Il y a un siècle environ, je m’étais lancé dans la conception d’un boîtier pour un RPi utilisant la distrib Octoprint. Le projet n’est pas fini, mais je vais partager une version allégée de l’Octocase.

Introduction

J’ai testé la distrib Octoprint pour piloter plus facilement ma Ender 3 pro : c’est vraiment très très pratique et évolutif, par exemple l’utilisation de la webcam du RPi pour vérifier que son impression de 20h se passe bien. Du coup, l’idée m’est venu de dessiner un boîtier pour accueillir le RPi, une alim 5V, la webcam, etc ayant pour “thème” l’octogone (oui, rien à voir avec octoprint dont le logo est un octopus). C’est encore à ce jour, mon plus gros projet CAO/impression 3D. Petit partage des premiers éléments terminés.

Cahier des charges

Je ne voulais pas un boîtier intégré au châssis de l’Ender 3. Je voulais que les connectiques soient toutes à l’arrière et utilisent des prises standards. Enfin, je voulais utiliser une alim Meanwell 5V que j’utilise habituellement avec le RPi et ajouter un relais 10A.

J’ai cherché à le faire très compacte et que l’on voit les composants internes. Le boîtier mesure environ 100x100x110mm. J’ai tout dessiné dans le même fichier freeCAD, il est un peu lourd mais ça aide beaucoup pour s’assurer que tout rentre bien.

Il y a 4 parties : Le châssis, le panneau arrière (backplate), la grille et le couvercle provisoire. On va faire la revue de chaque élément permettant de construire une version simplifiée.

Source freeCAD du projet : octoprint_case_v4.1.FCStd

Le châssis

Le premier élément que j’ai conçu mi-2021 est le plus complexe. Je voulais une structure compacte, je suis donc parti sur un genre de “T” inversé où l’on peut fixer des composants électroniques de chaque côté. C’est aussi sur ce châssis que viendront se visser les autres parties, il y a donc un nombre important d’inserts, 14 ! (je vous parlerai de ma passion pour ces inserts dans un article “trucs et astuces”). Je l’ai conçu pour qu’il n’y ait pas besoin de support pour l’impression. On abuse donc des angles à 45° (cf le futur article de tips). Les composants rentrent bien, c’est un peu plus délicat pour le câblage, en particulier la partie 220v (on en parlera dans l’épisode 2).

Une fois la pièce imprimée, on met les 4 inserts pour le panneau arrière et les 2 pour le couvercle (à gauche sur la photo). J’ai utilisé des M3x6x5. Puis on place les 8 inserts M2.5x5.3.5 (à droite sur la photo). L’alim est vissée avec deux M3 assez courtes (vis de fixation pour HDD ou DVD)

Reste à fixer le RPi et le relais 10A avec 8 vis M2.5x5. On peut aussi utiliser du M2.

Fichier STL : octocase_chassis_v4.1.stl

Le panneau arrière

Toute petite pièce mais qui m’a donné beaucoup de mal, notamment sur les ajustements des trous pour les prises IEC et l’interrupteur. Je voulais toute la connectique concentrée au même endroit. Mais avec la forme octogonale du boîtier, on a une surface arrière relativement étroite. L’IEC femelle servira à piloter l’alimentation de l’imprimante via un relais, afin de pouvoir l’éteindre complétement une fois l’impression finit ou à distance si problème.

Les deux prises et l’interrupteur se “clipsent”, je n’ai pas prévu pour le moment de fixation par vis mais idéalement, il faudrait le faire. J’ai repassé tous les trous au foret de 3mm, car mon imprimante ne fait pas des ronds parfaits (edit: correction de la tension de la courroie de l’axe X).

On la fixe au châssis à l’aide de 4 vis M3x8. L’orientation des prises IEC est fonction de chacun.

Fichier STL : octocase_backpanel_v4.1.stl

La grille

Pièce très simple fonctionnellement, relativement facile à dessiner mais assez lourde pour freeCAD et longue à imprimer (gcode de 13Mo !). Je me suis amusé à évider la pièce avec plein d’octogones de taille différentes. J’aime beaucoup le rendu visuel, je suis content d’avoir pu reproduire ce que j’avais imaginé comme design dans ma tête (ce n’est pas souvent le cas ^^).

J’ai dû m’y reprendre à deux fois pour les plots entre le pied du châssis et le bas de la grille. Je n’avais pas prévu que la grille soit vissée au couvercle initialement, mais je trouvais ça assez esthétique en plus de rigidifier le tout. Il faut mettre 4 inserts M3x6x5.

Il faut l’imprimer avec un support, par exemple pour les angles supérieurs à 60° (pour gagner un peu de temps).

Fichier STL : octocase_grille_v4.1.stl

Le couvercle provisoire

Pièce provisoire car la version définitive est censée recevoir la webcam et son mécanisme d’orientation. Pas-grand-chose à dire, c’était la pièce qui me manquait depuis des années pour “finir” le boîtier, d’où la décision d’en faire une version simplifiée.

Comme dit plus haut, initialement je n’avais pas prévu que le couvercle et la grille soient vissés. Mais ainsi, on peut simplement avec deux vis, enlever le couvercle et la grille d’un bloc : pratique pour la maintenance :)

Fichier STL : octocase_couvercle-simple_v4.1.stl

Photos bonus

Ma première grosse impression, quasi 15h pour la grille (photo à gauche). C’était en 2021, je n’ai pas fait beaucoup d’impressions avec ce genre de durée. A droite, une version du châssis qui ne nécessitait aucun support et me faisait gagner 2h d’impression par rapport à la v1. J’ai appris pas mal de trucs juste avec ces deux pièces.

J’ai un peu hésité pour la couleur de la grille entre différentes teintes allant du gris foncé au noir mat. Pour le reste, j’ai gardé mon gris argenté que j’adore toujours utiliser. J’ai fait un test en blanc mat, mais c’est bof. Avec le flash, on voit les défauts d’impression sur la grille, je dois avoir des légers jeux dans mes axes X et Y.

Je me suis amusé à utiliser la technique du changement de filament pour le panneau arrière, il est noir mat comme la grille sauf les deux ptis rebords qui reprennent le gris argenté du châssis (photo à gauche ci-dessous). Je trouve que ça rend très bien. Pour le couvercle, j’ai testé la technique d’imprimer sans couche du dessus, ni du dessous (photo à droite) ce qui permet de faire facilement des grilles avec le pattern de remplissage du slicer (ici grid toute simple).

Conclusion

Que c’est long à dessiner et à ajuster ! J’en suis au moins à 3 versions de chaque élément. De plus, j’ai mal conçu mon dessin freecad alors quand je changeais une cote, je devais redessiner des parties entières …

Par contre, c’est vraiment hyper satisfaisant de concevoir ça virtuellement et qu’une fois imprimé, tout tombe parfaitement en face. Rien à retoucher, la finition avec les inserts est hyper propre et solide. Le boîtier me plaît beaucoup esthétiquement. Je n’ai pas encore arrêté le choix de couleurs, sûrement du gris “métallique” et du noir mat.

Pour la suite, je dois tout câbler, notamment un genre de mini-shield qui viendra sur les GPIO du RPi pour y brancher le relai, les servo-moteurs pour la webcam et l’éclairage led. Il y a aura aussi la partie logicielle avec en particulier, l’ajout de plugins pour intégrer tout ça avec Octoprint … RdV dans 5 ans quoi ah ah :D

J’aimerais faire plus de montage “mécanique”, c’est-à-dire avec de la visserie, des inserts, des composants électroniques, des roulements, etc. Pour cela, je vais devoir gagner en efficacité avec freeCAD et imprimer plus vite.