u23-gameconsole-body/back.scad
2024-01-20 08:54:32 +01:00

511 lines
13 KiB
OpenSCAD

/*************************************************************************
* Hülle für die u23-Spielekonsole. *
* Rückseite. *
* *
* Author: Shy *
* License: CC0 *
*************************************************************************/
include <colors.scad>;
/* Höhe wichtiger Bauteile:
*
* NRF-Modul:
* H: ~ 15 mm
*
* USB Port:
* GCT USB4105-GF-A
* H: 3.31 mm
* B: 8.94 mm / 9.58 mm
* L: 7.53 mm
*
* Klinkennuchse:
* CUI SJ1-3523N
* H: 6 mm
* B: 12 mm
* L: 14 mm
*
* RJ-45 Buchse:
* RJMG1BD3B8K1ANR
* H: 13.35 mm
* B: 15.75 mm
* L: 21.72 mm
*
* Vibrationsmotor:
* Jinlong Z4KC1B1051202
* H: 4.5 mm
* B: 4.6 mm
* L: 15.6 mm
*
* CF-Kartenadapter:
* Hirose DM3AT-SF-PEJM5
* H: 1.6 mm
*/
/* Default slim (Schrauben: M3, 16mm).
*
* space = 8;
* border_height = 4;
* nut_sink = 6;
* side_recess = 0;
*
*
* Default full (Schrauben: M3, 25mm).
*
* space = 15;
* border_height = 8;
* nut_sink = 4;
* side_recess = 4;
*/
// Abgerundete Außenkanten.
rounded_edges = false;
// Abgeschrägte Außenkanten.
beveled_edges = true;
// Temporäre Stützstrukturen in den Bohrungen.
support = false;
// Strukturen zur Stützung der Buttons auf der Vorderseite.
button_support = true;
// Strukturen zur Stützung der Analog Sticks.
stick_support = true;
// Öffnung für den I²C-Anschluss.
i2c_port = true;
// Wird ein Gewindeeinsatz verwendet?
threaded_insert = false;
// Dicke der Decke.
top = 1;
// Höhe des Innenraumes.
space = 8;
// Höhe des Randes. (Empfehlung: space/2.)
border_height = 4;
// Aussparungen über den Befestigungslöchern an den Seiten.
side_recess = 0;
// Höhe der Verstrebungen.
struts = 2;
// Dicke der Aufhängungen an der Vorderkante.
loop_strength = 3.5;
// Durchmesser der Bohrungen.
drill = 3.4;
// Durchmesser der Bohrschäfte.
drill_shaft = 7.4;
// Tiefe der Versenkung für die Mutter.
nut_sink = 6.0;
// Schlüsselweite der Mutter (M3 = 5.5 + Spiel).
wrench_size = 5.8;
// Durchmesser der Mutter von Kante zu Kante.
nut_size = wrench_size * 2 / sqrt(3);
// Position der Bohrungen.
drill_pos = [
[10, 10],
[10, 90],
[140, 10],
[140, 90],
];
// Höhe, die der USB-Port benötigt.
limit_usb = 3.4;
// Höhe, die die Klinkenbuchse benötigt.
limit_audio_jack = 6.5;
// Soll ein nRF24-Modul verbaut werden?
nrf_module = false;
// Höhe, die das nRF24-Modul benötigt.
limit_nrf = 15;
// Höhe, die der Vibrationsmotor benötigt.
limit_vib = 7.5;
/*************************************************************************
* Überprüfe Parameter auf Fehler. *
*************************************************************************/
// Achte auf die Höhe ausgewählter Bauteile.
if ((space - border_height) < limit_usb) {
if ($preview) {
// Zeige den Platz, den der USB-Port braucht.
color(color_warning)
translate([40, 92.35, space + top - limit_usb])
cube([9, 8, limit_usb]);
} else {
assert((space - border_height) >= limit_usb,
"USB-Port hat zu wenig Platz!");
}
}
if (nrf_module && (space < limit_nrf)) {
if ($preview) {
// Zeige den Platz, den das nRF24-Modul braucht.
color(color_warning)
translate([101.25, 81.75, top])
cube([29.5, 15.75, limit_nrf]);
} else {
assert(space >= limit_nrf,
"nRF24-Modul hat zu wenig Platz!");
}
}
/*************************************************************************
* Einzelteile *
*************************************************************************/
// Schaft für die Schrauben.
module screw_shaft() {
translate([0, 0, top])
cylinder(h = space, r = drill_shaft/2, $fn=32);
// Verdickung, um die Versenkung zu kompensieren.
if(nut_sink > 0 && !threaded_insert) {
translate([0, 0, top])
cylinder(h = nut_sink, r = (nut_size + drill_shaft - drill)/2, $fn=32);
intersection() {
translate([0, 0, top + nut_sink])
cylinder((nut_size + drill_shaft - drill)/2, (nut_size + drill_shaft - drill)/2, 0, $fn=32);
// Begrenzt die Höhe.
cylinder(r = (nut_size + drill_shaft - drill)/2, h = top + space, $fn=32);
}
}
}
// Bohrung für die Schrauben.
module screw_drill() {
cylinder(h=space + top, r=drill/2, $fn=24);
// Versenkung für die Mutter.
if(nut_sink > 0 && !threaded_insert) {
cylinder(h=nut_sink, r=nut_size/2, $fn=6);
}
}
// Stützstrukturen.
module support(strength) {
translate([-strength/2, -drill/2, 0])
cube([strength, drill, nut_sink]);
$fn = 6;
difference() {
cylinder(h=nut_sink, r=drill/2 + strength);
cylinder(h=nut_sink, r=drill/2);
}
}
// Ausschnittobjekt mit zweifach gerundeten Ecken.
// depth = Tiefe
// widht = Weite
// h1 = Höhe links oben
// h2 = Höhe rechts oben
// bevel = Größe der Rungungen
module cutout(depth=4, width=8, h1=2, h2=2, bevel=1) {
// Addiere 0.01 um im Vorschaumodus Artefakte zu reduzieren.
height = $preview ? max(h1, h2) + 0.01 : max(h1, h2);
assert (width >= bevel * 2);
$fn = 24;
rotate([90, 0, 0]) {
hull() {
translate([0, max(height * 0.75, bevel), 0])
cube([width, height/2, depth], center=true);
translate([-width/2 + bevel, bevel, 0])
cylinder(h=depth, r=bevel, center=true);
translate([width/2 - bevel, bevel, 0])
cylinder(h=depth, r=bevel, center=true);
}
// Zeichne Rundung nach links außen, falls die Höhe ausreicht.
if (h1 >= bevel * 2) {
translate([-width/2 - bevel, h1 - bevel, 0])
// Linke Kante.
difference() {
translate([0, 0, -depth/2])
cube([bevel, bevel, depth]);
cylinder(h=depth, r=bevel, center=true);
}
}
// Zeichne Rundung nach rechts außen, falls die Höhe ausreicht.
if (h2 >= bevel * 2) {
translate([width/2 + bevel, h2 - bevel, 0])
difference() {
translate([-bevel, 0, -depth/2])
cube([bevel, bevel, depth]);
cylinder(h=depth, r=bevel, center=true);
}
}
}
}
// Aussparungen am Rand der Konsole.
module border_cutouts() {
// Aussparung an der Klinke-Buchse.
if (space - border_height < limit_audio_jack) {
diff = limit_audio_jack - (space - border_height);
translate([63, 91, border_height - diff])
cutout(depth=20, width=14, h1=diff, h2=diff);
}
// Aussparung am Vibrationsmotor.
if (space - border_height < limit_vib) {
diff = limit_vib - (space - border_height);
// Größe und Position durch Versuch.
translate([119, 2 - 0.1 + 15.6/2, border_height - diff])
cutout(depth=36, width=4.6 + 3.4, h1=diff, h2=diff);
}
// Aussparungen am Rand neben den seitlichen Befestigungslöchern.
if (side_recess > 0) {
// Die Aussparungen sollten nicht niedriger sein als die Verstrebungen.
recess = min(side_recess, border_height - struts);
// Aussparung auf der linken Seite.
translate([5, 67, border_height - recess])
rotate([0, 0, 90])
cutout(
depth=4,
width=20,
bevel=recess / 2,
h1=recess,
h2=recess);
// Aussparung auf der rechten Seite.
translate([150 - 5, 67, border_height - recess])
rotate([0, 0, 90])
cutout(
depth=4,
width=20,
bevel=recess / 2,
h1=recess,
h2=recess);
// Bei einer effektiven Höhe der Aussparungen > 2 schrägen wir eine
// Seite ab.
if (recess > 2) {
multmatrix([
[1, 0, 0, 0],
[0, 1, -1, border_height - recess ],
[0, 0, 1, 0]
]) {
// Linke Seite.
translate([5, 67, border_height - recess])
rotate([0, 0, 90])
cutout(
depth=4,
width=20,
bevel=recess / 2,
h1=recess,
h2=recess);
// Rechte Seite.
translate([150 - 5, 67, border_height - recess])
rotate([0, 0, 90])
cutout(
depth=4,
width=20,
bevel=recess / 2,
h1=recess,
h2=recess);
}
}
}
}
// Die äußeren Teile: Front und Ränder.
module outer() {
// Decke.
color(color_top)
linear_extrude(height=top) {
import("./svg/back top.svg");
}
// Rand.
translate([0, 0, top]) {
// Schneide Aussparungen aus dem Rand.
difference() {
union() {
// Oberer Rand.
color(color_border1)
linear_extrude(height = border_height) {
import("./svg/back borders.svg");
}
// Unterer Rand.
color(color_border2)
translate([0, 0, border_height]) {
linear_extrude(height=space-border_height) {
import("./svg/back borders lower.svg");
}
}
}
render() border_cutouts();
}
}
// Verstrebungen.
color(color_struts)
translate([0, 0, top]) {
linear_extrude(height=struts) {
import("./svg/back struts.svg");
}
}
// Aufhängungen.
color(color_special)
translate([0, 0, 0]) {
linear_extrude(height=max(loop_strength, top)) {
import("./svg/back loops.svg");
}
}
// Stützen für die Buttons.
if (button_support) {
color(color_struts)
translate([0, 0, top]) {
linear_extrude(height=struts) {
import("./svg/back pillars struts.svg");
}
}
color(color_special)
translate([0, 0, top]) {
linear_extrude(height=space) {
import("./svg/back pillars.svg");
}
}
}
// Stützen für die Analog sticks.
if (stick_support) {
color(color_struts)
translate([0, 0, top]) {
linear_extrude(height=struts) {
import("./svg/back sticks struts.svg");
}
}
color(color_special)
translate([0, 0, top]) {
linear_extrude(height=space - 2) {
import("./svg/back sticks pillars.svg");
}
}
color(color_special)
translate([0, 0, top + space - 2]) {
linear_extrude(height=2) {
import("./svg/back sticks pillars top.svg");
}
}
}
}
// Maske, um angerundete oder abgeschrägte Außenkanten zu schneiden.
module edge_cut() {
minkowski() {
linear_extrude(height=0.1) {
import("./svg/back outline.svg");
}
$fn = $preview ? 4 : 8;
if (beveled_edges) {
// Abgeschrägte Kanten.
cylinder(h=4, r1=1.5, r2=0);
} else {
// Abgerundete Kanten.
// Dafür generieren wir im folgenden einen konkaven Kegel.
union() {
curve = [1.34, 1.07, 0.84, 0.63, 0.46, 0.32, 0.2, 0.11, 0.05, 0.01, 0];
for (i = [0:len(curve)-2]) {
translate([0, 0, i*0.5])
cylinder(h=0.5, r1=curve[i], r2=curve[i+1]);
}
}
}
}
}
/*************************************************************************
* Die Hülle. *
*************************************************************************/
module body_back() {
if (rounded_edges || beveled_edges) {
difference() {
union () {
outer();
}
translate([0, 0, -0.1])
edge_cut();
}
} else {
outer();
}
// Schäfte für die Bohrungen.
color(color_drills)
for (i = [0:3]) {
translate([drill_pos[i][0], drill_pos[i][1], 0])
screw_shaft();
}
}
// Bohrungen und andere Durchbrüche.
difference() {
body_back();
union() {
// Platzierung der Bohrungen.
// Bei einem Gewindeeinsatz wird die Decke nicht durchbohrt.
floor = threaded_insert ? top : 0;
for (i = [0:3]) {
translate([drill_pos[i][0], drill_pos[i][1], floor])
screw_drill();
}
// I2C-Anschluss.
if (i2c_port) {
translate([0, 0, -0.1])
linear_extrude(height=top + 0.2) {
import("./svg/back top i2c.svg");
}
}
}
}
if (support && !threaded_insert) {
color(color_special)
for (i = [0:3]) {
translate([drill_pos[i][0], drill_pos[i][1], 0])
support(0.75);
}
}