Caja Sci-Pi: 5 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

El "Sci-Pi Crate" es un estuche para Raspberry Pi 4 que también tiene opciones de montaje para discos duros de 3,5 pulgadas y un ventilador de 120 mm.

Hay dos configuraciones para Sci-Pi Crate:

• La configuración "A" admite una Raspberry Pi y dos discos duros de 3,5 pulgadas.
• La configuración "B" admite tres discos duros Pi y tres de 3,5 pulgadas.

Mis objetivos con este diseño eran crear un estuche que pudiera usar para un NAS (almacenamiento conectado a la red) basado en Raspberry Pi que pareciera interesante. Evolucionó a partir de eso para admitir también múltiples Pi para su uso como un clúster.

Lo que hagas con el Pi depende de ti, pero creo que el uso natural de este estuche es para un NAS o un clúster docker / k8s.

Paso 1: herramientas y materiales

Instrumentos:

• impresora 3d
• soldador
• llaves hexagonales
• cortadores de alambre

Herramientas opcionales:

• Engarces Dupont
• punch-down trapezoidal

Materiales:

• Piezas impresas en 3D
• frambuesa Pi 4 (1-3)
• Disco duro de 3,5 pulgadas (1-3)
• Tornillo M4 (8) [40-45 mm]
• Tuerca M4 (8)
• # 6-32 UNC tripulación (4-12) [4-6 mm]
• Tornillo M3 (4-12) [4-7 mm]
• Convertidor 5V / 3A dc / dc
• Sata a USB3 con alimentación de 12V
• Ventilador de 120 mm
• Conector de alimentación de CC FC681493
• Tornillo M2 (2) [4-7 mm]
• Conector Keystone Cat-6

• Cable Cat 5e / 6

Materiales opcionales:

• Conectores Dupont
• Tornillo M3 opcional (4-12) [10-15]
• Tuerca M3 opcional (8)
• resistencias para ventilador

Paso 2: proceso de diseño

Usé Fusion 360 para este diseño. No soy un profesional, pero he ido mejorando y estoy contento con el resultado de este diseño.

Mi método para este proyecto fue descargar modelos de tantos componentes como pude desde grabcad. Me gusta hacer esto para poder ver cómo se verán y encajarán las cosas. Me parece que grabcad.com es un gran recurso y, a menudo, puedo encontrar modelos que puedo usar para acelerar mis diseños y permitirme concentrarme en la pieza que estoy creando y no preocuparme por tomar 100 medidas detalladas o leer documentos técnicos para asegurarme. las piezas encajarán una vez impresas.

Una vez que tuviera todos los componentes estándar, pude comenzar con mi diseño. Importé todos los elementos que necesitaría en el estuche y los moví probando diferentes diseños. Cada vez que obtenía una pila de componentes que me gustaban, dibujaba una caja alrededor de ellos y consideraba mi volumen y forma internos. Luego pensaba en cómo podría manejar los cables y qué diseños exteriores podrían ajustarse a esa forma interna y verse interesantes. Después de pasar por algunos de estos ciclos, concluí que iba a terminar con un rectángulo. Así que ahora comencé a pensar y buscar arte en películas, juegos, cualquier cosa que pudiera pensar que pudiera ser una inspiración.

Finalmente, encontré el trabajo de LoneWolf3D en artstation.com. Pensé que su diseño sería perfecto para mi proyecto. Era un diseño interesante que tenía características que confiaba en poder emular. También pensé que los detalles circulares en los extremos me funcionarían bien para usarlos como entrada y escape para mi ventilador.

Cada vez que hago un diseño para impresión 3D, pienso en la orientación de la pieza y en cómo puedo dividir objetos para mejorar el rendimiento de la impresión. Para mí, el rendimiento de impresión consiste en cosas como la orientación de las capas para mejorar la resistencia o los detalles, reducir los voladizos y los puentes, y evitar las impresiones monolíticas que podrían causar grandes contratiempos si la impresión falla. Además de estos objetivos, también quería intentar reducir el uso general de plástico. Esto tiene dos beneficios principales, un costo reducido y un tiempo de impresión reducido.

Paso 3: Imprimir

La impresión fue sencilla. Como me tomé el tiempo extra en CAD para planificar la impresión, no tuve que preocuparme por cosas como el soporte para la mayoría de las impresiones. Hay una parte (B-bottom) en la que decidí que usar soporte era una mejor opción que intentar dividir o cambiar el diseño de la pieza para evitar el soporte.

Usé Cura para cortar, pero debería poder usar la cortadora que prefiera, ya que no deberíamos necesitar funciones avanzadas, como soporte manual.

Puedes ver y descargar los STL desde mi página de Thingiverse

Paso 4: Montaje

Creo que las imágenes son más fáciles de entender que las descripciones, por lo que puede ver los modelos en estos enlaces Ensamblaje de configuración completa A, Ensamblaje de configuración B. Los modelos se pueden rotar, explotar y visualizar para permitirle ver cómo se pretende que las piezas vayan juntas.

La parte más difícil del montaje para mí fue construir el cuadro de distribución de energía. Este paso se podría omitir comprando una pico-PSU, pero ya tenía algunos convertidores y conectores, así que decidí construir mi propia placa. ¿No incluyo mi esquema porque no hice uno? pero describiré el objetivo del diseño para que pueda comprender lo que se necesita.

Necesitamos 5v y 12v. la potencia llega a la carcasa como 12v, por lo que es fácil, pero luego tenemos que convertir parte de ella a 5v para el RPi. Usé algunos convertidores reductores MP1584EN DC-DC porque eso es lo que tenía. También decidí que no quería que el ventilador funcionara al 100%, así que conecté algunas resistencias. Si elige agregar resistencias a su circuito de ventilador, asegúrese de realizar un seguimiento de cuántos vatios necesitarán disipar y la clasificación de sus resistencias. Para calcular los vatios necesarios para las resistencias, usa la ley de Ohm (V = I × R) y la regla de potencia (P = I × V).

Paso 5: Conclusión

Este caso es solo el comienzo de un proyecto de Raspberry Pi. Ofrece contención para 1-3 Pi y 1-3 discos duros de tamaño completo. Disfruté diseñando este estuche y si lo usas en un proyecto, me encantaría saber lo que hiciste.