenir le coup.

Étape 5

Étant assez débutant dans le domaine de l’électronique, le circuit que j'ai designé pour les LED associée au mécanisme de verrou est assez simple et pourrait probablement facilement être amélioré. Il s'agit de deux circuits indépendants, un associé au loquet pour la LED rouge et un associé à la clé pour la LED verte.

Pour la LED verte, il y a une batterie, une résistance et la LED elle-même. Les trois composantes sont collées sur l'intérieur de la serrure, dans la valise. Le courant part de la batterie et traverse la résistance, mais il est interrompu avant de rejoindre la LED par un espace entre les deux fis de cuivre. J'ai percé 2 trou dans la serrure et fait passé les deux fils non-connectés dans ceux-ci de façon à ce qu'ils se retrouve dans l'espace où la clé sera insérée. Les deux bouts de fil dénudés et le fond de la clé ont été recouvert de ruban de cuivre adhésif pour que le courant ne passe que quand la clé est correctement enfoncée dans la serrure.

Pour la LED rouge, on retrouve une batterie, une résistance, une reed switch et la LED. Toutes les composantes sont soudées ensemble et le circuit est collé dans l'intérieur de la boîte dans la partie inférieure. L'aimant servant à activer la reed switch est collé sur le loquet de bois et donc la LED ne reçoit du courant que lorsque le verrou est enclenché.

(Merci à Francis Poisson pour la suggestion de la reed switch)

Le résultat est que lorsque la valise est fermée et verrouillée, la LED rouge est allumée. Lorsqu'on insère la clé-barbotin dans la serrure la LED verte s'illumine et lorsqu'on tourne la clé, le verrou se baisse et la LED rouge s'éteint.

Étape 6

Pour peinturer la boîte j'ai d'abord utilisé de la peinture noire en canette pour couvrir toute la surface extérieure, puis j'ai sablé les différentes surfaces pour avoir un fini plus mat.

Marie-Christine s'est chargée de la peinture bleue sur les deux plus grandes faces de la valise en utilisant du ruban adhésif pour faire des lignes droites et un stencil découpé au laser pour le lettrage style cadran.

Étape 7

Dernière touche, le EL wire servant à donner le look néon à la valise a été positionné sur les deux faces de la valise. J'ai percé d'abord 2 trous sur chaque surface pour faire passer le fil en gardant le module de contrôle avec les batteries caché à l'intérieur de la valise. Puis j'ai passé le fil par les trous et je l'ai fixé sur la mallette avec de la colle chaude. Ayant un surplus de fil, j'ai percé plus de trous sur la face contenant la serrure pour qu'on voit davantage le fil avec un look de bombe à désamorcer. J'ai refait la même étape pour l'autre face de la valise.

Étape 8

Cette étape (non-complété) consisterais à ajouter des poignées en bois ou peut-être en cuir pour plus de foncort afin de faciliter la manipulation de la mallette.

Résultat et analyse

Même si le projet a pris beaucoup plus de temps que prévu, le résultat en intéressant. Les objectifs de base ont été atteint; un look espion futuriste, un système de verrou avec barbotin et engrenage, deux lumières qui s'allument et s'éteignent selon l'état de la valise et un poids raisonnable. Pour les prochaines versions j'aimerais améliorer les circuits internes (moins de composantes peut-être?), solidifier le système de verrou encore et améliorer la finition avec peut-être une peinture de plus haute qualité ou des décorations en vinyle.

mallette_espion.txt · Dernière modification: 2017/06/24 13:58 par 216.144.120.127