Ящик Sci-Pi: 5 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:49

«Sci-Pi Crate» - это корпус для Raspberry Pi 4, который также имеет варианты крепления для 3,5-дюймовых жестких дисков и 120-мм вентилятора.

Есть две конфигурации Sci-Pi Crate:

• Конфигурация «A» поддерживает один Raspberry Pi и два 3,5-дюймовых жестких диска.
• Конфигурация «B» поддерживает три жестких диска Pi и три 3,5-дюймовых жестких диска.

Мои цели с этим дизайном заключались в том, чтобы создать корпус, который я мог бы использовать для NAS на базе Raspberry Pi (сетевое хранилище), которое выглядело бы интересно. Из этого он превратился в поддержку нескольких Pi для использования в качестве кластера.

Что вы будете делать с Pi, зависит от вас, но я думаю, что естественное использование этого случая - либо для NAS, либо для кластера docker / k8s.

Шаг 1. Инструменты и материалы

Инструменты:

• 3д принтер
• паяльник
• шестигранные ключи
• кусачки

Дополнительные инструменты:

• Dupont Crimps
• трапецеидальный удар

Материалы:

• 3D-печатные детали
• малиновый Pi 4 (1-3)
• 3,5-дюймовый жесткий диск (1-3)
• Винт M4 (8) [40-45 мм]
• Гайка М4 (8)
• № 6-32 Экипаж UNC (4-12) [4-6 мм]
• Винт M3 (4-12) [4-7 мм]
• Преобразователь постоянного / постоянного тока 5В / 3А
• Sata на USB3 с питанием 12 В
• 120-мм вентилятор
• Разъем питания постоянного тока FC681493
• Винт M2 (2) [4-7 мм]
• Разъем Cat-6 Keystone

• Кабель Cat 5e / 6

Дополнительные материалы:

• Разъемы Dupont
• Винт M3 опционально (4-12) [10-15]
• Гайка M3 опционально (8)
• резисторы для вентилятора

Шаг 2: процесс проектирования

Для этого дизайна я использовал Fusion 360. Я не профессионал, но я становлюсь лучше, и я доволен тем, как получился этот дизайн.

Мой метод для этого проекта состоял в том, чтобы загрузить модели как можно большего количества компонентов из grabcad. Мне нравится делать это, чтобы я мог видеть, как все будет выглядеть и соответствовать друг другу. Я считаю grabcad.com отличным ресурсом, и я часто могу найти модели, которые я могу использовать, чтобы ускорить разработку и позволить мне сосредоточиться на той части, которую я создаю, и не беспокоиться о проведении 100 подробных измерений или чтении технической документации, чтобы убедиться, что детали подойдут после печати.

Когда у меня были все стандартные компоненты, я мог приступить к дизайну. Я импортировал все предметы, которые мне понадобились в кейсе, и перемещал их, пробуя разные макеты. Каждый раз, когда я получал стопку компонентов, которые мне нравились, я рисовал вокруг них рамку и считал это своим внутренним объемом и формой. Затем я думал о том, как я могу управлять проводами и какие внешние конструкции могут соответствовать этой внутренней форме и выглядеть интересно. Пройдя несколько таких циклов, я пришел к выводу, что у меня получится прямоугольник. Так что теперь я начал думать и искать изображения из фильмов, игр, всего, что я мог придумать, что могло быть источником вдохновения.

В конце концов, я нашел работу LoneWolf3D на artstation.com. Я подумал, что их дизайн идеально подойдет для моего проекта. Это был интересный дизайн, в котором были функции, которым я был уверен, что смогу имитировать. Я также подумал, что круглые детали на концах хорошо подойдут для использования в качестве впускного и выпускного отверстия для моего вентилятора.

Каждый раз, когда я делаю дизайн для 3D-печати, я думаю об ориентации детали и о том, как я могу разделить объекты для повышения производительности печати. Производительность печати для меня - это такие вещи, как ориентация слоев для прочности или деталей, уменьшение выступов и перемычек и предотвращение монолитных отпечатков, которые могут вызвать серьезные проблемы в случае сбоя печати. В дополнение к этим целям я также хотел попытаться сократить общее использование пластика. Это дает два основных преимущества: снижение затрат и сокращение времени печати.

Шаг 3: Печать

Печать была простой. Поскольку для планирования печати я потратил дополнительное время в САПР, мне не пришлось беспокоиться о таких вещах, как поддержка большинства отпечатков. Есть одна часть (B-снизу), где я решил, что использование поддержки было лучшим выбором, чем попытки разделить или изменить конструкцию детали, чтобы избежать поддержки.

Я использовал Cura для нарезки, но вы должны иметь возможность использовать любой слайсер, который вам больше нравится, поскольку нам не нужны какие-либо дополнительные функции, такие как ручная поддержка.

Вы можете просмотреть и загрузить файлы STL со страницы моей Thingiverse.

Шаг 4: Сборка

Я думаю, что изображения легче понять, чем описания, поэтому вы можете просмотреть модели по этим ссылкам Full Config A Assembly, Config B Assembly. Модели можно вращать, разносить и просматривать, чтобы вы могли увидеть, как части должны взаимодействовать друг с другом.

Самой сложной частью сборки для меня была сборка распределительного щита. Этот шаг можно было пропустить, купив пикоблок питания, но у меня уже было несколько понижающих преобразователей и разъемов, поэтому я решил создать свою собственную плату. Я не включаю свою схему, потому что я ее не делал? но я опишу цель дизайна, чтобы вы могли понять, что необходимо.

Нам нужно 5в и 12в. питание поступает в корпус как 12 В, так что это легко, но затем нам нужно преобразовать его часть в 5 В для RPi. Я использовал несколько понижающих преобразователей MP1584EN DC-DC, потому что это то, что у меня было. Я также решил, что не хочу, чтобы вентилятор работал на 100%, поэтому я подключил резисторы. Если вы решите добавить резисторы в схему вентилятора, обязательно следите за тем, сколько ватт им потребуется для рассеивания, а также за номиналом ваших резисторов. Чтобы рассчитать мощность, необходимую для резисторов, вы используете закон Ома (V = I × R) и правило мощности (P = I × V).

Шаг 5: Заключение

Этот случай - только начало проекта Raspberry Pi. Он предлагает размещение для 1-3 полноразмерных жестких дисков Pi и 1-3 полноразмерных жестких дисков. Мне понравилось разрабатывать этот чехол, и если вы используете его в проекте, я хотел бы услышать о том, что вы сделали.