Conception d’un NAS Raspberry Pi pour l’impression 3D

J’ai conçu et construit un serveur NAS (stockage de fichiers) en bois, avec un CPU AMD classique dedans et 4 disques de 4To. Il tourne sous Open Media Vault 5 (OMV), avec tous mes dockers (Tous deux des logiciels libres et gratuits!). En plus, j’ai 4 disques externes de 4To, en backup des disques du NAS. Jusqu’ici, je branche chaque disque, avant de lancer un Rsync pour synchroniser vers le disque de backup.

Mais plutôt que d’avoir des disques “en vrac”, j’ai décidé de concevoir avec FreeCAD (Aussi libre et gratuit!) un ensemble de pièces qu’on peut fabriquer à l’imprimante 3D, et qui une fois assemblées permettront de construire facilement un second NAS. Nous verrons ici la conception des pièces dans FreeCAD, ce qui peut vous donner une idée de ce que permet ce logiciel.

Conception paramétrique et feuille de calcul

FreeCAD permet de faire de la conception paramétrique, c’est à dire que l’on définira des variables (les paramètres) qui influeront sur le design. En pratique, les variables importantes sont définies dans une feuille de tableur et en les modifiant, les fichiers STL seront régénérés avec les bonnes valeurs.

Je créé donc ici des variables qui définissent mes contraintes (la taille des disques durs, la taille de mes vis et inserts pour vis, l’épaisseur des parois, et la marge pour tous ces éléments, principalement).

Par la suite je crée des schémas en utilisant ces variables, avant d’utiliser ces schémas pour créer des objets 3D. Dans mon cas, je souhaite que l’ensemble soit modulaire, et ajustable.

Les éléments de la cage à disques

La cage qui contiendra les disques durs se compose donc principalement de 4 éléments que nous allons détailler.

Le fond de la cage

Pour économiser du temps d’impression et du matériau, les panneaux sont globalement évidés. Le panneau du bas dispose d’ouvertures prévues pour recevoir des coussinets qui amortiront les vibrations des disques et éviteront tout choc à l’installation.

Les nombreux trous serviront à la fixation aux autres éléments. Certains trous recevront des inserts en laiton pour avoir des pas de vis solides (on reviendra dessus dans le prochain billet de la série).

Ici, il y a 4 paires de trous, pour quatre disques durs. Entre les disques durs viendront des panneaux qui se visseront sur cette base.

Les séparateurs/cotés

Nous aurons 5 fois la même pièce ici, pour simplifier l’assemblage et la conception. La pièce est de plus symétrique, donc peut se monter quel que soit le sens. Il s’agit donc d’un panneau globalement creux, avec des renforts en croix pour la solidité. Les trous correspondent à ceux de la base, et reçoivent des inserts. Le fond, la face avant et arrière se visseront dans ces inserts.

Avant et arrière

Les panneaux sont perforés sur le même modèle que le fond de la cage, pour laisser passer l’air d’un côté, et les câbles de l’autre.

Le panneau de base est le même à l’avant et à l’arrière. De nombreux trous correspondent aux trous des séparateurs et de la base, pour l’assemblage de ces éléments entre eux. Il y a également 4 trous supplémentaires, pour fixer un ventilateur PC de 120mm.

On pourra imprimer un panneau supplémentaire pour un ventilateur de 140mm, qui viendra se visser sur la face. En effet, pour 4 disques, le ventilateur de 140 est plus adapté et couvre mieux les disques.

Pièces en matériaux souples anti chocs et anti vibrations

Dans les ouvertures rectangulaires de la base, des pièces en matériaux souples viendront se glisser. Les disques externes seront posés dessus, et les vibrations et chocs seront absorbés par ces éléments.

L’espace entre deux séparateurs est plus large que le boitier externe prévu (+2mm), afin de permettre l’ajout de coussinets évitant les mouvements latéraux.

L’avant et l’arrière reçoivent aussi une pièce comparable qui s’intercale entre les disques et les faces dures.

Avec tous ces éléments, les disques ne sont en contact direct avec aucune surface rigide. Les boitiers externes prévus n’ont pas de trous de fixation, donc ils seront tenus par ces éléments de tous les côtés. Ils ne pourront donc ni bouger, ni transmettre ou recevoir de vibrations ou chocs.

Les coussinets sur la base sont prévus pour accueillir des sondes de température DS18B20 qui vous indiqueront donc la température de chaque boitier de disque dur (on détaillera cet aspect dans un autre billet).

Les fichiers pour faire le votre

J’ai posté tous les modèles 3D imprimables sur prusaprinters.org. Les instructions y sont également. Vous pouvez télécharger et imprimer ces modèles sur d’autres imprimantes que des prusa, malgré le nom du site!

Je rajouterai ultérieurement un lien vers un dépot GIT avec les sources FreeCAD (je dois d’abord installer le plugin git dans FreeCAD pour pouvoir gérer le dépot depuis l’interface).

Dans le prochain article de cette série, nous parlerons de l’impression, et ensuite de l’assemblage. Dans un billet