Caixa Sci-Pi: 5 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

El "Sci-Pi Crate" és un estoig per a Raspberry Pi 4 que també té opcions de muntatge per a discs durs de 3,5 polzades i un ventilador de 120 mm.

Hi ha dues configuracions per a la caixa Sci-Pi:

• La configuració "A" admet un Raspberry Pi i dos discs durs de 3,5.
• La configuració "B" admet tres discos durs de Pi i tres de 3,5.

Els meus objectius amb aquest disseny eren crear una funda que pogués utilitzar per a un NAS (emmagatzematge connectat a la xarxa) basat en Raspberry Pi que semblés interessant. Va evolucionar a partir d’això i també va donar suport a múltiples Pi per utilitzar-los com a clúster.

El que feu amb els Pi's depèn de vosaltres, però crec que l'ús natural d'aquest cas és per a un clúster NAS o docker / k8s.

Pas 1: eines i materials

Eines:

• Impressora 3D
• soldador
• tecles hexadecimales
• talladors de filferro

Eines opcionals:

• Dupont Crimps
• clau de puny-down

Materials:

• Parts impreses en 3D
• gerds Pi 4 (1-3)
• Disc dur de 3,5 polzades (1-3)
• Cargol M4 (8) [40-45mm]
• Femella M4 (8)
• # 6-32 tripulació UNC (4-12) [4-6mm]
• Cargol M3 (4-12) [4-7mm]
• Convertidor de 5V / 3A CC / CC
• Alimentació Sata a USB3 amb 12V
• Ventilador de 120 mm
• Connector d'alimentació CC FC681493
• Cargol M2 (2) [4-7mm]
• Jack Keystone Cat-6

• Cable Cat 5e / 6

Materials opcionals:

• Connectors Dupont
• Cargol M3 opcional (4-12) [10-15]
• Femella M3 opcional (8)
• resistències per a ventilador

Pas 2: procés de disseny

He utilitzat Fusion 360 per a aquest disseny. No sóc professional, però he anat millorant i estic content de com ha resultat aquest disseny.

El meu mètode per a aquest projecte era descarregar models de tants components com pogués de Grabcad. M’agrada fer-ho per poder veure com quedaran les coses i encaixaran. Trobo que grabcad.com és un recurs fantàstic i sovint puc trobar models que puc utilitzar per accelerar els meus dissenys i deixar-me centrar-me en la part que estic creant i no preocupar-me per prendre 100 mesures detallades o llegir documents tècnics per garantir les peces s’adaptaran un cop impreses.

Un cop vaig tenir tots els components estàndard, vaig poder començar a dissenyar. Vaig importar tots els elements que necessitaria al cas i els vaig moure provant diferents dissenys. Cada vegada que aconseguia una pila de components que m’agradaven dibuixava una caixa al voltant d’ells i considerava que era el meu volum i forma interns. Després, pensaria sobre com podria gestionar els cables i quins dissenys exteriors s’adaptaven a aquesta forma interna i semblaven interessants. Després de passar per alguns d’aquests cicles, vaig concloure que anava a acabar amb un rectangle. Així que ara vaig començar a pensar i buscar art de pel·lícules, jocs, qualsevol cosa que pogués pensar que pogués ser una inspiració.

Finalment, vaig trobar l'obra de LoneWolf3D a artstation.com. Vaig pensar que el seu disseny seria perfecte per al meu projecte. Era un disseny interessant que tenia característiques de les quals em sentia segur de poder imitar. També vaig pensar que els detalls circulars dels extrems funcionarien bé per utilitzar-los com a entrada i escapament del meu ventilador.

Cada vegada que faig un disseny per a la impressió 3D penso en l'orientació de la peça i en com puc dividir objectes per millorar el rendiment de la impressió. El rendiment de la impressió per a mi és com l’orientació de la capa per obtenir més força o detalls, reduir els voladissos i els ponts i evitar impressions monolítiques que podrien causar revessos importants si la impressió falla. A més d’aquests objectius, també volia intentar reduir l’ús general de plàstic. Això té dos avantatges principals, un cost reduït i un temps d'impressió reduït.

Pas 3: Impressió

La impressió va ser directa. Com que vaig aprofitar el temps addicional en CAD per planificar la impressió, no em vaig haver de preocupar de coses com el suport de la majoria de les impressions. Hi ha una part (part inferior B) en què vaig decidir que el suport era una opció millor que intentar dividir o canviar el disseny de la peça per evitar el suport.

He utilitzat Cura per fer talls, però hauríeu de poder utilitzar el tallador que preferiu, ja que no hauríem de necessitar cap funció avançada, com l'assistència manual.

Podeu veure i descarregar els STL des de la meva pàgina de Thingiverse

Pas 4: Muntatge

Crec que les imatges són més fàcils d’entendre que les descripcions, de manera que podeu veure els models en aquests enllaços Assemblea de configuració completa A, Assemblea de configuració B. Els models es poden girar, explotar i visualitzar per permetre veure com es pretén que les peces vagin juntes.

La part més difícil del muntatge per a mi va ser construir el tauler de distribució d’energia. Aquest pas es podria ometre comprant una pico-PSU, però ja tenia alguns convertidors i connectors per la qual cosa vaig decidir construir la meva pròpia placa. No incloc el meu esquema perquè no el vaig fer? però descriuré l'objectiu de disseny perquè pugueu entendre el que cal.

Necessitem 5v i 12v. la potència entra a la caixa com a 12v, de manera que és fàcil, però hem de convertir-ne una part a 5v per al RPi. He utilitzat alguns convertidors de dòlars DC-DC MP1584EN perquè això era el que tenia. També vaig decidir que no volia que el ventilador funcionés al 100%, així que vaig connectar algunes resistències. Si decidiu afegir resistències al circuit del ventilador, assegureu-vos de fer un seguiment de quants watts hauran de dissipar i de la qualificació de les resistències. Per calcular els watts necessaris per a les resistències utilitzeu la llei d’Ohm (V = I × R) i la regla de potència (P = I × V).

Pas 5: Conclusió

Aquest cas és només l’inici d’un projecte de Raspberry Pi. Ofereix contenció per a 1-3 discs durs de mida completa. M’ha agradat molt dissenyar aquest estoig i, si el feu servir en un projecte, m’encantaria conèixer el que heu creat.