DBI Pi: un desktop Raspberry Pi progettato per durare nel tempo
C'è una particolare frustrazione che si accumula lentamente se si presta attenzione ai computer "all-in-one" che si possiedono. Funzionano bene. Poi invecchiano. A quel punto un componente diventa un collo di bottiglia, oppure il software supera le capacità dell'hardware, e si inizia a cercare dei sostituti. Il ricambio non è mai solo la parte che si è guastata o che sembra ormai logora. È l'intero apparecchio, comprese tutte le parti che funzionano perfettamente (tra cui spesso una tastiera eccellente).
Ci siamo prefissati di realizzare un computer in grado di risolvere il problema della compatibilità con le tecnologie future. O almeno di fare un serio tentativo di risolverlo. Crediamo di esserci riusciti.
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Perché creare qualcosa?
Soprattutto perché si trattava di un desiderio che nessuno dei computer che conoscevamo riusciva a soddisfare. E poi non ci serve una scusa particolare per metterci a armeggiare.
L'obiettivo che ci siamo prefissati era semplice: realizzare un computer desktop compatto che avesse un aspetto originale, fosse funzionale e durasse a lungo. Non solo in termini di qualità costruttiva, ma anche dal punto di vista strutturale. Qualcosa in cui il case e il concetto alla base resistessero a diverse generazioni di hardware, in modo che l'aggiornamento consistesse nel sostituire un modulo anziché buttare via la macchina.
La maggior parte dei computer compatti è costituita da unità sigillate. Non è necessariamente un difetto. Un solo cavo, tutto incluso: basta collegarlo e il gioco è fatto. Questo ha un valore concreto. Ma quando l’hardware al suo interno diventa obsoleto, l’intero dispositivo va a finire nella spazzatura. Compresa qualsiasi tastiera o periferica integrata. Non si può conservare nulla. Non esiste alcuna possibilità di aggiornamento.
Abbiamo pensato che ci fosse un modo migliore. Così, prima di iniziare, abbiamo stabilito tre regole:
- La tastiera non fa parte del computer.
- La custodia dura più a lungo dell'hardware che contiene.
- Qualunque cosa realizziamo, condividiamo la "ricetta": file, impostazioni, distinta dei componenti, tutto.
Un cervello in continua evoluzione
Il modulo di elaborazione
I requisiti hardware ci hanno portato direttamente al Raspberry Pi Compute Module.
Immaginatelo come una barra di RAM, solo che _è_ l’intero computer. Processore, memoria, interfaccia di archiviazione: tutto racchiuso in un dispositivo delle dimensioni approssimative di una carta di credito, progettato per inserirsi e rimuoversi facilmente da una scheda portante. La scheda I/O fornisce le porte, l’alimentazione e la connettività di cui il modulo ha bisogno per comunicare con il mondo esterno. Il modulo è il cervello. La scheda I/O è tutto ciò di cui quel cervello ha bisogno per funzionare.
La scheda I/O
Il Compute Module è stato originariamente progettato per apparecchiature industriali: macchine costruite per funzionare per anni, non per cicli. La stessa filosofia vale anche in questo caso. Quando arriverà la prossima generazione di hardware Raspberry Pi, il case rimarrà lo stesso. La tastiera rimarrà la stessa. Basta sostituire il modulo, chiudere il coperchio e il gioco è fatto.
Il caso
Ispirazione dagli anziani
La parte più facile è stata la funzionalità. Quella più difficile è stata l'aspetto grafico.
Non volevamo un computer che scomparisse discretamente sotto il monitor. La scelta più ovvia è un design minimalista, in alluminio, di buon gusto. Oggetti che non assomigliano a nulla in particolare, ed è proprio questo l’effetto che si vuole ottenere. Ce ne sono già abbastanza.
Così siamo tornati indietro di oltre trent'anni e abbiamo scoperto il Silicon Graphics Indy.
Lanciato nel 1993, l’Indy era una workstation professionale utilizzata negli studi di effetti speciali e nei laboratori di ricerca. Chiunque si occupasse di grafica a livello professionale negli anni ’90 lo conosceva bene. All’epoca, tutti gli altri PC erano semplici rettangoli beige. L’Indy era spigoloso, a forma di cuneo e di colore verde-azzurro, quasi pervinca. Sembrava veloce anche da spento. Aveva una presenza che l’industria informatica ha cercato di eliminare con il design negli ultimi due decenni.
Il brief per il DBI Pi era un omaggio spudorato, non una replica. Qualcosa che si faccia notare. Qualcosa che si abbia voglia di guardare ogni giorno. Laddove l’originale recava la scritta “Silicon Graphics”, il nostro porta il nome della nostra mitica azienda di hardware: Dirtboy.Industries. Fondata nel garage di nessuno. Costruiamo macchine che nessuno ha mai chiesto.
Ah, e visto che stiamo prendendo spunto dall’Indy, ci serve assolutamente lo stesso suono di avvio. Sono abbastanza sicuro che fosse l’unico computer mai realizzato che, ogni volta che lo accendevi, sembrava stesse facendo le “Jazz Hands”.
Ba Ba-Da Ba… Pow! (calcio alto facoltativo)
Progettazione del case in FreeCAD
Abbiamo realizzato il progetto con FreeCAD, un’applicazione di progettazione 3D gratuita e open source, che ci è sembrata la scelta più appropriata per un progetto incentrato proprio sulla libertà di scelta. Inoltre, dato che i file sarebbero stati condivisi, la scelta di utilizzare un software open source ha permesso a chiunque di aprirli senza bisogno di una licenza.
Gli obiettivi fin dall'inizio:
Orientamento orizzontale della scrivania: bassa e ampia, sotto il monitor
Le prese d’aria anteriori riprendono la geometria della calandra Indy: funzionali, ma volute
Pannello posteriore di facile accesso: i componenti devono essere facilmente raggiungibili
Raffreddamento passivo: un flusso d’aria abbondante prima ancora che la ventola entri in gioco
Memoria SSD M.2: un’unità a stato solido piccola e veloce che si inserisce direttamente sulla scheda madre, non una scheda microSD soggetta a guasti
La parte più complicata è stata quella dei fori posteriori. Le tolleranze variano leggermente da una stampa all’altra, e ci sono voluti diversi tentativi per ottenere il risultato desiderato. Il coperchio si fissa con due viti: è abbastanza solido da rimanere chiuso, ma anche abbastanza semplice da aprire quando serve accedere alle parti interne.
Materiale: perché l’ASA?
La custodia è stampata in 3D e la scelta del materiale è più importante di quanto possa sembrare.
Il PLA è il materiale di stampa più diffuso. Si ammorbidisce a circa 60 °C, il che va bene per i prototipi ma non per oggetti destinati a rimanere su una scrivania sotto un monitor per il prossimo decennio. Il PET-G resiste meglio al calore, ma nel tempo può risultare instabile se esposto alla vernice e ai raggi UV.
Abbiamo utilizzato l’ASA. È un materiale più resistente, mantiene la propria forma fino a circa 100 °C, resiste all’ingiallimento causato dai raggi UV e si presta bene alla verniciatura uniforme. È leggermente più impegnativo da stampare rispetto al PLA, ma questa custodia è pensata per durare più a lungo di diverse generazioni di hardware Pi. Ne vale quindi la pena.
Colore e finitura
Il colore richiama il verde acqua della Silicon Graphics Indy: non è una corrispondenza perfetta, ma si riconosce chiaramente che appartiene alla stessa famiglia cromatica.
La finitura è opaca e leggermente ruvida grazie alla stampa, che riproduce la sensazione al tatto della plastica delle postazioni di lavoro degli anni ’90. Non è lucida. Non è troppo ruvida. Può sembrare un dettaglio insignificante, e preso isolatamente lo è. Ma una finitura curata cambia il modo in cui si vive l’uso quotidiano di un oggetto. Per chi, come noi, vive di nostalgia, i dettagli contano.
Mettere tutto insieme
La stampa in alta qualità richiede gran parte della giornata. Assicurati che il primo strato venga applicato correttamente, poi controlla periodicamente.
Da lì: levigatura da grana grossa a grana fine (abbiamo usato grana da 100 a 400), colorazione a strati sottili.
L'SSD va inserito nella scheda portante prima di chiudere il tutto, quando c'è ancora spazio sufficiente per lavorare comodamente. Il Compute Module si incastra saldamente. Il LED di alimentazione, la scheda amplificatrice e gli altoparlanti vanno fissati al coperchio e alla copertura della scheda portante. I cavi vengono fatti passare attraverso i canali interni. Si monta la piastra posteriore. Fatto.
La qualità del suono dell'altoparlante integrato è, sinceramente, migliore del previsto. In una versione precedente avevamo utilizzato un altoparlante da 8 Ohm e il suono risultava metallico, ma l'abbinamento con un amplificatore MAX98357 (circa 5 dollari) sembra aver risolto il problema. Anzi, il suono all'accensione è quasi troppo buono.
Il risultato
Al primo avvio il sistema è completamente silenzioso (a parte la fanfara in stile jazz), poiché non è presente alcuna ventola di raffreddamento. Terremo d'occhio il processore e, se dovesse iniziare a rallentare a causa del calore eccessivo, aggiungeremo una ventola. Il sistema operativo Raspberry Pi si avvia sul desktop in pochi secondi. È reattivo e veloce.
La tastiera può essere quella che preferisci. A volte cambia a seconda di chi sta utilizzando il computer. Per le foto, stiamo utilizzando una tastiera ortolineare kprepublic BM40.
Apri il coperchio: due viti, la scheda portante è visibile, il Compute Module è proprio lì. Quando arriverà la prossima generazione, sostituiscilo, chiudi il coperchio e vai avanti. Il case durerà più a lungo di diverse generazioni di hardware Pi.
Fatto.
Crea il tuo
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