fairphone-case.scad

   1 // -*- C -*-
   2
   3 include <utils.scad>
   4
   5 phone = [ 75.0, 145.0 ];
   6
   7 prop_buildout_less = 3;
   8
   9 prop_angles = [ 15, 30, 45, 60 ];
  10
  11 bumper = [ 0.250, -0.025 ];
  12 // ^ One side.  Overall size is increased by twice this.
  13 // If no bumpers, is the gap around the phone.
  14
  15 enable_support = 1;
  16
  17 phone_cnr_rad = 6.0;
  18
  19 button_cutout_depth = 9;
  20
  21 phone_edge_thick = 9.0;
  22 phone_total_thick = 12.0;
  23 phone_backside_slope_inner = 1.5; // larger means shallower
  24 phone_backside_slope_outer = 1.0; // larger means shallower
  25
  26 camera_pos_tl = [  6.450, 12.750 ]; // measured from tl corner
  27 camera_pos_br = [ 22.300, 37.600 ]; // tl/br as seen from back
  28
  29 jack_pos = [ 13.83, 8.485 ];
  30 jack_dia = 10.64 + .5; // some jack I had lying around
  31
  32 noisecancelmic_pos = [ 19.54, 7.37 ];   // from rhs
  33 noisecancelmic_dia = 4.00;
  34
  35 //fingerpushhole_dias = [ 15, 18 ];
  36 fingerpushhole_dias = [];
  37
  38 rearspeaker_pos_bl = [ 12.64, 18.72 ];
  39 rearspeaker_size   = [  3.76,  7.36 ];
  40
  41 microusb_above = 3.27 - 0.25;
  42 microusb_below = 0.0;
  43 microusb_width = 16.12 + 1.25;
  44
  45 case_th_bottom = 2.5;
  46 case_th_lid = 2.5;
  47 case_th_side = 2;
  48 case_th_lip = 1.2;
  49
  50 case_struts_count = 6;
  51 case_struts_solid_below = 1.00;
  52 case_struts_solid_above = 0.75;
  53 case_struts_width = 0.10;
  54
  55 keeper_th_z = 0.75;
  56 keeper_th_x = 0.75;
  57 keeper_inner_width = 2.75;
  58 keeper_inner_height = 2.75;
  59 keeper_slant_slope = 2; // larger means steeper
  60
  61 keeper_gap_z_top = 0.25;
  62 keeper_gap_z_bot = 0.75;
  63 keeper_gap_x     = 0.25;
  64 keeper_gap_x_holes = 0.75;
  65
  66 keeper_side = 0; // 0 = lhs; 1 = rhs
  67
  68 case_lip = 1.25;
  69
  70 lid_gap_x = 0.25;
  71 lid_gap_z = 0.25;
  72 lid_lip = 1.75;
  73
  74 catch_slop = 0.50;
  75
  76 foldover_gap = 0.50;
  77 foldover_lever_gap = 0.50;
  78
  79 // properties of the hinge fasteners
  80 hingescrew_shaft_dia = 2.0 + 0.25; // M2 x 12mm machine screw
  81 hingescrew_shaft_len = 12;
  82 hingescrew_fasteners_extra_thick = 0.40;
  83 // ^ amount of thread protruding if everything was completely nominal
  84 //   and we are using two nuts
  85 hingescrew_nut_access_dia = 4.72 + 0.50;
  86 // ^ washer is 4.72 dia
  87 //   also, want to get pliers or tiny spanner in to do up locknut
  88 hingescrew_nut_across = 3.92 + 0.25; // incl. slop around recess slop
  89 hingescrew_nut_thick = 1.93;
  90 hingescrew_head_th = 1.38 + 0.75;
  91 hingescrew_head_dia = 3.92;
  92
  93 hingescrew_nut_recess_portion = 2/3; // portion of nut in recess
  94
  95 lever_cover_th = 0.75;
  96 hingemount_th = 2.5;
  97 hingemount_wd = 4.8725;
  98
  99 $fa = 5;
 100 $fs = 0.1;
 101
 102 button_l_fudge = 4.4;
 103 buttonishleg_default_l_is_fudge = 10;
 104
 105 hinge_base_slope = 1.5; // bigger is steeper
 106
 107 strut_min_at_end = 1.5;
 108
 109 hinge_x_gap = 0.125;
 110 hinge_x_postscrew_gap = 0.75;
 111 hinge_x_arms_gap = 0.35;
 112 hinge_r_arms_gap = 0.55;
 113
 114 rearspeaker_gap    = [ 2.0, 2.0 ]; // each side
 115
 116 catch_len = 7.5;
 117 catch_width = 15;
 118 catch_thickness = 1.0;
 119 catch_side_gap = 0.75; // each side
 120
 121 catch_depth = 0.75;
 122 catch_height = 0.35;
 123 catch_finger_height = 1.5;
 124 catch_finger_depth = 2.5;
 125
 126 prop_recess_under = 0.50;
 127 prop_recess_slop = 0.200; // each side
 128 prop_end_dia = 0.5;
 129 prop_main_th = 3;
 130 prop_taper_len = 6;
 131 prop_main_width = 4;
 132 prop_side_gap = 0.75; // each side
 133 prop_lidrecess_behind = 0.75;
 134 prop_caserecess_behind = 0.75;
 135 prop_caserecess_taper = 0.45; // one side only
 136 prop_prop_gap = 0.5;
 137 prop_prong_heel_slope = 0.5;
 138
 139 // ---------- calculated ----------
 140
 141 phone_width =  (phone + bumper*2)[0];
 142 phone_height = (phone + bumper*2)[1];
 143
 144 inside_br = [phone_width, -phone_height];
 145
 146 prop_prong_h = prop_main_th;
 147
 148 //echo(camera_pos_tl + bumper,
 149 //     camera_pos_br + bumper);
 150
 151 // ----- could be changed -----
 152 lid_buttoncover_gap = lid_gap_x;
 153 lid_buttoncover_overlap = case_th_lip + keeper_gap_z_top;
 154
 155 phone_backside_slope_thick = phone_total_thick - phone_edge_thick;
 156
 157 //prop_lidrecess_depth = case_th_lid - prop_recess_under;
 158
 159 //prop_nose_len = case_th_lid - prop_recess_under;
 160 //prop_recess_slope = tan(prop_max_angle); // bigger means steeper
 161 //prop_recess_width = prop_main_th / cos(prop_max_angle) + prop_backfwd_gap;
 162
 163
 164 //lid_lip_overlap_width xxx bad name = ;
 165 //lid_lip_inner_slope = [ 5, 5 ]; // xxx
 166
 167 epp0 = [0,0];
 168 epp1 = [0, -phone_edge_thick];
 169 epp2i = epp1 + phone_backside_slope_thick * [ phone_backside_slope_inner, -1 ];
 170 epp2o = epp1 + phone_backside_slope_thick * [ phone_backside_slope_outer, -1 ];
 171 epp3 = epp2i + [10, 0];
 172 epp5 = epp0 + [0,1] * (keeper_th_z + keeper_gap_z_top + case_lip);
 173 epp4 = epp5 + [-1,0] * case_th_side;
 174
 175 kppe = [0,0];
 176 kppd = kppe + [1,0] * keeper_inner_width;
 177 kppc = kppd + [0,1] * keeper_th_z;
 178 kppb = [ kppe[0] - keeper_th_x, kppc[1] ];
 179 kppf = kppe - [0,1] * keeper_inner_height;
 180 kppa = [ kppb[0], kppf[1] ];
 181
 182 lpp10 = [ epp5[0] + lid_gap_x, kppc[1] + lid_gap_z ];
 183 lpp11 = [ lpp10[0],            epp5[1] + lid_gap_z ];
 184
 185 lp_r12 = case_th_lid - (lpp11[1] - lpp10[1]);
 186
 187 lpp12 = [ epp4[0] + lp_r12,    lpp11[1] ];
 188 lpp13 = [ lpp12[0],            lpp12[1] + lp_r12 ];
 189
 190 case_bottom_z = epp2o[1] - case_th_bottom;
 191
 192 // button profile
 193 bppM = epp4 + [0,5];
 194 bppN = [ 0.5 * (epp0[0] + epp4[0]), bppM[1] ];
 195 bppR = [ bppN[0] + lid_buttoncover_gap, -button_cutout_depth ];
 196 bppS = [ epp1[0], bppR[1] ];
 197 bppQ = [ bppM[0], bppR[1] - lid_buttoncover_overlap ];
 198 bppP = bppQ + [0,1] * lid_buttoncover_gap;
 199 bppO = [ bppN[0], bppP[1] ];
 200 bppL = lpp10 + [5,0];
 201 bppK = [ bppL[0], bppN[1] ];
 202 bppJ = [ bppN[0], bppL[1] ];
 203 bppU = [ bppJ[0], lpp12[1] ];
 204 bppV = lpp11;
 205 bppW = lpp10;
 206
 207 // hinge plan
 208 hp_rn = hingescrew_nut_access_dia/2;
 209 hp_r2_min = hp_rn + lever_cover_th;
 210 hp_rs = hingescrew_shaft_dia/2;
 211 hp_r1_min = hp_rs + hingemount_th;
 212
 213 hp_r1 = max(hp_r1_min, hp_r2_min);
 214 hp_r2 = hp_r1;
 215
 216 hppU = lpp13;
 217 hppS = epp2o + [0,-1] * case_th_bottom;
 218 hp_k = 0.5 * (hppU[1] - hppS[1] + foldover_gap);
 219
 220 hppM = [ epp4[0] - foldover_lever_gap - hp_r2,
 221          0.5 * (hppU + hppS)[1] ];
 222 hppT = [ hppM[0], hppU[1] - hp_r1 ];
 223 hppB = hppT + [0,-1] * hp_k;
 224
 225 hppE_y = epp2o[1] - case_th_bottom + hp_r1;
 226 hppE_x = hppB[0] + (hppB[1] - hppE_y) * hinge_base_slope;
 227 hppE = [ hppE_x, hppE_y ];
 228
 229 // hinge elevation x coords
 230
 231 hex20 = max(epp2o[0],
 232             phone_cnr_rad,
 233             kppd[0] + hingescrew_head_th + keeper_gap_x_holes);
 234 hex21 = hex20 + hingemount_wd;
 235 hex22 = hex21 + hinge_x_gap;
 236 hex27 = hex20 + hingescrew_shaft_len;
 237 hex24 = hex27 + hinge_x_postscrew_gap;
 238 hex23 = hex27 - (hingescrew_nut_thick*2
 239                  + hingescrew_fasteners_extra_thick);
 240 hex26 = hex23 + hingescrew_nut_thick * 2/3;
 241
 242 echo(hex20, hex21, hex22, hex23, hex24);
 243 //  6, 10.8725, 10.9975, 13.74, 18.75
 244 module chk(act,exp) {
 245   if (abs(act-exp) > 1e-9) echo("WRONG", act, exp);
 246   else echo("ok", act);
 247 }
 248 chk(hex20, 6);
 249 chk(hex21, 10.8725);
 250 chk(hex22, 10.9975);
 251 chk(hex23, 13.74);
 252 chk(hex24, 18.75);
 253
 254 // catch
 255
 256 cppJ = [ epp4[0] + catch_thickness, lpp10[1] ];
 257 cppA = cppJ + [lid_gap_x, -lid_gap_z];
 258 cppB = [ epp0[0], cppA[1] ];
 259 cppP = [ epp4[0], cppJ[1] ];
 260
 261 cppS = cppJ + [0,-1] * catch_len;
 262 cppD = [ cppA[0], cppS[1] + catch_slop ];
 263 cppC = [ cppB[0], cppD[1] ];
 264 cppT = cppS + [1,0] * catch_depth;
 265 cppU = cppT + [0,-1] * catch_height;
 266 cppV = [ cppS[0], cppU[1] - catch_depth ];
 267
 268 cppR = 0.5*(cppP + cppJ);
 269
 270 cp_rQ = 0.5 * (cppJ[0] - cppP[0]);
 271 cppQ = [ cppR[0],
 272          cppV[1] - (catch_finger_height - cp_rQ) ];
 273 cppF = [ cppV[0] + catch_finger_depth, cppC[1] ];
 274
 275 // prop recess in case
 276
 277 prop_x_pos = phone_width/2;
 278
 279 prop_recess_hw = 0.5 * prop_main_width + prop_side_gap;
 280
 281 prc_r1 = prop_end_dia/2;
 282 prc_r3 = prc_r1 + prop_recess_slop;
 283
 284 prcp2 = [ epp4[0] + prop_buildout_less,
 285           case_bottom_z ];
 286
 287 prop_caserecess_buildout_r = -1; // prcp2[0] - epp2o[0];
 288
 289 prcp1 = [ epp2o[0] + prc_r3 + prop_caserecess_behind,
 290           epp2i[1] - prc_r3 - prop_recess_under];
 291
 292 // prop recess in lid
 293
 294 prl_r10 = prop_end_dia/2;
 295 prl_r10o = prl_r10 + prop_recess_slop;
 296
 297 prlp10 = lpp10 + [1,1] * prl_r10o
 298   + [1,0] * prop_lidrecess_behind
 299   + [0,1] * prop_recess_under;
 300
 301 // prop
 302
 303 $prpp10 = [0,0];
 304 $prpp11 = [0, prop_taper_len];
 305
 306 $prp_r10 = prl_r10;
 307
 308 // ---------- modules ----------
 309
 310 module KeeperProfile(slant=0){
 311   use_e = kppe + [0,-1] * slant * keeper_inner_width / keeper_slant_slope;
 312   polygon([use_e, kppd, kppc, kppb, kppa, kppf]);
 313 }
 314
 315 module EdgeProfile(){
 316   difference(){
 317     hull(){
 318       translate(epp3) square(case_th_bottom*2, center=true);
 319       circleat(epp2o, r=case_th_bottom);
 320       circleat(epp1, r=case_th_side);
 321       rectfromto(epp0, epp4);
 322     }
 323     polygon([ epp5 + [0,10],
 324               epp1,
 325               epp2i,
 326               epp3 + [10,0] ]);
 327   }
 328 }
 329
 330 module LidEdgeProfile(){
 331   polygon([ lpp10,
 332             lpp11,
 333             lpp12,
 334             lpp13,
 335             lpp13 + [10, 0],
 336             lpp10 + [10, 0]
 337             ]);
 338   intersection(){
 339     circleat(lpp12, r=lp_r12);
 340     rectfromto( lpp12 + [-10,   0],
 341                 lpp12 + [+10, +10] );
 342   }
 343 }
 344
 345 module ButtonCoverProfile(){
 346   intersection(){
 347     polygon(concat([ bppM, bppP, bppO, bppJ ],
 348                    (enable_support ? [ bppU, bppV, bppW ] : []),
 349                    [ bppL, bppK ]));
 350     hull(){
 351       EdgeProfile();
 352       LidEdgeProfile();
 353     }
 354   }
 355 }
 356
 357 module ButtonPlan(l, deep, cut){
 358   epsilon =
 359     (cut  ? 0 : lid_buttoncover_gap);
 360
 361   delta =
 362     (deep ? lid_buttoncover_overlap : 0);
 363
 364   C = [0,0]; // by definition
 365   T = [ 0, epp4[1] ];
 366   G = T + [0,10];
 367
 368   B0 = C + [0,-1] * button_cutout_depth;
 369   B1 = B0 + [0,1] * epsilon;
 370
 371   r0 = 0.5 * (T[1] - B0[1]);
 372   A = [  -(l + button_l_fudge)/2 + r0, 0.5 * (T[1] + B0[1]) ];
 373   H = A + [0,-1] * delta;
 374
 375   D = A + [-2,0] * r0;
 376   F = D + [0,10];
 377
 378   E0 = 0.5 * (D + A);
 379   E1 = E0 + [1,0] * epsilon;
 380
 381   I0 = [ E0[0], H[1] ];
 382   I1 = [ E1[0], H[1] ];
 383
 384   hull(){
 385     for (m=[0,1]) mirror([m,0])
 386       circleat(H, r0 - epsilon);
 387   }
 388   for (m=[0,1]) mirror([m,0]) {
 389     difference(){
 390       polygon([ E1,
 391                 I1,
 392                 H,
 393                 B1,
 394                 G,
 395                 F,
 396                 D
 397                 ]);
 398       circleat(D, r0 + epsilon);
 399     }
 400   }
 401 }
 402
 403 module CatchCatchProfile(){
 404   hull(){
 405     for (c=[ cppR, cppQ ])
 406       circleat(c, cp_rQ);
 407   }
 408   hull(){
 409     circleat(lpp12, lp_r12);
 410     circleat(lpp12 + [5,0], lp_r12);
 411     rectfromto(cppP, cppP + [5,0.1]);
 412   }
 413   polygon([cppJ, cppS, cppT, cppU, cppV, cppQ, cppR]);
 414 }
 415
 416 module CatchCutProfile(){
 417   polygon([ cppB,
 418             cppA,
 419             cppD,
 420             cppF,
 421             cppF + [0,-10],
 422             cppF + [-10,-10],
 423             lpp12 + [-10,0],
 424             lpp12 + [10,0]
 425             ]);
 426 }
 427
 428 module Flip_rhs(yn=[0,1]) {
 429   for ($rhsflip=yn) {
 430     translate([phone_width/2, 0, 0])
 431       mirror([$rhsflip,0,0])
 432       translate([-phone_width/2, 0, 0])
 433       children();
 434   }
 435 }
 436
 437 module Flip_bot(yn=[0,1]) {
 438   for ($botflip=yn) {
 439     translate([0, -phone_height/2, 0])
 440       mirror([0, $botflip, 0])
 441       translate([0, phone_height/2, 0])
 442       children();
 443   }
 444 }
 445
 446 module AroundEdges(fill_zstart, fill_th, fill_downwards=0){
 447   // sides
 448   Flip_rhs(){
 449     translate([0, -phone_cnr_rad, 0])
 450       rotate([90,0,0])
 451       linear_extrude(height = phone_height - phone_cnr_rad*2)
 452       children(0);
 453   }
 454   // corners
 455   Flip_rhs() Flip_bot() {
 456     translate([+1,-1] * phone_cnr_rad)
 457       intersection(){
 458         rotate_extrude()
 459           intersection(){
 460             mirror([1,0,0])
 461               translate([-1,0] * phone_cnr_rad)
 462               children(0);
 463             rectfromto([0,-20],[10,20]);
 464           }
 465         translate([-10, 0, -20] + 0.01 * [+1,-1, 0] )
 466           cube([10,10,40]);
 467       }
 468   }
 469   // top and bottom
 470   Flip_bot(){
 471     translate([ phone_width - phone_cnr_rad, 0,0 ])
 472       rotate([90,0,-90])
 473       linear_extrude(height = phone_width - phone_cnr_rad*2)
 474       children(0);
 475   }
 476   // fill
 477   translate([0,0, fill_zstart])
 478     mirror([0,0, fill_downwards])
 479     linear_extrude(height = fill_th)
 480     rectfromto([+1,-1] * phone_cnr_rad,
 481                [phone_width, -phone_height] + [-1,+1] * phone_cnr_rad);
 482 }
 483
 484 module CaseAperture(pos, dia, $fn) {
 485   theta = 180/$fn;
 486   translate([ pos[0] + bumper[0],
 487               -epp2i[0],
 488               -pos[1] ])
 489     rotate([-90, theta, 0])
 490     cylinder(r = dia/2 / cos(theta),
 491              h = 60);
 492 }
 493
 494 module SideButton(y, y_ref_sign, l){
 495   // y_ref_sign:
 496   //   +1  measured from top    of actual phone to top    of button
 497   //   -1  measured from bottom of actual phone to bottom of button
 498   //    0  y is centre of button in coordinate system
 499   $button_l= l;
 500   eff_y = y_ref_sign > 0 ?         -bumper [1] -y -l/2 :
 501           y_ref_sign < 0 ? (-phone -bumper)[1] +y +l/2 :
 502           y;
 503   //echo(eff_y);
 504   translate([0, eff_y, 0])
 505     children();
 506 }
 507
 508 module LidButtonishLeg(y, y_ref_sign, l=buttonishleg_default_l_is_fudge) {
 509   $button_leg_only = true;
 510   SideButton(y, y_ref_sign, l) children();
 511 }
 512
 513 module Buttons(){
 514   Flip_rhs(1) SideButton(15.580, +1, 8.9) children(); // power
 515   Flip_rhs(1) SideButton(48.700, -1, 8.920) children(); // camera
 516   Flip_rhs(0) SideButton(30.800, +1, 21.96) children(); // volume
 517   Flip_rhs(   ) LidButtonishLeg(14, -1) children();
 518 //  Flip_rhs(0) LidButtonishLeg(20, +1, 20) children();
 519 }
 520
 521 module Struts(x_start, z_min, th){
 522   // if th is negative, starts at z_min and works towards -ve z
 523   // and object should then be printed other way up
 524   for (i= [1 : 1 : case_struts_count]) {
 525     translate([0,
 526                0,
 527                z_min])
 528       mirror([0,0, th<0 ? 1 : 0])
 529       translate([0,
 530                  -phone_height * i / (case_struts_count+1),
 531                  case_struts_solid_below])
 532       linear_extrude(height= abs(th)
 533                      -(case_struts_solid_below+case_struts_solid_above))
 534       rectfromto([               x_start, -0.5 * case_struts_width ],
 535                  [ phone_width - x_start, +0.5 * case_struts_width ]);
 536   }
 537 }
 538
 539 module OrdinaryRearAperture(rhs,bot, pos){
 540   Flip_rhs(rhs) Flip_bot(bot)
 541     linextr(-20, 20)
 542     mirror([0,1])
 543     translate(pos + bumper)
 544     children();
 545 }
 546
 547 module MicroUSB(){
 548   Flip_bot(1){
 549     rotate([90,0,0])
 550       mirror([0,0,1])
 551       linextr(-epp2i[0], 60)
 552       translate([0.5 * phone_width, 0, 0])
 553       rectfromto([-microusb_width/2, epp2i[1] + microusb_below],
 554                  [+microusb_width/2, epp0[1] + -microusb_above]);
 555   }
 556 }
 557
 558 module OrdinaryRearApertures(){
 559   // rear speaker
 560   OrdinaryRearAperture(1,1, rearspeaker_pos_bl)
 561     rectfromto(-rearspeaker_gap,
 562                rearspeaker_size + rearspeaker_gap);
 563
 564   // finger hole to remove phone
 565   if (len(fingerpushhole_dias))
 566     OrdinaryRearAperture(1,0, [ fingerpushhole_dias[0]/2 + epp2i[0],
 567                                 phone[1]/2 ])
 568     scale(fingerpushhole_dias)
 569     circle(r= 0.5 );
 570 }
 571
 572 module RearCameraAperture(){
 573   Flip_rhs(1)
 574     mirror([0, 0, 1])
 575     linear_extrude(height = 20)
 576     mirror([0, 1, 0])
 577     translate(bumper)
 578     rectfromto(camera_pos_tl, camera_pos_br);
 579 }
 580
 581 module HingeLidProfile(){
 582   hull(){
 583     circleat(hppT, hp_r1);
 584     circleat(lpp12, lp_r12);
 585     polygon([lpp10,
 586              lpp13 + [2,0],
 587              lpp12,
 588              hppT]);
 589   }
 590 }
 591
 592 module HingeBaseProfile(){
 593   difference(){
 594     hull(){
 595       circleat(hppB, hp_r1);
 596       circleat(hppE, hp_r1);
 597       circleat(epp2o, case_th_bottom);
 598       circleat(hppB + [10,0], hp_r1);
 599     }
 600     polygon([epp5, epp1, epp2i, epp3, bppL]);
 601   }
 602 }
 603
 604 module HingeLeverOuterProfile(){
 605   hull(){
 606     circleat(hppT, hp_r2);
 607     circleat(hppB, hp_r2);
 608   }
 609 }
 610
 611 module HingeLeverInnerProfile(){
 612   for (s = [-1,+1]) {
 613     c = s > 0 ? hppT : hppB;
 614     translate(c)
 615       mirror([0,0,s>0])
 616       rotate(s<0 ? -40 : 0)
 617       hull()
 618       for (x=[-20,20])
 619         for (y=[0, s * 10])
 620           translate([x,y])
 621             circle(hp_rn);
 622   }
 623 }
 624
 625 module HingeLeverNutProfile(){
 626   for (c= [hppB, hppT]) {
 627     translate(c)
 628       circle($fn=6, r= 0.5 * hingescrew_nut_across / cos(30));
 629   }
 630 }
 631
 632 module Flip_hinge(doflip=1){
 633   hinge_origin = [0, -(phone_height - hppB[0]), hppB[1]];
 634   translate(hinge_origin)
 635     rotate([doflip*180,0,0])
 636     translate(-hinge_origin)
 637     children();
 638 }
 639
 640 module HingePortion(x0,x1){
 641   Flip_rhs() Flip_bot(1)
 642     translate([x0,0,0])
 643     mirror([1,0,0])
 644     rotate([90,0,-90])
 645     linear_extrude(height=x1-x0)
 646     children(0);
 647 }
 648
 649 module CatchPortion(width){
 650   translate([phone_width/2, 0,0])
 651     rotate([90,0,-90])
 652     linextr(-width/2, width/2)
 653     children(0);
 654 }
 655
 656 module CaseBase(){
 657   AroundEdges(epp3[1], case_th_bottom, 1)
 658     EdgeProfile();
 659 }
 660
 661 function prop_x(gamma) = hp_k / (2 * sin(gamma/2)) - hppT[0];
 662
 663 module PropProfileAssignments(gamma){
 664   // https://en.wikipedia.org/wiki/Solution_of_triangles#Two_sides_and_the_included_angle_given_(SAS)
 665   x = prop_x(gamma);
 666   p = phone_height + prlp10[0] - hppB[0];
 667   b = p + x;
 668
 669   q = phone_height - hppT[0] - prcp1[0]; // $prpp7[0] is 0 by definition
 670   a = q + x;
 671   c = sqrt(a*a + b*b - 2*a*b*cos(gamma));
 672   $prp_alpha = acos( (b*b + c*c - a*a) / (2*b*c) );
 673
 674   $prp_theta = 90 - $prp_alpha;
 675   beta = 180 - $prp_alpha - gamma;
 676   psi = 90 - beta;
 677
 678   //echo("abc", a,b,c);
 679
 680   v1 = [ [ cos(psi), -sin(psi) ],    // x
 681          [ sin(psi),  cos(psi) ] ];  // y
 682
 683   $prpp7 = [0, c + (lpp13[1] - $prpp10[1] - hp_k) ];
 684
 685   $prp_r1 = prc_r1;
 686   $prp_r11 = prop_main_th/2;
 687
 688   $prpp1 = $prpp7 + [1,0] *
 689     // this is approximate, but will do
 690     (prop_main_th/2 + prop_prop_gap + prcp1[0] - cppA[0]);
 691   $prpp3 = $prpp1 +
 692     v1[0] * -$prp_r1 +
 693     v1[1] * ((prcp2[1] - prcp1[1]) - prop_prop_gap);
 694   $prpp12 = $prpp3 + v1[0] *
 695     (prop_end_dia + prop_caserecess_taper * ($prpp1[1] - $prpp3[1]));
 696   $prp_r8 = prop_main_th;
 697   $prpp4 = [ prop_main_th/2, $prpp3[1] ];
 698   $prp_r5 = $prp_r8;
 699   $prpp5 = [ $prpp12[0] - $prp_r5,
 700             $prpp3[1] - prop_prong_h + $prp_r5 ];
 701   $prpp6 = $prpp4 + [0,-1] * (prop_prong_h +
 702          prop_prong_heel_slope * ($prpp5[0] - $prpp4[0]));
 703   $prpp8 = $prpp4 + [0,-1] * $prp_r8;
 704   $prpp9 = $prpp8 + [-1,0] * $prp_r8;
 705
 706   children();
 707 }
 708
 709 module PropProfile(gamma, cut=0, rot=0){ ////toplevel
 710   PropProfileAssignments(gamma){
 711
 712     //#circleat($prpp3,1);
 713     //#circleat($prpp12,1);
 714
 715     if (!cut) {
 716       hull(){
 717         translate($prpp8)
 718           intersection(){
 719             circle($prp_r8);
 720             polygon([[-20,-0], [20,20], [0,0]]);
 721           }
 722         rectfromto($prpp6, $prpp9);
 723         translate($prpp5) intersection(){
 724           circle($prp_r5);
 725           polygon([[-10,-10], [0,0], [10,0]]);
 726         }
 727         rectfromto($prpp12 + [0,-0.1], $prpp3);
 728       }
 729       hull(){
 730         circleat($prpp1, $prp_r1);
 731         rectfromto($prpp12 + [0,-0.1], $prpp3);
 732       }
 733     }
 734     // main shaft
 735     rotate([0,0, rot*-$prp_theta]){
 736       hull(){
 737         extra = cut ? prop_recess_slop : 0;
 738         rectfromto($prpp6, $prpp9);
 739         circleat($prpp11, $prp_r11 + extra);
 740         circleat($prpp10, $prp_r10 + extra);
 741       }
 742     }
 743   }
 744 }
 745
 746 module PropAggregateProfile(){
 747   for (angle = prop_angles)
 748     PropProfile(angle, 0,0);
 749 }
 750
 751 module Prop(){ ////toplevel
 752   hw = prop_main_width/2;
 753   linextr(-hw, +hw)
 754     PropAggregateProfile();
 755 }
 756
 757 module Case(){ ////toplevel
 758   difference(){
 759     union(){
 760       CaseBase();
 761
 762       // ledge (fixed keeper)
 763       Flip_rhs(1-keeper_side) intersection(){
 764         rotate([90, 0, 0])
 765           linear_extrude(height = phone_height + phone_cnr_rad * 2)
 766           KeeperProfile(1);
 767
 768         // outline of the whole case, to stop it protruding
 769         translate([0,0, -25])
 770           linear_extrude(height = 50)
 771           hull()
 772           Flip_bot()
 773           circleat([+1,-1] * phone_cnr_rad, phone_cnr_rad + case_th_side/2);
 774       }
 775
 776       // hinge
 777       HingePortion(hex20, hex21) HingeBaseProfile();
 778
 779       // buildout for prop recess
 780       if (prop_caserecess_buildout_r > 0) Flip_rhs(1)
 781         linextr(case_bottom_z, epp2i[1])
 782         hull() {
 783           for (dxs = [-1,+1])
 784             circleat([ prop_x_pos + dxs * prop_caserecess_buildout_r,
 785                        -epp2o[0] ],
 786                      r = epp2o[0] - prcp2[0]);
 787         }
 788     }
 789
 790     // slot for keeper
 791     Flip_rhs(keeper_side)
 792       translate([0, -phone_cnr_rad, 0])
 793       rotate([90, 0, 0])
 794       linear_extrude(height = phone_height + phone_cnr_rad * 2)
 795       minkowski(){
 796         KeeperProfile();
 797         rectfromto([ -keeper_gap_x,    -keeper_gap_z_bot ],
 798                    [ keeper_gap_x_holes,    +keeper_gap_z_top ]);
 799       }
 800
 801     // front camera
 802     RearCameraAperture();
 803
 804     // struts (invisible, because they're buried in the case)
 805     Struts(epp2i[0], epp2i[1] - case_th_bottom, case_th_bottom);
 806
 807     Buttons(){
 808       mirror([1,0,0])
 809         rotate([90,0,90]) {
 810           if (!($button_leg_only && enable_support))
 811           intersection(){
 812             translate([0,0,-10])
 813               linear_extrude(height= 20)
 814               ButtonPlan($button_l, 0,1);
 815             if ($button_leg_only)
 816               rotate([-90,90,0])
 817                 translate([phone_width/2, -400, kppe[1]])
 818                 mirror([1-abs($rhsflip - keeper_side),0,0])
 819                 cube([400, 800, 50]);
 820             if (enable_support)
 821               rotate([-90,90,0])
 822               translate([-400, -400, kppd[1]])
 823                 mirror([0,0,1])
 824                 cube([800,800,100]);
 825           }
 826           translate([0,0, -bppR[0]])
 827             linear_extrude(height= 20)
 828             ButtonPlan($button_l, 1,1);
 829         }
 830
 831     }
 832
 833     // apertures along top edge
 834     CaseAperture(jack_pos, jack_dia, 8);
 835     Flip_rhs(1)
 836       CaseAperture(noisecancelmic_pos, noisecancelmic_dia, 8);
 837
 838     OrdinaryRearApertures();
 839
 840     MicroUSB();
 841
 842     // gaps for the lid's hinge arms
 843     HingePortion(hex20 - hinge_x_arms_gap,
 844                  hex21 + hinge_x_arms_gap)
 845       minkowski(){
 846         HingeLidProfile();
 847         circle(r= hinge_r_arms_gap, $fn= 8);
 848       }
 849
 850     // screw holes in the hinge arms
 851     HingeScrews();
 852
 853     // catch striker
 854     CatchPortion(catch_width + catch_side_gap*2)
 855       CatchCutProfile();
 856
 857     // prop recess
 858     Flip_rhs(1)
 859       translate([prop_x_pos,0,0])
 860       mirror([0,1,0])
 861       rotate([90,0,90])
 862       linextr(-prop_recess_hw, +prop_recess_hw)
 863       hull(){
 864         for (d=[ [0,0], [0,-1], [+1,-1/prop_caserecess_taper] ])
 865           circleat(prcp1 + 20*d,
 866                    prc_r3);
 867       }
 868   }
 869 }
 870
 871 module Lid(){ ////toplevel
 872   difference(){
 873     union(){
 874       AroundEdges(lpp10[1], lpp13[1] - lpp10[1], 0)
 875         LidEdgeProfile();
 876
 877       // button covers
 878       Buttons(){
 879         intersection(){
 880           rotate([90,0,90])
 881             translate([0,0,-10])
 882             linear_extrude(height= 20)
 883             ButtonPlan($button_l, 1,0);
 884           rotate([90,0,0])
 885              translate([0,0,-100])
 886             linear_extrude(height= 200)
 887             ButtonCoverProfile();
 888         }
 889       }
 890
 891       // hinge arms
 892       HingePortion(hex20, hex21) HingeLidProfile();
 893
 894       // catch
 895       CatchPortion(catch_width)
 896         CatchCatchProfile();
 897     }
 898     Struts(lpp10[0] + strut_min_at_end, lpp13[1], -case_th_lid);
 899
 900     // screw holes in the hinge arms
 901     HingeScrews();
 902
 903     // prop recess
 904     translate([prop_x_pos, -prlp10[0], prlp10[1]])
 905       mirror([0,1,0])
 906       rotate([90,0,90])
 907       linextr(-prop_recess_hw, +prop_recess_hw)
 908       hull()
 909       for (pa = prop_angles)
 910         PropProfile(pa, 1,1);
 911   }
 912 }
 913
 914 module HingeLever(){ ////toplevel
 915   difference() {
 916     // outer body, positive
 917     HingePortion(hex22, hex22 + phone_width/2)
 918       HingeLeverOuterProfile();
 919
 920     // space for the screws
 921     HingePortion(hex26, hex24)
 922       HingeLeverInnerProfile();
 923
 924     // recesses for the nuts
 925     HingePortion(hex23, hex26+1)
 926       HingeLeverNutProfile();
 927
 928     // bores for the screws
 929     HingeScrews();
 930
 931     // space for the charging cable
 932     MicroUSB();
 933     Flip_hinge() MicroUSB();
 934   }
 935 }
 936
 937 module HingeLeverPrint(){ ////toplevel
 938   rotate([-90,0,0])
 939     translate([-phone_width/2, phone_height, 0])
 940     HingeLever();
 941 }
 942
 943 module TestSelectLength(){
 944   translate([-30, -200, -20])
 945     cube([30 + 15, 250, 40]);
 946 }
 947
 948 module TestLength(){ ////toplevel
 949   intersection(){
 950     Case();
 951     TestSelectLength();
 952   }
 953 }
 954
 955 module TestLengthRight(){ ////toplevel
 956   intersection(){
 957     Case();
 958     Flip_rhs(1)
 959       TestSelectLength();
 960   }
 961 }
 962
 963 module TestSelectWidth(){
 964   translate([-30, -(phone_height - 25), -20])
 965     mirror([0, 1, 0])
 966     cube([200, 50, 40]);
 967 }
 968
 969 module TestWidth(){ ////toplevel
 970   intersection(){
 971     Case();
 972     TestSelectWidth();
 973   }
 974 }
 975
 976 module TestLidWidthPrint(){ ////toplevel
 977   rotate([0,180.0]) intersection(){
 978     Lid();
 979     TestSelectWidth();
 980   }
 981 }
 982
 983 module TestSelectRearAperture(){
 984   minkowski(){
 985     union() children();
 986     translate([20, 0,0])
 987       cube([42, 2, 1], center=true);
 988   }
 989 }
 990
 991 module TestSelectCamera(){
 992   minkowski(){
 993     TestSelectRearAperture()
 994       RearCameraAperture();
 995     cube([0.1, 50, 0.1]);
 996   }
 997 }
 998
 999 module TestSelectOrdinaryRearApertures(){
1000   TestSelectRearAperture()
1001     OrdinaryRearApertures();
1002 }
1003
1004 module TestCamera(){ ////toplevel
1005   intersection(){
1006     Case();
1007     TestSelectCamera();
1008   }
1009 }
1010
1011 module TestLidByCamera(){ ////toplevel
1012   intersection(){
1013     Lid();
1014     TestSelectCamera();
1015   }
1016 }
1017
1018 module TestLidByCameraPrint(){ ////toplevel
1019   rotate([180,0,0]) TestLidByCamera();
1020 }
1021
1022 module DemoByCamera(){ ////toplevel
1023   color("blue") TestLidByCamera();
1024   color("red")  TestCamera();
1025 }
1026
1027 module OneKeeper(){ ////toplevel
1028   translate([0, -phone_cnr_rad, 0])
1029     rotate([90, 0, 0])
1030     linear_extrude(height = phone_height - phone_cnr_rad * 2)
1031     KeeperProfile();
1032 }
1033
1034 module OneKeeperPrint(){ ////toplevel
1035   rotate([0,180,0])
1036     OneKeeper();
1037 }
1038
1039 module LidPrint(){ ////toplevel
1040   rotate([0,180,0])
1041     Lid();
1042 }
1043
1044 module TestSelectFrame(){
1045   include = [1,-1] * (epp2i[0] + 4);
1046
1047   difference(){
1048     cube(1000, center=true);
1049     translate([0,0, -100])
1050       linear_extrude(height=200)
1051       rectfromto(include,  inside_br - include);
1052   }
1053 }
1054
1055 module TestSelectLidFrame(){
1056   TestSelectFrame();
1057 }
1058
1059 module TestFrameCase(){ ////toplevel
1060   intersection(){
1061     Case();
1062     union(){
1063       TestSelectFrame();
1064       TestSelectCamera();
1065       TestSelectOrdinaryRearApertures();
1066     }
1067   }
1068 }
1069
1070 module TestTopApertures(){ ////toplevel
1071   intersection(){
1072     Case();
1073     TestSelectFrame();
1074     translate([-100, -35, -100])
1075       cube([400, 100, 200]);
1076   }
1077 }
1078
1079 module TestFrameLidPrint(){ ////toplevel
1080   rotate([0,180,0]) intersection(){
1081     Lid();
1082     TestSelectLidFrame();
1083   }
1084 }
1085
1086 module ButtonPlanForDemo(z, deep, cut){
1087   translate([0,0,z])
1088     ButtonPlan(8, deep, cut);
1089 }
1090
1091 module HingeScrews(){
1092   Flip_rhs() Flip_bot(1){
1093     for (c= [ hppT, hppB ])
1094       translate([ hex20,
1095                   -c[0],
1096                   c[1] ]){
1097         rotate([0,90,0])
1098           translate([0,0,-.2])
1099           cylinder( r= hingescrew_shaft_dia/2,
1100                     h = hingescrew_shaft_len+0.2 );
1101         rotate([0,-90,0])
1102           translate([0,0,+.1])
1103           cylinder( r= hingescrew_head_dia/2, h = hingescrew_head_th );
1104       }
1105   }
1106 }
1107
1108 module DemoPropAngleSelect(c){
1109   color(c) difference(){
1110     union(){ children(); }
1111     translate([ prop_x_pos, -400, -200 ])
1112       cube([ 400,800,400 ]);
1113   }
1114 }
1115
1116 module DemoPropAngle(ang){
1117   hL = [0, -(phone_height - hppT[0]), hppT[1] - hp_k*2];
1118   hC = [0, -(phone_height - hppB[0]), hppB[1]];
1119
1120   translate(hL)
1121     rotate([ang/2,0,0])
1122     translate(-hL)
1123     translate(hC)
1124     rotate([ang/2,0,0])
1125     translate(-hC) {
1126       DemoPropAngleSelect("red") Case();
1127
1128       color("orange")
1129         translate([prop_x_pos, -prcp1[0], prcp1[1]])
1130         PropProfileAssignments(ang) {
1131           echo($prpp1);
1132           rotate([-$prp_theta, 0, 0])
1133           translate([0, $prpp1[0], -$prpp1[1]])
1134           rotate([90,0,-90])
1135           Prop();
1136         }
1137     }
1138
1139   translate([0,0, -hp_k*2])
1140     DemoPropAngleSelect("blue")
1141     Lid();
1142 }
1143
1144 module DemoPropAngles(){ ////toplevel
1145   for (i=[0 : len(prop_angles)-1])
1146     translate(i * [0, -100, 100])
1147     DemoPropAngle(prop_angles[i]);
1148 }
1149
1150 module DemoFrame(){ ////toplevel
1151   color("red") TestFrameCase();
1152   color("blue") intersection(){ Lid(); TestSelectLidFrame(); }
1153   color("black") HingeScrews();
1154   %HingeLever();
1155 }
1156
1157 module DemoHingedFrame(){ ///toplevel
1158   color("red") TestFrameCase();
1159   translate([0,0, -2*hp_k])
1160   color("blue") intersection(){ Lid(); TestSelectLidFrame(); }
1161
1162   Flip_hinge(){
1163     color("orange") HingeLever();
1164     color("black") HingeScrews();
1165   }
1166 }
1167
1168 module DemoHinge(){ ////toplevel
1169   translate([ -0.5*phone_width, phone_height, hp_k*3 ]) {
1170     DemoFrame();
1171     translate([0,0, -hp_k*3])
1172       DemoHingedFrame();
1173   }
1174 }
1175
1176 module DemoProfiles(){ ////toplevel
1177   LidEdgeProfile();
1178   %EdgeProfile();
1179   KeeperProfile();
1180   translate([0,0,-1]) color("black") KeeperProfile(1);
1181
1182   translate([20,0]) {
1183     LidEdgeProfile();
1184     %EdgeProfile();
1185
1186     demopoint_QR = [ bppS[0], bppQ[1] - 0.1];
1187
1188     color("blue") ButtonCoverProfile();
1189     color("red") {
1190       rectfromto(bppQ, demopoint_QR);
1191       rectfromto(bppR, demopoint_QR);
1192     }
1193   }
1194
1195   translate([-20,0]) {
1196     color("black") ButtonPlanForDemo(-2, 0,1);
1197     color("red" )  ButtonPlanForDemo(-4, 1,1);
1198     color("blue")  ButtonPlanForDemo(-6, 1,0);
1199   }
1200
1201   translate([0, -30]) {
1202     %LidEdgeProfile();
1203     %EdgeProfile();
1204     color("blue") HingeLidProfile();
1205     color("red")  HingeBaseProfile();
1206     color("black") translate([0,0,-2]) HingeLeverOuterProfile();
1207   }
1208
1209   for (f=[0,1]) {
1210     translate([-30, -60 + 30*f]) {
1211       translate([0,0,-4]) EdgeProfile();
1212       %translate([0,0,-10]) HingeBaseProfile();
1213       translate([0,-2] * f * hp_k) {
1214         translate([0,0,-4]) LidEdgeProfile();
1215         %translate([0,0,-10]) %HingeLidProfile();
1216       }
1217       translate(+hppB) rotate([0,0,180*f]) translate(-hppB) {
1218         translate([0,0,-2]) color("black") HingeLeverOuterProfile();
1219         translate([0,0,0]) color("red") difference(){
1220           HingeLeverOuterProfile();
1221           HingeLeverInnerProfile();
1222         }
1223         translate([0,0,3]) color("yellow") HingeLeverNutProfile();
1224       }
1225     }
1226   }
1227
1228   translate([20,-30]) {
1229     %EdgeProfile();
1230     %LidEdgeProfile();
1231     //translate([0,0,1]) CatchCutProfile();
1232     color("blue") CatchCatchProfile();
1233     color("red") difference(){ EdgeProfile(); CatchCutProfile(); }
1234   }
1235
1236   translate([40,-30]) {
1237     difference(){
1238       LidEdgeProfile();
1239       translate(prlp10)
1240         PropProfile(10, 1, 0);
1241     }
1242     translate(prlp10)
1243       PropProfile(15, 0);
1244   }
1245   translate([60,-30]) {
1246     PropAggregateProfile();
1247   }
1248 }
1249
1250 //EdgeProfile();
1251 //KeeperProfile();
1252 //CaseBase();
1253 //%Case();
1254 //Keeper();
1255 //LidEdgeProfile();
1256 //KeeperProfile();
1257 //DemoProfiles();
1258 //PropRecess();