Mini-Desktop своими руками

:

Update: Версия 2.0 здесь.

Немного лирики:


Лет пять назад у меня появилась мечта самому сделать домашний мини сервер. Изучив существующие на то время железки, я остановил свой выбор на материнской плате Intel D945GSEJT с процессором Atom N270. Корпуса, которые были в продаже для этой материнской платы мне совершенно не понравились, по этому я привинтил все это дело к картонке вместе с жестким диском, поставил Хакинтош и повесил за шкаф. Все это дело провисело пару лет, интенсивно качая и раздавая файлы и интернет по всей квартире.
Все бы хорошо, но быстродействия этого агрегата хватало только на дать и взять, никакой речи о проигрывании, или конвертировании HD видео, или помощи при тонировании 3D графики речи быть не могло. А хотелось бы.
Мысль сделать домашний мощный-мини-сервер заела меня окончательно в начале этого года. Просто спать по ночам не мог. И что бы избавиться от этой навязчивой идеи было решено:
1. Сделать не так как у всех
2. Сделать самый маленький Desktop из ныне существующих
3. Сделать проект не индивидуальным, а с учетом промышленных стандартов, а так же с обоснованием адекватной стоимости дальнейшего серийного производства.

— Итак, практика:


Desktop подразумевает (как минимум): любой настольный процессор (не мобильный или урезанный), встроенный блок питания, а так же возможность расширения и модернизации (по возможности).

Так как бюджет ограничен (к сожалению), то разрабатывать собственную PCB я не стал. Выбор пал на существующий стандарт Thin Mini-ITX — компактные материнские платы с поддержкой десктопных процессоров. Так же у них есть возможность питания от внутреннего блока питания напряжением 19.5v. В дальнейшем это сильно упростило разработку блока питания. Еще одна особенность этого стандарта, что у всех материнских плат Thin Mini-ITX расположение центрального процессора на одном и том же месте в не зависимости от дизайна платы и производителя. Этот параметр оказался ключевым при разработке дизайна компактного корпуса.

Дальше настал момент выбора материалов и технологии производства корпуса. Так как я этим никогда в жизни не занимался, то пришлось изучить несколько книг о металлообработке (штамповка, литье под давлением, лазерная резка, фрезеровка с ЧПУ), тепло-проводимости материалов, а так же принципы построения электрических схем для блока питания (и много еще чего сейчас уже не вспомню).
В итоге выбор пал на алюминий, по причине отличной теплопроводности, легкости и простоты металлообработки. В качестве технологии производства — фрезеровка с ЧПУ. Гораздо дешевле чем штамповка и литье по причине отсутствия дорогих форм. Блок питания — высокочастотный, без-транзисторный на шимке TOP-251, с мощностью 120w+ КПД 85+

Изучив номенклатуру отечественного производителя имеющих технологию CNC Milling (фрезеровка с ЧПУ) и отправив несколько запросов на возможность производства образца (и получив в ответ или кукиш, или цены равные подержанному автомобилю) я понял, что смотреть надо дальше… на Юго Восток… в Азию.

Есть такой сайт. Называется Alibaba.com. На нем представлены практически все азиатские производители самых разных товаров и услуг. Там есть все. Реально все. Изучив предложения и цены я понял, что это то, что мне нужно. Здесь надо сказать, что Азиаты хорошие исполнители, но заставить их что то придумать — совершенный бесполезняк. Если вы хотите получить внятный результат, им нужно четко описать порядок действий. Составить максимально подробную документацию на деталь (в нашем случае) и дополнительно описать ее конечные свойства (финишной обработки, к примеру). Желательно все это сдобрить фотками, или (в идеале) примерами конечного результата.

В итоге мне нужно было подготовить модели и чертежи в одном из индустриальных стандартов. К сожалению, на тот момент я был не в зуб ногой как это делается вообще… Почитав в интернете и узнав в каких программах все эти чудеса рисуются я выбрал для моделирования и визуализации Solidworks, а для разработки блока питания Altium Designer (кстати сказать Altium Designer я так и не осилил. Блок питания заказывал на Freelancer.com). Две недели на изучение видео-уроков по Solidworks — и я начал преспокойно воплощать свою задумку.

Основная сложность в разработке малогабаритного корпуса — это прокачать через него необходимый воздушный поток. В моем случае не менее 25 кубов. Хотелось бы, что бы корпус не был похож на дуршлаг или решето (ни сверху, ни по бокам). Так же хотелось бы, что бы конструкция была максимально прочной, легкой и защищенной от внезапных воздействий в виде пролитой чашки кофе на системник, или падения с высоты стола (хотя бы). Пропущу муки творчества и бесчисленное кол-во вариантов во время разработки дизайна корпуса. Остановлюсь на итоговом варианте:
1. Полностью удалось разделить входящие потоки воздуха от исходящих. Что позволило успешно завести процессоры мощностью 77w
2. Одним процессорным кулером удалось охлаждать как сам процессор, так и блок питания и остальные компоненты платы
3. Удалось сделать корпус максимально закрытым, прочным (выдерживает мой вес — 90кг) и защищенным от внешних воздействий
4. Возможность применения различных вентиляторов охлаждения (не много, но выбор есть)
5. Сделать работу компьютера бесшумной при выполнении обычных задач (просмотр видео, торренты, раздача интернет и т.д.)
6. Максимально упростить конструкцию для удобной сборки и снижения себестоимости.
7. Сделать корпус на сколько это возможно маленьким. Получилось 190х190х50 мм

В итоге получилась и завелась следующая конфигурация:
Материнская плата Intel DH61AG
Процессор Core i7-3770
Память 8Gb SO-DIMM DDR3 1600
SSD Plextor 64GB
HDD WD Blue 750Gb
WI-FI Broadcom 4322
Вентилятор Akasa AK-CCE-7106HP

image

image

image

image

image

image

image

image

Результаты тестов:


1. Температура корпуса при выполнении обычных задач — теплый. Шума практически не слышно
2. Температура корпуса при использовании Core i7-3770 и 100% загрузке — реально горячий, но не выходящий за пределы номинальных температур для работы внутренних компонентов. Шумит, но не взлетает
3. После нескольких минут работы, процессор выключает Turbo Boost и работает на номинальных частотах 3.4Gh
4. На Core i3 и процессорах с литерой S в названии — все тихо и без пыли

В итоге, я пересмотрел дизайн, добавив вентиляционную щель спереди и по бокам. Это должно увеличить поток проходящего через корпус воздуха (сбросить давление) и обеспечить нормальную работу процессора в режиме Turbo Boost. Так же я решил изменить кнопку питания. Уж больно она ужасная получилась.

Последний вариант с доработками по дизайну (Не фото. Визуализация):


image

image

image

image

image

Баланс:


В принципе такая разработка стоит не дорого. И каждый может себе ее позволить (при желании и определенных знаниях).
На что и сколько было потрачено (не считая комплектующих):
1. Производство 2-х образцов корпуса (Малайзия) — 520$
2. Доставка Малайзия — Бангкок (на то время я жил в Тайланде) — 71$
3. Разработка блока питания и сборка двух образцов — 550$
4. Доставка блоков питания Киев — Бангкок — 130$

В итоге — около 40.000р

Update:
Много вопросов по стоимости. Здесь нужно понимать, что стоимость производства образца, это одно, а стоимость малотиражки — совсем другое. В моем случае удалось предварительно договориться с поставщиком о мелкосерийном производстве в районе 3800р с блоком питания в комплекте. Это без красивой упаковки, растоможки, наших налогов, марженальности при продаже.