CasiTX: Case pro MiniITX základní desku z 3D tiskárny

27.8.2021 16:00 | Přečteno: 3815× | Linuxení aneb hrátky se šrotem | | poslední úprava: 27.8.2021 15:09

Už když jsem před časem prováděl upgrade svého HTPC napadlo mě, že by bylo škoda nevyužít staré komponenty a něco z nich nesestavit. Výsledkem je case o rozměrech 20 cm x 20 cm x 8.4 cm stavěný na míru MiniITX základní desce, jehož 3D model si můžete níže stáhnout a zkusit z něj vytvořit něco svého.

Obsah:

1. Co bylo po ruce
2. Co po ruce nebylo
3. Návrh casu
4. Osazení
5. Zkoušení a závěr

Co bylo po ruce

Po ruce bylo vlastně vše, co bylo třeba k tomu, aby sestavil životaschopný počítač. Základní deska ASRock AM1H-ITX osazená osmi gigabajty pamětí Kingston KVR1333 (2x4 GiB), procesorem AMD Athlon 5350 a jakousi bezejmennou WiFi kartou, kterou jsem kdysi vybrakoval z nefunkčního notebooku. Až po podrobnějším ohledání jsem zjistil jak moc se ASRocku tahle základní deska povedla - pro použití v minimalistických skříních je nedocenitelná možnost napájet jí z klasického 19 V notebookového adaptéru (napájení připojených disků pak obstarává základní deska), z hlediska přenosnosti a konektivity je pak unikátní kombinace grafických výstupů, která obsahuje 1xD-SUB, 1xDVI, 1xHDMI a 1xDisplayPort. Jinými slovy, pokud seženeme napájení, lze k ní připojit jakékoliv zobrazovátko.

Dalšími významnými komponentami byl pevný disk Samsung ST2000LM003 a DVD mechanika Sony Optiarc AD-7690H se sexy stěrbinovým zasouváním médií . Mimoto mi doma viselo i jedno starší bezdrátové kombo klávesnice s myší, které nefungovalo kolečko, takže bylo nahrazeno novým. K tomu samozřejmě běžná domácí zásoba každého, kdo má za sebou pár rozebraných PC - hromada kabelů a šroubků. Co mi chybělo bylo vše, co se běžně nachází ve skříních - tlačítka, diody, speaker, přední USB porty...

Co po ruce nebylo

Co mi tedy scházelo bylo to hlavní, co bylo nezbytné ke zprovoznění celé sestavy - zdroj. Ten se mi podařilo vyhrabat mezi vyhořelými notebooky u tchána a vyhrál to adaptér od jednoho z jeho bývalých ASUSů. Následovalo pátrání po skříňových komponentech. Ty mi poskytlo naše místní úložiště vyhořelého hardware, kde jsem z jednoho z postarších eurocasů vybrakoval PC speaker, desku se dvěma USB 2.0 a dvěma 3.5 mm JACKy (mikrofon a výstup), resetovací tlačítko, tlačítko napájení s podsvícením a chromovaným rámečkem a stavovou diodu pro disk. Jinými slovy opět šrot. Samozřejmě můžete namítat, že není problém sehnat jednotlivé komponenty a vše si doma napájet, ale popravdě - jednak nejsem až takový "bastlič" a jednak na to prostě nebyl čas.

Návrh casu

Asi nemá cenu zapírat, kde jsem se s návrhem inspiroval - byl to jeden z krásných hliníkových casů od Streacomu, Streacom F1C. Použití tohohle casu po detailnějším průzkumu bránily dvě věci: zaprvé cena (přes dva tisíce za kousek hliníku?) a zadruhé absence předních konektorů. Cíl návrhu byl tedy jednoduchý - vytvořit alternativu tohoto casu navrženou tak, aby bylo možné ji vytisknout na 3D tiskárně a pokud možno se vejít do rozměrů 20 cm x 20 cm x 10 cm.

Aby byl case pokud možno stále rozebiratelný, jeho návrh jsem směřoval k tomu, aby byl šroubovaný. Autoři casu od Streacomu to vyřešili tak, že jsou v horní desce casu dva čepy, do kterých zasedají závitové tyče šroubované ze spodní strany casu. V podmínkách 3D tisku se něco podobného realizuje velmi špatně, neboť závitové tyče mívají velmi jemný závit, který by se do vytištěného plastu "nezakousl." Proto je horní kryt casu navržen jako "stolek", do jehož "nožiček" o výšce bočnice jsou vytvořeny otvory pro zašroubování samořezných šroubů, či šroubů s hrubým závitem (typicky šrouby ze starých casů).

Horní kryt casu

Spodní deska je navržená jednoduše jako placka s otvory pro zašroubování čepů pro usazení základní desky a v rozích s otvory pro sešroubování s horním dílem. V rámci mnou sehnaných dílů jsou doplněny podstavy pro USB a desku, která je spolu s JACKy nese. Obě dvě desky (horní i spodní) jsou vybaveny osazením, aby do nich bočnice zapadla a skříň neměla sklon se rozlézat.

Základna casu s montážními otvory

Bočnici tvoří "rámeček" o výšce 8 cm, kterému z vnější strany dominuje výřez pro zadní panel základní desky a ventilační otvory po stranách a nad zadním panelem. Na základě rozměrů "vyrabovaných" komponent se pak v přední části nachází velké tlačítko power, kolem nějž jsou úhlopříčně umístěny stavová dioda disku a resetovací tlačítko. Nad dolním okrajem casu se pak na přední straně nachází oba USB 2.0 porty a JACKy. Za drobnou dírkou v předním panelu je pak umístěn PC Speaker.

Bočnice

Umístění pevného disku a mechaniky je opět opsáno z casu od Streacomu, respektive z mého CoolerMasteru - optická mechanika se nachází na horní části kovové desky, pevný disk na její spodní části. Pro uložení této kovové desky do casu jsou vytvořeny po stranách čtyři výrazné opěrné body. Drobné opěrné body při horním okraji casu jsou pak háčky pro uložení antén WiFi karty. Samotný plech pro umístění disku má tloušťku 1 mm a je to jediný díl vypálený laserem. Pro umístění mechaniky je třeba vyhnout montážní očka.

Nosný plech pro mechaniku a pevný disk

Osazení

Po vytištění komponent bylo třeba samozřejmě vše očistit od vlasů, pomocných výstuh a začistit hrany. Vše do sebe kupodivu poměrně dobře lícovalo, takže bylo možné přistoupit rovnou k osazení jednotlivými komponentami. Co samozřejmě z 3D tisku není nikdy absolutně přesné, jsou otvory, takže ty bylo třeba poněkud více brousit, než do nich bylo možné usadit tlačítka a JACKy, ale vše si nakonec poměrně dobře sedlo. Co mě překvapilo byla celkem slušná tuhost plastu z tiskárny pro šroubování čepů pro základní desku, takže při zachování trochy citu nehrozí stržení závitu.

Jednotlivé komponenty a jejich detaily po 3D tisku

Postupné osazování casu a zkoušky lícování jednotlivých dílů

O dost horší je to v případě drobných háčků pro antény. Ty se prakticky okamžitě ulomily, takže nakonec zafixování antén vyřešilo sekundové lepidlo. Držáky plechu s mechanikami obstály na výbornou, takže po vyhnutí otvorů pro mechaniku a jejím přišroubování nebyl problém plech usadit a zašroubovat do bočnice. Pozornější si jistě všimnou, že disk je nakonec umístěn na opačné straně, než jsou zakresleny otvory v plechu. Při návrhu otvorů do plechu jsem nezkontroloval výšku chladiče procesoru, tak bylo třeba prostě disk přesunout na druhou stranu.

Chybu v návrhu plechového nosníku zachránila vrtačka

Zkoušení a závěr

První zkoušky funkčnosti sestavy jsem prováděl samozřejmě ještě před samotným tiskem casu v rozpalu na stole, tou finální zkouškou byla až funkce všeho v uzavřeném casu. Tady se ukázalo, že ačkoliv je case poměrně otevřený, těch otvorů by mohlo být klidně ještě víc. Kromě procesoru s TDP 25 W tam ještě lehce přitápí pevný disk (což ale zase tolik není), ale hlavním dodatečným zdrojem tepla je měnič na základní desce. Ta je nucená si sama z 19 V vyrábět 5 V a 3.3 V, což řeší skupina čipů poblíž konektoru napájení, ze které se teplo přenáší až na kovový čep v jejich blízkosti, který má při dotyku teplotu kolem 50 °C. Suma sumárum lze říci, že bedna je na omak o dost teplejší, než jsem čekal. Jak se to projeví na životnosti komponent je ve hvězdách, vzhledem k tomu, že předpokládám pouze příležitostný provoz.

Kompletní sestava

Takhle to začalo...

Jelikož tohle je můj první pokus s 3D tiskem, není vše naprosto perfektní a, kromě záchrany starého hardware před křemíkovým nebem, mi šlo hlavně o načerpání zkušeností s tištěnými komponentami. Mezi ty pozitivní poznatky patří fakt, že vytištěné kusy jsou poměrně slušně pevné (všechny mají tloušťku 3 mm) a lze do nich i rozumně šroubovat. Přesnost vytištěných komponent je také slušná - plastová osazení do sebe krásně zapadají s mírným přesahem, díky kterému celý case působí poměrně pevně. Pro "běžným způsobem" vyrobené komponenty, které je třeba do tištěného materiálu usadit je pak třeba počítat buď s cca desetinou milimetru vůle, nebo prostě více brousit. Negativní zkušeností je to, co jsem vlastně mohl čekat - tištěné komponenty mají sklon se po vrstvách odlamovat, což se krásně projevilo u poddimenzovaných držáků WiFi antén a v menší míře i u "nohou" horní desky, které se v užších místech po tištěných vrstvách mírně rozlouply.

V komentáři níže pak naleznete všechny zdrojové podklady - 3D modely jednotlivých komponent casu a výkres plechu pro umístění mechaniky. Vše budiž dále svobodně šířeno a modifikováno a pokud se vám povede z mého návrhu vykřesat nějaký zajímavý kousek, pochlubte se s ním a nezapomeňte zmínit autora (aneb šiřte za podmínek CC BY 4.0 ).

       

Obrázky

Komentáře

[pushkin]

Příloha:

• CasiTX.7z (110774 bytů)

A tady jsou slíbené modely s výkresem pro vypálení plechu...

[Max]

Na to, že jde o první pokusy s 3D tiskem je to dobrý. Jen dva dotazy. Co máš za tiskárnu a proč jsi ten plech dělal z plechu? Myslím, že by nebyl problém ho taktéž vytisknout.
Zdar Max

[pushkin]

Kluci mi to vytiskli na nějakém Anycubicu v našem Makerspacu.

Jinak ten plech jsem zvolil, protože jsem konzerva Vytisknout by to asi šlo, ale zase by to muselo bejt silnější a nejsem si úplně jistej, jak bych řešil otvory pro ty pidišroubečky, kterými se šroubují slimové mechaniky. Dobrej námět pro další

[otasomil]

Krasna prace. To ja vzdy skoncil u nejake stare case do kterej jsem vestavel novou desku + komponenty.

[hydrandt]

Super, diky za blog

[Miriam]

Zírám, vypadá to krásně!

[Gréta]

supr krabice :D ;D

toje vo moc lepšejší než moje mini itx strčený v dirkatý papírový krabici po botách :D

[Miriam]

Nemáš strach, že ti to začne hořet?

[Gréta]

žere to +-20w jenom a je tam větráček navíc přidělanej takže vtý krabici neni vo moc víc věčí teplo než vedle krabice :D

[Root]

Mas to eko, kdyz doslouzi tak se jednoduse recykluje :)

[Ovoce]

Ty vyšší teploty... nebude to tím, že to nemá žádnej systémovej ventilátor, pročež nic nenutí ohřátej vzduch, aby se vypakoval zevnitř a naopak aby dovnitř nalezl novej studenej?

Dalo by se to teoreticky řešit třeba tak, že ten ventilátor na chladiči bude mít hned nad sebou víko a v něm perforaci, takže bude sekundárně ke své hlavní funkci přisávat vzduch zvenku a tím tlakem se pak teplo zase bude po stranách perforacema tlačit ven. Ale zase tou perforací by možná utíkal ven i hluk navíc.

Tady tenhle návrh má v tom místě ale placku na disk (ta by musela být v téhle koncepci pod deskou, takže by se zase možná hřál HDD), takže se to nedá použít... možná přidělat někam do boku 50mm nebo 60mm (ty bývaly na starých chladičích AMD) ventilátor, který bude obstarávat nucený výfuk.

[Gréta]

Ale zase tou perforací by možná utíkal ven i hluk navíc.

z vršku by tam moch víc padat prach než kolik tam vleze bokama :O :O

[pushkin]

Jasný, nucenej oběh by tomu pomohl dost. Zatím jsem uvažoval spíš o 8 cm ventilátoru na vršek casu (kvuli hlučnosti). Uvidíme.

[Josef Kufner]

Říkám si, že pro tento typ výrobku by bylo lepší laserem vyříznout jednotlivé stěny z desky (ať už plech, akrylát, či cokoliv jiného), než to celé tisknout.

Co se týče rozebiratelných šroubovaných spojů, vytiskni si na konec kulaté díry pro šroub ještě šestihrannou díru pro matku. Po vytištění tam vmáčkneš matku a můžeš sešroubovávat dle libosti. Plast v pohodě matku udrží proti vypadnutí i proti protáčení (a když netrefíš tolerance, tak to lepidlo spraví).

Také se dělají distanční sloupky, tedy kombinace šroubu a matky v tyčce. Dělají se i takové, še je šestiúhelníkový sloupek se závitovými dírami z obou stran. Ten když vmáčkneš do šestiúhelníkové díry/ohrádky na jedné straně a přišroubuješ, tak se nebude protáčet a na druhé straně budeš mít "matičku" pro druhý šroubek. Případně to můžeš na té straně s ohrádkou vlepit a nemít žádné šrouby zvenčí. Ze spodu pak díru zamaskuješ přišroubovanou nožičkou.

[Jendа]

Pro vkládání matky je lepší matka čtvercová, protože šestihran se má v tištěném dílu větší šanci sešmudlit dokulata. Prodávají je třeba v TME, kde poslední dobou kupuju všechen matroš.

Další možností je threaded insert, je to z mosazi a vkládá se to do vytištěné díry na pájce (zataví se dovnitř). Ty jsou v západních obchodech nesmyslně drahé, kupují se na Ali.

[Gréta]

bestagony selhaly :O :/

[Josef Kufner]

I ten šestihran toho dost vydrží a hlavně se jich všude spousta válí. Ale jinak jo, není to úplně ideální tvar.

[pushkin]

Říkám si, že pro tento typ výrobku by bylo lepší laserem vyříznout jednotlivé stěny z desky (ať už plech, akrylát, či cokoliv jiného), než to celé tisknout.

V jedné fázi jsem uvažoval o plexiskle. Když jsem ale začal dávat dohromady všechny věci, tak mi došlo, že se všemi dráty by to nebylo ve výsledku vůbec hezké, tak vyhrál 3D tisk. Díky tomu jsou nakonec i zaoblené hrany a mohl jsem si dovolit různé přípravy pro tlačítka a podobně.

[j]

Plexi se da udelat matny (pripadne i v nejaky barve) a nemusi to byt pruhledny. Tohle bude mit IMO jinej problem, jestli je to z PLA, tak se to roztece. PLA totiz mekne uz nekde pri 40-45 stupnich.

---

Dete s tim guuglem dopice!

[Kate]

Ten divoký stringing spíš ukazuje na PETG (nebo hodně bídně nastavenou tiskárnu), ten snese trochu vyšší teploty (ale i tam bych byla hodně opatrná)