Sci-Pi Crate: 5 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:33

Το "Sci-Pi Crate" είναι μια θήκη για το Raspberry Pi 4 που διαθέτει επίσης επιλογές τοποθέτησης για σκληρούς δίσκους 3,5 ιντσών και ανεμιστήρα 120mm.

Υπάρχουν δύο διαμορφώσεις για το Sci-Pi Crate:

• Η διαμόρφωση "A" υποστηρίζει ένα Raspberry Pi και δύο 3.5 σε σκληρούς δίσκους.
• Η διαμόρφωση "Β" υποστηρίζει τρία Pi και τρία 3,5 σε σκληρούς δίσκους.

Οι στόχοι μου με αυτόν τον σχεδιασμό ήταν να δημιουργήσω μια θήκη που θα μπορούσα να χρησιμοποιήσω για ένα NAS με βάση το Raspberry Pi (αποθήκευση συνδεδεμένο στο δίκτυο) που φαινόταν ενδιαφέρον. Εξελίχθηκε από αυτό και υποστηρίζει επίσης πολλαπλά Pi για χρήση ως σύμπλεγμα.

Το τι κάνετε με το Pi είναι στο χέρι σας, αλλά νομίζω ότι η φυσική χρήση αυτής της θήκης είναι είτε για ένα σύμπλεγμα NAS είτε για docker/k8s.

Βήμα 1: Εργαλεία και υλικά

Εργαλεία:

• Τρισδιάστατος εκτυπωτής
• συγκολλητικό σίδερο
• εξαγωνικά κλειδιά
• συρματοκόπτης

Προαιρετικά εργαλεία:

• Dupont Crimps
• keystone punch-down

Υλικά:

• Τρισδιάστατα τυπωμένα μέρη
• βατόμουρο Pi 4 (1-3)
• Σκληρός δίσκος 3,5 ιντσών (1-3)
• Βίδα M4 (8) [40-45mm]
• Παξιμάδι M4 (8)
• #6-32 πλήρωμα UNC (4-12) [4-6mm]
• Βίδα M3 (4-12) [4-7mm]
• Μετατροπέας 5V/3A dc/dc
• Ισχύς Sata σε USB3 w/ 12V
• Ανεμιστήρας 120mm
• DC Power Connector FC681493
• Βίδα M2 (2) [4-7mm]
• Υποδοχή Cat-6 Keystone

• Καλώδιο Cat 5e/6

Προαιρετικά υλικά:

• Συνδέσεις Dupont
• Βίδα M3 προαιρετικό (4-12) [10-15]
• M3 παξιμάδι προαιρετικό (8)
• αντιστάσεις για ανεμιστήρα

Βήμα 2: Διαδικασία σχεδιασμού

Χρησιμοποίησα το Fusion 360 για αυτό το σχέδιο. Δεν είμαι επαγγελματίας, αλλά γίνομαι καλύτερος και είμαι ευχαριστημένος με το πώς έγινε αυτό το σχέδιο.

Η μέθοδος μου για αυτό το έργο ήταν να κατεβάσω μοντέλα όσο το δυνατόν περισσότερων εξαρτημάτων από το grabcad. Μου αρέσει να το κάνω αυτό για να δω πώς θα μοιάζουν τα πράγματα και θα ταιριάζουν μεταξύ τους. Θεωρώ ότι το grabcad.com είναι ένας μεγάλος πόρος και μπορώ συχνά να βρω μοντέλα που μπορώ να χρησιμοποιήσω για να επιταχύνω τα σχέδιά μου και επιτρέψτε μου να επικεντρωθώ στο κομμάτι που δημιουργώ και να μην ανησυχώ για τη λήψη 100 λεπτομερών μετρήσεων ή την ανάγνωση τεχνικών εγγράφων για να διασφαλίσω τα μέρη θα χωρέσουν μόλις εκτυπωθούν.

Μόλις είχα όλα τα τυπικά εξαρτήματα, μπορούσα να ξεκινήσω με το σχέδιό μου. Έκανα εισαγωγή όλων των αντικειμένων που θα χρειαζόμουν στη θήκη και τα μετακίνησα δοκιμάζοντας διαφορετικές διατάξεις. Κάθε φορά που έπαιρνα μια στοίβα εξαρτημάτων που μου άρεσαν, σχεδίαζα ένα κουτί γύρω τους και θεωρούσα ότι ο εσωτερικός μου όγκος και σχήμα. Τότε θα σκεφτόμουν πώς θα μπορούσα να διαχειριστώ τα καλώδια και ποια εξωτερικά σχέδια θα μπορούσαν να ταιριάζουν σε αυτό το εσωτερικό σχήμα και να φαίνονται ενδιαφέροντα. Αφού πέρασα μερικούς από αυτούς τους κύκλους κατέληξα στο συμπέρασμα ότι επρόκειτο να καταλήξω σε ένα ορθογώνιο. Έτσι τώρα άρχισα να σκέφτομαι και να αναζητώ τέχνη από ταινίες, παιχνίδια, οτιδήποτε θα μπορούσα να σκεφτώ που θα μπορούσε να αποτελέσει έμπνευση.

Τελικά, βρήκα το έργο του LoneWolf3D στο artstation.com. Νόμιζα ότι ο σχεδιασμός τους θα ήταν τέλειος για το έργο μου. Anταν ένα ενδιαφέρον σχέδιο που είχε χαρακτηριστικά που ένιωθα σίγουρος ότι μπορούσα να μιμηθώ. Πίστευα επίσης ότι οι κυκλικές λεπτομέρειες στα άκρα θα λειτουργούσαν καλά για μένα για χρήση ως εισαγωγή και εξάτμιση για τον ανεμιστήρα μου.

Κάθε φορά που κάνω σχεδιασμό για τρισδιάστατη εκτύπωση σκέφτομαι τον προσανατολισμό του τμήματος και πώς μπορώ να χωρίσω αντικείμενα για να βελτιώσω την απόδοση εκτύπωσης. Η απόδοση εκτύπωσης για μένα είναι πράγματα όπως ο προσανατολισμός του στρώματος για αντοχή ή λεπτομέρειες, η μείωση των προεξοχών και των γεφυρών και η αποφυγή μονολιθικών εκτυπώσεων που θα μπορούσαν να προκαλέσουν σημαντικές αποτυχίες εάν αποτύχει η εκτύπωση. Εκτός από αυτούς τους στόχους, ήθελα επίσης να προσπαθήσω να μειώσω τη συνολική χρήση πλαστικού. Αυτό έχει δύο κύρια οφέλη, μειωμένο κόστος και μειωμένο χρόνο εκτύπωσης.

Βήμα 3: Εκτύπωση

Η εκτύπωση ήταν ευθεία. Δεδομένου ότι πήρα τον επιπλέον χρόνο στο CAD για να σχεδιάσω την εκτύπωση, δεν χρειάστηκε να ανησυχώ για πράγματα όπως η υποστήριξη για τις περισσότερες εκτυπώσεις. Υπάρχει ένα μέρος (B-bottom) όπου αποφάσισα ότι η χρήση υποστήριξης ήταν καλύτερη επιλογή από το να προσπαθήσω να χωρίσω ή να αλλάξω το σχέδιο του εξαρτήματος για να αποφύγω την υποστήριξη.

Χρησιμοποίησα το Cura για τεμαχισμό, αλλά θα πρέπει να μπορείτε να χρησιμοποιήσετε όποιον τεμαχιστή προτιμάτε, καθώς δεν θα χρειαζόμαστε προηγμένες λειτουργίες, όπως η χειροκίνητη υποστήριξη.

Μπορείτε να δείτε και να κατεβάσετε τα STL's από τη σελίδα μου στο Thingiverse

Βήμα 4: Συναρμολόγηση

Νομίζω ότι οι εικόνες είναι πιο εύκολο να κατανοηθούν από τις περιγραφές, οπότε μπορείτε να δείτε τα μοντέλα σε αυτούς τους συνδέσμους Full Config A Assembly, Config B Assembly. Τα μοντέλα μπορούν να περιστραφούν, να εκραγούν και να προβληθούν για να σας επιτρέψουν να δείτε πώς τα κομμάτια προορίζονται να συνδυαστούν.

Το πιο δύσκολο μέρος της συναρμολόγησης για μένα ήταν η κατασκευή του πίνακα διανομής ενέργειας. Αυτό το βήμα θα μπορούσε να παραλειφθεί αγοράζοντας ένα pico-PSU, αλλά είχα ήδη μερικούς μετατροπείς και συνδέσμους, έτσι αποφάσισα να φτιάξω τη δική μου πλακέτα. Δεν συμπεριλαμβάνω το σχηματικό μου γιατί δεν το έκανα; αλλά θα περιγράψω τον σχεδιαστικό στόχο για να καταλάβετε τι χρειάζεται.

Χρειαζόμαστε 5v και 12v. η ισχύς μπαίνει στη θήκη ως 12v, έτσι είναι εύκολο, αλλά στη συνέχεια πρέπει να μετατρέψουμε μερικά από αυτά σε 5v για το RPi. Χρησιμοποίησα κάποιους μετατροπείς MP1584EN DC-DC buck επειδή αυτό είχα. Αποφάσισα επίσης ότι δεν ήθελα ο ανεμιστήρας να λειτουργεί στο 100%, οπότε συνδέσα μερικές αντιστάσεις. Εάν επιλέξετε να προσθέσετε αντιστάσεις στο κύκλωμα ανεμιστήρα, φροντίστε να παρακολουθείτε πόσα watt θα χρειαστούν για να διαλυθούν και τη βαθμολογία των αντιστάσεών σας. Για να υπολογίσετε τα watt που χρειάζονται για τις αντιστάσεις χρησιμοποιείτε το νόμο του Ohm (V = I × R) και τον κανόνα ισχύος (P = I × V).

Βήμα 5: Συμπέρασμα

Αυτή η υπόθεση είναι μόνο η αρχή ενός έργου Raspberry Pi. Προσφέρει περιορισμούς για 1-3 Pi και 1-3 σκληρούς δίσκους πλήρους μεγέθους. Μου άρεσε να σχεδιάζω αυτήν την θήκη και αν το χρησιμοποιήσετε σε ένα έργο θα ήθελα πολύ να ακούσω για αυτό που φτιάξατε.