1. Конструкция корпуса
После появления в продаже платы OpiZero3 практически сразу появился корпус для неё,
который предлагается в разной комплектности и нескольких типоразмеров,
но все они выполнены по одной технологии, конструктивно единообразны и отличаются
лишь размерами по высоте и набором пазов и отверстий.
Ниже представлены результаты сборки и тестирования такого корпуса в его минимальной
конфигурации (case A). На странице продавца он выглядит так:
Покупатель получает пластиковый пакетик с набором винтов, гаек, шестигранных стоек и кусочков
пластика (видимо, полистирола) с пазами и отверстиями.
В комплект входят:
Процедура сборки этого корпуса очень простая, не требующая инструментов (кроме отвертки)
и каких-либо умственных (или физических) усилий.
1. Установить на пластинку-днище четыре коротких стойки, закрепив их винтами.
Вид сверху
Вид снизу
2. Установить на эти четыре стойки саму плату, попав отверстиями на винты стоек (плата не квадратная !)
Примечание. На фото видны три цветных проводника - это дюпон-перемычки, заранее подключенные к
отладочному порту UART.
3. Закрепить плату, прикрутив четыре длинных шестигранных стойки. В результате плата
будет жестко зафиксирована на днище корпуса.
4. Поставить четыре боковые стенки, вставив их в пазы. При их установке выбирать нужную
и ориентировать в пространстве по совпадению пазов с разъемами. После чего прижать их верхней крышкой
и закрутить четыре декоративных гайки. На этом процесс сборки закончен (вид сверху)
Ниже показано, как выглядит собранный корпус с остальных сторон этого кубика
1. Вид спереди. В левом нижнем углу видна вставленная SD-карта. Справа от неё на включенной
плате будет виден зеленый светодиод (или красный, в особых случаях).
2. Вид справа. Виден паз для проводов
3. Вид сзади. Тут все основные порты.
4. Вид слева. Виден паз для проводов.
Примечание. На боковых стенках более правильно было бы перевернуть
пластинку, чтобы паз был выше (он расположен не точно по центральной оси).
5. В верхней крышке имеется отверстие. Предполагается, что оно предназначено для
кабеля, идущего от антенны к плате. Именно так была сделана первоначально сборка.
Однако, практика показала, что при таком вертикальном расположении этого кабеля
достаточно легкое его натяжение (а антенна свободно болтается) приводит к отсоединению
кабельного разъема от платы. Поэтому для горизонтального (и более надежного
положения) кабеля антенны желательно пропустить его в паз боковой стенки.
6. Из-за замены слота SD-карты (на более миниатюрное и без подпружинивания)
в таком варианте корпуса процедура вставления-извлечения карты возможна только
с применением пинцета или аналогичного инструмента, т.к. снаружи карта во вставленном состоянии
выступает всего на 2 мм.
7. Окончательный вид в сборе (с подключенными UART и антенной)
8. Вид в сборе с подключенными внешними кабелями (Ethernet, USB-хаб, питание, HDMI)
2. Результаты тестирования
Тестирование работы платы в таком корпусе проводилась с целью определения температурного режима,
а также удобства сборки и эксплуатации.
1. Температурный режим
На плате был установлен единственный теплотводящий элемент, в качестве которого использован
крохотый ребристый радиатор, который шел в комплекте с предыдущей моделью Orange Pi Zero2.
Радиатор приклеен к чипу H618 с помощю самоклеющейся прокладки. Таким образом, для охлаждения
использовалось только естественная конвекция. Несмотря на предусмотренную конструкцией данного
корпуса установку вентлятора, было заранее решено от него отказаться (исходя из опыта использования
OpiZero2). Вентилятор в подобных устройствах - зло -:).
Поэтому предусмотренное для установки вентилятора отверстие в верхней крышке
оставалось свободным и использовалось для естественного выхода нагретого воздуха.
Сразу замечу, что в идеале это отверстие желательно закрыть крышкой, установленной на стойках
высотой 5-10 мм над основной верхней крышкой. Это нужно сделать для защиты от пыли.
Эту антипылевую крышку удобно закрепить, используя имеющиеся четыре отверстия под установку
вентилятора.
Проверка температурного режима проводилась путем непрерывного показа роликов YouTube
в течение нескольких часов. При нормальной комнатной температуре (не в тропической жаре).
Температура процессора стабильно держалась в интервале 60-65 градусов. Это исключительно щадящий
режим для H618, спопобного работать до 100 градусов, как минимум.
При этом снаружи корпус (внешняя поверхность пластика)) имел температуру окружающего воздуха,
т.е. тактильно его нагрев вообще практически не ощущался.
Как ни странно, но четыре металлических шестигранных стойки, которые служат скелетом всей
конструкции, также выполняют роль дополнительного теплоотвода. Все греющиеся при работе элементы,
распаянные на плате (особенно, процессор и память), естественно, нагревают и саму плату.
Текстолит, из которого изготовлена плата, имеет теплопроводность, хотя и меньшую, чем любой металл.
Поэтому эти стойки, между которыми зажата плата, имеют с ней хороший тепловой контакт, поэтому
вполне способны отводить от неё тепло. И, вполне вероятно, вносят свой вклад в общее дело
охлаждения платы.
Таким образом, можно констатировать, что данная конструкция корпуса достаточно оптимальна
с точки зрения поддержания нормального для работы температурного режима. При этом вентилятор
не нужен (от слова "совсем"). Достаточно радиатора на чипе процессора (SоС H618) и, возможно,
на чипе памяти. Теплоотвод из корпуса в окружающее пространство обеспечивается естественной
конвекцией воздуха, входящего через пазы в боковых стенках и выходящего через круглое окно
(для несуществующего вентилятора) в верхней крышке. Хотя, дополнительные отверстия на передней
стенке не помешали бы.
2. Удобство эксплуатации
Если с теплоотводом заметных проблем нет, то здесь не всё так благополучно.
Конструкция корпуса достаточно технологична в изготовлении (несколько копеечных крепежных винтиков
плюс вырубленные штампом кусочки пластика), поэтому обходится производителю (но не покупателю !)
дёшево и сердито.
Для пользователя сборка корпуса с установкой в него платы также не вызывает
особых проблем, не требуя специального инструмента и/или дополнительных материалов.
При этом получается вполне законченное устройство, которое можно спокойно взять в руки, подключить
к нему все нужные кабели, а затем оставить на любой горизонтальной плоскости (столе или полке)
и включить в работу.
То есть, основные функции: обеспечить фиксированное и надежное размещение
платы в пространстве, а также защиту внутренних элементов от внешних механических воздействий
- этот корпус выполняет.
Но это были цветочки, а теперь ягодки. В зависимости от целей применения и выполняемых функций
при дальнейшей эксплуатации такого устройства могут возникать мелкие неприятности.
1. Карта.
Система загружается с SD-карты. Если заранее неизвестно, какая именно будет использоваться
(а сечас уже имеется два десятка разных образов), или устройство используется для тестирования
разных версий ОС, то приходится карту вставлять и извлекать. А эта процедура может оказаться
занятием не для слабонервных. О причинах выше уже было сказано.
2. Разъемы 13к. и 26к.
Они много функциональные (порты, GPIO и т.д.), поэтому рано или поздно появится потребность
подключения к их контактам дополнительных устройств с помощью перемычек или кабелей
(самый простой пример - очень не помешают два дополнительных USB-порта).
И как это сделать ? Правильно, снять верхнюю крышку, обеспечив доступ к контактам.
При этом вся конструкция благоплучно развалится, после чего придется отключить кабели, разобрать
коробочку, а затем снова собрать и подключить. Очень увлекательное занятие.
3. Провода
На плате имеется 3-х штырьковый разъем UART, который расположен на самом краю платы
с передней стороны. И это хорошо.
Но для вывода наружу подключенного к нему кабеля (или перемычек) совершенно не предусмотрен
паз в передней стенке. И это плохо.
На боковых стенках есть пазы для проводов (перемычек), подключаемых к разъемам.
Но провода и кабели имеют толщину, гнездные контакты дюпон-перемычек имеют высоту, поэтому
расположение этих пазов примерно в средней части стенок - не самое удачное решение.
4. Ножки
На плоской горизонтальной поверхности собранный корпус стоит на гладких головках
крепежных винтов. Подключенные к устройству кабели могут иметь существенную толщину и
недостаточную гибкость. А коробочка очень легкая и на гладкой и скользкой поверхности.
Вследствие чего любое перемещение или поворот кабеля будет приводить к путешествию
устройства по поверхности стола. Поэтому нужны резиновые ножки. А в днище не помешали бы
дополнительные отверстия для вентиляции, которые с ножками (появится зазор) будут иметь смысл.
Замечу, что часть указанных выше недостатков можно устранить доработками корпуса.
Но это были первые впечатления от проверки корпуса в состоянии "как есть",
т.е. без без самостоятельного пиления, строгания, сверления, приклеивания и др.
Учитывая, что цена такой готовой коробочки тянет на треть от цены самой платы.
3. Рекомендации по конструкции корпуса
Здесь будут пожелания для разработчиков "правильного" корпуса.
Но позже... :-)