Une boite à secrets, façon Yoctopuce

Une boite à secrets, façon Yoctopuce

Vous vous rappelez du scanner d'empreintes digitales GT-521F52 qu'on a testé il y a trois semaines ? On a trouvé une petite application simple et amusante...

L'idée est de fabriquer une boîte à secrets qui ne s'ouvre si on lui présente la bonne empreinte digitale. Si le concept est simple, la réalisation demande un peu de réflexion en termes de mécanique et d'interface utilisateur.


Comme on n'avait pas trop le temps de faire une boîte métallique, on a choisi de partir d'une jolie boîte en bois trouvée au rayon créativité du magasin de bricolage du coin... L'objectif étant plus d'illustrer le principe que de fabriquer un coffre-fort inviolable. C'est une boîte toute simple, type "boîte à cigares" avec un couvercle monté sur une charnière.

La boîte en question
La boîte en question


La mécanique

Le mécanisme de verrouillage est basé sur un système de paires de griffes, la première est fixée au couvercle, la seconde est montée sur un axe dans la boîte. Cette griffe est poussée dans un sens par un ressort, mais peut être poussée dans l'autre un petit vérin électrique commandé par un Yocto-Servo. Le couvercle est aussi soutenu par un petit ressort qui l'empêche de se refermer tout seul.

Principe de verrouillage de la boîte
Principe de verrouillage de la boîte



Lorsque l'on ferme la boîte en appuyant fermement sur le couvercle, la griffe du couvercle repousse la griffe mobile jusqu'à ce qu'elles se verrouillent entre elles. Pour ouvrir la boîte, le vérin repousse la grille mobile ce qui libère la griffe du couvercle et la boîte s'entrouvre à cause du ressort de soutien. Le système de soutien actionne aussi un petit interrupteur qui permet à l'électronique qui gère la boîte de savoir si cette dernière est ouverte ou non.

Le système de verrouillage en vrai
Le système de verrouillage en vrai



Lorsque la boîte décide de s'ouvrir, elle relâche donc le couvercle en actionnant le vérin. Dès qu'elle détecte l'ouverture, elle rétracte le vérin, qui permettra de la re-verrouiller en appuyant sur le couvercle.


Tout le système tient dans un parallélépipède qui est vissé à l'intérieur de la boîte. En fait on a utilisé deux de ces parallélépipèdes: un de chaque coté pour respecter la symétrie. Les griffes sont en PLA imprimé. Le châssis du système est découpé au laser dans du verre acrylique de 3mm d'épaisseur. Le verre acrylique est une matière particulièrement cassante, mais on a fait ce choix sciemment:

  • Découper ces pièces ne prend que quelques minutes, ce qui rend les erreurs de design assez bon marché :-)
  • Si on se retrouve avec avec une boîte in-déverrouillable pendant le développement du soft de gestion, il est possible de l'ouvrir on forçant sur le couvercle: le verre acrylique va casser.
  • Une fois que tout est au point, les pièces en verre acrylique peuvent facilement être usinées dans des plaques de métal de 3mm, de l'aluminium fera parfaitement l'affaire, n'oublions pas que le reste de la boîte est en bois.



L'électronique

Il y a quatre modules Yoctopuce dans cette boîte:

  • Un Yocto-Servo pour piloter les vérins électriques
  • Un Yocto-Serial pour interfacer le scanner d'empreintes
  • Un Yocto-Display pour afficher le status de la boîte et guider l'utilisateur pour définir ses empreintes, lorsque la boîte est ouverte.
  • Un Yocto-Color-V2 pour afficher le status de la boîte à l'aide d'une petite barrette de LEDs NEOPIXEL lorsque la boîte est fermée


Le tout est piloté par un RaspberryPI 2. Toute l'électronique de contrôle est installée dans le couvercle de la boîte, caché derrière une plaque de verre acrylique noir. Afin de gagner quelques millimètres d'épaisseur on a dessoudé les connecteurs USB du RaspberryPI et on a soudé directement des fils à la place.

Schéma de la boîte
Schéma de la boîte



L'électronique de contrôle, qui va être installée dans le couvercle
L'électronique de contrôle, qui va être installée dans le couvercle



Le lecteur d'empreinte est intégré sur le coté droit de la boîte dans l'épaisseur du bois de manière à ce qu'il affleure, tandis que la barrette de LED est intégrée directement dans le couvercle.


Le lecteur d'empreintes  Le couvercle et sa barrette de leds
L'interface utilisateur extérieure


L'interface utilisateur

Lorsque la boîte est fermée, l'utilisateur ne voit que les LEDs. L'idée étant de refléter le statut de la boîte avec un code couleur aussi intuitif que possible:

  • Bleu lorsque la boîte est en standby
  • Une Animation se déclenche pendant un scan d'empreinte
  • Rouge si l'empreinte est refusée
  • Vert si l'empreinte est acceptée

Lorsque la boîte est ouverte, l'utilisateur a accès à l'écran et à deux boutons poussoirs qui lui permettent d'effacer toutes les empreintes mémorisée ou d'en mémoriser une supplémentaire. Notez que la boîte refusera de se remettre en position verrouillage si elle n'a aucune empreinte en mémoire.

La boîte ouverte
La boîte ouverte



L'alimentation

L'alimentation est un problème: une batterie à l'intérieur de la boîte n'aurait pas été très réaliste: le système contenant un Raspberry PI, des modules Yoctopuce et des moteurs, une batterie aurait été vidée en quelques heures sans compter qu'elle aurait occupé une place non négligeable. On a donc fait au plus simple: pour fonctionner la boîte doit être alimenté en 5V, il y a, à l'arrière de la boîte, un connecteur USB prévu à cet effet.

La boîte doit être alimentée en 5V pour fonctionner
La boîte doit être alimentée en 5V pour fonctionner



Note: si quelqu'un connait une carte genre Raspberry-PI, mais capable de se mettre veille et de se réveiller à la fermeture d'un contact, on serait très intéressés :-)

Et ça marche?

Ça marche plutôt pas mal, on vous a fait une petite vidéo:

  




A propos des lecteurs d'empreintes digitales

Bien évidement, cette boîte n'est qu'un simple jouet, on peut facilement briser son système de verrouillage en forçant mécaniquement dessus. Cependant, ce petit projet nous a amené à réfléchir à propos de ces lecteurs d'empreintes qu'on trouve maintenant sur bon nombre d'ordinateurs portables et de téléphones. On soupçonne l'aspect technologique et fun des lecteurs d'empreintes digitales d'essayer de nous faire croire qu'ils offrent une meilleure sécurité qu'un bon vieux mot de passe. En fait, si on y pense, il est relativement facile d'amener quelqu'un à déverrouiller un lecteur d'empreinte par la force: il suffit de le forcer à poser son doigt sur le lecteur, qu'il ait envie de coopérer ou pas n'entre pas en ligne compte...

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