Как спроектировать корпус для прибора. полное руководство

Задача

1.1. Сформулировать хотелки

1. Для чего вам нужен корпус — что вы с ним будете делать? Использовать дома, создадите прототип для инвестора или станете продавать прибор?
   Ответ на этот вопрос сразу подскажет, до какой стадии готовности нужно проектировать корпус. Ведь есть технологии, которые прощают ошибки при разработке (например 3D-печать), а есть те, которые могут погубить проект (пресс-формы, об этом далее).
2. Какой тираж у вашего устройства планируется в первый год?
   Я понимаю, что часто чёткого ответа на этот вопрос может не быть, но хотя бы предположите. Одно устройство? Десятки, сотни или тысячи?
   От ответа зависит выбор технологии производства, что, в свою очередь, сильно влияет на бюджет проекта. Подробнее об этом в заметке о том, как оценить корпус. А вот примеры цен на производство корпусов с разными размерами и тиражами, и изготовленных по различным технологиям.
3. Насколько для корпуса важен дизайн?
   Все мы любим красивые и удобные вещи. Но так ли важен дизайн для начала реализации проекта? Подробнее об этом вот в этой заметке.
4. В каких условиях будет работать прибор или устройство?
   В обычных, при комнатной температуре? А если на улице под снегом?
5. Кто ваши конкуренты?
   Если вы на этот вопрос ответили, что конкурентов нет, то тут что-то не так: вы либо поленились искать, либо в принципе неправильно оцениваете реальную потребность вашего клиента и то, как её решает ваш продукт (темы немного касаюсь здесь: formlab.ru/konkurent).
   Ответы на все эти вопросы лягут в основу технического задания.

Пошаговая инструкция

Рассмотрим процедуру создания плексигласового корпуса.

Подготовительные этапы

Для начала нужно подготовить инструменты:

• лобзик для металла, ножовку или болгарку;
• термопистолет или клей;
• саморезы;
• сверло по металлу;
• пластиковые ножки.

Полезно знать: как и чем лучше сверлить оргстекло.

Перед тем как приступить к созданию плексигласового корпуса стоит взять разметки со старого корпуса

Для проведения расчетов предварительно замерьте старый корпус, затем на каждую из сторон добавьте 1,5–2 см. Также учтите, что потребуется подставка для материнской платы соответствующего ей размера, а также стойки для FDD, HDD и CD-ROM. Для простоты их можно сделать такими же, какие были в прежнем корпусе.

Используйте оргстекло не тоньше 5 мм. Для дна и задней стенки, на которую крепятся вентилятор и другие детали, можно взять листы до 10 см.

Для соединения отдельных элементов корпуса используют саморезы, термопистолет или клей. Первый вариант удобнее: в какой-то момент может потребоваться разобрать конструкцию. В любом случае съемной должна быть хотя бы одна боковая стенка.

В создании корпуса из оргстекла применяются листы плексигласа не тоньше чем 5 мм

Прежде чем использовать саморезы, проверьте их на небольшом кусочке такого же оргстекла, из которого выполнены элементы корпуса. Если материал трескается при ввинчивании, подберите либо более прочный лист, либо более тонкие винты.

Для оргстекла можно использовать такие виды клея, как Acrifix, COLACRIL, Cosmofen, «Дихлорэтан»

Обратите внимание, что последнее средство крайне токсично и при работе с ним нужно тщательно соблюдать технику безопасности

Создание короба

Короб собирают следующим образом:

Вырежьте из оргстекла 6 частей корпуса. Отшлифуйте края термопастой.

Прорежьте на стенках такие же отверстия, какие были на старом кожухе: для кнопок включения и перезапуска, проводов питания, шлейфов жестких дисков, вентилятора и т. д. Места для отверстий можно намечать тонким маркером. Отшлифуйте места срезов. Если остались следы наметки, сотрите ее спиртом.
Соедините все части корпуса, кроме одной боковой стенки.
Прикрепите ножки. Желательно это сделать саморезами, чтобы ни одна не отвалилась, иначе может упасть весь блок.
Посмотрите, сколько крепежных отверстий у вашей материнской платы: в современных моделях их может быть от 9 до 12. Нарежьте соответствующее количество кусочков оргстекла 1х1 см. Заранее проделайте в них отверстия для резьбы, вкрутив и выкрутив винты М3. Вырежьте подставку для платы.

Поочередно привинтите подготовленные кусочки к крепежным отверстиям материнской платы, после чего приклейте их к подставке.
Извлеките из прежнего корпуса решетку, предназначенную для крепления плат расширения

Вставьте две платы в крайние разъемы «матери» и закрепите на них решетку.
Осторожно уложите корпус набок так, чтобы решетка была расположена вплотную к стенке. Прикрепите подставку с материнской платой

Уставите вентиляторы.
Склейте или скрепите саморезами подставки для FDD, HDD и CD. Размер и конфигурация могут быть такими же, как в старом корпусе. Чтобы сделать конструкцию более жесткой, к боковым стенкам ящика для CD можно приклеить дополнительные кусочки плексигласа. Прикрепите подставки к корпусу. Перенесите внутрь и закрепите все оставшиеся электронные компоненты.
Установите кнопки, выходящие наружу корпуса, и закрепите последнюю стенку.

Существует множество способов дополнительной декорации такого корпуса. Например, на одну из боковых стен можно заранее нанести гравировку или вытравить узор кислотой.

По желанию кожух можно закрепить на стене.

При достаточном опыте работы с оргстеклом и понимании того, как функционирует компьютер, корпус можно сделать нестандартной формы: в виде пирамиды, шара, стилизованного робота и т. д. Все зависит от вашей фантазии.

Первый тип корпуса, который мы рассмотрим, называется Small Form Factor(компактный)

Этот тип корпуса отличают   компактные размеры.  Он особенно удобен  для офисных  компьютеров, либо для  домашнего ПК, если  вам не нужна особо мощная система.   Размеры  такого корпуса  весьма невелики (около 25х25 см),   что позволяет ему легко вписаться в любой интерьер и занять минимум места.  У таких корпусов есть большой минус, такая миниатюризация требует подходящей  «начинки»,  небольшие размеры деталей.  В такой корпус уже не получиться, например, вставить современную мощную видеокарту либо процессор.    Кроме того,  малые габариты могут вызывать проблемы с охлаждением,  компоненты могут перегреваться, вызывая сбои и поломки системы.

Дизайн корпуса

Здесь трудно давать какие-то советы – всё строго индивидуально. Делать корпус со стандартным дизайном можно только от нужды, когда нет денег его купить, хотя стоит он не так уж много. Поэтому за эту работу берутся обычно люди творческие, чтобы сделать нечто оригинальное, чего нет ни у кого. Или чтобы решить какую-то техническую задачу – например, содержимое ноутбука поместить в отдельный корпус и закрепить это сзади телевизора. Любители моддинга – экспериментов с дизайном компьютерного корпуса, каких только вариантов не создали. Это и настенные варианты, в том числе в виде панели под стеклом. Это и многочисленные прозрачные корпуса с эффектной подсветкой кулеров и прочих узлов.

Некоторые даже устроили его из столешницы стола со стеклянной поверхностью. Формы тоже могут быть разными – от классических параллелепипедов до шарообразных или пирамидальных. Бывают и более сложные – в форме каких-нибудь персонажей, например, робота R2-D2 из «Звёздных войн». Неплохо выглядят корпуса, сделанные в стиле ретро. Например, эффектна модель, стилизованная под ламповую советскую аппаратуру, с множеством циферблатов и рукояток на передней панели – они, кстати, функционируют, и показывают загрузку процессора, памяти, и другие параметры. Футуристический и постапокалиптический дизайн тоже популярен. Множество компьютеров оформлено в стиле игры Fallout.

Корпус ПК, созданный своими руками, всегда имеет персональный дизайн, потому что существует в единственном экземпляре. Однако, прежде чем браться за это творческое дело, не забудьте просчитать и обеспечить все технические моменты, о которых шла речь в начале статьи. Как бы ни выглядел корпус вашего компьютера внешне, для внутренних устройств должны создаваться комфортные условия работы даже при максимальной нагрузке.

Какой материал выбрать

Корпус для компьютера, сделанный своими руками, должен быть не только красивым, но и прочным и функциональным. Хотя некоторые делают его даже из коробочного картона, это совсем несерьёзно. Обычно выбирают такие материалы:

• Дерево.
• Оргстекло.
• Алюминий.
• Сталь.

Каждый вариант имеет свои преимущества и недостатки. Рассмотрим их подробнее.

Дерево легко обрабатывается, можно использовать листовой материал – фанеру, ДСП и т.д. Корпус из дерева можно сделать, даже не имея большого опыта и дорогостоящих инструментов. Он обеспечит довольно низкий уровень шума. Однако у этого материала будет один недостаток – плохая теплопередача, поэтому внутри надо предусмотреть достаточное свободное пространство и хорошее охлаждение.

Оргстекло – легко пилится и режется, корпус при должной аккуратности получается довольно профессиональным. Такой вариант обычно выбирают любители моддинга – создатели красивых и оригинальных прозрачных корпусов с множеством подсветок внутри. Из недостатков – этот материал всё-таки требует умения с ним обращаться и навыков по его обработке. Неловкое движение – и длинная глубокая царапина обеспечена.

Алюминий имеет массу достоинств, н главные – он лёгкий и имеет хорошую теплоотдачу. Однако это сравнительно дорогой материал, к тому же из-за гибкости алюминия жесткость корпуса и внутренних перегородок будет слабовата. Да и царапается он легко, поэтому требуется обработка поверхности. Сталь отлично гасит вибрации, имеет хорошую теплопроводность, и прочная. Стальной корпус надёжно защитит внутренние узлы от любых воздействий. Но для обработки стали нужны разные инструменты, да и работа эта не из лёгких. Зато результат получается отличным.

Перед тем, как самому сделать корпус для компьютера, вопрос с материалом нужно обязательно решить. Если навыков работы с металлом нет, а хочется использовать именно его, можно сделать так – спроектировать все выкройки и сделать чертежи. Во многих городах есть мастерские и предприятия, где по чертежам на заказ точно вырежут и даже доставят все детали, из металла нужной толщины. Останется только собрать этот конструктор. С деревянными заготовками можно поступить так же.

Послесловие

Вывод банален: разработка и организация производства корпуса своими силами — не самая сложная вещь.Итог разработки: корпус дозиметра-радиометра МКС-17Д «Зяблик»P.S.занудныхМакет, прототип, серийный образец и вот это всё — учим термины Российское приборостроение: вертели мы ваш дизайн на пальцах Как не промахнуться с бюджетом на серийное производство корпусов: 20 примеров из практики бюро по инженерному дизайнуКак не промахнуться с бюджетом на серийное производство корпусов-2: цены на мелкосерийное литьё пластикаПравильно «готовим» прототип. Технологии прототипирования корпуса Как за пару минут самостоятельно рассчитать цену корпуса устройства Промышленный дизайн для бизнеса: минимизируем издержки, экономим на ненужном, вкладываем в главноеПромышленный дизайн для бизнеса, часть 2: дизайн вместо маркетинга или делаем продукт, который продаст себя сам

На что стоит обратить внимание при покупке

Большинство техников обращают внимание на такие характеристики:

Подключение кулера для процессора – позволяет заменить процессор или кулер, не разбирая всю материнскую плату.
Подключение на передней панели – если у вас много внешних устройств, проверьте возможность быстрого доступа на передней панели корпуса.
Вентиляторы и воздушный поток – чем больше вентиляторов у вас в компьютере, тем лучше будет воздушный поток.
Пылевые фильтры – забитый пылью, шерстью домашних животных и табачным мусором компьютер перегревается и быстрее выходит из строя

особенно учитывая прозрачный корпус.
Звукоизоляция – специальные чехлы обеспечивают тихую работу, часто используя звукопоглощающие материалы внутри панелей корпуса.
Поддержка водяного охлаждения – благодаря использованию герметичных моноблочных холодильников жидкостное охлаждение стало эффективней, чем когда-либо.
Корпус из закалённого стекла – великолепно, но хрупко – обращайтесь с осторожностью!
Интегрированное освещение – настраиваемая подсветка RGB.

Четвертый тип корпусов называется Big-Tower

Такой корпус очень редко можно встретить в качестве  домашнего ПК.  Он заметно больше всех остальных, и его высота достигает, как минимум, полметра.   В этом корпусе можно разместить не   только  штук пять хороших  видеокарт или   винчестеров,  он  пригоден для создания  серверов  либо компьютера,  управляющего  другими   компьютерами   в офисе.  Такой корпус позволяет разместить в нем  хорошую вентиляцию, что избавит компьютер  от возможности перегрева.   Таким образом,  Big-Tower идеально подходит   самым продвинутым пользователям,   которые заняты в области IT технологий и особо требовательным геймерам.

Первым моментом, на который нужно обратить внимание  при подборе либо конструировании корпуса – является ли достаточным внутреннее пространство.  Необходимо определить, сможете ли вы поместить туда  устройства для необходимого охлаждения  системного блока, установки  вентиляторов.   Необходимо, чтобы воздух  свободно  циркулировал   внутри корпуса,  обеспечивая  тем самым охлаждение всех деталей.  Обращайте внимание на мощность   находящегося в корпусе, либо купленного отдельно  блока питания (БП). Она должна быть достаточной для планируемой системы ПК.  Также следует обратить внимание на расположение блока питания в корпусе

При больших мощностях БП нужно подумать о его охлаждении. БП требуется охлаждать лишь себя.

Для оптимального охлаждения и низкого уровня шума БП можно разместить по таким схемам.

В схеме, с верхним расположением БП мы получаем такие достоинства:

1. Достаточно низкий уровень шума (19дб) при установке БП мощностью 430 Вт, вентиляторе ARX FD1212-S2142E 12V 0,36A 2400 об/мин;
2. Температура элементов повышается незначительно (+3 градуса в БП и +1 градус в корпусе);
3. Стандартное расположение;
4. Свободный выход воздуха.

Такую конструкцию можно собрать примерно так, как на фотографии ниже.

Компанией SilverStonetek налажен выпуск корпусов с нижним расположением БП.

Достоинствами данной конструкции являются:

1. Блок питания служит для охлаждения только себя;
2. Не возникает необходимости переделывать БП;
3. Низкий центр тяжести для корпуса ПК.

Из недостатков можно отметить: избыточный шум вентилятора и затрудненный доступ воздуха к вентилятору БП.

Материалом для изготовления корпуса в основном является алюминий или  сталь, хотя многие самодельные корпуса изготовлены из дерева или оргстекла. К достоинствам алюминиевого корпуса можно отнести легкий вес и хорошую теплоотдачу. Но  такой корпус легко гнется и  нередки появления царапин. Стоимость алюминиевых корпусов выше, чем стальных.  Стальной же корпус обладает большей   надежностью и прочностью.  Все детали в таком корпусе будут надежно защищены.  Кроме того, сталь лучше  гасит вибрации, что  снижает шум работы компьютера.

При рассмотрении разных дизайнерских решений корпусов,  важно в первую очередь  определится, какие  разъемы и интерфейсы  вам  понадобятся сейчас и в будущем.  Многие  из возможных  вариантов, например  термометр, встроенный в колонки, вам не нужен,   а  другим он просто необходим. Здесь нужно вам самим решить, какой подобрать дизайн и конструкцию, исходя из перечисленного выше

И не забыть об оригинальности…

Что нужно обязательно учитывать

Самое важное требование для любого компьютерного корпуса, в том числе и самодельного – достаточное пространство для вентиляции и охлаждения. В стандартных, самых распространённых корпусах типа Moddle-Tower Form не случайно имеется много пустого пространства

Это позволяет воздуху свободно циркулировать, а при установке энергоёмких компонентов есть возможность добавления дополнительных вентиляторов. Поэтому при разработке самодельной конструкции надо учитывать не только габариты всех комплектующих, но и предусмотреть свободное место для циркуляции воздушных потоков около каждого из них. Также надо решить, как будет установлен блок питания. Есть два варианта:

1. Сверху. Это классическая схема, при которой сквозь блок питания наружу проходит теплый воздух. Так обеспечивается вентиляция и достигается небольшой уровень шума. Но есть и минус – блок питания может сам перегреваться, если других кулеров нет. Схему корпуса системника с верхним расположением блока питания обычно применяют и для создания своими руками.
2. Снизу. В таком случае блок питания ставится на дно корпуса, и воздух в него поступает снизу, через решетку, и выдувается через другую стенку наружу. Плюс – блок питания хорошо охлаждается исключительно «забортным воздухом». Минус – он совсем не участвует в системе охлаждения системы в целом, поэтому обязательно нужны кулеры. Другой минус – приток воздуха к блоку питания происходит под днищем корпуса и может быть затруднённым. К тому же, будет повышен уровень шума – его создаёт движение воздуха внизу, плюс шум от вентилятора передаётся непосредственно на поверхность.

Если выбрать горизонтальный вариант – тип Desktop, то требования остаются теми же, разве что места для манёвров с блоком питания меньше. Однако вентиляцию надо обязательно обеспечить для всех узлов.