Проект мини-ПК

Проект магистров кафедры автоматики по созданию мини-ПК

Вступление

С каждым годом персональные компьютеры всё больше отличаются от тех неказистых «коробочек» – первых представителей этих устройств, без которых многие из нас уже не мыслят свою жизнь. Растут диагонали мониторов и объёмы накопителей, частоты процессоров и объёмы оперативной памяти, мощности звуковых карт и видеоускорителей. И с каждым годом пользователям всё больше хочется, чтобы один из параметров не рос, а уменьшался. Этот параметр – размеры. Поэтому всё больше людей предпочитают приобретать для домашнего использования именно ноутбуки. По этой же причине некоторое время назад появился такой класс устройств, как дескноуты, которые представляют собой не что иное, как ноутбуки без батарей, в которых используются процессоры и память для настольных систем. Но есть и другой путь: уменьшение размеров системных блоков за счёт использования в них компактных комплектующих. Такое устройство под названием Skeleton и находится сегодня в наших руках.

Потребители сегодня всё больше присматриваются к покупке второго ПК в свою квартиру, да и просто желают перенести ПК в гостиную. При этом многие пользователи колеблются, поскольку они не знают, сможет ли мини-ПК заменить ПК, плеер DVD и цифровой видеомагнитофон. Ответ: конечно же, да. При правильной настройке один мини-ПК выполнит все эти задачи - с лёгкостью.

Если оснастить мини-ПК правильным "железом" и программами, то можно получить действительно универсальную машину, понимающую все форматы видео и аудио. А если установить ТВ-тюнер, цифровой или аналоговый, то мини-ПК легко заменит видеомагнитофон. Кроме всего прочего, не следует забывать, что мини-ПК может работать как полноценный игровой или рабочий компьютер.

Из-за компактных размеров модернизация мини-ПК несколько ограничена - места очень мало, поэтому компоненты необходимо тщательно отбирать. В "средней башне" присутствует множество отсеков и мест под жёсткие диски, однако в мини-ПК вы вряд ли сможете установить больше одного оптического привода и одного винчестера. Опять же, всё упирается в место. Если вам нужно больше, то размеры корпуса необходимо увеличивать - и он уже не будет мини-ПК. Но кому нужна "башня" в гостиной. Стильный мини-ПК в чёрной или серебристой окраске подойдёт для подобных нужд намного лучше. Если вы любите поиграть (например, в «Half Life» или «F.E.A.R.») или же компьютер нужен вам для серьёзной профессиональной работы с графикой и видео, то это решение не для вас. А вот если вы хотите объединить «пишущую машинку», аудиоцентр и видеомагнитофон в одно тихое и компактное, но при этом удобное устройство, то мини-ПК должен вас как минимум заинтересовать. Также этот компьютер может найти своё применение на выставках и презентациях, в учреждениях здравоохранения и образования, точках розничных продаж – словом, везде, где требуется маленький, но достаточно мощный компьютер. Из негативных моментов можно отметить возможные проблемы с комплектующими, вызванные спецификой этого устройства. Впрочем, эта проблема временная – с распространением мини-ПК рынок комплектующих должен отреагировать соответствующим образом.

Сегодня часто можно слышать разговоры о том, что моддинг как энтузиастское течение, как вид ІТ-искусства и увлечения умирает. Поводом к тому служит и недостаточное количество обзоров хороших работ, и широкий работ, и широкий набор представленных на рынке промышленных комплектующих, ориентированных изначально на людей, которые желают украсить собственный компьютер. Пользователю остается только приобрести готовое устройство, установить его и наслаждаться подсветкой, индикаторами, короче говоря, оригинальным внешним видом своего ПК. Однако согласиться с подобными утверждениями сложно – ежегодно проводятся различные конкурсы, состязания, и по-настоящему рейтинговые мероприятия не остаются без высококлассных работ. Моддинг как течение выходит на новый качественный уровень, совершенствуется, развивается. Сегодня, например, уже никого не удивишь заменой светодиодов индикации на более яркие или изготовлением стелс-панели. Если что-то и делается, так это постройка корпусов с нуля либо же кардинальная переработка (порой на грани фантастики) готовых моделей.

День ото дня мини-системы становятся все более популярными. Многие пользователи уже успели оценить преимущества этой платформы, главное из которых - грамотное сочетание производительности и функциональности.

Цели и задачи проекта

Мы не преследовали цель собрать самый продвинутый компьютер. Зачем? Поскольку мы хотели собрать недорогой офисный компьютер маленьких размеров для работы с учебными приложениями, просмотра видео и фотографий, прослушивания музыки, не требующие от компьютера супер-возможностей.

Наши задачи свелись к следующему:
- Требуется корпус минимальных размеров;
- Корпус должен иметь законченный дизайн;
- Требуется оригинальное и красивое решение конструкции корпуса;
- Материалы, применяемые в конструкции, должны быть доступны.

В настоящее время широко распространен выпуск часов, стиральных машин, утюгов, чайников и т.п. с прозрачным корпусом. Поэтому мы можем видеть механизм, находящийся внутри. В таком случае к названию фирмы приписывается «Skeleton» (от слова «скелет»). Такие устройства привлекают своим оригинальным внешним видом. Эту тенденцию мы решили взять за основу нашего проекта, отсюда и название нашего мини-ПК – «Skeleton».

Реализация

Определимся, что нам понадобится для создания мини ПК. Самый простой путь определиться с конфигурацией ПК – посмотреть готовые варианты, предлагаемые в Интернет- магазинах, описанные на различных сайтах, полистать компьютерные журналы. Проведенное нами исследование имело следующий результат.

Мы определились с компонентами, которые должен содержать системный блок:
-системная плата со встроенным процессором;
-память (оперативная память);
-блок питания;
-жесткий диск;
-накопитель CD-ROM, CD-RW или DVD-ROM;
-корпус.

Выбор нужных компонентов – это лишь начальный этап создания миниатюрного ПК, причем далеко не самый трудоемкий. Теперь необходимо спроектировать корпус системы, продумать размещение и крепление всех узлов с учетом их габаритных размеров, доступности разъемов и требований к охлаждению. Задача нетривиальная, но вполне выполнимая.

Открытым оставался вопрос, из какого материала будет сделан корпус. В итоге пришли к выводу, что каркас из алюминиевых уголков – оптимальный вариант, так как он имеет небольшую массу и достаточную жесткость. Для начала нужно определиться с размерами корпуса.

Материнская плата формата mini ITX задает его основные размеры. Теперь необходимо определиться с расположением остальных компонентов. Рассматривалось большое количество вариантов, чтобы размеры корпуса оказались минимальными. С этой целью была создана модель системного блока. После всех подготовительных этапов можно было приступать к порезке уголка, размеры которого 20х20 и 20х40 (подробно о размерах см. приложение). Для того чтобы увидеть наглядно построенную нами модель, делаем примерку деталей корпуса и компонентов, не закрепляя уголки между собой.

Рис. 1 Примерка дедалей каркаса корпуса

Все детали каркаса соединяются заклепками с полукруглой головкой с помощью специального пистолета Торех. Заклепки сами по себе являются крепежным элементом. Состоят из одного элемента, похожего на гвоздь. Способ крепления очень прост: ее надо расклепать с одной стороны, а вторую зафиксировать так, чтобы при ударе заклепка не выпала. Таким образом, получаются шляпки с двух сторон, на которых и удерживаются скрепляемые элементы.

Заклепка стальная – вытяжная, состоит их двух частей – шляпки и стержня. У всех заклепок есть один недостаток: должна быть выбрана в соответствии с толщиной элементов, которые мы скрепляем. Если по длине меньше, то ее невозможно закрепить. Если будет длинней, то соединения элементов будут неплотными.
Заклепки бывают:
– с полукруглой головкой
– с потайной головкой

Рис. 2 Соединение деталей каркаса

Аналогичным способом крепим стойки для установки компонентов системного блока.

Рис. 3 Каркас корпуса в сборе

К нижней части каркаса крепим винчестер, над ним устанавливаем оптический привод, выше крепим материнскую плату так, чтобы ее разъемы выходили на боковую панель. Блок питания задает высоту корпуса и устанавливается в его задней части так же, чтоб его разъемы выходили на боковую панель. Кроме того, два дополнительных кулера располагаются в задней части корпуса и под верхней крышкой корпуса, над материнской платой.

Корпус вместе с каркасом было решено окрасить в черный цвет с целью придания индивидуального строгого вида.

Покраска – это довольно непростой процесс. Для начала следует отшлифовать поверхность с помощью шлифовальной бумаги. Процесс этот действительно нужный, но долгий и нудный. Шлифовальная шкурка не должна иметь большую зернистость — в противном случае корпусу после подобного шлифования не поможет даже грунтовка — останутся круговые глубокие разводы в металле. Для шлифования лучше брать шкурку средней и малой зернистости. Когда останется блестящая поверхность, шлифовку можно прекратить.

Следующий этап — обезжиривание поверхности. Зачем это нужно? Дело в том, что в процессе шлифовки с металлических частей блока мы держались за нее руками. А руки любого человека всегда выделяют жир. Если этот жир останется на обрабатываемом корпусе до покраски, то после нее краски в местах соединения с жиром держаться не будет и попросту вышелушится со временем. Для того чтобы этого не произошло — нужно обезжиривание. Делается это с помощью ацетона или спирта (чистых, не разбавленных). При этом держать и поворачивать корпус системного блока следует в резиновых перчатках (тоже обезжиренных). Ацетон и спирт — быстроиспаряющиеся жидкости. Поэтому ждать их долгого испарения нам не пришлось. Дальше — процесс нанесения грунтовки на обработанный ранее корпус.

Рис. 4 Применяемая краска и грунтовка

Грунтовка наносится для того, чтобы скрыть мелкие неровности поверхности после предварительной обработки. После нанесения грунтовки на деталь корпуса последнюю нужно будет опять отшлифовать. Использовалась универсальная грунтовка. После высыхания следует снова отшлифовать поверхность системного блока. Только шлифовать следует малый промежуток времени. Шлифуют самой мелкой шкуркой, а доводить процесс шлифовки следует специальной пастой для шлифования поверхностей. Таким образом, мы смогли сгладить все мелкие неровности поверхности системного блока. В результате у нас получилась практически идеально ровная поверхность для покраски. В противном случае после этой покраски все неровности дали бы о себе знать.

Рис. 5 Процесс нанесения грунтовки

Рис. 6 Каркас после грунтовки

Следующий этап — покраска. Красили мы с помощью готовых баллончиков под давлением с краской-эмалью. Краска в баллончиках наносится на расстоянии от заготовки 25-30 см. Красили в несколько слоев, давая полностью высохнуть краске предыдущего слоя, при этом не задерживаясь на одном месте на долгое время во избежание возникновения потеков. И еще один момент — при первом окрашивании грунтовка впитала достаточно много краски. Второе окрашивание все исправило.

Рис. 7 Каркас, окрашенный в черный цвет

Т.к. верхняя крышка корпуса прозрачная, мы посчитали нужным покрасить блок питания, который изначально был серым, в черный цвет.

Рис. 8 Блок питания после покраски в черный цвет

Каркас было решено обшить органическим стеклом, на котором предварительно были сделаны отверстия и гравировка. Оргстекло также покрасили черной краской, за исключением верхней крышки, которую решили оставить прозрачной, в чем и состоит основная задумка дизайнера.

Рис. 9 Окрашенное оргстекло

С помощью саморезов по металлу крепим стенки из органического стекла к каркасу.
Саморез – это шуруп, у которого усовершенствована форма резьбы, шлица, наконечника. Изготавливаются они из материалов высокого качества, с антикоррозийным покрытием и покрытием, улучшающим внешний вид шурупа. Благодаря всем усовершенствованиям такие шурупы приобрели новые возможности, области применения, существенно повлияли на технологию механосборочного и строительного процесса. Во–первых, не нужно сверлить отверстие, в которое вворачивают шуруп, во-вторых, стало возможным крепить изделия из металла, кирпича, бетона. Поскольку модифицированный шуруп существенно отличается от своих предшественников, то в обиходе появилось его новое название «саморез», которое как нельзя точно характеризует его возможности.

Рис. 10 Светодиодная панель

Рис. 11 Расположение светодиодов в корпусе

К верхнему боковому уголку были прикреплены светодиоды с углом свечения 120 для внутренней оригинальной подсветки. Размеры получившегося корпуса составили 263х197х146 мм.

Рис. 12 Системный блок в сборе

Рис. 13 Системный блок: вид сверху

Разработали магистры 936 группы:
Панин К.В.
Бирюкова А.Г.
Болтоносова А.С.
Фадеева О.В.

Руководитель:
доц., к.т.н. Скрипка О.В.