PC skříň
Skříň, která může stát na obou stranách stolu
Projekt
PC skříň
Kategorie
Maturitní práce / SPŠ
Rok
2024
Čtení
6 min
Úvod
Moje maturitní práce na SPŠ a VOŠ Brno, Sokolská — obor strojírenství s počítačovou grafikou, školní rok 2023/2024.
Zadáním byla grafická studie počítačové skříně, která musí zůstat funkční — proudění vzduchu, odolnost proti prachu a vnitřní skladba komponentů. K tomu několik variant designu, rozložený pohled, rendery, výkres s hlavními rozměry, propagační list a vlastní logo.
Vlastní zadání jsem si k tomu přidal sám. Jako kluk jsem chtěl do počítače vidět, jenže prosklená bočnice je odjakživa vlevo. Kdo má počítač na druhé straně stolu, kouká na plech. Hledal jsem dlouho a skříň, která by měla sklo na obou stranách, jsem nenašel ani jednu.
Základem je oboustranný plech uvnitř skříně. Drží na něm všechny komponenty, takže při přestavbě se vytáhne vcelku, otočí o 180° a přišroubuje zpátky. Zdroj zůstává na svém místě, má v plechu vlastní otvor.
Po otočení ale konektory grafiky a základní desky míří dovnitř skříně. To řeší prodlužovací kabel, který je vrátí dozadu na původní místo. Na přenosových rychlostech se to na těchhle délkách neprojeví.
Otočením se zároveň rozbilo proudění vzduchu, na kterém celý návrh stál. Dokreslil jsem proto plastové vodicí kryty, které se do skříně vloží podle toho, v jaké konfiguraci zrovna stojí.
Bočnice, přední panel i vrchní kryt drží na magnetech. Šroubovák potřebuješ jen na zadní panel, který se spolu s rámy stará o tuhost celé kostry — skříň je proto navržená co nejsymetričtěji.
Škola
SPŠ a VOŠ Brno, Sokolská
Obor
Strojírenství — počítačová grafika
Rok
Školní rok 2023/2024
Software
SolidWorks · Flow Simulation · Visualize · Cinema 4D
Značka
MTYL — Made To Your Likings, vlastní logo a identita
Výstup
Model · varianty · rozložený pohled · výkres · rendery · logo
Jak to vzniklo
Nosný díl celého nápadu
Oboustranný plech
Všechno ostatní je důsledek tohohle jednoho dílu. Komponenty na něm drží pohromadě, takže se při přestavbě nevytahují jednotlivě — vyjede celý plech, otočí se o 180° a jde zpátky. Otvor pro zdroj je v něm proto na obou stranách stejně, aby se se zdrojem vůbec nemuselo hýbat.
Náprava proudění
Vodicí kryty
Otočení vnitřku rozbilo proudění, na kterém celý návrh stál. Dokreslil jsem proto plastové vodicí kryty, které se do skříně vloží podle konfigurace a vzduch nasměrují. Nejsou to jen záslepky — jejich tvar rozhoduje o tom, jak rychle vzduch odchází, a mezi levou a pravou variantou se liší délkou vodicích otvorů.
Flow Simulation
Proudění v obou konfiguracích
Skříň se nedá spočítat jednou — každá konfigurace má jiný počet výfuků, jinak dlouhé vodicí otvory a jinak velký vnitřní prostor. Levá má jediný výfuk a kratší otvory, takže vzduch odchází rychleji a je tišší; platí za to horším odvodem tepla. Pravá má víc ventilátorů i výfuků a odvede víc tepla, ale je hlučnější a ve větším prostoru se můžou tvořit víry, kde vzduch krouží místo aby odešel. Každý snímek ukazuje oba pohledy na tutéž konfiguraci; přepínačem se přehodíš mezi levou a pravou, kliknutím je uvidíš vedle sebe.
Vlastní značka
MTYL
Součástí zadání bylo vymyslet si vlastní logo. Zkoušel jsem piktogram, ale skončil jsem u jednoduššího řešení: vymyslet krátký slogan a z něj udělat zkratku. Slogan zní „Made To Your Likings“, tedy vyrobené podle vašich představ, a z prvních písmen vzniklo MTYL. Barva loga se odvíjí od toho, na čem je umístěné. Není to jen nápis na krytu — odkazuje na to, že skříň nemá mít jednu podobu.
Díly
KOMPONENTA
Grafická karta
Produktový render · Visualize
Karta vznikla jako samostatný model, ne jako blok, který ve skříni jen zabírá místo. Renderoval jsem ji jako produktový snímek s vlastní scénou a doplňky — na tom se dala vyzkoušet práce s materiály, kterou by celá skříň neunesla.
KOMPONENTA
Ventilátor
120 mm · tenké lopatky
Ventilátory jsou 120 mm; 140 mm se do rámu nevešly. Lopatky jsou tenké plochy, což je u renderu i u modelu nepříjemné — musí být vidět z obou stran, jinak při otáčení mizí.
DÍL SKŘÍNĚ
Vrchní kryt
Sací mřížky · zkosený tvar
Sací mřížky jsou po obou bocích krytu, ale funkční nejsou všechny — kdyby byly jen v místě sání, vypadalo by to nedodělaně. Zkosený tvar zvětšuje množství nasávaného vzduchu a zevnitř je pod krytem mnohem víc místa, než se zvenku zdá. Na rámu drží na magnetech zapuštěných v otvorech, které dosednou na výstupky vrchního rámu.
Galerie
Rozložený pohled
panely, rámy a sklo. Šroubovaný je jen zadní panel, všechno ostatní drží na magnetech, takže se skříň otevře bez nářadí
Tatáž skříň na obou stranách stolu. Vlevo se sklem doprava, vpravo s otočeným vnitřkem a sklem doleva
to je celé zadání, které jsem si přidal sám. Přepni si je, nebo klikni a uvidíš je vedle sebe
Tvarové a barevné varianty. Mřížky ve vrchním krytu nemusí být podlouhlé a diagonální
stejně dobře fungují kolečka, šestiúhelníky nebo trojúhelníky, a tvar děr mění celý vzhled skříně
Rozklad sestavy
Přestavba krok za krokem
Sedm kroků z pravé konfigurace do levé. Scrollem si to projedeš vlastním tempem.
Výsledek
Dokument
Návrh designu PC skříně — maturitní práce
Celá odevzdaná práce ke čtení na stránce. Rozbor jednotlivých dílů, postup přestavby, výsledky simulací proudění, vznik značky i obrazová příloha.
46 stran · 2024 · SPŠ a VOŠ Brno, Sokolská
Nápad vyšel. Přestavba z jedné konfigurace do druhé má sedm kroků a nepotřebuje nic než šroubovák — jediný šroubovaný díl konstrukce je zadní panel, všechno ostatní drží na magnetech. Skříň tak může stát na obou stranách stolu a do obou je vidět.
Vedlejší efekt jsem nečekal: servis. Kdo opravuje počítače, vytáhne celý oboustranný plech i s komponenty, položí si ho na stůl a nemusí se hrabat ve stísněné skříni položené na boku.
Proudění jsem počítal ve Flow Simulation pro obě konfigurace zvlášť a vyšly z toho různé povahy. Pravá má víc ventilátorů a víc míst pro odvod vzduchu, ale je hlučnější a ve velkém vnitřním prostoru se můžou tvořit víry. Levá má jediný výfuk s kratšími vodicími otvory, takže vzduch odchází rychleji a je tišší — za cenu horšího odvodu tepla. Konkrétní teploty simulace nedala; na to by bylo potřeba teplotní řešení, které jsem tehdy neuměl.
Odevzdaná práce obsahuje kompletní model se všemi komponenty, tvarové i barevné varianty, rozložený pohled, výkres s hlavními rozměry, propagační list, vlastní logo a sadu renderů z Visualize a Cinemy 4D. Přesně to, co zadání žádalo — grafickou studii skříně, která obstojí i funkčně.
Kam to směřuje
Práce mě naučila SolidWorks a Visualize víc než cokoli předtím — hlavně kolik je za tím práce, aby model šel vůbec vyrenderovat. Porovnával jsem PhotoView 360 s Visualize a rozdíl byl přesvědčivý dost na to, abych u Visualize zůstal.
Kdybych na skříň navázal dál, další krok je zřejmý: dotáhnout ji z grafické studie do výrobního podkladu. To znamená kusovník, spojovací materiál a teplotní výpočet místo samotného proudění. Dnes už bych na to nástroje měl, tehdy ne.
Model z téhle práce dodnes používám — je to ten, který se točí nahoře na téhle stránce, se sklem i svítícím podsvícením.
Co mě to naučilo
Konektory, které po otočení míří na špatnou stranu
Nad tímhle jsem přemýšlel nejdéle. Když se vnitřek otočí o 180°, vývody grafiky a základní desky skončí uvnitř skříně. Řeší to prodlužovací kabel, který je vrátí dozadu na původní místo. Univerzálně to nejde udělat pro všechny desky a karty na trhu, ale pro běžné rozložení ano.
Otočení rozbilo proudění, na kterém návrh stál
Nešlo jen otočit plech a mít hotovo — s vnitřkem se otočila i cesta, kudy vzduch chodí. Dokreslil jsem proto plastové vodicí kryty, které se do skříně vloží podle konfigurace. Každou variantu jsem pak počítal ve Flow Simulation zvlášť; jedna simulace by o té druhé neřekla nic.
Simulaci jsem se učil sám
Flow Simulation nebyla součástí výuky, takže jsem se ho učil z videí a zkoušením. Na proudění to stačilo — obě konfigurace jsem spočítal a výsledky dávaly smysl. Teplotní úlohu jsem tehdy neuměl postavit, takže o konkrétních stupních práce nic netvrdí.
Další rendery
Obor byl strojírenství s počítačovou grafikou, takže rendery nebyly příloha, ale půlka práce. Ve škole nás učili Cinemu 4D, já si k ní přibral SolidWorks Visualize a nakonec kombinoval obojí. Tyhle už k návrhu nic nedodávají, jsou tu na ukázku.
Čísla a specifikace
dílů v sestavě
ventilátorů 120 mm
tabule skla, které působí jako jedna
prachové filtry — spodní a vrchní