晨聊 篇十六:我也来做个垃圾佬,用闲置10年的工控主板改造一台迷你黑群晖NAS

2022-08-07 09:59:39 127点赞 357收藏 80评论

最近在家收拾杂物间,准备来个断舍离,翻出来一堆吃灰N年的电脑配件。其中有一张巴掌大小的工控主板,本来都准备丢掉了,心血来潮插电试了试,竟然还能开机。刚好最近有点闲散时间,就寻思整点什么玩玩。

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这块主板买回来得有10+年了,在网上还能搜到资料。主板自带集成处理器ATOM D525 双核1.8GHz,运算水平大概能跑起来winxp、win2000或者某些版本的linux,跑win7和win10估计是会卡成翔。但是跑群晖、armbian这种电视盒子都能应对的系统,那就绰绰有余了。

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它默认使用CF卡做硬盘,购入的时候就带了一张16G的CF卡,还在卡槽里插着。但CF卡存取速度又慢又不稳定,还是弃之不用了吧。主板上既然有预留2个sata接口,那肯定可以接sata硬盘或者固态,唯一就是没有取电线缆。仔细研究了主板说明书,发现有一组GPIO针脚,刚好可以输出Sata需要的全部电压,3.3v、5v 和 12v。

红色圈出的位置就是GPIO针脚红色圈出的位置就是GPIO针脚

GPIO针脚定义GPIO针脚定义

Sata接口引脚定义Sata接口引脚定义

在淘宝找了一圈,没有找到完全匹配的成品线,只好自己制作,用独立的杜邦端子线缆一根根接出来就完事了。至于Sata那一端的插头是直接从一个旧主机电源上剪了一个,反正一个电源上有好多这种接口,少一个也无关紧要。按照引脚定义,逐一对接,再用热缩管包好,防止断路和短路。

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接好之后就是这个样子。

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黑群晖如何安装,站里已经有很多教程文章,这里就略过不提,总之也是驾轻就熟,很快装好,命名为mini-NAS。考虑到固态硬盘只有128G,自己也有另外一台正在服役的蜗牛星际做常规存储,这台用12v1.5a变压器就能驱动的低功耗机就不用于存储了,安装几个常用服务完事。

最终装上去的内容包括:

docker版的home assistant:用来管理常用的几盏灯,以及观察一下这只mini-NAS的温度。

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第三方套件中心里的Roon Server:其实日常听歌都以QQ音乐和网易云为主了,装这个只是给闺女练习二胡时方便播放伴奏bgm。

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然后接上打印机,这只mini-NAS就成为了打印服务器。虽然现用的打印机型号过于小众,没办法通过CUPS驱动Airprint,但能够和电脑物理脱离开也就可以了,毕竟大部分打印的场景还是需要在电脑上先编辑后打印的,真正通过手机一键打印的场景并不多。再说这只激光一体打印机也是亲戚家公司淘汰给我用的,免费的就不挑剔了。

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先裸板丢在桌子上试运行了一天,第二天摸主板的各部件都只是略微温热,不会烫手。看来能用,就开始给它打造外壳。

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经常玩数码的朋友应该都见过用亚克力板和铜柱来打造的设备外壳。以前只是见过用过,这次来亲手打造一套。

先手绘了一张草图,把整体空间布局规划出来。计划使用三层板,那空间就被分隔成两层,下层放硬盘,上层放主板。目前是放一个固态硬盘,所以下层铜柱只需要10mm长就足够。如果以后换3.5寸硬盘,只需要把铜柱换成30mm长度就可以了。主板加上散热风扇的整体厚度粗略量了一下,在30-35mm左右,预留一点散热空间,这一层的铜柱按50mm来安排。这点活儿量不大,但就是要细心校对,包括铜柱是单通(一头内螺一头外螺)还是双通(两头都是内螺)都要考虑到,因为都要网购,买错了发回来就装不上了。

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做精确尺寸设计的时候,除了用尺子实物测量外,还用到了开篇那张主板的图纸,以及网上搜来的SSD硬盘的孔位图,基本上做到了毫米级别的精准度。所有亚克力上的孔位都按4mm开孔,而螺丝买的都是螺纹直径3mm规格的,有1mm预留,就算亚克力板加工有误差,也能矫正回来。

这是上盖板。角落开的圆孔是为了安装开机按钮。(这块板设计有bug,后来重新做了一块,后文有解释)

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这是主板固定层。靠外侧的四个孔用于固定铜柱,内侧的四个孔用于固定主板。中间多开的矩形大孔是为了散热和穿线。

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这是硬盘固定板。多开的槽同样是为了散热。

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实际上硬盘的固定是这样的逻辑:如果就只安装目前现有的这块SSD,就把它横过来摆放(下图绿色线框);如果今后扩容,增加一块硬盘,就把双盘并列摆放,孔位可以精确对准(下图红色线框)。

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做好图,在某宝找到亚克力代加工的店铺,发文件过去,其它就不用管了,店家说他们的加工设备精度能到0.2mm。三块板做2mm厚度定制,加上运费也就只需要22元,非常经济。加工速度也很快,提交图纸后,隔天中午就收到了。

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另外买了铜柱、螺丝等小配件,付费24元,但按实际消耗我用到的也就不到10块钱,因为这种小五金都是批量起售的,装配完还有很多剩余。

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还有一只带灯自复位开关,配上了连接线,4元钱包邮到家。看轨迹是从温州发过来的,江浙那边的运费是真的便宜,我在北方城市,对这种运费成本只能羡慕。

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配件到齐后就开始装配。先安装最下面一层的铜柱和固态硬盘。

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从底部看,螺丝孔位完美契合。给亚克力定制商家的加工精度点赞。

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硬盘线从预留的孔位穿出,准备安装主板。

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主板就位,并整理好线材,大体上还是整齐的。

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再翻过来从底部看看走线的方式。

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安装顶部盖板。

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稍作休息去吃了晚饭,回来继续把按键装上,这时候天已经黑了。这颗开关共四个触点,其中标有+-的是灯线,接在主板的Power LED插针上,另外两根是自复位开关控制,接在主板的Power Button插针上。玩过电脑组装的朋友都懂,无需多解释。

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按键特写镜头看一下。

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关灯后,夜间的视觉效果。这颗开关按键只有13mm的直径,所以照度不强,夜间不会刺眼。本来还想再加一根彩光灯条把设备做的更炫目一点,后来想想还是算了,没必要浪费电力成本。

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【bug修复】

本来以为四面开放,主板那一层也有50mm的高度,热量完全可以散发。第二天早上起床无意中摸了一下顶盖,竟然有些发烫,再摸散热片温度也高了不少。看来是风扇直吹顶盖,然后部分热量被顶盖吸收,部分被"反弹"回散热片了,所以顶盖这里还是需要做镂空处理的。顶盖修改了一下图纸,加上镂空设计,请亚克力定制商家再单独做一张,增加10元开销。

这是增加了风扇孔的上盖板。

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这是最终的套图。如果大家用亚克力板定制别的什么玩意儿,可以参考图纸的设计思路。

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最后总计费用:

主板(集成CPU)、内存、固态: 原有闲置

亚克力:首次22+返工10 = 32元

开关按键:4元

铜柱配件:10元(有剩余)

杜邦线、热缩管配件:10元(有剩余)

这次的改造总消耗50元出头,闲散物件变身为一套个性化的迷你群晖。论起性能,它比起站里曾经流行的星际蜗牛肯定是相差一截,但是功耗要低很多,电源12v 1.5A,到顶也就18w,一天消耗0.4度电,全年无间断开机,电费也就100元。

说捡到宝倒也未必,但是这次改造,从结构规划到图纸设计到加工完成再到bug修复,经历了一整套"产品"打磨的流程,快乐自在其中。

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作者声明本文无利益相关,欢迎值友理性交流,和谐讨论~

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