С наступающим Хабровчане! Есть мнение что, устройство без корпуса нельзя считать законченным и без него оно будет лежать в разобранном виде, собирая пыль. Поэтому в этой финальной части смоделируем и напечатаем на 3D принтере свой корпус.

И наконец – подведём итоги по проекту, сколько было затрачено финансов, допущено ошибок, а также поделюсь с вами своими планами на Хабр и не только.

Статья является логическим продолжением прошлых частей. Поэтому, если вы не хотите терять нить повествования и не видели прошлые – готовьте тазик чая и начинайте с них, а затем можете продолжить: [1], [2], [3]

Моделирование корпуса

Начнём с ПО и процесса моделирования, посмотрим на финальную версию корпуса-кирпича, а в конце устроим ему краштест. Погнали! 

Как и множество 3D-печатников, для моделирования я использую Fusion 360 от Autodesk. Довольно удобный и относительно не сложный в освоении инструмент, особенно для полного профана в сфере технического моделирования, вроде меня. 

Что хорошо – его не нужно пиратить (да и невозможно), Autodesk не первый раз делает жест доброй воли (или грамотного маркетинга, как посмотреть) для самодельщиков. Ограничений на версии для хоббистов не так уж много и с ними можно жить моделировать себе спокойно. Интересует подобная статья по 3D моделированию и печати? - Опрос будет в конце статьи.

Процесс моделирования под 3D печать можно разделить на несколько этапов:

Безусловно на словах всё просто, однако очень и очень часто, в ходе моделирования вылезают разного рода нюансы. 

Взять ту же нехватку точных 3D моделей. Именно точных, это не оговорка или ошибка. 3D печать позволяет с достаточной точностью создавать изделия. Не без огрехов в виде усадки или особенностей конкретного филамента, но достаточно точно, особенно для поделки от энтузиаста.

Что-то приходится создать с нуля, что-то допиливать электронным напильником. Например, модель применённого SoM пришлось делать с нуля:

Если брать чистыми, то в моделирование было вложено несколько дней точно. А если представить в виде своеобразного таймлапса, то получается вот это:

Как сделать кирпич. Концепт и сборка

На корпус мы в общем посмотрели, но было бы неплохо вникнуть в детали, как минимум для истории и ознакомления как с логом ошибок.

Начну издалека. Меня привлекает формула IBM PC совместимых компьютеров, т.е. не монолитная специализированная машина без возможности адаптации и кастомизации, а вполне себе расширяемая и универсальная (в рамках приличия естественно).

Самые догадливые и глазастые уже поняли к чему я веду. Меня долго не отпускала идея - сделать модульный роутер с возможностью конфигурации, практически «на лету». 

Сверху цеплялись бы модули PoE или/и расширения портов до 4х, а снизу находилась сменная батарея на 3 банки 18650. Но поскольку я применил частицу «бы» – то наверняка не всё пошло по плану. Признаться честно, так и есть, не буду тянуть Хабр за НЛО и опишу что же пошло не так:

• Соединения должны быть приспособлены для быстрой замены – классические Dupont’ы с шагом 2.54 это выбор не в ту сторону, идеальный вариант что-то вроде Pogopin’ов

• Корпус – рельсовые соединения тоже надо уметь делать, об этом в части про краштест

• На практике больше двух портов Ethernet никогда не пригождалось

• А PoE банально не представилось возможности проверить – надо заказывать DC-DC и соображать, как это собрать. Затем проверять, но дома слишком тепличные условия, а до ближайшей поездки в деревню ещё много..

А вот что получилось хорошо – так это эргономика кирпича, но ничего, Москва тоже не сразу строилась. Ещё из рюшечек: магнитное днище и смотровое окно через которое видно внутренности. 

Начну с днища простите за каламбур. Уже ближе к концу моделирования, я вспомнил эквилибристику с креплением сетапа с RPI в деревне (один из примеров был в первой части) и меня осенила идея «А почему бы не поступить как делают производители фонариков и не реализовать крепление к поверхностям на магнитах»

Магниты взял неодимовые из HDD, не зря же мы их собираем. Кто-то может возразить "Они ведь большие и могут не войти по размеру".

И будет прав. Но только до момента пока я не возьму газовый ключ и плоскогубцы) Отломал в размер, закатал в термоусадку, посадил на цианакрилат - profit. А под сами магниты в днище, со внутренней стороны сделаны углубления. Термоусадка нужна дабы острая металлическая оболочка не порезала ничего.

Пользуйтесь, особенно если для кого-то этот способ был неочевиден. Безусловно можно было не выпендриваться и заказать магниты на Али "ктож спорит", однако ждать их всё ровно придется.

По итогу в использовании выглядит это так:

Если Вас теперь мучает вопрос "А не будет плохо аккумуляторам от близости с магнитами?", то знайте Вы не одиноки. Если честно - я так и не понял, делитесь в комментариях если знайте точно.

Кстати об аккумуляторах, чуть не забыл о них. Просто крепить банки в холдеры или на термосопли напрямую к днищу, откровенно говоря, не хотелось. Поэтому решил в очередной раз попробовать что-то новое и затянуть их в специальный рукав:

Они используются в заводских аккумуляторных сборках и имеют самые разные размеры. Усаживается горячим воздухом и получается вот такая красота: 

Самопальная сборка естественно с защитой, всё как полагается. Мне повезло и у меня вна закромах родины нашлась подходящая платка от АКБ дохлого планшета. Правда пришлось демонтировать NTC термистор и сделать внешний, так получше будет. 

Ещё во время сборки вскрылся косяк с кнопкой перезагрузки. Посмотрим на схему блока с кнопками:

Выводы хоть и имеют подтяжку к питанию, но PORST_N всё ровно как-то умудрялся конфликтовать с QON (уже точно не помню, как это проявлялось на практике, но факта косяка это всё ровно не отменяет). Проблема решилась костылём в виде диода, который аккуратно внедрился в цепь PORST_N > 4 вывод кнопки:

Вы будете смеяться, но аналогичный подорожник пригодился ещё кое-где. Как мы помним из прошлой части, я таки завёл USB<>UART преобразователь, однако после этого у меня перестала работать генерация 5V…

В своей схеме и плате, гораздо проще разбираться и проблема была довольно быстро выявлена.

Каким-то образом напряжение подтяжки UART проходило через USB<>UART преобразователь и попадало на его вход. 3.2 вольт оказалось достаточно и на них естественно тигрерилась цепь аппаратного переключения OTG, ибо если вспомнить даташит, то для переключения нужно два условия:

Именно благодаря этому выход и не работал. Фото фикса прилагается:

Кстати, насчёт фотографий. "А как же фотографии с видом первой версии корпуса?" - справедливо спросите вы. Их есть у меня и я даже спойлерил их у себя в тележке:

Краштест

Я уже писал про слабые магниты? Ну так вот:

«Как так вышло?» Как-то раз возвращаясь с прогулки и уже находясь дома, я повесил (или прилепил?) на входную дверь роутер… ну и он соскользнул с метровой высоты на пол. Больной зуб был быстро найден:

Кажется толщина в 2 стенки – это немного маловато для подобного рода соединений.. Также хорошей идей будет сделать прорезирование днища, ибо специально искать шершавые поверхности – такое себе. Осталось только до печати TPU ещё добраться.

Испытания в бою. Разбор полётов

На удивление роутер пережил поездку Сочи>Майкоп и обратно, но не всё оказалось так радужно.

Нулевое – эргономика кирпича и торчащий модем. Насчёт первого всё ясно, я не умею моделировать у автора плохо с фантазией, решается новой версией корпуса и платы. Модем… Насчёт него очень хорошо высказался @zhovner позволю себе процитировать статью про выбор промышленного LTE роутера:

Первое – нагрев. Старый MIPS + косяки по питанию дают о себе знать. Именно благодаря ошибке с выбором DC-DC и родился колхоз с красными проводками и повышайкой до 5V

Наглядная демонстрация обоих косяков выглядит так:

Второе – антенна. Изначально я применил внутреннюю антенну от ноутбука:

В таком виде сигнал еле-еле пробивал одну комнату и глушился холодильником. Мне это быстро надоело, я психанул и нашёл на неназываемой барахолке, старенький ADSL роутер со съёмной SMA антенной:

Пару часов на поездку из деревни в ПГТ и обратно, 500р и антенна заменена:

Вроде бы все косяки я описал и больше мне добавить нечего. Поэтому давайте финишировать 

Итоги

Вообще не жалею, что начал этот долгострой. Да, безусловно, он иногда надоедал и приходилось переключаться на что-то другое, но как мне известно среди самодельщиков это вполне себе норма.

Что касается финансовой стороны проекта, то собственно вот:

Стоило ли оно того? Определённо! Банально полученный опыт чего стоит. Можно ли было купить готовый девайс? Определённо, но тогда вы бы не читали эти строки.

Что касается планов. Сначала собираюсь немного отдохнуть от роутеров и «проветрить разум», собрать что-нибудь полезное на МК, естественно попутно написав про это статью. К слову, табличку с общем количеством проектов я спойлерил ещё во второй части. Затем уже приступить к разработке версии 1.5 или 2.0, честно говоря – ещё не определился.

Для версии 2.0 надо будет найти энергоэффективный SoC, который не будет кушать 200 миллиампер в простое. Если можете что-то порекомендовать – пишите в комментариях. Естественно это будет гигабитная версия с LTE Cat.6 и балансировкой каналов.

Поскольку выход этой части немного затянулся, настолько что данные строки я дописываю, лёжа в кровати с температурой, то позволю поздравить вас с уходящим 2022 и пожелать вам, чтобы ваши проекты не превращались в долгострои. Увидимся в новом году :3

Благодарности????

Ну и куда же без них, немного дополним список:

@yeyeyeyipa – За совместную покраску 3D моделей роутера и замечательные рендеры в Fusion 360

Попробуйте сверхбыстрый VPS в России от AdminVPS