2019年02月27日

HYSTOU MINI PC

デスクトップ Linux マシンを新調することにした。
もう何年も使っているし、調子悪いし。ファンの音も怪しいし・・・というのが一応の理由ではあるが・・・
いろいろ検索しているうちに欲しくなってしまったのが、本当のところ。

hystou-p12a.jpg
買ったのは HYSTOU というメーカの製品。産業用?
    CPU N3160
    メモリ SODIMM DDR3L (2 - 8GB)
    ストレージ SATA x1 (2.5inch ベイ) , mSATA スロット , mPCIe スロット(wifi 専用)
    USB USB3 x2 , USB2 x4
    HDMI x2 , COM port
    GbE x2
    13.9 cm x 12.8 cm

こんなスペック。GbE が 2 ポートあるのが気に入った。産業用は2ポート付いているものが結構ある。ルータにするのではなく、性能のためでもなく、おそらく冗長性のためである。あるいは、イントラネットと物理的に切り離すためかも。で、ちょっと設計が古そうでもある。産業用は長期間供給するのが重要なので世代交代はあまり頻繁ではなかったりする。

    NIC は Realtek RTL8111E。マザーボードの写真でカニチップが 2 個見える。(1つは mSATA の下)。個人的に 2ポートあると嬉しいのは仮想化。パススルーを使うとオーバヘッドが低減されるのだが、デバイスをまるまるゲストOS に渡さないといけない。HOST で1つ使うなら 2 個必要。もし DMA engine が使えるなら、優位性がないという気もするが。(VT-d はサポートされてなかったから関係なかった)

    あるいは、2台のゲストOS を稼働させても良いかも知れない。メンテナンスは COM port のみとか。

    そういえば HDMI が 2個あるが、こちらはパススルー出来るのだろうか?

最初に見つけたのは、GeaBest のここ 。mPCIe wifi が付いて $136.99 。

で、何気に aliexpress を見たら、こんなショップが。

hystou-p12.jpg
Nano ITX マザーボード単体 でも買えて $90.53 。ベアボーンが $124.69 〜。
Wifi いらないので こちらのベアボーンにした。他のオプションもなし。

マザーボード単体は、SBC のようなもので、最初それでも良いと思ったのだが・・・

    ARM の SBC が大型化してきている。高性能化で電力消費もより大きくなって 12V 電源のものも増えてきている。裏面に SoC を配置して 大型ヒートシンクを裏に付けるタイプもちらほら。12cm角の Nano ITX までにはなっていないが、あまり変わらないような気がしている。

hystou-p12b.jpg
CPU が裏面にあって、ヒートシンクを自前でなんとかしないといけない。固定用の穴が開いているが汎用のものなどなさそうに思える。
35mm 角の対角線に穴が開いているような感じで、50mm 角とかのヒートシンクを加工しないとダメそうだ。干渉するフィンも削らないといけなくて難易度が高い。その上、なにもない裏面に付けるのは収まりが悪い。
hystou-p12c.jpg
120mm x100mm 7mm 厚のヒートシンクが見つかった。これを使ってボード自体の取り付け穴にマウントすることは出来そうだ。ただし 7mm 厚の所に穴を空けなくてはならない。全体を取り付けるためのネジ穴も別に必要。・・・まぁめんどくさいのである。

N3160 は TDP 6W (マシン全体の消費電力は 12W) 。こんな大きなヒートシンクは必要さそうだが、致し方ないだろう。

・・・とか考えたが、結局は安易にベアボーンにした。ケースがヒートシンクになっていてなにも考えなくてよい。$35 ほどの追加でACアダプタと SATA ケーブルが付くわけで、むしろ安いのかなとも思う。

    CPU を J3160 に変更するオプションもある。だが、機能的には同じみたいなので、パス。

あとメモリは買わないといけない。(HDDは持ってる)。 アマゾンで DDR3L の 8GB が 4300円 ぐらいだったので、これもポチった。

    このマシンではないが、HYSTOU FMP06 N3160 でググるといくつかレビューが見つかる。BIOS は、仮想化に対応している・・・当然か。BIOS の設定がやたら多く、デフォルトが適切ではないらしい。要注意。

      Over Clocking mode
      Boot Performance mode
      EIST ( Enhanced Intel Speedstep Technology
      このへん。
      あとデバイス関係が、無駄に enable されてるらしい。

    熱が籠るという問題もあるらしい。内蔵 mSATA が熱暴走とか。BIOS の設定も関係ありそうなんだが、気にかけておこう。もし問題が起きたとしたら、ケースの放熱を良くすれば良さそう。ヒートシンクをケースに張り付ければ良いのではないかと思う。12W だし普通に使う分には問題なさそうだが・・・


追記 2/28 発注 3/5 到着

付属品は、SATA 電源ケーブル, SATA ケーブル, AC アダプタ (12V 3A), VESAマウント用の鉄板, CD , ユーザマニュアル、保証書、マウスパッド(緩衝材?)

OS を何にするかは、考え中。Oracle Linux 7.6 が候補。? RHEL クローンの1つで、ARM 版もあるし。ソースRPM も iso ファイルで手に入る。(2枚組)。私のネットワーク環境は貧弱なので、どこかで一気にダウンロードしたい。そうするために都合が良いのである。ARM も込みだと 6枚。

x86_68 版は、ISO を USBメモリに焼くには、rufus を使うと良いらしい。

    ARM 版は、どうするべきか? 先にインストールした PC の Linux で、rpm を 空の FS にインストールしていく。u-boot とカーネルは armbian のものを使う。かなりの手間だが、以前にやったことがある。なんとかなるだろう。

    CentOS の ARM 版は、Disk イメージがあるので、rpm のセットを参考にしても良い。なぜ CentOS をそのまま使わないかと言うと、作業を通じて何が入っているのか把握したいため。

     ・http://ftp.yz.yamagata-u.ac.jp/pub/linux/centos-altarch/7.6.1810/isos/

ダウンロードをようやく完了した。あとはボチボチやっていこう。


思い出した。
hystou-p12d.jpg
hystou-p12f.jpg
hystou-p12g.jpg
ベーシックフレームというのがある。AFS-15120-6 だと 120mm 幅で 1mm 単位で長さを指定できる。130mm で 411 円。他に 90mm 幅、60mm 幅、150mm 幅がある。これをヒートシンクがわりに使ったらどうか?

    後入れナットとは、2020 用 hummer nut のこと。スリットに差し入れて、回転させると引っかかるタイプ。使用不可とあるが、強度が足りないのだろう。形状はほぼ同じだし物理的に入るので、軽いものにしか使わないなら関係なさそう。

AFS-15120-6 だけ形状が違って、たわみそうな印象がある。放熱目的で使うには厳しそうな感じもする。15cm 幅の 15150B なら丈夫そう。 120mm で切れば 457円。裏面に 10mmx10mm のアルミアングルで HDD のマウンタを作れば補強にもなる。3.5 inch HDD は 102 x 147 だから、122mm が良いかも知れない。

で、2020 のフレームを支柱にして 短辺に取り付ける。120mm ぐらいの高さにして、120mm ファンでまとめて冷やすとか。 面白いものが作れそうだ。ちなみに AFS-2020 は 120mm 4本で 302 円。




とか書いたが、PC 用はいらない。SBC 用のラックなら 欲しいような気がする。作るつもりで検討してみよう。

例えば、Nanopi-M4 は裏面に SoC があるから同じような感じになる サイズは 85mm x 56mm 。他に 裏面 SoC のものは、ODROID-N2 がある。90mm x90mm 。Cortex-A72/A73 は消費電力がおおきく、だいたいこの形式になりそうな印象。

ヒートシンク兼取り付け板として AFS-1590 が良さそうだ。検討した結果、長さは 140mm 。2.5 inch HDD /SDD を取り付けるとすると コネクタの分でこれぐらい必要。HDD の幅は 70mm 弱だから、10mmx10mm のアルミアングルでマウンタを作れる。

    hystou-p12j.jpg
    こんなイメージで、マウンタは付けるのが簡単そう。取り付け穴はタップしてもいいじ、ナットで止めても良さそう。

支柱を AFS-2020 にして、長辺に取り付けると 開口部として 100mm 確保できる。全体のサイズは 140mm x 130mm 。一応どちらが裏か決めておこう。イーサネットがある方を裏とする。で Nanopi-M4 は、右。端から20mm のところ。右には HDMI が奥まったところにあることになる。正面は MicroSD スロット。HDD を付ける場合は、右がコネクタ方向。ラックにした場合、右と裏がケーブルですごいことになりそう。

    Nanopi-M4 を取り付けるとして、取り付け方法は?

    hystou-p12h.jpg

    2つの取り付け穴の間隔は 58mm 。その中央に SoC が 45°の角度で載っている。台形の部分を SoC のセンターにすると、端から 1mm の位置に 穴を空けないといけない(無理)。また基板から 3.5mm のところに穴があるので 2.5mm 基板がはみだす。

    2.5mm ずらすならば、端から 3.5mm の位置。リブが 2.5mm あるので これでも厳しい。とりあえずこれでいくとして、反対側の穴は、中央から 1.5mm ずれたところになる。スリットの底面は 6.3mm で一応 3mm の穴はあけられる。

    取り付けは、うらからネジを差し込んで・・・と考えていたのだが、ネジの頭が干渉しないように削らないといけない。相当に厳しいかんじ。そういう加工が一発で出来るドリルビットはあるが、高くてちょっと買えない。

    ネジを切って上からネジを付けることはできる。HAT を付けないのであればそれでも良い。スペーサーは低くマウントすることができない。やっぱりネジを下から立てたいのだ。

    hystou-p12i.jpg

    こういうの使ったらどうだろう? 高さを調整できそうだし、これだけでスペーサ代わりになりそうだ。ただし M2.6 はなく M2.5 になる。値段は 10 個 $1.59 。

    "Galvanized Self Tapping insert" で検索すると見つかる。日本語は、セルフタッピングインサートとかヘリサートとか。

    M2.5 の長さは 6mm ? 下穴径とかは不明。材質はたぶん炭素鋼。6mm だとでスペーサ代わりになるかどうかは分からないが、下からネジを入れることは出来そう。

    とにかくクリアできたとしよう。

    左右だが、支柱があるので 20mm ずらして、65mm の基板。左側 に 55mm も空間が空く。構想では、ここに相互接続用の基板(30mm x 65mm) を置く予定。DC/DC コンバータモジュールを置いても良いし。

Raspi 互換機のジオメトリは同じなので Nanopi-M4 以外でも使えることは使える。HDD も USB-SATA ケーブル で構わないだろうし、他のものにも応用は一応できる。

    ODROUD-N2 は、まだ販売していないので分からないが、ヒートシンクがオプションになるかも。その場合この板に付けられるはず。取り付け方法もたぶん Nanopi-M4 と同じ。左右の間隔が広いだけのように見える。

    ヒートシンクと共に売られるのであれば、ステーを付けることで、このラックに入る。ステーは 2020 を 25mm ほどで切ればよい。センターの穴を使って、ヒートシンクに取り付け、スリットを利用してマウントすることになる。

さて、次。イーサネット HUB も載せたい。ということで検討してみる。

    hystou-p12e.jpg

    こういうのをみつけた

    6 ポートの RJ45 + 2ポート分ピンヘッダ。サイズが 101mmx65mm で丁度合う。RTL8370 採用で電源は、12V 1A または 5V 2A 。ピンヘッダは使えないと最初思ったが、イーサケーブルを切ってピンソケッットを付けるだけだから、難しくはないようだ。筐体内への配線だとケーブル長を自由にできる分すっきりするかも。

    普通の 8 ポートもある。 内部の基板は、130mm 幅 x 61mm 取り付け穴は、中央に 2 ヶ所。ケースから外して、基板だけにすれば付けられそうだ。ただし、支柱が干渉するので、全部のポートを使えないかも知れない。

    同じショップでケース入りの 5 port HUB もある。サイズは 100mm x 66mm とか。外部電源は 12V で統一したい・・・のでいまいち。

    取り付けは、天板からぶら下げるでいいか。

      hub-8port.jpg

      追記:結局買ったのは、8port RJ45 のモジュール

      基板だけのサイズは 130mm x 61mm 。

      &+2 ポートの方が良いような気がするのだが、それより安かった。DJ ジャックが付いていたほうが嬉しいという判断もあった。LED が裸ではなくプラケース付きなのも気が付いた。これは良いと思ったが逆・・・基板から 5mm 飛び出ていて、支柱と競合する。その分ずらさなくてはいけなくて、反対側のコネクタを付けるスペースが減る。その上 DC ジャックも飛び出している。ここは裏に直接電源ケーブルをハンダ付けするかも。RJ45 の左右1つづは、多分抜き差しできない。先に付けてから基板をマウントする。

      裏面を見ていて、IC に放熱パッドがあって、基板にハンダ付けされているのが分かった。だったら裏にヒートシンクを付けても良い。

      後で書いているのだが、16mm 高のアルミブロックを 2種類作った。ひとつは 15mm 角。もうひとつは 20mm角 で 空洞があるもので、ネジ止めできる穴も開いている。あと追加で 20mmx10mm 。

      基板にネジ穴が 2 つしかない。浮かして止めるのでブロックを基板の支えに 2 つぐらい使って ひとつはヒートシンクというかバッファ。絶縁しないといけないから、シリコンシート 1mm 厚を挟む。ということは 16.5mm 高ぐらい。これに丁度合う スペーサーは もっていない。基板を見れば、樹脂スペーサ+プラネジでないとまずそうなので、樹脂スペーサを削ったりして合わせようと思う。

こんな感じで、AFS-1590 にパーツを付けて AFS-2020 に取り付ける。支柱の中央に M4 の下穴 3.3mm φがあるので、ネジを切ってゴム足を付けて、ラックみたいに使おうかと思う。

    イメージとしては、19 インチサーバラックのミニチュア。必要以上に支柱に穴をあける。60mm を基本に考えているので、15mm 間隔とか 20mm 間隔とか。

    サイドにアルミのパンチング板を取り付けたりして、雰囲気を出せるかも。

さて、その取り付け方法の検討。

    AFS-1590の端のスリットに 10mmx10mm 四角ナット M6 フレーム用 ネジ穴 M4 を差し込んで、支柱には、貫通穴を空けて、M4 20mm ボルトで止める。ただし、ボルトの頭が入らない。8mm φ以上のドリルで 加工する必要がある。ナット・ボルトは専用のものがあり 1個単位で買える。

    基本はそれで良いと思うが、補強しないと歪むというか平行に動く。天板と底板だけで良いと思うのだが、考えないといけない。たぶん、L 型のプレートをネジ止めすれば良い。プレートは自作しても良さそうだ。そのときに、支柱側スリットには、M4 フレーム用 8mmx8mm の 四角ナット を使う。

    ところで、規格品なので、aliexpress でも ボルト・ナットは買える。ナットは 2020 用の sliding nut が良さそう。20 個で $2.5 のところがある。ボルトも ヘックスレンチを使う DIN912 が結構安いところがある。M4 20mm が 20個 $2.0 、10mm が 30個 $2.0 とか。ほんとうにいつ届くか分からないのが難点。

こんなかんじでどうだろう? 支柱のスロットを使って化粧パネルを付けても良いかもしれないんだが、今のところ裸で使えば良いと考えている。

    補強だが、ダイソーの PP シート 2mm 厚を3 面に化粧パネルがわりに付けても良いかもしれない。これでも空気は通るスキマは十分にある。

そうそう、あと電源。12V 5A の AC アダプタで賄おうと思っているが 2 ついるかも。5 V への変換は DC/DC コンバータモジュールとか、底板はいらないと思っていたけれども、配線をするのに付けても良いかも知れない。

長い支柱を使おうと思っているのだが、短い支柱にしてスタックするやりかたもあるかも。ちょっと検討だけ。

    支柱の中央の穴は φ 3.3 で M4 の下穴になっている。タップして 棒をネジ込み、上部の下は φ4.3とかのドリルで穴を広げる。棒は 4φの アルミ丸棒とか POM丸棒。

    支柱がしっかり固定できていればこんなので良さそうだが、どうするのが良いだろう?
    ボルトを中心に回転するのを防ぐだけで良い。

    hystou-p12k.jpg

    青が、AFS-1590 の板。

    アルミアングルを短く切ったものを当ててボルトで止めれば終わりなんだが、ボルト・ナットを大量消費するのが嫌である。全部の足で対応すると 一枚あたり 12 セットも必要になる。ラックの場合は、天板・底板の裏、合計4つ付ければ十分そうで問題にしなかった。

    うーん。AFS-1590 の板側だけボルトで止める? 多分それだけでも回転しない。あるいは両面テーブを支柱に貼ってからボルト止め?面積が少ないからスーパーXとかの接着剤が良いかも。粘性があれば良いから、ちゃんと乾かしてからボルト止め。・・・なんかそんなんで良いか。

    他、ホットメルトを使う。支柱の裏側、スリットにあたる部分に穴をあけて、そこからホットメルトを注入。たぶん穴にひっかかるから、回らなくなる。アルミに接着はできないから、組みなおすようなときに抜くこともできるはず。

    支柱の長さは、上に 35mm 、板が 15mm 、下に 10mm で 60mm が良いかも。フタというか天板は HUB を付けられるようにしたとして 45mm とか。



パーツリスト

どれぐらいの費用か計算しておこう。
(第一案)
ベーシックフレーム ヘビー級 AFS-1590-6 140mm 424 円 x5 (天板・底板 SBC 用2 +その他用途)
ベーシックフレーム ヘビー級 AFS-2020-4 255 mm 161円 x4 (天板・底板空間 30mm, SBC 上35mm下10mm, その他 30mm + 15mm x5)
アプセットボルト (M4) 20mm 16円 x20
アプセットボルト (M4) 10mm 599円(50個セット)
四角ナット (M6フレーム用, M4) 14円 x24
四角ナット (M4フレーム用, M4) 249 円(50個セット)
ゴム足TK型(TM-TK-23) 28円x4
アルミアングルAL (光モール/1440 20x20x300mm 2mm 厚) 179円 (コーナープレート用)
合計 4559 円

なんだか結構な額に。基本的なものだけで、以下のものは含んでいない。消費税も別。

アルミアングルAL(光モール/1438 10x10x300mm 2mm 厚) 78円 (HDD マウンタ用)
アルミ丸棒 (光/AM395-4 4mmφ x395mm ) 79円

aliexpress で買いたいもの。

Galvanized Self Tapping insert M2.5 10個 $1.49
Slinding Nuts M4 For 2020 20個 $2.50
DIN912 Bolt M4 20mm x20 $2.00
DIN912 Bolt M4 10mm x30 $2.00
DIN912 Bolt M2.5 20mm x20 $2.00
DIN934 Nut M2.5 100個 $1.18

    セルフタッピング・インサート M2.5 は、ここでしか買えないかも。M2.5 のボルト・ナットもどこでも売っているものではない。Slinding ナットや DIN912 ボルトは単価が安い。必要な分は確保しているから予備。

その他、M3 ネジ、ナット、ゴム板 (HUB 固定用)

以上。検討結果。ボチボチ作ってみたいとは思っている。aliexpress 分のみ発注。モノタロウはクーポンが来ると思うのでまだ発注しない。また、注文数は上記より増やす予定。短い支柱も頼みたいし。

Gigabit HUB は専用に買いたい。SBC を 2 個は付けると思うので、6+2 ポートのものが良いか。$18 。



おまけの考察

いろいろ気に入らない所があるかも知れない。代替品について検討。

支柱

    これちょっとごつすぎるんじゃないか?とは思う。あと、穴を精度よく空けるのは難しいのでは?とか。

    鉄ユニクロチャンネル (ハイロジック/C23-900) 23.6mm x 7mm x 900m 576円

    最初から穴が開いている、チャネル・アングルのなかで細いもの。穴は 7mm x 40mm の長孔。自分で切らないといけないし、スリットもないから応用は効かないものの切りさえすれば組むのが楽そう。ただし、径が大きいのでボルト・ナットは M6 あたりで揃えないといけない。( M5 でも良いかも知れない。)

    アルミ角パイプ (光モール/1437) 10mm x 10mm x 300mm 1mm厚 93円

    これでも良いのでは? 内側は 8mmx8mm だから M4 を使う。剛性はあると思うし、穴あけも楽。問題は簡単に平行に動いてしまいそうなこと。補強の方法を工夫しないといけない。

    ベーシックフレーム ヘビー級 AFS-1020-4 (エヌアイシ・オートテック(NIC) ) 255mm 140円

    あった、10mm x 20mm タイプがあった。気が付かなかった! これが良いのでは?
    穴あけは両側のスリットにすることで 2 ヶ所で止められる。位置も平面にケガケるので、比較的精度をだしやすい。ただし、スリットの幅は 7mm で M4 のワッシャーが入らない。

    あと、スリットの部分の肉厚がかなり薄く 0.9mm しかない。これだと簡単に曲がる・・・というか潰れる。

    アルミ不等辺アングル(ホビー用) (光/AAH1530 15mm x 30mm x 300mm 2mm 厚 189円 x4

    どうせならアルミアングルで良いじゃないかと。30mm とかえって大きくなっているが、10mm はみださせ、スキマを作ったうえで、化粧パネルとかを付けられるようにする。20mm のところに二ヶ所取り付け穴。これでしっかり付く。
    ただし、300mm と長くなってしまう。自分で切れば良いわけだが、精度を出すのが難しく、切り口も綺麗にならないかも。

    hystou-p12m.jpg
    スライドドアフレーム AFR-2030 (エヌアイシ・オートテック(NIC) 20mm x30mm x 255mm 276円 x4)

    エヌアイシ・オートテックで検索し、単価の安いもの順に表示させると・・いろんなものがあることが分かった。これは 20x20 のアングルにフィンが付いたような形状。長さを指定できるので、こちらの方が良いか。

    ラックの場合は、板が抜けるように外に開くように取り付けるが、スタック用なら内側に向けてもよさそう。積み重ねたときは、フィンというかレールのところに、ゴムでも挟めばいい。5mm 角の棒でしっかり止めても良いか。値段は、60mm だと 64円 x4 。

    hystou-p12q.jpg

    その他、ダイソーに "2WAY取付金具" というのがあった。M4 を 2ヶ所で止められしっかり取り付けできる。サイズが問題で 4 枚で 158mm だったか。幅も 25mm とやや広め。300mm の ステンレス取付金具 とか 吊り棚用のステーみたいなものとか。

M4 ボルト

    アプセットボルトという ワッシャーが付いたものを選んだが、ワッシャー部分込みで 10mm ではないかと。多分使えるのだろうが、ギリギリだと ナットを拾うのに苦労する。12mm が良さそう。いろいろ探してみた。

    (+)ナベP=4(SW+JIS小形W組込) (ステンレス)(パック品) 大阪魂 29023366 M4 12mm 20個 299円
    (+)ナベP=4(SW+JIS小形W組込) (ステンレス)(パック品) 大阪魂 29023366 M4 22mm 15個 299円

    2020 を使わなければ、12mm 多数で良さそう。

    他に ヘックスレンチを使うタイプ
    六角穴付ボルト(キャップスクリュー)P=3(SW+JISW組込)(ステンレス)(パック品)大阪魂 42817731 M4 12mm 12 個 399円。

    なめずに力をかけられるから良いのだが・・・高い。aliexpress のやつでいいか。

    六角穴付ボルト (M4) CS-04-10(全ねじ) エヌアイシ・オートテック(NIC) 08406012 M4 10mm 1 個 16円。

    あるじゃないか。


hystou-p12n.jpg

スライドドアフレーム AFR-2030 を使うとして、簡単に図面を描いてみた。目的はネジ穴の位置の確認。
構想通りだとこうなるんだが、なんかイマイチ 20mm 伸ばして 275mm にして 右(本来は下)の空間を 45mm , 45mm にしても良いかも。

穴あけは、ひとつ作ったら、それをガイドにして次々つくっていこうと思う。本来の位置は 60mm 間隔になる。それを基本にして位置を調整できるように 10mm 間隔でたくさん空けるつもり。

hystou-p12p.jpg

載せるものの配置図。
右がわがフロント。右から 8port Gigabit HUB, SBC, HDD 。

hystou-p12o.jpg

再度図面。275mm 版。一応左側が天板。HUB をつり下げて、次のボードに SBC その裏面に HDD 。それを2つ、3つ。別に SBC,SBC とか HDD,HDD でもいい。底板には、なにか電源関係。

裏面は、ケーブルのための空間が必要。左サイドと正面はいらない。右サイドは ケーブルがはみ出す場合がある。HDMI を使う場合はしかたがないとして・・・USB DISK だと、コネクタが大きくケーブルも太い(曲げにくい)。筐体内で使いたいのに、外にはみだすのはどうか。10mm までは、左にはみ出しても良いから。ずらしてマウントすれば良いのかも。

化粧パネルみたいなのは、どうすれば良いだろう?

    まず、右側。コネクタを化粧パネルから出さずに、スキマを通して裏からケーブルを出したい。3cm あるのだが、足りないかも。また、横置きの可能性を考えると、空気が抜けていくようにしないといけない。こういうことを考えると、右側だけは、浮かして付けるのが良さそう。左側だが、横置きのときはパネルを外す。ネジ止めするなら、代わりにゴム足をネジ止めするとか。

    そう言えば横置きと言っても2通りある。裏面を下にするのは考えてなかった。USB コネクタが下というのは、使いにくいだろうから、それはしないということにする。

    縦置きを考えているのだが、以上のことは考慮しておきたい。

    最初、すぐ外したりできるものが望ましいと考えて、パチンとはめるものを探してみたが、名称を知らない。扉用の なんとかキャッチというのは見つけた。

    ジュラコンキャッチ JC-24 (スガツネ(LAMP) 07181282 ) 36円
    ロータリーキャッチ (スガツネ(LAMP)/RC-6900 07181325) 48 円

    サイド用は、ロータリーキャッチを 支柱になんとかネジ止め 4ヶ所で1パネル分? 正面も同じようなかんじ? 12個だと結構な価格に。普通は1個を使うだけのところ4個も使うと、だいぶ力をかけないといけないという問題も。

    やはりネジ止めでいいか・・・として、なにかブラケットがあったほうがいい。で、上からネジ止めしないといけないのでネジ切らないといけないが、肉厚でないとまずそうである。正面は、支柱にスペーサーで良いかも知れない。もとから M4 用の穴を空けるつもりだから、スペーサーを裏から止めても良い。

    ブラケットフレーム AFL-2020-T3 (エヌアイシ・オートテック(NIC)) 15mm 11円

    例によって、あるのである。20x20 のアルミアングル 3mm 厚。これを 15mm で切ってもらうことが可能。本当に良いのか?と思うんだが、注文してみたい。これを片側ネジ切って取り付ければ良い。正面用は、フィンがあるところ。ナットで止めるならば、5mm のフィンの隙間にナットを入れなければならない。となると M3 ? ネジを切るなら M4 でも良いかもしれない。
    サイド用は、穴の位置がだいぶ端になるが、そういう制限はない。支柱以外に、天板・底板のスロットを利用することも出来る。浮かす場合は、スペーサを使う。位置を調整できるように、スロットにアングルを付けるのが良いかも。

    hystou-p12r.jpg

化粧パネルの材料は?

    まず放熱の邪魔になるかどうか?これを確認しないと。とりあえず、ダイソーの PP板とかを仮に付けようかと。うまくいったら、材質を変えてもいい。幅はちょうど 100mm 木板でもなんでも気に入ったものを付ければ良いと思う。樹脂板だと、ポリカーボネートとか PET とかも選択肢。

    透明の PP板で作っておくと、本番のボードの穴あけをするときに型紙になる。

    左の幅は フィンを出すのであれば、90mm 。だが、材料を合わせて 100mm に統一してしまっても良いかも知れない。右も 100mm で良いか。

      ダイソーに 桐の板材があった。90mm 幅 9mm 厚。側板はこれを検討してみよう。
      全部で
       ■長さ 400mm × 幅 90mm   厚み 6mm・9mm・12mm 
       ■長さ 400mm × 幅 120mm  厚み 6mm・9mm
       ■長さ 400mm × 幅 150mm 厚み 9mm
       ■長さ 600mm × 幅 120mm  厚み 6mm 
      の種類があるそうだ。

    アルミ板だと 100mm x 300mm のものがホムセンに売ってる。これかな。

    アルミ平板 (光/HA1013 35766981 1mm 厚) 229 円
    アルミ平板 (光/HA2013 35767076 2mm 厚) 439 円

    横置きするなら 2mm 厚でも撓むだろう。・・・となると 10x10 のアルミアングルで補強?

    アルミアングルAL (光モール/1438 2mm 厚 300mm) 78円 x2

    なんか結構なコストになる。

    80mm 幅で妥協するなら
    ブラケットフレーム AFF-4080 275mm 396円

    というのがある。右サイド用に使っても良いかも。厚みは 3mm 。リブまで付いてるから強度は十分。

    90mm 幅の
    ブラケットフレーム AFF-3090 275mm 753 円

    もある。値段も問題だが、厚みが 6mm もある。ちょっと無理。

    他に、
    ブラケットフレーム AFF-40120
    ブラケットフレーム AFF-80160

    などもある。これも 6mm 厚。今回は使わないが、AFS-15150B と組み合わせて PC 用のケースを作るときに使えるかも。

    値段だけ調べておこう。AFS-15150B を 120mm で切ってサイドに使うとすると

    AFS-15150B 120 mm 457 円

    ブラケットフレーム AFF-4080 120 mm 173 円
    ブラケットフレーム AFF-3090 120 mm 329 円
    ブラケットフレーム AFF-40120 120 mm
    ブラケットフレーム AFF-60120 120 mm 431 円
    ブラケットフレーム AFF-80160 120 mm 624 円

    空気穴を加工できないから、やっぱりダメか。支柱方式の方が良さそうな気がする。

放熱性は十分か?

    このケース アルミの塊のようなもので、熱容量は十分にありそうだが、放熱性はどうなのだろう?支柱のフィンも放熱に一役買いそうだが。接触面積が少ないので、どうか?という気もする。

    実はそれもどうでもいいのだが、ヒートパイプが売ってるなぁと思って。

    なんか付けるとしたら、直接 SoC の熱を逃がすのではなく、板から熱を逃がすのを助けるということにしよう。そうでないと変なものを設計することになってしまう。

    安いというか見つけたのは、8mm x 3mm の平型。これをスリットに入れて固定することが出来るかどうか?

    hystou-p12s.jpg

    スリットは、深さ 10.5mm で 2.5mm のリブがある。空間は 8mm 。5mm 厚の四角ナットを入れれば、ヒートパイプが隙間に入り、ネジでヒートパイブを押し付けることができる。2 ヶ所で止めることを考えておこう。

    ただし、底の部分の幅は 6.3mm 。なんかギリギリ入るかどうかといったところ。たぶん潰れるから大丈夫だろう。とにかく、密着させて取り付けることが出来そうだ。

    ヒートパイプは 2本または3本が付けられる。TDP 100W のヒートシンクでも何十と付けてるわけではないから、数W の場合、本数は問題ではないだろう。強度とか見栄えの観点で決める。

    ヒートパイプを出せたとして、相手側、同じ AFS-1590 だと 考えなくて良くて簡単。放熱性能がさらに必要なら、ヒートシンクをさらに貼り付けるということで、今の考察はここまで。そうそう、ヒートパイプは 80mm のものがあった。今回の目的だとこれぐらいでいい。ちなみに検索は、"copper heat pipe 80mm" 。

    あとは、AFS-1590 の 長さである。仮に、別のヒートシンクを2つ張り付けるとして 40mm としておこう。(ボード間が 45mm の予定なので わずかでもスキマを作る。)

    しかし、デザイン的にどうななのだろう? なんか取ってつけたような見栄えになりそうな。実際取ってつけたわけだからしょうがないか。

    ヒートパイプなどいらないという場合は、アルミアングルで作った ブラケットで取り付けても良いかも知れない。完全におまけの話だが、AFS-1590 を発注するときについでに作っておきたい。

    取り付け図で考えると SoC は上部に 3 スロット。2 本使って 1ヶ所ブラケットとか。あるいは 2ヶ所ブラケットで、1本気休めで付けるとか。

    あと付ける場所は左側。一応上向きで、ベースとなるAFS-1590 からわずかに(3-5mm) 離して設置。

Nanopi-M4 の取り付け方法の再検討

    Nanopi-M4 の取り付けで下からネジを通すとかややこしいことを考えたのは、下の板に SoC を直接当てようとしたためである。銅製の板・・・いわゆるバッファを使えば 5mm のスペーサが使える。多分 SoCの厚みが 2.5mm ほどあるので あと 2.5mm 。・・・ 20x20 0.8mm を 3 枚重ねれば良いか。

    あとは、タップして スペーサを 使うだけである。 いろいろ試してみたいが、この方法を第一候補にしよう。

他の SBC のマウント

    Raspi 互換だとして、逆向きにマウントできたりしないか?検討してみよう。
    その際には、アルミのブロックかなにかを間に入れてヒートシンク代わりにする。別にブロックである必要はないだろう。・・・そう、エヌアイシ・オートテック(NIC)は、15mm 以上 1mm 単位で切ってくれるので、良さそうなものがあるかも。

    一方 SBC だが、高さは 15mm 前後。背が高いのは RJ45 か USB 2段のコネクタ。丁度良さそうな感じ。
    HAT だが、ブロックがあるので一切付けられない。

    案として、基板を作成することにより、40 ピンヘッダの位置を移動する。ピンヘッダを 180°曲げるイメージ。こうすると、HAT 自体は 表向きになる。

    これをベースにスペーサーを考えてみよう。

    HAT から見れば変換基板が SBC である。これが 5mm のスペーサで板に付いていて、12mm のスペーサで HAT を載せるとしよう。SBC のほうは、同じく 12mm のスペーサ で逆向きに付く。結局、SBC は板から 12mm + 5mm + 1.6mm = 18.6 mm のところに位置する。用意すべきスペーサだが、1.6mm 分をワッシャーかなにかで補って 12mm + 5mm を連結することにしよう。M2.5 のワッシャーの厚みは 0.5mm 。調整可能だが一応 18.5mm とする。

    ブロックの高さは? SoC の高さを 2mm とすると 16.5mm 。バッファやシリコンシートで調整することを考えると 16mm ということに。

    さて、どんなものをブロックに使えば良いだろう。

    フラットバー AFFB-01515 16mm 21円。

    15mmx15mm x16mm のブロックになる。Raspberry PI などは このサイズで良いはず。

      フラットバー AFFB-01505 15mm 7円

      5mm 厚はこれで作れないこともない。

    ベーシックフレーム ヘビー級 AFS-2020 16mm 10円

    支柱検討でさんざん出てきたこれで良いのでは?ちゃんと収まらないといけないのだが、中央の穴に ネジの頭の分だけドリルで削って 板に M3 サラネジで ネジ止めすることもできる。これは、バッファが前提になりそう。

    取り付け位置は、裏に イーサ,USB 右サイドに HDMI とすると 下に吊り下げる位置関係になる。右から 20mm 空けて 56mm の SBC 、5mm ほど開けて HAT 56mm 。 合計 137mm だから、左サイドは HAT 基板端から 3mm のスペース。

    変換基板だが、ピンヘッダとピンソケットを付けて、相互に配線するだけである。苦労を厭わなければ、ユニバーサル基板でも作れるだろう。

    rbrd1.jpg
    秋月の Raspi 用ユニバーサル基板2枚を使っても良い。SBC 部分は ブロックを通す穴を空け、GPIO を相互に配線。これを 5mm のスペーサで板に止めて、さらに 12mm のスペーサ。見栄えは悪くないかも。

      秋月のものは、2つのコネクタ穴がある。これを利用して、短いフラットケーブルを使えば良いかも。思いついたのでメモ。
      extension-brd-40.jpg
      "raspberry GPIO expansion board" で検索すると、T 型のボードとフラットケーブルのセットが見つかる。ケーブルを折り返す部分がなければ、コネクタの高さは 10.5mm 。あっても 17mm は超えないような・・・分からないけれども。この部分だけ外しても良いし、どうにかなる。

      あと、切って線をバラすのだから、フラットケーブルではなくリボンケーブルのものが望ましい。

        メスではなく、オスで基板に直付できるコネクタがある。売ってるのを見たことはないが、玄箱でつかわれていた。もし手に入れば作るのが簡単になるし、見栄えも良くなる。

        flatcon2.jpg

        L 型ピンヘッダを下に付けて、フラットケーブルを 超短く圧着しなおしても良いか・・・ HAT を取り付けるユニバーサル基板を 12mm スペーサーに変更。

        一回圧着したコネクタを組みなおすのは難易度が高い。壊さないようにバラすのは難しいのである。新たにコネクタを付けて切るなら簡単。買いなおして付けるならば、10 個 $2.63 でコネクタが買える。

        注意:この図はマチガイ。2列の上下が逆になる。(#1,#2) ... (#39,#40) が逆になるようクロスさせて組まないといけない。手間ではあるが、困難ではない。片側だけ付いている状態で、線をばらして、クロスさせたのをテープで止めて整形する。その上で圧着。

    rbrd.jpg
    (配置図)

    問題は、Nanopi-M4 以外そこまでして冷却したい SBC を持っていないということだ。 最近出た PINE H64B なら興味があるけれども、買うかどうかすら分からない。OpenCL を使って GPU をぶん回せばさすがに爆熱だろうと思う。が、使えるものなのか?何に使うか?も不明。

    ・・・いや、allwinner H2/H3 ですら、全開でぶん回すと ヒートシンク+ファンが必須とか書いてあるブログを見つけた。この検討も無駄ではないかも知れない。

他の SBC の例
Nanopi-M4 について主に検討してきた。ODROUD-N2 についてもコメントした。他の SBC として PINE H64 を意識してコメントした。ちょっと、Raspberry pi と 微妙に互換ではない SBC についてメモしておこうと思う。

    Rock pi 4
     ・https://wiki.radxa.com/Rockpi4/hardware

    忘れていたが、これも裏面 SoC 。Nanopi-M4 と同じ RK3399 。Nanopi-M4 のような 専用の Heatsink があり $7.8 もするが、アルミブロックから削り出したような形状で高いのはやむを得ないような印象。取り付けについては、ほぼ同じように出来そうだ。

    Orange pi PC/PC2 85 x 55

    互換っぽいサイズなのだが、取り付け穴が違う。コネクタ側も 基板の端。こういうのは、むしろ取り付けが簡単。

    Orange pi One/Lite 69 x 48

    40 ピンのピンヘッダがあり、それがある辺が長辺。取り付け穴は基板の四隅。ピンヘッダを中心に考えると、イーサ/USB コネクタが逆サイド。なので、もし裏向きに取り付けるならば、板の上部。

    これらも、ピン配置は Raspi に似ているといえば似ている。HAT を使うための変換ボード を フラットケーブルにすると応用がきく。

    Orange pi One plus 68x48

    H6 採用で Opi One サイズ。One と同じかと思いきや。26 ピンしかない。イーサ/USB コネクタも One とは逆で普通の位置。GPIO 40 ピンの コネクタは干渉して使えないかも。

      extension-brd-26.jpg
      探して見ると 26 ピンの "raspberry GPIO expansion board" もある。ちょっとした利用なら これで十分という気も。

      5V 入力、3.3V 出力、GND, I2C ぐらいまでは、ほぼ共通。SPI も共通なのが多いようだ。意外にも UART は違ったりする。Nanopi-M4 も違うし。


    Orange pi plus 2E 108 x 67

    かなりでかい。イーサ/USB コネクタは One と同じで逆。裏向き上面。18mm 裏側にはみ出すが、付くようだ。こんな特殊なジオメトリでも 40 ピン ピンヘッダで Raspi 互換っぽい。

    Orange pi zero, zero R1 / zero plus 46mm x 48mm , zero plus 2

    そういえば、超特殊なこれ。26 ピンのヒンヘッダで raspi 互換。知らなかった。一応ピンヘッダ基準にすると裏向き上面。RJ45 が2つ付く zero R1 は、イーサ側に大きくなっているが、取り付け穴とコネクタは zero と同じ。plus 2E と同じく裏側にはみ出すだけ。

    Orange pi 系で注意しないといけないのは、SoC の周りに 背が高いインダクタとかが配置されてたりするところ。大きなヒートシンクは インダクタを避けるようにしないといけない。15mm 角はチップ自体と同じ大きさだと思うが 2020 は厳しいかも知れない。

    Nanopi NEO4 45mm x 60mm

    GPIO は特殊。下面 SoC 。もしこれを使うならば、AFS-1560 を 使って 下面ヒートシンクにしたいような。その上でどうするか別途考えたい。

    Nanopi DUO/DUO2

    こういうのは組み込み用だと思うので、今回の検討からは外れすぎる・・・でもないか。
    ちょっと沢山の Nanopi DUO を載せることを考えてみよう。CPU にバッファーを付けて裏向きにマウントすると、90mm の幅に 3 つ載る。向かい合わせれば 6 つ。裏も使うとすれば、スリットの関係があるから多分 4つ。合計 10 載る。ただし、I/O は ホストマシンとの USB 接続だけである。ネットワークも通るのだが、問題は電源と放熱。これでも SBC だからぶん回せば 5V 2A -- 10W である。10 個も載せると、AFS-1560 では放熱しきれないだろう。せいぜい 4 つ? 電源も厳しい。ホストから貰うことになるが、そんな余力のあるホストはない。ちょっと検討してみよう。

      afs-duo.jpg
      スリットの上に付けないと、ネジを止められない。赤いのは micro-USB ケーブル 左右に出すことになる。消費電力をコントロールするのであれば、裏面には 6 つ付けられる。

      afs-slit.jpg

      15mm 角のバッファを当ててしっかりネジ止めする方法がまずある、5mm 厚のバッファを手に入れたので、スペーサーを使えるかも知れない。

      他にないだろうかと考えたのだが、ひとつ思い当たった。AFS-1020 16mm を持っているが、スリットの薄い部分を切り取れば、AFS-1590 のスリットに入るのである。外側に曲げてから、少し残して切り取ると、ぴったりするものも作れるだろう。これを DUO に貼って、スライドさせて入れるのである。ぴったりしたものが作れれば、ネジは1つで済む。

      DUO のマウントとして、あまり良い方法ではないかも知れない。だが、なにか応用が出来るかも知れない。あと、ホットボンドで隙間をうめてやれば、ガタのないように出来るかも。熱が加わる用途では不向きかも知れないが、なにか役に立つ用途があるかも知れない。

      とりあえずやってみた。薄くなっている部分は、簡単に折り取れる。中央をロッキングプライヤーで固定して、スリットに力を加えない。そして別のプライヤーで曲げる。後はヤスリで整形。スリットに入れてみたところ、左右のガタは少ないが、上下に 1,2mm 動く。計算上そうなるわけだが。実際に使うときはなにか考えないと。

    Sunvell R69
    ケース入りの TV BOX だしもはや外れすぎだが、一応。
    ケースは、9.5cm x 9cm 。内部基板は 3 ヶ所 取り付け穴がある。ケースから取り出して、同じように組み付けることは可能。薄く GPIO もないから、低く取り付けることは可能だが、バッファがないし作れない。結局付けるのであれば、高い位置にマウントすることになりそうだ。

    負荷をかけないのであれば、ケースのまま使えば良い。少しばかり冷却を考えるならば、ケースに穴を空けて 40mm 角のヒートシンクを張り付けるとか。こんなものに取り付けてまで使うものではないかも。

    ・・・いや違うか。同じ H2/H3 で、OPi PC は冷却するのに見合って、これは違うとか変である。GPIO が使えないだけで、eMMC も付いてるし、SBC として見ても悪くない。コネクタは 2 辺しか使っておらず、大きなケースに入れたときの使い勝手が良い。裏向きに付けたときは、裏面に HDMI も含むメインのコネクタ類。右に microsd と 2ND USB --- 悪くはないのだ。

    ・・・と言ってももはや売ってないか。

    armbian は TV BOX サポートには全然力を入れていない。動作する機種は少ない。その状況で R69 は、自分でビルドすれば使えるものだった。後継機種として 同じ Sunvell の H3 TV BOX があり、2GB RAM に ROM 16GB とスペックが上がっているものの、armbian が全然無理かも知れない。

      R69-1G-2G.jpg
      armbian に 専用フォーラムがある。写真も出ていて 2GB の後継機種も名称は R69 のようだ。基板写真も出ていて R69 にかなり似ている。ただし eMMC ではなく、いまどき珍しく NAND FLASH 。R69 のイメージファイルで使えるが、NAND FLASH は使えないという報告があった。

      写真を良く見れば、基板の取り付け穴も同じのように見える。Wifi チップは XR819 で同じ。また内蔵アンテナになっている。UART のパターンも付いているし、謎の 18P コネクタのパターンも同じ。・・・割と面白いかも。価格は aliexpress で $24.39 gearbest でも扱っているが、すこし高い。


    Rock64 85mm x 56mm
    秋月にも売ってるし、割とメジャーだと思う。これは互換だから、取り付けは同じ。
    ただ、これは、GPIO を延長したりするのはマズイ。microsd の信号線を分岐して延ばすことになる。そうなると HAT を使わなくても microsd の動作が怪しくなる。




以上を踏まえて、モノタロウに発注してみることにした。土日は、キャンペーンのバナーをクリックすると割引クーポンコードが載っている。全品 5% OFF 。というのは罠。単価を 5% OFF で 1円未満は切り上げ。単価 10円を 30 個の場合、全く安くならない。

monotaro20190302.jpg

欲しいものを好きなだけ買ったら、かなり高額になって 税込み 7600 円。
ちなみに、一回確定した後でも 当日なら追加しても送料は発生しない。また、高額の発注をした場合、送料無料クーポンが来る可能性が高い。買い忘れた場合に利用しやすい。

    キター。同月中、何度でもだそうだ。

    ※1回のご注文で7,000円(税別)以上お買い上げのお客様は、同月中、何度でも配送料が無料になるサービスです。

今回分の発注だが、切るという作業はほぼない。唯一切るのは 10x10 のアルミアングルで HDD マウンタにする場合のみ。あとは、ひたすら穴あけとタップ。

    工具について:
    タップは、ホーザンの セット品で揃えた。 M2.5 だけはないから モノタロウで別途購入 100円ちょっと。よくわからない 1000円ぐらいのセット品 も持っている。

    持ってるドリルは、100V の電動ドリルで チャックは 10mm ぐらいまで、六角ドリルビットも使える。

    万力は、小型のものと、別に卓上用のフラットなもの。15mm とか小さいパーツに穴あけするには必須だろう。

M4 の 取り付け穴は、4.3 φ タッピング下穴は 3.3 φが標準。今回は、ボルト・ナットで位置決めするから 取り付け穴は 5φで良いと思う。

M2.5 は、3.0 φ 、下穴が 2.1 φ。
M3 は、3.3 φで、下穴 2.5 φ。

だいたいダイソーで揃えられる。1.5 2.0 2.5 2.8 3.0 のセット、3mm 台のセットがある。4mm 台は 4.2 しかなかった。2.1 φ はないから、2.0 φでいけるかどうか少々不安。



Raspi 互換ボードマウンタ1枚の原価計算

どんなものだろうか? 単価を出して計算してみよう。

    rbrd1.jpg
    秋月ラズパイ用ユニバーサル基板 150円
    rbrd2.jpg
    コネクタ付きフラットケーブル 40 PIN $1.71 /2
    M2.5 スペーサー 5mm $2.25 / 100 x 8
    M2.5 スペーサー 12mm $3.32 / 50 x 8
    M2.5 ネジ 5mm $1.49 /100 x 8
    AFS-1590-6.jpg
    ベーシックフレーム AFS-1590 140mm 403円 x 1.08
    ブラケットフレーム AFFB-01515 16mm 20円 x 1.08
    15mm角 銅バッファ 0.5mm 厚 $1.02 / 10
    シリコンシート 25mm角 1mm厚 $1.16 / 16

    ($1 = 112 円で計算)
    合計 786 円。

    これが基本で、+60mm の支柱とネジ・ナット

    スライドドアフレーム AFR-2030 60mm 61円 x1.08 x 4
    四角ナット M6 フレーム用 M4 588 円 x1.08 / 50 x8
    M4 ネジ 12mm 269円 / 20 x8

    支柱 264円 +ネジ・ナット 219円

    総計 1269円




おまけの検討。

ダイソーで 90mm 幅 9mm 厚の 桐板が手に入った。こういうのを利用できないか検討してみる。

棚板。

カラーボックスなどで、ダボを刺して 棚板を引っかけるようなものがある。たぶん M4 スペーサを内側に向けて付けて引っかければ良さそう。

予定では、スペースがないのだが、ちょっと考えておきたい。

天板・底板

ASF-1590 を使うのは、ちょっともったいないと思っていたのだが、どうにか出来ないだろうか?強度自体はこれでもいけると思うのだが。取り付け部分の強度をどうやって確保できるだろうか?

rivet-nut.jpg

Rivet NUT というものがある。これを埋め込めば良いかも知れない。

M4 だと φ6のドリルで 11mm の深さまで穴をあけ 接着剤を付けて打ち込めば良い。そういえば、ダボがわりにもこれが使える。

    調べたところ、本当はネジ穴付きのリベット。「ハンドナッター」という工具で薄板にカシメて使うものらしい。
    というか図に書いてある。板の厚さは 0.5mm-2.5mm 。一応 Carbon Steel と書いてあるから柔いものではないが、少し締めると変形して中で膨らむかも。40個 $1.85 のものがあった。8 個使っても 40 円ほどだから、まぁまぁか。アルミ製のものもあったが、柔らかいしこの目的には向いていなさそう。

      ちょっとナッター(商品名)というのもある。大きなナットと、六角レンチ用のボルトのセットにしか見えない。四角ナットを買って持ってるから、それで良いような気がする。使う目的はとりあえずないが、覚えておきたい。

    この目的用の部材もあって、「鬼目ナット」。8 個で 300円とか、高価で本末転倒。
    他に「爪付きTナット」あるいは Four Pronged Tee Nut 。 昔はダイソーにもあった。少し安いが、爪の部分だけで支えるので、多分今回の使用には向いていないだろう。力がかかる方向を考えると長いものを深く打ち込んだ方がいい。

      inserts-nut.jpg
      ・・・というなら、両方メスのスペーサーを打ち込めばいい。いや、Injection nut の長めのタイプがいいか。10mm か 12mm 。六角スペーサーより単価が安い。穴径も小さくていい。下穴が小さいと差し込めないから、先をちょっと尖らせるように削るのかな?

    いずれにしても 9mm 厚では薄い。ナットを打ち込む部分だけ 6mm 厚の端板を張り付けて 15mm にしよう。

    ・・・よくよく考えてみると、天板・底板では サイドにパネルの取り付けブラケットを付ける予定だった。20mm のアングルを切ったもの。同じジオメトリにするとすれば、高さは 35mm 。9mm の板なら 4 枚分。
    20mm の角材を 20mm で切って四隅に張り付けるほうが良いかも。精度が欲しいのは、長辺方向なので縦ではなく横向きに接着。ダイソーに 21mm x 10mm の棒があるらしいので、それで作っても良い。
    ・・・と思ったがまちがい。パネルの取り付け位置は、レールがあるところで中央から 30mm づつ離れた位置。25mm 幅ぐらい必要で、中央にできる隙間は 40mm 。・・・とめんどくさいことになった。
    とりあえず、9mm 板を 20mm で切って両端に張り付ける。ステーは別途作ることにして 30mm で切って 2枚を貼り合わせたものを使って角棒を作る。18mm なら 4つ取れる。中央に Injection nut を打ち込んで、おいてパネルを付けるときに後で取り付け。

    材料は、140mm と 20mm x2 と 30mm x2 で切って 240mm + 切りしろ。Injection nut は 12 個。100円+ Injection nut で 150円ぐらい。これが AFS-1590 で作ると、四角ナット 12 個、ブラケット 4 個 + ネジ 4 個で 650 円。全体で考えないといけないので、1000 円の節約。棚板もたぶん1つ2つ作る。メインのパーツ用ではなくて、ちょっとしたものを載せたいときに、取り付けるつもり。余った材料で作れる。

    kiri90mm-cut.jpg

    同じジオメトリにするのだから、20mm のアングルのほう。10mm 飛び出させるならば、端から 5mm の位置に穴あけする。バネルの方は、端から 8mm の計算。ちなみに 天板・底板は、上から 7.5mm の位置。貼り合わせた中央ではない。

あとは、パーツを取り付けるスペーサーか。桐ではちょっとネジ切ることも出来ないし、どうしようか。硬度があって、木材に浸透する接着剤で強化する? 瞬間接着剤で良いのかな?

    hub-8port-m.jpg
    天板に付ける イーサネット HUB が確定した。AFS-1590 の場合 16mm 浮かし、アルミブロックを通して 板に放熱するつもり。ネジ穴は2つで、部品が近くにあるから 絶縁のために樹脂スペーサを使う。また、固定のために、アルミブロックを他の場所にも配置する。HUB だけで 最大10W ぐらい。ちゃんと放熱したほうが良いと思う。木製の天板ではダメかと思い始めているのだが、ケースに入れて使えるものなので、問題はないはずとも思いたい。
    とりあえず、マウントする場合、左右 20o に 9mm 板を付けているので、そこに木ネジで止めてしまう。アクリル両面テープ(1mm厚)を併用した方が良いだろう。しっかり止めて外さない。問題は電源の配線。DC ジャックが使えるかどうか? 一応 支柱まで 19mm あるから、なんとかなる可能性もあるのだが、電源ケーブルをハンダ付けしてから組んだ方が無難だと思われる。

      L型のプラグを使えば良さそうなのだが、支柱に組んだ後ではどうせ入らないのである。その上、AC アダプタから直接給電ではなくて、配電するのだ。自由にできるため、こだわらなくても・・・という気もする。

    どちらにするかは別として、サイドパネルの取り付け方法が使えなくなった。支柱にL型のブラケットを取り付ける方法に変更しよう。


桐ではなく、もっと堅い木材を使えば良いとは思うのだが、90mm 幅 15mm 厚というのが重要。自分で切ると精度が出ない。

    端面が支柱にピッタリ付くというのがまず重要。そうでないと棚板が組めないということになってしまうかも。ASF-15190 で棚板も入れて一回ちゃんと組んだ後、天板・底板を入れ替えれば、そんなことにはならないと思うけれども。天板・底板がゆるゆるだったりすると困る。あと、Injection nut を下穴あけて打ち込むとして、きちんと垂直にはならないだろう。その場合は、ネジの方に樹脂スペーサーを入れるとかゴム板を挟むようにすれば良く対策はできる。

    逆に、端面がピッタリでなければ、クッションになるものを支柱との間に挟めば良いという気もするが、どういうものをどれだけ?という計算が面倒。あるいは、硬くない接着剤で少し盛っておく? ちょっと考えておおいたほうが良いかも知れない。

ちなみに、杉・檜・パイン・赤松あたりはむしろ柔らかい方。ウォールナット・タモ・カバ桜・・このあたりになると、切断するだけで苦労する。しかしまだまだ堅いのがあって、ケヤキとか。
あるいは、1X4。 18mm 厚で 88mm 幅。Rivet NUT を使うならば、つばがあることを考慮すれば、これが良いかも知れない。値段はめちゃ安 1.82 m で 250円とか。節があったりするから、切り出しはちょっと考えないといけない。

    フローリング材には、90mm 幅 15mm 厚 のものがあるようだ。ただし 端が 凹凸に加工されている。それは許容できたとしても、長い(1.8m とか)・堅い・高いという問題が。端材が手に入れば良いのだが。
     ・https://www.muku-flooring.com/muryoucutsample/muryoucutsample.html
    カットサンプル無料のところがある。長さ20cm〜30cm 3 枚までだそうだが、買う気がないから気が引ける。
    4枚以上も可能。そのときは、300円/枚の追加になるそうだ。

    だいたい、1 m2 あたりいくらという計算をするようだ。一畳分が1ケース。アウトレットでは、一畳 で 4200円ぐらいのものも。9cm 幅 だと 90cm 20本 ? 送料はたぶん1ケース 1500円ぐらい? あと、大口がターゲットだから、いちいち見積もりを取らないといけない。

    まぁこんな感じなので、普通は、一畳分買うことになってしまう。

     ・https://item.rakuten.co.jp/fujii-syuseizai/ctm02005000500/

    集成材を好きなサイズにカットしてくれる。厚みが 20mm 〜。m2 あたりの価格で言うとかなり高いかも。しかし、自分でカットするのは無理だから目的によっては重宝するかも。他に端材のセットや サンプルもある。

これぐらいにしておこう。単に ASF-1590 がもったいないという話なのだから、作りやすく価格が安い
ものでないと。

あと、問題は支柱である。2つ目のラックを作るかも知れない。3月中なら送料無料なので追加で注文すべきかどうか?長さはどうする?



普通の棚編

木製で普通のラックを作るならどれぐらいかかるか計算だけ。サイズは同じとしよう。

こんな小さなものを狭い間隔で置く・・・というのは、電子工作品の 置き場所ぐらいの用途。電力使わないものが多いし、アルミである必要がないもの用。

    すっかり忘れていた・・・それぐらいどうでも良いことだが、モデルはサーバーラックであった。
    大型のものでは 36U -- 幅 65cm , 高さ 172cm 奥行 95cm ぐらい。
    幅 13cm だと 高さ 34cm  奥行 19cm のバランス。今は 奥行 16cm (相当) + パネル 2cm ぐらい。
    高さは、収納を考えると、30cm までが良いと思えるので、今の 275mm で構わないか。だいたい ゴム足を付ける予定だったのだ。それもあってちょっとだけ低めにしている。サイズ変えようかと思ったが、これで良いか。

    さらにどうでも良いことだが、支柱のフィンは本来レールである。複数作るのであれば、さらに大型のラックに引き出しとして収納することも可能。2つ作ることは考えていたが 3つ目はあるかなぁ?

    大型のラックとして ニトリの Nカラボ スリム とか? 棚板は 20cm 幅。このラックはレール部分の幅は 16cm 。左右2cmの余裕がある。Nカラボは、ダボ用の穴があるのでこれを利用して、なにか相方のレールを取り付けるとか? いや、後で検討してみよう。

天板・底板+棚板4枚
 90mm 幅 400mm 9mm 厚 3枚。(ダイソー) 108円 x3
 Injection nut 12x2 + 4x4 = 40 個。$3.49 /100 x 40
 M4 ボルト iso7380 12mm $1.91 x2
 スライドドアフレーム AFR-2030 275mm 282円 x4 x1.08

合計 2200 円程度。安くはなったが、意外とかかる。支柱を木製にすると、長いボルトが必要になって、コストは逆に上がるかも。普通のラックであれば、
 アルミ不等辺アングル 30mm x 15mm 2mm厚 30cm 180円

を使っても良いか。棚板を抜いてメンテとかしないから、アングルをうち向けにしても良い。また、Injection nutをダボとして使って乗せるだけにしても良い。コスト自体はあまり変わらない。

ネジ・ボルトは、ちょっと良さそうな iso7380 ものを aliexpress で選択。他に DIN912 とか。 国内だと

 (+)ナベP=4(SW+JIS小形W組込) (ステンレス)(パック品) 20個 299円

とか。これで十分なのだが、値段変わらないし。ただ、船便になるだろうからいつ来るかわからない。・・・来ないことも。

あとパネル。サイド取り付け部分とネジは上記に入っている。

 90mm 幅 400mm 9mm 厚 2枚  (ダイソー)

で良いのではないかと。ネジが 12mm しかないから、埋め込みにしないといけない。

正面パネルは付ける予定はないが、もしつけるなら 支柱に 18mm のスペーサを付けて、

 PP板 2mm 厚 (ダイソー)

ぐらいかな。もし、簡単な加工で蝶番を付けたように出来るなら付けても良いか。PP製品ならよくあるが、自分で加工できるものなのか? 裏からはんだごてを当てて曲がるところを薄くする?・・・分からないけど。

ファン・・・これだけ放熱に気遣っているのだから必要がないとしたいが、万が一必要になったら?ちょっと考えておこう。

    予定では、フルセットは Nanopi-M4 x2 5V 3A x2 , 2.5inch HDD x4 5V 1A x4 , Ether HUB 12V 1A , DC/DC コンバータ 12V-5V 効率 80% 台 (逆数で 1.2 かけ) とみて 最大 72W ぐらい。そんなことはないだろうと思うが分からない。電源は 12V 5A (60W) x2 を予定。

サイドパネルに 90mm ファンを2つ付ける。ケーブルが付く右側は避けて左側? 横置きにしたときは右サイドが上になるから、吸い込みではなく吹き付けかな? まぁなんとかなるだろう。



このラックのレールを利用して、引き出しにして 多段で組む ラックラックの検討

スリム カラーボックスを利用するのではなくて アルミフレームで組んだらどうなる?

一番安くできそうなのは、アルミフレームの支柱をしっかり立てて、Lアングルをレールとして取り付ける。

ベーシックフレーム スタンダード級 AFS-3030L 500mm 580円 x4

これを M6 でタップして、合板で作った底板にネジ止め。これだけでしっかり付くと思われるが、左右に開くとまずいので、上部を補強する。下部も補強したほうが良いが、後でかんがえる。定型で良いから、他社のものでも良いのだが値段があまり変わらない。

フラットバー AFFB-01505 15mmx5mm 厚 230mm 99円 x2

こんなので。M6 だから、L アングルを使うのであれば、ある程度大きなものになる。

アルミアングルAL (光モール) 10x10 2mm 厚 300mm 78 円 x6

レールはこれで良いか。スライドドアフレーム AFR-2030は、5mm 厚のガラス戸用だと思うのだが、都合の良いものとしては

等辺アングル AFEL-2005 20x20 5mm 厚 300mm 303円

というのがあるにはあるが。。。さすがに重厚すぎ。

これでもけっこう高くなってしまう。ダイソーのジョイントラックで良いのでは?と思わないでもない。
30cm x 15cm の棚板に載れば・・・ 275mmだしなんか微妙。

コストは、棚板 3 枚+留め具 400x3 + ポール 4本で 1600 円+税。圧倒的にお手軽だが、そう安いものでもないようだ。

見てきたら、最も狭い部分は 11cm に 26cm だった。まぁ 30p x 30cm か 45cm x 25cm かを買えば良い話。机のスペースと相談することにしよう。



製作編

ものが揃いだしている。

支柱(スライドドアフレーム AFR-2030)の穴あけ。

    端から 10mm のところ、両面に筋がはいっている。高さ方向だけ気を付ければ良く、位置決めが楽になりそう。その高さ方向も 1 枚作ったら型紙としてコピーすれば良く、精度よくつくれそう。2ヶ所ネジ止めしてしまえば、合わせるのも楽になる。
    ・・・背中合わせだと 正面と裏の関係で互い違いにすれば、対角の関係。高ささえ同じであれば、絶対精度が悪くてもまったく問題なし。
    ただし、天板・底板の部分は、2ヶ所空けるので、気を使わないといけない。コピーのときは気を使わなくてよいから、一枚目だけの話だが。

    ところで穴の位置だが、事情が変わった。イーサネットHUB の取り付け位置が若干下がった。
    標準的な空間を 70mm,45mm,45mm,40mm に変更。天板・底版の取り付け穴は、端から 7.5mm に2つだが、棚板用は、端が 22.5mm で 10mm おきに一列。上下対称になった。なお、22.5 - 7.5 = 15 であり、ここに棚板を入れれば空間 0 である。側板取り付け用に 15mm 幅の ブラケットを入れようかと思う。
    側板の取り付け穴の間隔は 縦に 230mm , 横に 70mm ということになった。
    myrack-geom.jpg

    サイドパネルのブラケットは歪まないようにする補強にもなっている。是非いれたいが問題点が2つ。取り付け位置が、がんばっても 5mm 内側になる。がんばらなければ 10mm 。これは必要ならスペーサを入れるということで、それで良いということにしよう。もうひとつ、天板・側板の取り付け位置。9mm 厚を 2枚貼ると 18mm で 干渉するのだ。端 3mm を削るとかしないといけない。

ブラケット( AFL-2020-T3 ) 15mm の穴あけ

    ただのアルミアングルだと思っていたのだが、いくつか違う点が。厚みは 3mm で見た目いかにも丈夫な感じだが、材質も A6N01S-T5 という丈夫なものを使用している。A6063S-T5 の 3割増しぐらい・・・5mm 厚相当の強度?
    これにも筋が入っている。中央と 外側に 3mm オフセットした位置でこれも両面。

    よくよく考えると、両方中央に穴をあけるとまずい。ネジどうしが 干渉する可能性がある。持ってるネジは 12mm が多い。M4 だから、厚みを含めて 8mm まで、12mm でもワッシャー付きだと 2mm 程ある。支柱の厚さは 2.5mm だから、ギリギリいけるか。中央に穴をあけると、天板・底版の端に合うので 2 方向の補強になる。しかし、サイドパネルはスペーサを付けないと、空気が通るスキマがなくなる。
    あと、M4 でネジ切りするので、ドリルは φ 3.3 -- がないからφ 3.4 にしようと思う。硬く小さな部材だし、 φ 3.2 だとかなり厳しい。穴をあける際にやタップを立てるときに、バイスを使おうかと思っていたが、モンキーレンチで良いような。

    あと、こうやって補強するのであれば、天板・底版の取り付け穴は中央に1つでいい。変更しよう。

    試しに穴あけをやってみた。ポンチなしでやったら、穴がずれていく。小径ので下穴を空けてみたが、それも少々ずれる。センターポンチ探さないと。

      ダイソーで買ったのをひとつ持ってたのだが、所在が分からない。しかもホムセン行ったが見つけられなかった。代わりに見つけたのが、千吉 コンクリート針(中)。細いので位置決めがしやすい。ただし、叩きすぎて少し曲がってきた・・・のは気のせい。光の加減だった、そんな簡単に曲がるわけがない。

    大分手慣れてきた。モンキーレンチで押さえて、穴あけ。ポンチして下穴まで空けることにした。8個作らなければならない。1つ失敗で9個使用。

    最初の2つは、φ3.2 でタップしたのだが、しんどいので φ3.4 に変更。タッピングはバイスで固定。モンキーレンチだとよく外れる。穴あけは楽なんだが、ちょっとしんどい。

    これも手慣れて来た。要するに最初の食い込みが勝負。ハンマーで軽くコンコンと叩くのである。ちょっと回して食い込み始めたら、後は回す力だけで良い。楽勝。ただし垂直では決してないのである。スペーサーを付けたりした段階で、段々ボロが出てくるだろう。

支柱(スライドドアフレーム AFR-2030)の穴あけ その2

    支柱の穴あけは1つ完了。微妙に出来が悪い。位置が少々ずれたりして、ドリルをこじったりして穴を広げたり。天板・底板は位置が決まっているので、ずれたら修正しないといけない。一応 φ4.2 を使用したが、後で φ5 に広げるかも。

    次は、1つ目を定規代わりにして ポンチング。前後左右が分からなくなると困るので、前右とか、ケガいておく。ちなみにコピーは2つ。左右関係は無理なので、コピーのコピーになる。天板・底版とLブラケットの取り付け穴は Lブラケットを2つ並べてポンチ。あと、めんどくさいが下穴を空けた方が精度が良くなるようだ。

    2つ目完了。微妙に出来が良くなった。大分手慣れてきて効率も良くなったが、飽きる。ボチボチやっていこう。ついで3つ目。これが一番出来がよさそうなので、それを元に4つ目をポンチ。

木板の切り出し

    AFS-1590 があるのだから、それを定規代わりにして切れば良い。また 20mm,30mm は支柱を定規に使える。
    取り付け穴の穴あけは、何枚かAFS-1590を取り付け本組した後入れ替えて、現物に合わせて空けようかと。

    AFS-1590を天板・底版にして一回完全に組む。その後入れ替える作戦。Lブラケットがキモで正確にそして動かないよう強く取り付けできれば、天板・底版は適当でいけるだろう。

    あとシールを剥がすのは、ドライヤーで。

    ついでに書くと、ホムセンにはいろいろな板があった。90mm x15mm で 90cm というのも。600 円ぐらい。最初からこれで行けば良かったと思わないでもない。しかし、400円で買えるものの代替なのだ。高価ならいらないし、微妙。

    ところで、現物に合わせて木ネジで止めておけば良いのでは? injection nut を埋め込むつもりだったが、最初からやる必要はない。木ネジで止められなくなったら考えれば良いような気がしてきた。



仮組

    全部 AFS-1590 を使って組んでみる。

    とりあえず、支柱2つ天板・底版でコの字。一応ブラケットは、役に立っているようで変形しないような補強になっている。だが、問題が。タップ失敗である。ネジ山がほとんどないようなものが出来てしまった。また、完全に垂直というわけではないので、なんかこうピッタリこない。ナット使ってガチガチに締め上げた方が良さそう。要検討事項。

      ナット止めするのであれば、2020 のフレームを 15mm や せいぜい30mm とかに切ったもので良いではないかと思えてきた。短いネジが必要で、8mm の四角ナットも必要になるが、たぶんガチガチにできる。中央の穴をタップすればスペーサ代わりにも。・・といってもタップ加工は厳しいか。失敗したとき、ナット止めという方法も取れない。やはり、L型を ナット止めという方針にしよう。また、パネルは スペーサを付ける。12mm のinjection nut を発注しているから、裏からネジ止め。ナット使って長くすることもできる。むしろ長くして、木材パネルを差し込むようにした方が良いかも。ケーブル付け替えでパネルのネジをわざわざ外したりしたくないのである。せいぜい1個それも手で外せる DIN912 がいい。

    あと、組んだ印象だが、支柱のフィンが放熱性能を主張している感じ。実際はどうか知らないが、自分としては満足。木材など使わない方が良いことは良い。

    棚板をいれてみる。精度が高く遊びがないから、入れ始めは結構難しい。入り出すとスッと入る。良い感じだ。予定枚数5枚を入れるとかなり重い。何Kg だろうか? 木製の板も入れてみる。かなりきついがぴったりという感じ。固定しなくとも落ちてこない。

本組

    緩めて調整してというのを繰り返してちゃんと組んでいく。
    まず天板・底板を緩めて支柱の端にぴったりするよう高さを合わせる。今度は支柱、一旦緩めて、左右の位置を合わせる。これで終わりでは全然ない。ひし形に歪んでいるのだ。100mm 幅の板を持ってたので、これを当てて、直角を出し幅も合わせる。位置が決まったらブラケットを付けるのだが・・・

ブラケット再考

    作った L型は一応付く。まぁまぁしっかりも止められた。しかし不満。+ネジ使っているのだが、ここだけは、ガチガチにしたいのでヘキサゴンレンチを使いたいところ。また、裏にナットを付ければ良いのだが、ナットの固定がちょっと厳しい。ラチェットを斜めに当てる? 工具持ってないから買って試してみないと。レンチすら 7mm は持っていない。ダイソーに売ってるらしいから探してみよう。

      L型ハンドル付きソケットレンチセットが丁度具合が良さそうなのだが、近場では全然売ってない。ただのソケットレンチセットならあった。ドライバーの六角に変換するものが付いている。ドライバーで斜めに当てることだけは出来た。

      ダイソー以外の商品だと タカギ ミニソケットレンチセットとか。このL型のハンドルでないときっちり入らない。しかし次点は、ダイソーの5~6倍の価格。

    やはり 2020 を短く切ったものが良いのでは? 締めるだけだし、位置を調整できる。すでに穴を空けた後だから、取り付け方向は決まっている。パネルの取り付けもスリットになるのだ。それでも良いのだが、オス・メスのスペーサを別途用意しないといけない。ネジ部が 6mm しかないから、止められるのか?という心配もある。ワッシャーを利用するとなるとさらに厳しく。
    で、思いついたのだが、ネジ頭をスリットに入れるのだ。穴を空けて反対側から締める。ISO7380 が、この目的にぴったりということも分かった。ワッシャーが必要になるかも知れないが、スペーサーに injection nut が使えるだろう。あとこの目的であれば、AFSR-2020 という 2面だけスリットがあるタイプも使える。というかこれが最適? 15mm で一定数作っておこうかな。

    ネジは発注したが、aliexpress なので届くまで時間がかかる。後で入れ替えることにしよう。

ひとまず完成

    中身あってのラックだから完成と言ってよいのかどうかというところなのだが、ひとまず組みあがった。満足なのだが、ブラケットだけがしっくりこない。ひし形に歪むのを阻止できているようではあるが、ぴったりではない。

    今は AFS-1590 を 5枚。底板だけ木製に入れ替えるつもり。さすがに放熱が全く必要ないところに AFS-1590 は使いたくない。また、2つ目もたぶん作る。手持ちはちょっと足りない。2枚追加で 合計 9 枚にしよう。一枚は製作途中あるいは実験用。出来たら入れ替えていくのだ。

    ネジ・ナットの数を確認しておこう。
    四角ナット 10mm M4 20 個
    +ネジ 12mm (ワッシャー付き) 28 個 (+1 個破損)

      破損というのは、ネジをなめてしまった。1つだけ試しにナットを入れていたのだが、そのことを忘れ普通に外れると思ってたので、つい力を入れてやってしまった。ナットが食い込んできつく締まったもよう。

    四角ナットは、AFS-1590 の枚数 x4 は必要。 8 枚+1枚以上は買わないから 50個で足りる。
    +ネジ は、40 個しか持ってないが、ブラケットの分は、ISO7380 8mm に入れ替える。天板・底板も入れ替えることにして、追加はやめておこう。

    ISO7380 8mm は別途 aliexpress で発注 50 個。ブラケット変更の予定で 2セットだと 8x3 x2 = 48 。・・・足りない。aliexpress で、ちょっと買い足しておこう。10mm の方が良いか。 パネル取り付け用に DIN912 とか。

    ブラケットは、AFSR-2020 15mm に変更してみる。2セットで 16 個必要。四角ナット 8mm M4 が必要で 予定では 16 個。ちょっと変更すると、すぐ倍とか必要になるから 32 個は欲しい。結局 50 個セットにしよう。r



電源モジュール

1台目のラックは、12V 配電で統一しようと思っていたのだが、2台目もあるとなると話は変わってくる。5V の機器ばかりになるかも知れない。専用の基板を作っても良いかなと。

DC/DC コンバータの回路を付けて、裏面にバッファを置いて 放熱する。

hystou-p12f.jpg

AFS-1590 の中央に バッファを置く。20mmx20mm までのバッファをまずは想定。出来たら基板の中央 20mm には、リード部品を付けない。20mm のフラットバーを端から端まで置くようなことも考えておく。 取り付け穴は M3 で 60mm 間隔。基板の幅は 100mm まで。電源IC は、MP2380 を 2つ使用して 5V 5A x2 。

出力のコネクタは、それぞれ 2 つ。SBC 4台分。AC アダプタは 12V 5A 。

ここまでは2台目用の機能。 1台目に必要なのは、5V 電源ではない。2系統の AC アダプタ入力、それぞれをそのまま出力するコネクタ。あと ダイオードを通して MIX した 12V 弱の出力 --- これは イーサネット HUB 用と DISK 用に 3 出力。これだけである。

機能が重なっていないので、出力が 9 必要。1つ 0.2 inch だとすると 横に並べて 91.44mm 必要である。

さて、5V 用の電源は、どこから入力するのが良いだろう? 多分 1系統で間に合うのである。そういう場合はジャンバすることにして、それぞれの AC アダプタから別々に入力することにしておく。

ここまでがメインの機能。基板の余白が沢山ありそうだ。ついでなので サブ電源も付けておこう。MP1471 を使用して 2.5A だったかの出力 x2 。フル機能は SBC 6台+HUB 。

もちろんフル機能を組む必要は全然ない。1台目用など 5A ダイオード 2 つでも良い。

だいたいの構想は固まった。面付しないサイズだし Fusion PCB の $9.9 で発注することにしよう。

ところでバッファ。今まで考えていたのは 16mm 高である。しかし、そんなに高くする必要はない。

確か・・20mm 幅 3mm 厚のフラットバーがホムセンに売ってたように思う。別に 2mm 厚とかを重ねても良いし。好きな長さでカットしてくれるものだと、5mm 厚の AFFB-01505 もあるし、ベーシックフレーム ヘビー級 AFS-1020-4 というのもある。

こういうのを使って、絶縁のためシリコンシートを載せて上から基板を押さえつける。

m4-pwr.jpg

だいたいのレイアウトが出来た。サイズは 98mm x 74mm 。秋月B基板より少し大きくマウントできるので、取り付け穴も付けた。C基板2枚というのも可能。AFS-1590 を使わない場合、40mm 角 ヒートシンクも付けられるように取り付け穴だけ付けた。20mm 幅のバッファーを付けてさらにヒートシンクを重ねる。

あと、alexpress で 20mm 幅のヒートシンクを見つけた。6mm 高、150mm 長。フル出力にしないなら、こういうのでも良さそうだ。一台目用は、木製の底板に付ける予定で 5V 出力もあまり利用するつもりはない。100mm で切って、左右の穴にネジで付ける。タップするとすると丁度フィンの位置に穴あけ。これはひょっとして難易度高い? 100mm 長というのもあるのだが、10pcs とか 50pcs,100pcs とかばかり。LED 用みたいなことが書かれているが、大量に使う用途があるのだろうか?
25mm 幅 10mm 厚 100mm というのもあった。これの方が良いか。フィンの間に穴をあけられてその点でも都合が良い。

    基板を付けてどうするかというと、USB のポートに変換するとか、そういう用途を想定している。基本 SBC 用途や電子工作品用で必要ないと思うが、一応。あと、電流・電圧計を別途設計して付けても良いかも。

フル出力は 5V 5A+5A+2.5A+2.5A で 15A 75W もある。そんな使い方はしないはずだが、仮に 87% 程度の効率だとして 消費電力は 単体で 11W 。イーサネットHUB と同程度でちゃんと冷却するほうが望ましい。ちょっとやりすぎだとは思うが、想定だけしておく。

本来は、左右の 20mm 角のバッファーを想定していた。イーサネットHUBの2倍だし、それで AFS-1590 とつなげば良いのだと思っている。

出力は、左が A系統、右が B系統。ダイオードで 接続したのが C 系統。C系統は、USB A コネクタも付けることにした。

AFS1590-pwr2.jpg

最終的に、USB コネクタには充電用の抵抗を付けられるようにした。スマホを充電しないならば関係ないが、180 Ωを D-,D+ に入れて、D+ にバイアスをかける。82K Ω + 27K Ωが良いそうだ。普通は 180 Ωだけで良いらしい。

後、配置の見直し、少し間を離して組みやすく。

ついでに IC の EN を L にするジャンパの追加。12V がかかるから、GPIO で直接は制御できないが、一瞬OFF にしてリセットとか、電源スイッチを付けるとかの用途には使える。

これを fusionpcb に発注 $7.9 。OCS だと $9.9 だが、急がないのでシンガポールポストにした。3週間ぐらいのはず。 fusionpcb は製造自体が遅い。セール品だからかも知れないが、OCS にしてもたいして違いがない可能性がある・・と思う。

afs1590-pwr.zip

書いてなかったが、ターミナルブロックには、5mm ピッチと 5.08mm ピッチがある。基板は 5.08 mm ピッチのもので設計してある。単独で2連タイプを使うならば、どちらでもいけると思う。

また ユーロブロックというものもあって(5.08mm) コネクタになってるものがある。これが使えると出力ケーブルの取り外しが楽になる。 だが、穴径が小さくて入らないのでは? pdf を確認したが、作ったのは 1.3 φ。ユーロブロックのデーターシートは 1.6 φ指定になっている。

    シルク間違ってる。(+) (-) が逆のところが。これ間違えるぐらいなら、入れない方が良かった。
    あと LED ぐらい付ければ良かったかなと。特にMP2380 は、電圧低下を知らせる LED を付けられる。
    40mm の取り付け穴だが、40mm 角ファンに合わせれば良かったかも。ファンを使うつもりは全くないが、ヒートシンク側でフィンの隙間になるよう考慮されているかも。32mm 角のところなので 1mm 内側に。
    さらに言うと、電圧を微調整できるように、抵抗を追加可能に。一応 5.04V の設計だが、わずかに電圧を上げて、5.1V 台後半にした方が良い。
    そう言えばダイオード。5A 品が必要。しかもパターンは小さめ。DO-214AA の SS54 。わりと探すのに苦労する。
    部品の話をすれば、MP2380 は、21V までの入力が可能。これだけなら、ノーパソ用の 19V とかも使える。しかし、サブ電源の MP1471 は 17V まで。車載はできそうだが、12V 用。

     ・afs1590-pwr-v1.1-out.zip
     ・m4-pwr-sata-v1.3d.zip(EAGLE ファイル)
    修正版を一応作っておいた。発注してしまったから作るわけではないが。

      修正版は、LED 追加、ターミナルブロックの穴径 1.6mm に変更。入力側メーター取り付け用パッド追加。メータ側は 5 線でメータにコネクタが付いてる。電流測定 +/- , 電源 - GND - 電圧測定 だと思う。ケーブルを直付けするパッドのみ追加。出力側はつけない。ケーブルでなんとでも出来るし、スペースがない。LED は メインに2つづつ、サブに1つづつ。メインの方は Power Good 端子を使い 10% 出力電圧ダウンで LED が消える機能がある。

      3/19 注文 3/28 発送。4/2 追跡可能。4/4 到着。やはり $7.9 でいいな。

    voltage-meter.jpg

    ところで、こんな電圧・電流メーターを見つけた。高電圧・高電流に対応しているので、使えるといいなと。
    この修正版では対応していないので、また変更するかも。変更するとすれば、12V 入力のところにケーブルをはんだ付けするパッドを付ける。他は無理だし、出力ケーブルで対処が出来る。

    ダメである。電流計が GND 側に入る。GND 共通にできない。入力側だと出来ないわけでもないが、設計しなさないと。出力側は全く無理。USB 電流・電圧メーターもそうなっている可能性が高いので使うべきではない。



jetson-nano.jpg

「Jetson Nano」開発キットなんてものが発売されている。
 ・PC WATCH の記事

別に欲しいとは、思わないが、これ丁度載るなぁと。サブボードのサイズは、100x80mm で、長辺方向にコネクタ類。短辺方向に 40 ピンヘッダがあり、両脇に取り付け穴。取り付け位置は、Nanopi-M4 や Raspi の方法が使えるだろう。ヒートシンクが巨大に見えるが、上の取り付け穴は、たぶん 40mm ファン用。20mm 厚で 42mm x 57mm とかそんなサイズ。

    連続して 10W を消費するならば、これぐらい必要なのだろう。しかし AFS-1590 は、このボードの 1.5 倍ぐらいで、相当なオーバースペック。表面積は少ないが、支柱が補ってくれるだろう。過信するわけではないが、30W ぐらいまでいけそうな印象。Raspi や H3 クラスなら、SBC を 4つ付けてもいけるんじゃないか?

    ヒートシンクの断面に着目してみると、Jetson Nano のフインの間(スリット相当)は 8 つ。対して AFS-1590 のスリットは 7 つである。このスリット(相当)部分の表面積は AFS-1590の方が大きいように見える。それ以外の平面もかなりあるから、長さあたりの ヒートシンクの放熱効率は 1.3 倍ぐらいと見る。長さが 140/57 倍で 全部だと 3.2 倍 。Jetson Nano が 10W だとすると 32W まで。

    放熱を考える場合 熱抵抗という概念を使う。単位は ℃/W で 10W の熱を放熱する場合 5℃/W であれば、周囲温度から 50 ℃まで温度が上がる。温度上昇と放熱熱量は比例していて 5W しか消費しないのであれば、温度上昇は 25℃ということになる。
    素材がアルミだとして、自然冷却の場合、熱抵抗値は基本表面積に比例する。ただし、空気が流れないといけないので、フィン間にある程度の距離が必要だそうである。また形状によっても多少変わる。フィンというのは表面積を増やす以上の効果があるそうだ。なお、強制冷却では、空気を吹き飛ばせば良いので 表面積が重要。ではあるが、風が持っていける熱量には限度があるようで 包絡体積 が最も重要な要素になる。形状から見て Jetson Nano も AFS-1590 も自然冷却向きと言える。

    そう言えば支柱もある。これはフィンがあって 表面積が大きい。2 つ合わせると Jetson Nano より多少 放熱効果がありそうな。4 本合計で 長さあたり 2.2 倍と見よう。275/57 とすると 支柱は 10倍 -- 100W ぐらいの放熱能力があることになる。

    ラック全体で AFS-1590 を 5枚使ったとすると 250W ぐらい。これで 50W しか使わないとすれば、温度上昇が 1/5 になる。Jetson Nano が +60℃だとすると +12℃。ヒートシンクの基本設計ではこういう考え方をするそうである。

    別の計算もしてみよう。3mm 厚 アルミ板は 100cm2 で 5℃/W である。表面積を 206cm2 として 100cm2 あたり 10.3 ℃/W 。
    一方 AFS-1590 の外周は 21cm 。スリットがひとつあたり +2.5cm としよう。7 つあるから 38.5cm 。x 14cm で 539cm2 の表面積。
    これで見積もると 1.91 ℃/W という熱抵抗値が出る。30℃上昇 までに抑えたいのであれば、15.7W まで。

    支柱の方も計算しておこう。AFR-2030 の外周は 15cm 。275mm x4 で 1650 cm2 であり、合計では 0.625 ℃/W 。同じく 30℃上昇 で考えると 48W 分の負担ができる。

    さらに放熱器のデータも参考にしてみる。
    heatsink-cw.jpg

    断面が 51.4cm x 6.2cm で 318 cm2 これで 3.2 ℃/W 。100cm2 あたり 10.18 ℃/W となりあまり変わらない。

    ついでなので、Raspi などで使われる 普通のヒートシンク+ファン。これは 包絡体積という概念を使う。
    TDK-Lambda のデーターシートの HAL-F12T を元にパラメータ出してみた。

     (包絡体積 100cm3 あたり)
    自然空冷 2.38 ℃/W 強制空冷 1m/s 1.23 ℃/W , 5m/s 0.59 ℃/W

    手持ちのヒートシンクに当てはめてみる。CPU 以外だと 触れないぐらいでも問題ないから、60 ℃上昇まで考える。ファン併用だと 1m/s で 2倍、5m/s で 4倍と考える。

    40mm 角 15mm 高 9.9 ℃/W (6W)
    100mm x 60mm x 10mm 高 4.0℃/W (15W)
    100mm x 25mm x 10mm 高 9.5 ℃/W (6.3W)

そう言えば、Pico ITX もこれぐらいのサイズで 100mm x 70mm 。これも良い感じに乗るかもしれない。


作業練習

ある程度練習しないといけないかと思い、いろいろやってみている。

穴あけ

    ちょっと練習しなくてはとやっていたのだが、どうにも垂直というのが難しい。特にベーシックフレームを貫通させるとかやってみたら、反対側がとんでもなくずれる。

    で、良い方法を思いついた。短く切ったベーシックフレームを部材として作ったのだが、中央に穴がある。これが垂直。これを当ててドリルしたら、だいぶまともになった。穴は 3.3mm とかなので大きなドリルは使えないが、下穴さえ空ければ良いので、十分役に立つ。

タップ

    穴あけがクリアできたので、M2.5 に挑戦。やってみて分かったのだが、タップハンドルが M3 ~にしか対応していない。無理やり締め付ければ、少しは使える。でもこれではまずいので、M2 ~のものを購入することにした。
    心配だったのが、折ってしまわないかということと、下穴が 2.0mm 良いのかどうかというところ。これは大丈夫そうだ。

ネジ頭の埋め込み。

    バッファとかを M2.5 で固定したいと考えている。サラネジで 5mm , ナベ小ねじ等で 4.5mm 。背が高いバッファは、4.5mm で深く、そうでないものは 5mm で浅く。これが M3 になると 6mm, 5.5mm になってしまう。大きくなると制限が出てくるので避けたい。・・・というわけで M2.5 。

    試しに 16mm のベーシックフレームでやってみたところ、うまく出来そうだった。ただ、5mm というのは、ギリギリだった。

M4 のタップ

    ベーシックフレーム AFS-2010 でやってみたところ、全然ダメ。タップしたところが圧力で変形してしまう。その上部材の固定で力がかかって、スリットも潰れて変形してしまった。ちょっと方法を考えなくては。

AFSR-2020 15mm

    1/4 円形状の AFSR-2020 が届いた。これのスリットに 四角ナットを入れて支柱に止める計画。反対側には、ネジを反対向きに付けて、六角レンチが入る穴を空けて、メスーメスのスペーサを取り付ける。もうひとつ、液晶パネルを付けるために、支柱正面に取り付ける。この場合も ネジを反対向きに付ようと考えている。

    穴を空けたりするのに固定しなくてはならないが、何が良いか・・・バイスとかどうも勝手に緩んで都合が悪い。ダイソーにロッキングプライヤーが売ってたので試してみたら、実に具合が良かった。15mm x 20mm がぴったり収まりちゃんと固定されるのだ。(ただし、そのまま挟むと傷がつく)。

    穴あけだが、ポンチ- 2mm 下穴 - 4.2mm とちゃんと手順を踏んであった。アルミが厚いので、結構時間がかかる。穴はわりと適当で。六角レンチが中央に入りさえすれば良い。

    取り付けるためのネジはまだ届いていない。DIN912 が手元にあるのでスリットに入るか試したがダメだった。支柱に取り付けるのも スリットに入れるのも ISO7380 8mm の予定で当面まち。

AFS-1590 穴あけ

    最初の1枚目の取り付け内容と方法が決まった。イーサネット HUB を上面に、液晶ディスプレーの 制御基板を下面にして、最下段に付ける。両方とも M2.5 でタップの予定。制御基板の方は、失敗したら M3 にするかも。ただし、取り付け穴が 3mm で遊びがない。M3 は 1つまで。もうダメダメなようなら、180度回転させてやりなおし。それも失敗したら、別のものを付けることにして、新しいものを使う。

    タップは基本貫通させて・・・ということでかなり深い穴あけが必要。ドリルは 2mm を使う。
    現物合わせで ポンチして・・まではだいたいうまくいった。で1つ目の穴あけで・・・いきなりドリルを折った。六角タイプのまともなやつ。今まで 2.5mm で下穴をあけていたのだが、2mm はなかなか掘れない。7mm ぐらいまででポキンと逝った。試しにタップしてみたが、タップ作業は問題なかったものの、深さが足りなくてスペーサーが根元まで入らない。

    あとはダイソーの セットのものが 2本。・・いったい何本折ることになるのだろうか? セットはもういくつもいらないから、また折ったらダイソーの六角タイプを調達しよう。

    あと、SBC 用の AFS-1590 もポンチまで。これも M2.5 でタップ。M2.5 をやたら使う。

    ダイソーの六角タイプを別に1つ持っていた。残りの5つ穴をあけたが、問題なくできた。・・・いけるか。
    タップハンドルは M2 ~と記載されているものをわざわざ買ったのに回転してしまって全然ダメ。タップセットの 直線型のものでいけたので、買う必要のないものだった。しょうがないので、M3 をつけっぱなしにしようかと。あと、セットの M4 ・・・ボロくて切れが悪いではないかと思い始めた。送料無料のうちに買うべきか。

      購入して試したところ切れ味が全く違う。セットの M4 は使ってはダメな品だったようだ。

    制御基板は 5mm のスペーサを付けて取り付け完了。イーサネットHUB は タップまで。うまくいったので、次は SBC (Nanopi-M4) 用。裏は (USB) DISK の予定。

    ・・・完璧!とか思って SBC のタップをしようとしたら 2.5mm でドリルしていた。180度逆にして、やりなおし。で、今度は、SBC の取り付け穴の精度が出ていない。付くことは付くのだが、基板にストレスがかかる。失敗かも。穴だらけになった。

    セカンドトライ完了。出来はした。取り付け位置自体は想定どおり 0.1mm 以内の誤差。絶対位置はトータルで合ってるのだが、SBC のネジ穴がずれて、基板にストレスがかかった状態。HDD はなんとか。気が付かなかった点といえば、マウンタの Lアングルが僅かでもはみだすとラックに付けられないということ。最終的にラックに差し入れてから、ネジを増し締めして固定した。ただし、HDD のマウントの穴が、ずれまくって修正で随分とひどいことになっている。Lアングルは作り直せば良いが、SBC の穴は修正が効かない。

    別のものを付けることにして、もう一回作り直すかという気になっている。

    ・・・というわけで作り直した。前のやつは マウンタを作り直してとっておく。出来は?というと、まぁまぁ。基板にストレスはかかっていない。が、マウンタの取り付け穴が2ヶ所失敗。気を抜いたのか、ずいぶんとずれたところに穴が空いた。・・・しょうがないのでナット止めにした。ここで気が付いたのだが、M3 のスペーサーが丁度縦にはいる。8mm だとぴったり。今回は無理だったが、取り付け位置を 端から 5mm にすると スペーサーでも止めることが出来る。(今回は 4mm の位置)


Self tapping Insert (ヘリサート ?)

    実は、今日届いた Self tapping Insert を試しに使ってみようとやってみたのである。SBC のところにこれを入れて 修正しようと。

    わけもわからずやってみて酷いことになったのだ。3.5mm とか 3.8mm とか で穴を広げて・・・入らないなと。で、ちょっと大きいのでやったら 間違えて 5mm だった。後でしらべると、アルミの場合 4.1 - 4.2 を使うと書いてある。・・持ってたのに。

    やり方も間違っていたのである。普通は専用工具を使うらしい。代用として、DIN912 とか力を入れられる ネジを付けて これを回すことで タップすれば良さそうなのだ。専用のハンドツールもそんな感じ。しかし、抜く時が問題。強く締まっているが Self tapping Insert を回転させずにネジだけ抜かなければならない。

    専用のハンドツールは、ネジとの間にナットが入っているようなのだ。それを固定してネジを反対に回す・・・うまく行くのかな?強く締まってどうにもならなくなりそうな気もするのだが、

    さらに言うと L 型のヘキサゴンレンチでは垂直方向に力が入らない。タップと同じで食いついたら回すだけで良いらしいのだが。。。T型になるタイプを確か持ってたような。ダイソーだが。

    ナットを入れて練習してみた。入れるときはナットをつまんで回せば良かった。で、ナットをつまんで外すことができなくなくなった。回せば、Self tapping Insert ごと抜けるが、もうネジも外せない。

    次は、外せなくなったこれをタッピングツールとして使ってみようと思う。抜いた後でべつのものをねじ込めばいい。逆向きにやれば、マイナスドライバーも使える。ただし、アルミで適当にやると割とゆるゆるなのである。接着剤併用が必要そうな感じ。

    改めて 4.2mm の穴をあけてやってみたところ軽くできた。自作タッピングツールで問題ないが、直接プライヤーで挟んで回してもいける感じ。

Insertion nut M4 練習

    inserts-nut.jpg
    こちらは、天板とかを木で作ったときに埋め込もうかと。これも練習しておかないと。12mm だったか、長めのものを購入し、スペーサーがわりにも使おうかと考えている。

    穴あけは M5 ではダメな感じ。M4.5 か M4.8 ? ネジを付けて打ち込もうと思う。これも接着剤が要るような感じ。練習だし再利用(再練習)を考えてまずは木工用ボンドで試してみたい。

    rivet-nut.jpg
    実は別に rivet nut と言うものを購入している。これは ナッターという専用の工具で リベットのように取り付けるもので、薄板に ネジ穴を付けるもの。用途を知らずに購入し、鬼目ナットのように使おうと考えたのだ。こっちの方も練習してみたが、いい感じなのである。試しに接着剤を付けて 練習用の木片に付けてみたが、もうびくともしない。つばがあるので、今回の目的ではその分埋め込みが必要だが、柔らかい木なのでハンマーで叩いて埋め込む。注意点としては、ネジ部分が奧にあるので、その分長いネジ・ボルトが必要。

    Insertion nut でも良いのだが、木に打ち込んだときに、見栄えが悪い気がするのだ、rivet nut だとつばがあって、存在感がある。使う場合はこれにしようかと。

iso7380 M4 8mm ネジがきた!

    これを待ってたのである。補強ブラケットを AFSR-2020 に変えるつもりで、変えた後でないと 天板を外さない予定だったのだが、AFSR-2020 を取り付けるにはこれがいる。

    天板を外した後、木版を当てて現物合わせで、穴の位置を決める。2枚やってみたが、割とうまく行ったような。ちなみに接着剤はゼリー状瞬間を使った。

    7inchlcd-mnt3.jpg
    で、待っていた AFSR-2020 の取り付けだが、天板を外した後ちょっと力をかけたら簡単に平行に歪んだ。下部しか支えていないが、補強になってない! AFSR-2020 を天板・底板に取り付けて固定すれば良いのだが、どうする?メンテ性が落ちるのは避けたい。

    天板・底板にでっぱりがあれば、それで良いと思う。全ネジを切ってねじ込む・・と考えたが近場に売ってない。4mm φのアルミ丸棒があったので、それで作る作戦にした。ねじ込む部分だけネジ切れば良いのだが、取り付け位置の精度に自信がない。全ネジにした方が 後で削ったりするのに良さそう。やってみないと分からないが。アルミだしネジ穴もろとも壊れてしまう可能性もある。そういうときは、Insertion nut を打ち込むとか。

    やってみたが、全然ダメ。ネジがつぶれていって細くなったものしか出来ない・・・困った。動画を見ると、M6 の鉄かステンレスを電動ドリルでさくさくやっているのがある、わずか数秒である。ガイドを使って垂直にする程度で簡単そうに見えるのだが。M4 アルミだともっと簡単にできそうなものだが・・・まさか、ダイスの方もダメなのだろうか? それ以前の問題のような気もするのだが。

    食いつきが悪すぎる。とりあえずダメのようだ。ダイスだけ買ってみようかと思ったのだが、近場に売ってない。サイズもないが、2500円とかすごく高いものしかない。aliexpress だと送料込み $0.98 というのがあったので買ってみることに。そして今のやつはダイヤモンドやすりで、削ってみる。
    モノタロウでは、 TONEX ねじ切りダイス(25mm) 739円 というのがあった。動画のやつに 形状が近いような。これでも高いし、今これだけを買う気はしない。

    肝心のでっぱりの方だが、ブラケット側に失敗作を瞬間接着剤で付け、天板側には M4 の下穴をあける。ずり落ちなければ、むしろこれが良いのではないか? ずり落ち防止に AFSR-2020の下部に M5 で少しタップして接着剤を盛れば良さそうだし。

    とにかく沢山作ってみる。18mm ぐらいで切って 9mm をネジ切り。強く押し付けて ゆっくり回すと ヤマらしきものが出来る場合もあった。まぁダメなんだけれども。この山を削って 3.3mm に入るようにする。AFSR-2020 側の下部は 半分 4.2mm に穴を広げて M5 でタップというか 接着剤が止まるように溝堀り。

    この加工で、AFSR-2020 はどこに付けるものか決まってしまう。同じものを2つ作らないよう注意しないと。



最初の PC ケースについて検討してみよう。作る気はないのだが、方法を検討しておくと、作りたくなったときに応用できるかも知れない。

ベーシックフレーム AFS-15150B 120 mm 457 円 x2
ブラケットフレーム AFF-4080 120 mm 173 円 x2

これでケースの上下左右を構成する。内寸は 50mm(H) x 150mm(W) x 120mm(D)

基板は裏 CPU だから、3mm ~ 10mm のアルミ板を当てて SoC 間のバッファにする。
スペーサとの関係で厚みを決める。スペーサ -2mm だとちょっと厳しいが ワッシャー等でスペーサー側を調整。
波板のようなものだがら曲がる恐れがある。10mm 角 2mm 厚 の L アングルで補強するとすれば 基板を10mm 程浮かせたい。12mm のスペーサを使うと、バッファは 10mm 厚。フラットバー AFFB-03010 30mm がこの目的に使える。結構な重さがあるから、移動したりしないようネジ止め。

前後パネルは、ブラケットを作って 止める。

ブラケットフレーム AFL-2020-T3 (エヌアイシ・オートテック(NIC)) 15mm 11円 x8

あるいは AFSR-2020 15mm これを、サイドに付けてもいい。というかサイドの方が付けやすい。

あとサイドは曲面があるが、穴自体は平面のところ。少しさらって M4 皿ネジが良いのか?

パネルは、穴あけが難しいので、なにか適当なものを考える。最初は PP 板で型紙を兼ねて作るとか。

さて、これで形にはなるが、空気穴がない。ドリルで穴を空けまくるしかなさそう。

ベーシックフレーム AFS-15150B だとスリットの奧。かなり薄いが、数があるので厳しい戦いになるだろう。サイドは 3mm 厚で結構厳しい。

空気穴など面倒だということになれば、支柱方式で。

スライドドアフレーム AFR-2030

やはりこれ。サイドの開口部などいらないので、L を天板・底板の角に当てる。ただし取り付けやすいのはフィンが前後に出る形。

    出番はないと思うが、スリットに何かをネジこんでネジ穴を取り付けるなんてことも検討しておこう。ひとつは
    Self tapping Thread Insert Screw
    M6 か M8 あたりが適合しそうではある。ただ、正確な下穴が必要。
     Rivet Nut
    あるいはこれ。M10でタップして、ギザギザを付けて M6 用を 差し込み 接着剤で止める。外径は 8.9mm 。
    ギザギザを付けて樹脂で補填するなら
     Injection Nut
    なんかでも良さそうだ。これは上記2つより細め M6 で外径 7,6mm 。いっそのこと M4 でも。エポキシパテで行けそうな気がする。

さて、熱抵抗値を見積もってみよう。

外周は 68.6cm ぐらい。 12cm あるから 表面積は 823.2 cm2。
 1.25 ℃/W
ぐらいか。10W なら 12.5 ℃しか上がらないということである。20W でも 25℃。ただし密閉していまうと周囲温度自体があがる。空気穴は必要だろう。ちなみに包括体積で計算すると 0.88 ℃/W という良すぎる値になるが多分違う。

そう言えば、AFS-1590 140mm も空気穴を空けまくった方が良さそうだ。今は取り付けるものが FIX していないのでやらないが、いずれやることにしよう。これも スリットの奧が一番薄いが、5mm 厚ぐらいある。



ちょっと他のものについて。

100mm x 25mm x 10mm 高 9.5 ℃/W

これを半分に切って Nanopi-DUO (25.4mm x 50mm) に使う とすれば、19 ℃/W -- 2.1W で 40℃上昇。これ コンパクトなだけで 消費電力が少ないわけではないのである。もちろんクロックを落として使えば問題はないが 2.1 W というと 5V 500mA レベル。ここまでに抑えないといけないが、抑えられるのであれば、どの PC の USB に接続して使えるということになる。それはともかく、ここはヒートシンクを付けることを考える。

40mm 角 15mm 高 40mm 角 15mm 高 9.9 ℃/W

これを取り付けることが出来れば 2倍ぐらいの熱に耐えるし、ファンを付けることも出来る。

取り付け方法を考えてみる。3mm や 5mm 厚 のバッファにネジ穴をあけて Nanopi-DUO に接着してしまう。これでヒートシンクを止めるが、あと一ヶ所 回転しないように取り付け穴を利用して止める。M2.5 のスペーサを使いたい。取り付け穴は M2 用でタップしないとネジ込めない。それは良いが基板上の部品と接触しないか確かめる必要がある。

ここで大きな問題が、フィンがあるので好きな位置に穴あけできるわけではないということ。作戦としては、裏からフィンめがけて穴をあけて、フィンを1本切り取ってしまう。そうすればそれなりのスペースが出来るので 周りのフィンをリーマかドリルで削っていって 4.5mm 径か 5mm 径のスペースを作る。言うは易しでかなりの精度が必要になりそうだ。他には 4 本の フィンの隙間を広げていく。4.5mm 径か 5mm 径だとそれぞれのフィンの半分ほど削るみこみ。まだこちらの方が簡単かも知れない。あと、取り付け穴の方は 回転止めなので 外から U 字型に 削る方法があるかも知れない。いずれにしても穴の位置は自由にできない。バッファの穴の位置を ヒートシンクに合わせて、全部出来た後にバッファを接着するしかなさそうだ。

この方法を確立しておくと 応用が出来そうではある。失敗もすると思うが、トライしてみたい。

・・・で、やってみた。裏から穴を空けてフィンに到達すると フィンが根っこから曲がる。それを折り取れば良い。位置によって 2個折り取る必要がある。最後に 皿ネジように 4.5 mm ぐらいで さらう。思ったよりは綺麗に仕上がったが、穴の位置が合わなかった。このまま付けるとだいぶナナメになる。少々ナナメになるのは許容しないといけないのだが・・・ 1列となりのフィンにした方が良いぐらい。
そして、かなり不格好である。ヒートシンクを切り取って幅を合わせたいぐらい。さらにボタンが押せない。ボタンようにも穴を空ける必要がある。

こうやって作ったものは 精度の問題で一品ものになり替えが効かない。納得いくものになって初めて接着しようかと思う。今は練習のみにしておく。

また、SoC の厚みがあるので、スペーサの長さが足りない。1.5mm ぐらい。確かナットが 1.5mm 厚なので それで調節する。

あとスペーサーの干渉だが、わからない。引っかかりがないからいけると思うが精査しないと。



電源ボード製作。

そろそろ、電源ボードを製作することにした。

pwrbrd1s.jpg
pwrbrd2s.jpg
pwrbrd3s.jpg

上から フル実装版、5V 5A のみ実装版、Nanopi-M4 用ボードの電源部のみ実装版。
フル実装しても全部は使わないかなと思っているのだが一応製作。Nanopi-M4 用には専用の HAT を用意したのが使わない理由。SATA も込みの フル実装は別途。5V 5A のみというのは流用して、普通に USB アダプタとして使おうかと。

ちょっとハンダ不良で動かなかったりしたが、作ることは作れた。中央の MP1471 -- こんなものでと不安だったが 5V 3A もいける。左右の MP2380 も 4A までは確認できたのだ。

pwrbrd2a.jpg

だが、そこで問題が。
入力側コンデンサとして手持ちの 16V 3225 47uF タンタルコンを使ったのだが破裂してしまったのだ。ちなみに 出力側コンデンサは 2012 10V 47uF を 2 個並べてハンダ付け。ちょっと失敗もしたが、なんとかなるようである。

向きは正しいから、一時的に高電圧がかかってしまったようである。原因として ESR が高いというのが考えられる。データシートは 積層セラコンなのである。5V 3A までなら問題なかったのだが、

2012 積層セラコン 16V 22uF を 2 つ付けるか 3225 25V 22uF を親子にするか。とにかく作り直さないといけない。(秋月で 2012 25V 22uF を扱っているので それがベスト)

せっかく作る気になったのに、しばしお休みである。それは残念だが、素性も知れない怪しいパーツが動いたということでかなり安心できた。特に MP1471 は優秀な気がする。

ところで MP+1471 の FB は、0.8V 。分周抵抗の GND 側を 6.8K にしているのだが、5V を作るのに 36K が必要になる。出力側には 2つ付けられるので 39K と 120K で 合成抵抗値を 36K にするとか。これで作ってみて気に入らないとなると・・・ GND 側に さらに抵抗を付けて 微妙に電圧を上げるように考えておきたい。

    36K は持っているので、2 つ使う必要はないのだが、少し電圧を上げたい。一回ちゃんと作ってから微調整が良いのではないか。その場合電圧を上げたいことになるので GND 側に追加できるのが良い。
posted by すz at 22:28| Comment(0) | TrackBack(0) | 日記
この記事へのコメント
コメントを書く
お名前:

メールアドレス:

ホームページアドレス:

コメント:

認証コード: [必須入力]


※画像の中の文字を半角で入力してください。
この記事へのトラックバックURL
http://blog.sakura.ne.jp/tb/185593180
※ブログオーナーが承認したトラックバックのみ表示されます。

この記事へのトラックバック