Sci-Pi-krat - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

De "Sci-Pi Crate" is een behuizing voor Raspberry Pi 4's die ook bevestigingsmogelijkheden heeft voor 3,5 inch harde schijven en een 120mm ventilator.

Er zijn twee configuraties voor de Sci-Pi Crate:

• Configuratie "A" ondersteunt één Raspberry Pi en twee 3.5 in harde schijven.
• Configuratie "B" ondersteunt drie Pi's en drie 3.5 in harde schijven.

Mijn doelen met dit ontwerp waren om een behuizing te maken die ik zou kunnen gebruiken voor een op Raspberry Pi gebaseerde NAS (network-attached storage) die er interessant uitzag. Van daaruit evolueerde het naar het ondersteunen van meerdere Pi's voor gebruik als cluster.

Wat je met de Pi's doet, is aan jou, maar ik denk dat het natuurlijke gebruik van deze behuizing voor een NAS of een docker/k8s-cluster is.

Stap 1: Gereedschappen en materialen

Gereedschap:

• 3D-printer
• soldeerbout
• inbussleutels
• draadsnijders

Optionele hulpmiddelen:

• Dupont Crimps
• keystone punch-down

Materialen:

• 3D-geprinte onderdelen
• framboos Pi 4 (1-3)
• 3,5 inch harde schijf (1-3)
• M4 schroef (8) [40-45mm]
• M4 moer (8)
• #6-32 UNC-bemanning (4-12) [4-6 mm]
• M3 schroef (4-12) [4-7mm]
• 5V/3A dc/dc-omzetter
• Sata naar USB3 met 12V voeding
• 120 mm ventilator
• DC-voedingsconnector FC681493
• M2 schroef (2) [4-7mm]
• Cat-6 Keystone-aansluiting

• Cat 5e/6 kabel

Optionele materialen:

• Dupont-connectoren
• M3-schroef optioneel (4-12) [10-15]
• M3 moer optioneel (8)
• weerstanden voor ventilator

Stap 2: Ontwerpproces

Ik gebruikte Fusion 360 voor dit ontwerp. Ik ben geen pro, maar ik ben beter geworden en ik ben blij met hoe dit ontwerp is geworden.

Mijn methode voor dit project was om modellen van zoveel mogelijk componenten van grabcad te downloaden. Ik vind het leuk om dit te doen, zodat ik kan zien hoe de dingen eruit zullen zien en in elkaar passen. Ik vind grabcad.com een geweldige bron en ik kan vaak modellen vinden die ik kan gebruiken om mijn ontwerpen te versnellen, zodat ik me kan concentreren op het onderdeel dat ik maak en me geen zorgen hoef te maken over het nemen van 100 gedetailleerde metingen of het lezen van technische documenten om ervoor te zorgen de onderdelen passen zodra ze zijn afgedrukt.

Toen ik alle standaard onderdelen had kon ik aan de slag met mijn ontwerp. Ik heb alle items geïmporteerd die ik in de koffer nodig zou hebben en heb ze verplaatst om verschillende lay-outs te proberen. Elke keer dat ik een stapel componenten kreeg die ik leuk vond, tekende ik er een doos omheen en beschouwde dat mijn interne volume en vorm. Dan zou ik nadenken over hoe ik de draden zou kunnen beheren en welke exterieurontwerpen bij die interne vorm zouden passen en er interessant uit zouden zien. Na een paar van deze cycli te hebben doorlopen, kwam ik tot de conclusie dat ik een rechthoek zou krijgen. Dus nu begon ik na te denken over en kunst op te zoeken uit films, games, alles wat ik kon bedenken dat een inspiratie zou kunnen zijn.

Uiteindelijk vond ik het werk van LoneWolf3D op artstation.com. Ik dacht dat hun ontwerp perfect zou zijn voor mijn project. Het was een interessant ontwerp met functies waarvan ik zeker wist dat ik ze kon evenaren. Ik dacht ook dat de ronde details aan de uiteinden goed zouden werken voor mij om te gebruiken als inlaat en uitlaat voor mijn ventilator.

Elke keer dat ik een ontwerp voor 3D-printen maak, denk ik aan de oriëntatie van het onderdeel en hoe ik objecten kan splitsen om de printprestaties te verbeteren. Printprestaties zijn voor mij zaken als laagoriëntatie voor sterkte of details, het verminderen van overhangen en bruggen, en het vermijden van monolithische prints die grote tegenslagen kunnen veroorzaken als de print mislukt. Naast deze doelen wilde ik ook proberen het algehele plasticgebruik te verminderen. Dit heeft twee belangrijke voordelen: lagere kosten en kortere printtijd.

Stap 3: Afdrukken

Het printen was rechttoe rechtaan. Omdat ik de extra tijd in CAD nam om het afdrukken te plannen, hoefde ik me geen zorgen te maken over zaken als ondersteuning voor de meeste afdrukken. Er is één onderdeel (B-bodem) waar ik besloot dat het gebruik van ondersteuning een betere keuze was dan proberen het ontwerp van het onderdeel te splitsen of te veranderen om ondersteuning te vermijden.

Ik heb Cura gebruikt voor het snijden, maar je zou elke gewenste slicer moeten kunnen gebruiken, omdat we geen geavanceerde functies nodig hebben, zoals handmatige ondersteuning.

U kunt de STL's bekijken en downloaden van mijn Thingiverse-pagina

Stap 4: Montage

Ik denk dat afbeeldingen gemakkelijker te begrijpen zijn dan beschrijvingen, dus u kunt de modellen bekijken via deze links Volledige configuratie A-assemblage, configuratie B-assemblage. De modellen kunnen worden gedraaid, geëxplodeerd en bekeken, zodat u kunt zien hoe de stukken bij elkaar horen.

Het moeilijkste deel van de montage voor mij was het bouwen van het stroomverdeelbord. Deze stap kon worden overgeslagen door een pico-PSU te kopen, maar ik had al wat buck-converters en connectoren, dus besloot ik mijn eigen bord te bouwen. Ik neem mijn schema niet op omdat ik er geen heb gemaakt? maar ik zal het ontwerpdoel beschrijven, zodat u kunt begrijpen wat nodig is.

We hebben 5v en 12v nodig. de stroom komt in de behuizing als 12v, dus dat is gemakkelijk, maar dan moeten we een deel ervan omzetten naar 5v voor de RPi. Ik heb een paar MP1584EN DC-DC buck-converters gebruikt, want dat was wat ik had. Ik besloot ook dat ik niet wilde dat de ventilator op 100% zou draaien, dus heb ik wat weerstanden aangesloten. Als u ervoor kiest om weerstanden aan uw ventilatorcircuit toe te voegen, zorg er dan voor dat u bijhoudt hoeveel watt ze moeten dissiperen en de classificatie van uw weerstanden. Om de benodigde watt voor de weerstanden te berekenen, gebruik je de wet van Ohm (V = I × R) en de machtsregel (P = I × V).

Stap 5: Conclusie

Deze zaak is nog maar het begin van een Raspberry Pi-project. Het biedt insluiting voor 1-3 Pi's en 1-3 harde schijven van volledige grootte. Ik vond het leuk om deze hoes te ontwerpen en als je hem in een project gebruikt, hoor ik graag wat je hebt gemaakt.