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 led_window_style = 3;
  18 // 0: no window
  19 // 1: simply an opening
  20 // 2: opening with separate cover model, for printing in clear (two colour)
  21 // 3: like 2 but one-layer window for ad-hoc multi-colour
  22
  23 initial_layer_thick = 0.400; // ^ needed for mode 3 only
  24 multicolour_gap = 0.15; // each side
  25
  26 phone_cnr_rad = 6.0;
  27
  28 button_cutout_depth = 9;
  29
  30 phone_edge_thick = 9.0;
  31 phone_total_thick = 12.0;
  32 phone_backside_slope_inner = 1.5; // larger means shallower
  33 phone_backside_slope_outer = 1.0; // larger means shallower
  34
  35 camera_pos_tl = [  6.450, 12.750 ]; // measured from tl corner
  36 camera_pos_br = [ 22.300, 37.600 ]; // tl/br as seen from back
  37
  38 jack_pos = [ 13.83, 8.485 ];
  39 jack_dia = 10.64 + .5; // some jack I had lying around
  40
  41 led_pos = [ 12.50, 8.00 ];
  42 led_aperture = 5;
  43 led_windowledge = 0.75; // each side
  44
  45 noisecancelmic_pos = [ 19.54, 7.37 ];   // from rhs
  46 noisecancelmic_dia = 4.00;
  47
  48 //fingerpushhole_dias = [ 15, 18 ];
  49 fingerpushhole_dias = [];
  50
  51 rearspeaker_pos_bl = [ 12.64, 18.72 ];
  52 rearspeaker_size   = [  3.76,  7.36 ];
  53
  54 microusb_above = 3.27 - 0.25;
  55 microusb_below = 0.0;
  56 microusb_width = 16.12 + 1.25;
  57
  58 case_th_bottom = 2.5;
  59 case_th_lid = 2.5;
  60 case_th_side = 2;
  61 case_th_lip = 1.2;
  62
  63 case_struts_count = 6;
  64 case_struts_solid_below = 1.00;
  65 case_struts_solid_above = 0.75;
  66 case_struts_width = 0.10;
  67
  68 keeper_th_z = 0.75;
  69 keeper_th_x = 0.75;
  70 keeper_inner_width = 2.75;
  71 keeper_inner_height = 2.75;
  72 keeper_slant_slope = 2; // larger means steeper
  73
  74 keeper_gap_z_top = 0.25;
  75 keeper_gap_z_bot = 0.75;
  76 keeper_gap_x     = 0.25;
  77 keeper_gap_x_holes = 0.75;
  78
  79 keeper_side = 0; // 0 = lhs; 1 = rhs
  80
  81 case_lip = 1.25;
  82
  83 lid_gap_x = 0.25;
  84 lid_gap_z = 0.25;
  85 lid_lip = 1.75;
  86
  87 catch_slop = 0.50;
  88
  89 foldover_gap = 0.50;
  90 foldover_lever_gap = 0.50;
  91
  92 // properties of the hinge fasteners
  93 hingescrew_shaft_dia = 2.0 + 0.25; // M2 x 12mm machine screw
  94 hingescrew_shaft_len = 12;
  95 hingescrew_fasteners_extra_thick = 0.40;
  96 // ^ amount of thread protruding if everything was completely nominal
  97 //   and we are using two nuts
  98 hingescrew_nut_access_dia = 4.72 + 0.50;
  99 // ^ washer is 4.72 dia
 100 //   also, want to get pliers or tiny spanner in to do up locknut
 101 hingescrew_nut_across = 3.92 + 0.25; // incl. slop around recess slop
 102 hingescrew_nut_thick = 1.93;
 103 hingescrew_head_th = 1.38 + 0.75;
 104 hingescrew_head_dia = 3.92;
 105
 106 hingescrew_nut_recess_portion = 2/3; // portion of nut in recess
 107
 108 lever_cover_th = 0.75;
 109 hingemount_th = 2.5;
 110 hingemount_wd = 4.8725;
 111
 112 $fa = 5;
 113 $fs = 0.1;
 114
 115 button_l_fudge = 4.4;
 116 buttonishleg_default_l_is_fudge = 10;
 117
 118 hinge_base_slope = 1.5; // bigger is steeper
 119
 120 strut_min_at_end = 1.5;
 121
 122 hinge_x_gap = 0.125;
 123 hinge_x_postscrew_gap = 0.75;
 124 hinge_x_arms_gap = 0.35;
 125 hinge_r_arms_gap = 0.55;
 126
 127 rearspeaker_gap    = [ 2.0, 2.0 ]; // each side
 128
 129 catch_len = 7.5;
 130 catch_width = 15;
 131 catch_thickness = 1.0;
 132 catch_side_gap = 0.75; // each side
 133
 134 catch_depth = 0.75;
 135 catch_height = 0.35;
 136 catch_finger_height = 1.5;
 137 catch_finger_depth = 2.5;
 138
 139 prop_recess_under = 0.50;
 140 prop_recess_slop = 0.200; // each side
 141 prop_end_dia = 0.5;
 142 prop_main_th = 3;
 143 prop_taper_len = 6;
 144 prop_main_width = 4;
 145 prop_side_gap = 0.75; // each side
 146 prop_lidrecess_behind = 0.75;
 147 prop_caserecess_behind = 0.75;
 148 prop_caserecess_taper = 0.45; // one side only
 149 prop_prop_gap = 0.5;
 150 prop_prong_heel_slope = 0.5;
 151
 152 // ---------- calculated ----------
 153
 154 phone_width =  (phone + bumper*2)[0];
 155 phone_height = (phone + bumper*2)[1];
 156
 157 inside_br = [phone_width, -phone_height];
 158
 159 prop_prong_h = prop_main_th;
 160
 161 //echo(camera_pos_tl + bumper,
 162 //     camera_pos_br + bumper);
 163
 164 // ----- could be changed -----
 165 lid_buttoncover_gap = lid_gap_x;
 166 lid_buttoncover_overlap = case_th_lip + keeper_gap_z_top;
 167
 168 phone_backside_slope_thick = phone_total_thick - phone_edge_thick;
 169
 170 //prop_lidrecess_depth = case_th_lid - prop_recess_under;
 171
 172 //prop_nose_len = case_th_lid - prop_recess_under;
 173 //prop_recess_slope = tan(prop_max_angle); // bigger means steeper
 174 //prop_recess_width = prop_main_th / cos(prop_max_angle) + prop_backfwd_gap;
 175
 176
 177 //lid_lip_overlap_width xxx bad name = ;
 178 //lid_lip_inner_slope = [ 5, 5 ]; // xxx
 179
 180 epp0 = [0,0];
 181 epp1 = [0, -phone_edge_thick];
 182 epp2i = epp1 + phone_backside_slope_thick * [ phone_backside_slope_inner, -1 ];
 183 epp2o = epp1 + phone_backside_slope_thick * [ phone_backside_slope_outer, -1 ];
 184 epp3 = epp2i + [10, 0];
 185 epp5 = epp0 + [0,1] * (keeper_th_z + keeper_gap_z_top + case_lip);
 186 epp4 = epp5 + [-1,0] * case_th_side;
 187
 188 kppe = [0,0];
 189 kppd = kppe + [1,0] * keeper_inner_width;
 190 kppc = kppd + [0,1] * keeper_th_z;
 191 kppb = [ kppe[0] - keeper_th_x, kppc[1] ];
 192 kppf = kppe - [0,1] * keeper_inner_height;
 193 kppa = [ kppb[0], kppf[1] ];
 194
 195 lpp10 = [ epp5[0] + lid_gap_x, kppc[1] + lid_gap_z ];
 196 lpp11 = [ lpp10[0],            epp5[1] + lid_gap_z ];
 197
 198 lp_r12 = case_th_lid - (lpp11[1] - lpp10[1]);
 199
 200 lpp12 = [ epp4[0] + lp_r12,    lpp11[1] ];
 201 lpp13 = [ lpp12[0],            lpp12[1] + lp_r12 ];
 202
 203 case_bottom_z = epp2o[1] - case_th_bottom;
 204
 205 // button profile
 206 bppM = epp4 + [0,5];
 207 bppN = [ 0.5 * (epp0[0] + epp4[0]), bppM[1] ];
 208 bppR = [ bppN[0] + lid_buttoncover_gap, -button_cutout_depth ];
 209 bppS = [ epp1[0], bppR[1] ];
 210 bppQ = [ bppM[0], bppR[1] - lid_buttoncover_overlap ];
 211 bppP = bppQ + [0,1] * lid_buttoncover_gap;
 212 bppO = [ bppN[0], bppP[1] ];
 213 bppL = lpp10 + [5,0];
 214 bppK = [ bppL[0], bppN[1] ];
 215 bppJ = [ bppN[0], bppL[1] ];
 216 bppU = [ bppJ[0], lpp12[1] ];
 217 bppV = lpp11;
 218 bppW = lpp10;
 219
 220 // notification led aperture
 221
 222 nla_r0 = led_aperture/2;
 223 nla_r1 = nla_r0 + led_windowledge;
 224 nla_r2 = nla_r1 + multicolour_gap;
 225 nla_t =
 226   led_window_style >= 3 ? initial_layer_thick :
 227   led_window_style >= 2 ? led_window_ledge : 0;
 228
 229
 230 // hinge plan
 231 hp_rn = hingescrew_nut_access_dia/2;
 232 hp_r2_min = hp_rn + lever_cover_th;
 233 hp_rs = hingescrew_shaft_dia/2;
 234 hp_r1_min = hp_rs + hingemount_th;
 235
 236 hp_r1 = max(hp_r1_min, hp_r2_min);
 237 hp_r2 = hp_r1;
 238
 239 hppU = lpp13;
 240 hppS = epp2o + [0,-1] * case_th_bottom;
 241 hp_k = 0.5 * (hppU[1] - hppS[1] + foldover_gap);
 242
 243 hppM = [ epp4[0] - foldover_lever_gap - hp_r2,
 244          0.5 * (hppU + hppS)[1] ];
 245 hppT = [ hppM[0], hppU[1] - hp_r1 ];
 246 hppB = hppT + [0,-1] * hp_k;
 247
 248 hppE_y = epp2o[1] - case_th_bottom + hp_r1;
 249 hppE_x = hppB[0] + (hppB[1] - hppE_y) * hinge_base_slope;
 250 hppE = [ hppE_x, hppE_y ];
 251
 252 // hinge elevation x coords
 253
 254 hex20 = max(epp2o[0],
 255             phone_cnr_rad,
 256             kppd[0] + hingescrew_head_th + keeper_gap_x_holes);
 257 hex21 = hex20 + hingemount_wd;
 258 hex22 = hex21 + hinge_x_gap;
 259 hex27 = hex20 + hingescrew_shaft_len;
 260 hex24 = hex27 + hinge_x_postscrew_gap;
 261 hex23 = hex27 - (hingescrew_nut_thick*2
 262                  + hingescrew_fasteners_extra_thick);
 263 hex26 = hex23 + hingescrew_nut_thick * 2/3;
 264
 265 echo(hex20, hex21, hex22, hex23, hex24);
 266 //  6, 10.8725, 10.9975, 13.74, 18.75
 267 module chk(act,exp) {
 268   if (abs(act-exp) > 1e-9) echo("WRONG", act, exp);
 269   else echo("ok", act);
 270 }
 271 chk(hex20, 6);
 272 chk(hex21, 10.8725);
 273 chk(hex22, 10.9975);
 274 chk(hex23, 13.74);
 275 chk(hex24, 18.75);
 276
 277 // catch
 278
 279 cppJ = [ epp4[0] + catch_thickness, lpp10[1] ];
 280 cppA = cppJ + [lid_gap_x, -lid_gap_z];
 281 cppB = [ epp0[0], cppA[1] ];
 282 cppP = [ epp4[0], cppJ[1] ];
 283
 284 cppS = cppJ + [0,-1] * catch_len;
 285 cppD = [ cppA[0], cppS[1] + catch_slop ];
 286 cppC = [ cppB[0], cppD[1] ];
 287 cppT = cppS + [1,0] * catch_depth;
 288 cppU = cppT + [0,-1] * catch_height;
 289 cppV = [ cppS[0], cppU[1] - catch_depth ];
 290
 291 cppR = 0.5*(cppP + cppJ);
 292
 293 cp_rQ = 0.5 * (cppJ[0] - cppP[0]);
 294 cppQ = [ cppR[0],
 295          cppV[1] - (catch_finger_height - cp_rQ) ];
 296 cppF = [ cppV[0] + catch_finger_depth, cppC[1] ];
 297
 298 // prop recess in case
 299
 300 prop_x_pos = phone_width/2;
 301
 302 prop_recess_hw = 0.5 * prop_main_width + prop_side_gap;
 303
 304 prc_r1 = prop_end_dia/2;
 305 prc_r3 = prc_r1 + prop_recess_slop;
 306
 307 prcp2 = [ epp4[0] + prop_buildout_less,
 308           case_bottom_z ];
 309
 310 prop_caserecess_buildout_r = -1; // prcp2[0] - epp2o[0];
 311
 312 prcp1 = [ epp2o[0] + prc_r3 + prop_caserecess_behind,
 313           epp2i[1] - prc_r3 - prop_recess_under];
 314
 315 // prop recess in lid
 316
 317 prl_r10 = prop_end_dia/2;
 318 prl_r10o = prl_r10 + prop_recess_slop;
 319
 320 prlp10 = lpp10 + [1,1] * prl_r10o
 321   + [1,0] * prop_lidrecess_behind
 322   + [0,1] * prop_recess_under;
 323
 324 // prop
 325
 326 $prpp10 = [0,0];
 327 $prpp11 = [0, prop_taper_len];
 328
 329 $prp_r10 = prl_r10;
 330
 331 // ---------- modules ----------
 332
 333 module KeeperProfile(slant=0){
 334   use_e = kppe + [0,-1] * slant * keeper_inner_width / keeper_slant_slope;
 335   polygon([use_e, kppd, kppc, kppb, kppa, kppf]);
 336 }
 337
 338 module EdgeProfile(){
 339   difference(){
 340     hull(){
 341       translate(epp3) square(case_th_bottom*2, center=true);
 342       circleat(epp2o, r=case_th_bottom);
 343       circleat(epp1, r=case_th_side);
 344       rectfromto(epp0, epp4);
 345     }
 346     polygon([ epp5 + [0,10],
 347               epp1,
 348               epp2i,
 349               epp3 + [10,0] ]);
 350   }
 351 }
 352
 353 module LidEdgeProfile(){
 354   polygon([ lpp10,
 355             lpp11,
 356             lpp12,
 357             lpp13,
 358             lpp13 + [10, 0],
 359             lpp10 + [10, 0]
 360             ]);
 361   intersection(){
 362     circleat(lpp12, r=lp_r12);
 363     rectfromto( lpp12 + [-10,   0],
 364                 lpp12 + [+10, +10] );
 365   }
 366 }
 367
 368 module ButtonCoverProfile(){
 369   intersection(){
 370     polygon(concat([ bppM, bppP, bppO, bppJ ],
 371                    (enable_support ? [ bppU, bppV, bppW ] : []),
 372                    [ bppL, bppK ]));
 373     hull(){
 374       EdgeProfile();
 375       LidEdgeProfile();
 376     }
 377   }
 378 }
 379
 380 module ButtonPlan(l, deep, cut){
 381   epsilon =
 382     (cut  ? 0 : lid_buttoncover_gap);
 383
 384   delta =
 385     (deep ? lid_buttoncover_overlap : 0);
 386
 387   C = [0,0]; // by definition
 388   T = [ 0, epp4[1] ];
 389   G = T + [0,10];
 390
 391   B0 = C + [0,-1] * button_cutout_depth;
 392   B1 = B0 + [0,1] * epsilon;
 393
 394   r0 = 0.5 * (T[1] - B0[1]);
 395   A = [  -(l + button_l_fudge)/2 + r0, 0.5 * (T[1] + B0[1]) ];
 396   H = A + [0,-1] * delta;
 397
 398   D = A + [-2,0] * r0;
 399   F = D + [0,10];
 400
 401   E0 = 0.5 * (D + A);
 402   E1 = E0 + [1,0] * epsilon;
 403
 404   I0 = [ E0[0], H[1] ];
 405   I1 = [ E1[0], H[1] ];
 406
 407   hull(){
 408     for (m=[0,1]) mirror([m,0])
 409       circleat(H, r0 - epsilon);
 410   }
 411   for (m=[0,1]) mirror([m,0]) {
 412     difference(){
 413       polygon([ E1,
 414                 I1,
 415                 H,
 416                 B1,
 417                 G,
 418                 F,
 419                 D
 420                 ]);
 421       circleat(D, r0 + epsilon);
 422     }
 423   }
 424 }
 425
 426 module CatchCatchProfile(){
 427   hull(){
 428     for (c=[ cppR, cppQ ])
 429       circleat(c, cp_rQ);
 430   }
 431   hull(){
 432     circleat(lpp12, lp_r12);
 433     circleat(lpp12 + [5,0], lp_r12);
 434     rectfromto(cppP, cppP + [5,0.1]);
 435   }
 436   polygon([cppJ, cppS, cppT, cppU, cppV, cppQ, cppR]);
 437 }
 438
 439 module CatchCutProfile(){
 440   polygon([ cppB,
 441             cppA,
 442             cppD,
 443             cppF,
 444             cppF + [0,-10],
 445             cppF + [-10,-10],
 446             lpp12 + [-10,0],
 447             lpp12 + [10,0]
 448             ]);
 449 }
 450
 451 module Flip_rhs(yn=[0,1]) {
 452   for ($rhsflip=yn) {
 453     translate([phone_width/2, 0, 0])
 454       mirror([$rhsflip,0,0])
 455       translate([-phone_width/2, 0, 0])
 456       children();
 457   }
 458 }
 459
 460 module Flip_bot(yn=[0,1]) {
 461   for ($botflip=yn) {
 462     translate([0, -phone_height/2, 0])
 463       mirror([0, $botflip, 0])
 464       translate([0, phone_height/2, 0])
 465       children();
 466   }
 467 }
 468
 469 module AroundEdges(fill_zstart, fill_th, fill_downwards=0){
 470   // sides
 471   Flip_rhs(){
 472     translate([0, -phone_cnr_rad, 0])
 473       rotate([90,0,0])
 474       linear_extrude(height = phone_height - phone_cnr_rad*2)
 475       children(0);
 476   }
 477   // corners
 478   Flip_rhs() Flip_bot() {
 479     translate([+1,-1] * phone_cnr_rad)
 480       intersection(){
 481         rotate_extrude()
 482           intersection(){
 483             mirror([1,0,0])
 484               translate([-1,0] * phone_cnr_rad)
 485               children(0);
 486             rectfromto([0,-20],[10,20]);
 487           }
 488         translate([-10, 0, -20] + 0.01 * [+1,-1, 0] )
 489           cube([10,10,40]);
 490       }
 491   }
 492   // top and bottom
 493   Flip_bot(){
 494     translate([ phone_width - phone_cnr_rad, 0,0 ])
 495       rotate([90,0,-90])
 496       linear_extrude(height = phone_width - phone_cnr_rad*2)
 497       children(0);
 498   }
 499   // fill
 500   translate([0,0, fill_zstart])
 501     mirror([0,0, fill_downwards])
 502     linear_extrude(height = fill_th)
 503     rectfromto([+1,-1] * phone_cnr_rad,
 504                [phone_width, -phone_height] + [-1,+1] * phone_cnr_rad);
 505 }
 506
 507 module CaseAperture(pos, dia, $fn) {
 508   theta = 180/$fn;
 509   translate([ pos[0] + bumper[0],
 510               -epp2i[0],
 511               -pos[1] ])
 512     rotate([-90, theta, 0])
 513     cylinder(r = dia/2 / cos(theta),
 514              h = 60);
 515 }
 516
 517 module SideButton(y, y_ref_sign, l){
 518   // y_ref_sign:
 519   //   +1  measured from top    of actual phone to top    of button
 520   //   -1  measured from bottom of actual phone to bottom of button
 521   //    0  y is centre of button in coordinate system
 522   $button_l= l;
 523   eff_y = y_ref_sign > 0 ?         -bumper [1] -y -l/2 :
 524           y_ref_sign < 0 ? (-phone -bumper)[1] +y +l/2 :
 525           y;
 526   //echo(eff_y);
 527   translate([0, eff_y, 0])
 528     children();
 529 }
 530
 531 module LidButtonishLeg(y, y_ref_sign, l=buttonishleg_default_l_is_fudge) {
 532   $button_leg_only = true;
 533   SideButton(y, y_ref_sign, l) children();
 534 }
 535
 536 module Buttons(){
 537   Flip_rhs(1) SideButton(15.580, +1, 8.9) children(); // power
 538   Flip_rhs(1) SideButton(48.700, -1, 8.920) children(); // camera
 539   Flip_rhs(0) SideButton(30.800, +1, 21.96) children(); // volume
 540   Flip_rhs(   ) LidButtonishLeg(14, -1) children();
 541 //  Flip_rhs(0) LidButtonishLeg(20, +1, 20) children();
 542 }
 543
 544 module Struts(x_start, z_min, th){
 545   // if th is negative, starts at z_min and works towards -ve z
 546   // and object should then be printed other way up
 547   for (i= [1 : 1 : case_struts_count]) {
 548     translate([0,
 549                0,
 550                z_min])
 551       mirror([0,0, th<0 ? 1 : 0])
 552       translate([0,
 553                  -phone_height * i / (case_struts_count+1),
 554                  case_struts_solid_below])
 555       linear_extrude(height= abs(th)
 556                      -(case_struts_solid_below+case_struts_solid_above))
 557       rectfromto([               x_start, -0.5 * case_struts_width ],
 558                  [ phone_width - x_start, +0.5 * case_struts_width ]);
 559   }
 560 }
 561
 562 module OrdinaryRearAperture(rhs,bot, pos){
 563   Flip_rhs(rhs) Flip_bot(bot)
 564     linextr(-20, 20)
 565     mirror([0,1])
 566     translate(pos + bumper)
 567     children();
 568 }
 569
 570 module MicroUSB(){
 571   Flip_bot(1){
 572     rotate([90,0,0])
 573       mirror([0,0,1])
 574       linextr(-epp2i[0], 60)
 575       translate([0.5 * phone_width, 0, 0])
 576       rectfromto([-microusb_width/2, epp2i[1] + microusb_below],
 577                  [+microusb_width/2, epp0[1] + -microusb_above]);
 578   }
 579 }
 580
 581 module OrdinaryRearApertures(){
 582   // rear speaker
 583   OrdinaryRearAperture(1,1, rearspeaker_pos_bl)
 584     rectfromto(-rearspeaker_gap,
 585                rearspeaker_size + rearspeaker_gap);
 586
 587   // finger hole to remove phone
 588   if (len(fingerpushhole_dias))
 589     OrdinaryRearAperture(1,0, [ fingerpushhole_dias[0]/2 + epp2i[0],
 590                                 phone[1]/2 ])
 591     scale(fingerpushhole_dias)
 592     circle(r= 0.5 );
 593 }
 594
 595 module RearCameraAperture(){
 596   Flip_rhs(1)
 597     mirror([0, 0, 1])
 598     linear_extrude(height = 20)
 599     mirror([0, 1, 0])
 600     translate(bumper)
 601     rectfromto(camera_pos_tl, camera_pos_br);
 602 }
 603
 604 module HingeLidProfile(){
 605   hull(){
 606     circleat(hppT, hp_r1);
 607     circleat(lpp12, lp_r12);
 608     polygon([lpp10,
 609              lpp13 + [2,0],
 610              lpp12,
 611              hppT]);
 612   }
 613 }
 614
 615 module HingeBaseProfile(){
 616   difference(){
 617     hull(){
 618       circleat(hppB, hp_r1);
 619       circleat(hppE, hp_r1);
 620       circleat(epp2o, case_th_bottom);
 621       circleat(hppB + [10,0], hp_r1);
 622     }
 623     polygon([epp5, epp1, epp2i, epp3, bppL]);
 624   }
 625 }
 626
 627 module HingeLeverOuterProfile(){
 628   hull(){
 629     circleat(hppT, hp_r2);
 630     circleat(hppB, hp_r2);
 631   }
 632 }
 633
 634 module HingeLeverInnerProfile(){
 635   for (s = [-1,+1]) {
 636     c = s > 0 ? hppT : hppB;
 637     translate(c)
 638       mirror([0,0,s>0])
 639       rotate(s<0 ? -40 : 0)
 640       hull()
 641       for (x=[-20,20])
 642         for (y=[0, s * 10])
 643           translate([x,y])
 644             circle(hp_rn);
 645   }
 646 }
 647
 648 module HingeLeverNutProfile(){
 649   for (c= [hppB, hppT]) {
 650     translate(c)
 651       circle($fn=6, r= 0.5 * hingescrew_nut_across / cos(30));
 652   }
 653 }
 654
 655 module Flip_hinge(doflip=1){
 656   hinge_origin = [0, -(phone_height - hppB[0]), hppB[1]];
 657   translate(hinge_origin)
 658     rotate([doflip*180,0,0])
 659     translate(-hinge_origin)
 660     children();
 661 }
 662
 663 module HingePortion(x0,x1){
 664   Flip_rhs() Flip_bot(1)
 665     translate([x0,0,0])
 666     mirror([1,0,0])
 667     rotate([90,0,-90])
 668     linear_extrude(height=x1-x0)
 669     children(0);
 670 }
 671
 672 module CatchPortion(width){
 673   translate([phone_width/2, 0,0])
 674     rotate([90,0,-90])
 675     linextr(-width/2, width/2)
 676     children(0);
 677 }
 678
 679 module CaseBase(){
 680   AroundEdges(epp3[1], case_th_bottom, 1)
 681     EdgeProfile();
 682 }
 683
 684 function prop_x(gamma) = hp_k / (2 * sin(gamma/2)) - hppT[0];
 685
 686 module PropProfileAssignments(gamma){
 687   // https://en.wikipedia.org/wiki/Solution_of_triangles#Two_sides_and_the_included_angle_given_(SAS)
 688   x = prop_x(gamma);
 689   p = phone_height + prlp10[0] - hppB[0];
 690   b = p + x;
 691
 692   q = phone_height - hppT[0] - prcp1[0]; // $prpp7[0] is 0 by definition
 693   a = q + x;
 694   c = sqrt(a*a + b*b - 2*a*b*cos(gamma));
 695   $prp_alpha = acos( (b*b + c*c - a*a) / (2*b*c) );
 696
 697   $prp_theta = 90 - $prp_alpha;
 698   beta = 180 - $prp_alpha - gamma;
 699   psi = 90 - beta;
 700
 701   //echo("abc", a,b,c);
 702
 703   v1 = [ [ cos(psi), -sin(psi) ],    // x
 704          [ sin(psi),  cos(psi) ] ];  // y
 705
 706   $prpp7 = [0, c + (lpp13[1] - $prpp10[1] - hp_k) ];
 707
 708   $prp_r1 = prc_r1;
 709   $prp_r11 = prop_main_th/2;
 710
 711   $prpp1 = $prpp7 + [1,0] *
 712     // this is approximate, but will do
 713     (prop_main_th/2 + prop_prop_gap + prcp1[0] - cppA[0]);
 714   $prpp3 = $prpp1 +
 715     v1[0] * -$prp_r1 +
 716     v1[1] * ((prcp2[1] - prcp1[1]) - prop_prop_gap);
 717   $prpp12 = $prpp3 + v1[0] *
 718     (prop_end_dia + prop_caserecess_taper * ($prpp1[1] - $prpp3[1]));
 719   $prp_r8 = prop_main_th;
 720   $prpp4 = [ prop_main_th/2, $prpp3[1] ];
 721   $prp_r5 = $prp_r8;
 722   $prpp5 = [ $prpp12[0] - $prp_r5,
 723             $prpp3[1] - prop_prong_h + $prp_r5 ];
 724   $prpp6 = $prpp4 + [0,-1] * (prop_prong_h +
 725          prop_prong_heel_slope * ($prpp5[0] - $prpp4[0]));
 726   $prpp8 = $prpp4 + [0,-1] * $prp_r8;
 727   $prpp9 = $prpp8 + [-1,0] * $prp_r8;
 728
 729   children();
 730 }
 731
 732 module PropProfile(gamma, cut=0, rot=0){ ////toplevel
 733   PropProfileAssignments(gamma){
 734
 735     //#circleat($prpp3,1);
 736     //#circleat($prpp12,1);
 737
 738     if (!cut) {
 739       hull(){
 740         translate($prpp8)
 741           intersection(){
 742             circle($prp_r8);
 743             polygon([[-20,-0], [20,20], [0,0]]);
 744           }
 745         rectfromto($prpp6, $prpp9);
 746         translate($prpp5) intersection(){
 747           circle($prp_r5);
 748           polygon([[-10,-10], [0,0], [10,0]]);
 749         }
 750         rectfromto($prpp12 + [0,-0.1], $prpp3);
 751       }
 752       hull(){
 753         circleat($prpp1, $prp_r1);
 754         rectfromto($prpp12 + [0,-0.1], $prpp3);
 755       }
 756     }
 757     // main shaft
 758     rotate([0,0, rot*-$prp_theta]){
 759       hull(){
 760         extra = cut ? prop_recess_slop : 0;
 761         rectfromto($prpp6, $prpp9);
 762         circleat($prpp11, $prp_r11 + extra);
 763         circleat($prpp10, $prp_r10 + extra);
 764       }
 765     }
 766   }
 767 }
 768
 769 module PropAggregateProfile(){
 770   for (angle = prop_angles)
 771     PropProfile(angle, 0,0);
 772 }
 773
 774 module Prop(){ ////toplevel
 775   hw = prop_main_width/2;
 776   linextr(-hw, +hw)
 777     PropAggregateProfile();
 778 }
 779
 780 module Case(){ ////toplevel
 781   difference(){
 782     union(){
 783       CaseBase();
 784
 785       // ledge (fixed keeper)
 786       Flip_rhs(1-keeper_side) intersection(){
 787         rotate([90, 0, 0])
 788           linear_extrude(height = phone_height + phone_cnr_rad * 2)
 789           KeeperProfile(1);
 790
 791         // outline of the whole case, to stop it protruding
 792         translate([0,0, -25])
 793           linear_extrude(height = 50)
 794           hull()
 795           Flip_bot()
 796           circleat([+1,-1] * phone_cnr_rad, phone_cnr_rad + case_th_side/2);
 797       }
 798
 799       // hinge
 800       HingePortion(hex20, hex21) HingeBaseProfile();
 801
 802       // buildout for prop recess
 803       if (prop_caserecess_buildout_r > 0) Flip_rhs(1)
 804         linextr(case_bottom_z, epp2i[1])
 805         hull() {
 806           for (dxs = [-1,+1])
 807             circleat([ prop_x_pos + dxs * prop_caserecess_buildout_r,
 808                        -epp2o[0] ],
 809                      r = epp2o[0] - prcp2[0]);
 810         }
 811     }
 812
 813     // slot for keeper
 814     Flip_rhs(keeper_side)
 815       translate([0, -phone_cnr_rad, 0])
 816       rotate([90, 0, 0])
 817       linear_extrude(height = phone_height + phone_cnr_rad * 2)
 818       minkowski(){
 819         KeeperProfile();
 820         rectfromto([ -keeper_gap_x,    -keeper_gap_z_bot ],
 821                    [ keeper_gap_x_holes,    +keeper_gap_z_top ]);
 822       }
 823
 824     // front camera
 825     RearCameraAperture();
 826
 827     // struts (invisible, because they're buried in the case)
 828     Struts(epp2i[0], epp2i[1] - case_th_bottom, case_th_bottom);
 829
 830     Buttons(){
 831       mirror([1,0,0])
 832         rotate([90,0,90]) {
 833           if (!($button_leg_only && enable_support))
 834           intersection(){
 835             translate([0,0,-10])
 836               linear_extrude(height= 20)
 837               ButtonPlan($button_l, 0,1);
 838             if ($button_leg_only)
 839               rotate([-90,90,0])
 840                 translate([phone_width/2, -400, kppe[1]])
 841                 mirror([1-abs($rhsflip - keeper_side),0,0])
 842                 cube([400, 800, 50]);
 843             if (enable_support)
 844               rotate([-90,90,0])
 845               translate([-400, -400, kppd[1]])
 846                 mirror([0,0,1])
 847                 cube([800,800,100]);
 848           }
 849           translate([0,0, -bppR[0]])
 850             linear_extrude(height= 20)
 851             ButtonPlan($button_l, 1,1);
 852         }
 853
 854     }
 855
 856     // apertures along top edge
 857     CaseAperture(jack_pos, jack_dia, 8);
 858     Flip_rhs(1)
 859       CaseAperture(noisecancelmic_pos, noisecancelmic_dia, 8);
 860
 861     OrdinaryRearApertures();
 862
 863     MicroUSB();
 864
 865     // gaps for the lid's hinge arms
 866     HingePortion(hex20 - hinge_x_arms_gap,
 867                  hex21 + hinge_x_arms_gap)
 868       minkowski(){
 869         HingeLidProfile();
 870         circle(r= hinge_r_arms_gap, $fn= 8);
 871       }
 872
 873     // screw holes in the hinge arms
 874     HingeScrews();
 875
 876     // catch striker
 877     CatchPortion(catch_width + catch_side_gap*2)
 878       CatchCutProfile();
 879
 880     // prop recess
 881     Flip_rhs(1)
 882       translate([prop_x_pos,0,0])
 883       mirror([0,1,0])
 884       rotate([90,0,90])
 885       linextr(-prop_recess_hw, +prop_recess_hw)
 886       hull(){
 887         for (d=[ [0,0], [0,-1], [+1,-1/prop_caserecess_taper] ])
 888           circleat(prcp1 + 20*d,
 889                    prc_r3);
 890       }
 891   }
 892 }
 893
 894 module Lid(){ ////toplevel
 895   difference(){
 896     union(){
 897       AroundEdges(lpp10[1], lpp13[1] - lpp10[1], 0)
 898         LidEdgeProfile();
 899
 900       // button covers
 901       Buttons(){
 902         intersection(){
 903           rotate([90,0,90])
 904             translate([0,0,-10])
 905             linear_extrude(height= 20)
 906             ButtonPlan($button_l, 1,0);
 907           rotate([90,0,0])
 908              translate([0,0,-100])
 909             linear_extrude(height= 200)
 910             ButtonCoverProfile();
 911         }
 912       }
 913
 914       // hinge arms
 915       HingePortion(hex20, hex21) HingeLidProfile();
 916
 917       // catch
 918       CatchPortion(catch_width)
 919         CatchCatchProfile();
 920     }
 921     Struts(lpp10[0] + strut_min_at_end, lpp13[1], -case_th_lid);
 922
 923     // screw holes in the hinge arms
 924     HingeScrews();
 925
 926     // prop recess
 927     translate([prop_x_pos, -prlp10[0], prlp10[1]])
 928       mirror([0,1,0])
 929       rotate([90,0,90])
 930       linextr(-prop_recess_hw, +prop_recess_hw)
 931       hull()
 932       for (pa = prop_angles)
 933         PropProfile(pa, 1,1);
 934
 935     // notification led aperture
 936     if (led_window_style)
 937       translate([led_pos[0], -led_pos[1], lpp13[1]]) {
 938         translate([0,0,-10])
 939           cylinder(r=nla_r0, h=20);
 940         if (led_window_style >= 2)
 941           translate([0,0, -nla_t])
 942             cylinder(r=nla_r2, height=20);
 943       }
 944   }
 945 }
 946
 947 module HingeLever(){ ////toplevel
 948   difference() {
 949     // outer body, positive
 950     HingePortion(hex22, hex22 + phone_width/2)
 951       HingeLeverOuterProfile();
 952
 953     // space for the screws
 954     HingePortion(hex26, hex24)
 955       HingeLeverInnerProfile();
 956
 957     // recesses for the nuts
 958     HingePortion(hex23, hex26+1)
 959       HingeLeverNutProfile();
 960
 961     // bores for the screws
 962     HingeScrews();
 963
 964     // space for the charging cable
 965     MicroUSB();
 966     Flip_hinge() MicroUSB();
 967   }
 968 }
 969
 970 module HingeLeverPrint(){ ////toplevel
 971   rotate([-90,0,0])
 972     translate([-phone_width/2, phone_height, 0])
 973     HingeLever();
 974 }
 975
 976 module TestSelectLength(){
 977   translate([-30, -200, -20])
 978     cube([30 + 15, 250, 40]);
 979 }
 980
 981 module TestLength(){ ////toplevel
 982   intersection(){
 983     Case();
 984     TestSelectLength();
 985   }
 986 }
 987
 988 module TestLengthRight(){ ////toplevel
 989   intersection(){
 990     Case();
 991     Flip_rhs(1)
 992       TestSelectLength();
 993   }
 994 }
 995
 996 module TestSelectWidth(){
 997   translate([-30, -(phone_height - 25), -20])
 998     mirror([0, 1, 0])
 999     cube([200, 50, 40]);
1000 }
1001
1002 module TestWidth(){ ////toplevel
1003   intersection(){
1004     Case();
1005     TestSelectWidth();
1006   }
1007 }
1008
1009 module TestLidWidthPrint(){ ////toplevel
1010   rotate([0,180.0]) intersection(){
1011     Lid();
1012     TestSelectWidth();
1013   }
1014 }
1015
1016 module TestSelectRearAperture(){
1017   minkowski(){
1018     union() children();
1019     translate([20, 0,0])
1020       cube([42, 2, 1], center=true);
1021   }
1022 }
1023
1024 module TestSelectCamera(){
1025   minkowski(){
1026     TestSelectRearAperture()
1027       RearCameraAperture();
1028     cube([0.1, 50, 0.1]);
1029   }
1030 }
1031
1032 module TestSelectOrdinaryRearApertures(){
1033   TestSelectRearAperture()
1034     OrdinaryRearApertures();
1035 }
1036
1037 module TestCamera(){ ////toplevel
1038   intersection(){
1039     Case();
1040     TestSelectCamera();
1041   }
1042 }
1043
1044 module TestLidByCamera(){ ////toplevel
1045   intersection(){
1046     Lid();
1047     TestSelectCamera();
1048   }
1049 }
1050
1051 module TestLidByCameraPrint(){ ////toplevel
1052   rotate([180,0,0]) TestLidByCamera();
1053 }
1054
1055 module DemoByCamera(){ ////toplevel
1056   color("blue") TestLidByCamera();
1057   color("red")  TestCamera();
1058 }
1059
1060 module OneKeeper(){ ////toplevel
1061   translate([0, -phone_cnr_rad, 0])
1062     rotate([90, 0, 0])
1063     linear_extrude(height = phone_height - phone_cnr_rad * 2)
1064     KeeperProfile();
1065 }
1066
1067 module OneKeeperPrint(){ ////toplevel
1068   rotate([0,180,0])
1069     OneKeeper();
1070 }
1071
1072 module LidPrint(){ ////toplevel
1073   rotate([0,180,0])
1074     Lid();
1075 }
1076
1077 module TestSelectFrame(){
1078   include = [1,-1] * (epp2i[0] + 4);
1079
1080   difference(){
1081     cube(1000, center=true);
1082     translate([0,0, -100])
1083       linear_extrude(height=200)
1084       rectfromto(include,  inside_br - include);
1085   }
1086 }
1087
1088 module TestSelectLidFrame(){
1089   TestSelectFrame();
1090 }
1091
1092 module TestFrameCase(){ ////toplevel
1093   intersection(){
1094     Case();
1095     union(){
1096       TestSelectFrame();
1097       TestSelectCamera();
1098       TestSelectOrdinaryRearApertures();
1099     }
1100   }
1101 }
1102
1103 module TestTopApertures(){ ////toplevel
1104   intersection(){
1105     Case();
1106     TestSelectFrame();
1107     translate([-100, -35, -100])
1108       cube([400, 100, 200]);
1109   }
1110 }
1111
1112 module TestFrameLidPrint(){ ////toplevel
1113   rotate([0,180,0]) intersection(){
1114     Lid();
1115     TestSelectLidFrame();
1116   }
1117 }
1118
1119 module ButtonPlanForDemo(z, deep, cut){
1120   translate([0,0,z])
1121     ButtonPlan(8, deep, cut);
1122 }
1123
1124 module HingeScrews(){
1125   Flip_rhs() Flip_bot(1){
1126     for (c= [ hppT, hppB ])
1127       translate([ hex20,
1128                   -c[0],
1129                   c[1] ]){
1130         rotate([0,90,0])
1131           translate([0,0,-.2])
1132           cylinder( r= hingescrew_shaft_dia/2,
1133                     h = hingescrew_shaft_len+0.2 );
1134         rotate([0,-90,0])
1135           translate([0,0,+.1])
1136           cylinder( r= hingescrew_head_dia/2, h = hingescrew_head_th );
1137       }
1138   }
1139 }
1140
1141 module DemoPropAngleSelect(c){
1142   color(c) difference(){
1143     union(){ children(); }
1144     translate([ prop_x_pos, -400, -200 ])
1145       cube([ 400,800,400 ]);
1146   }
1147 }
1148
1149 module DemoPropAngle(ang){
1150   hL = [0, -(phone_height - hppT[0]), hppT[1] - hp_k*2];
1151   hC = [0, -(phone_height - hppB[0]), hppB[1]];
1152
1153   translate(hL)
1154     rotate([ang/2,0,0])
1155     translate(-hL)
1156     translate(hC)
1157     rotate([ang/2,0,0])
1158     translate(-hC) {
1159       DemoPropAngleSelect("red") Case();
1160
1161       color("orange")
1162         translate([prop_x_pos, -prcp1[0], prcp1[1]])
1163         PropProfileAssignments(ang) {
1164           echo($prpp1);
1165           rotate([-$prp_theta, 0, 0])
1166           translate([0, $prpp1[0], -$prpp1[1]])
1167           rotate([90,0,-90])
1168           Prop();
1169         }
1170     }
1171
1172   translate([0,0, -hp_k*2])
1173     DemoPropAngleSelect("blue")
1174     Lid();
1175 }
1176
1177 module DemoPropAngles(){ ////toplevel
1178   for (i=[0 : len(prop_angles)-1])
1179     translate(i * [0, -100, 100])
1180     DemoPropAngle(prop_angles[i]);
1181 }
1182
1183 module DemoFrame(){ ////toplevel
1184   color("red") TestFrameCase();
1185   color("blue") intersection(){ Lid(); TestSelectLidFrame(); }
1186   color("black") HingeScrews();
1187   %HingeLever();
1188 }
1189
1190 module DemoHingedFrame(){ ///toplevel
1191   color("red") TestFrameCase();
1192   translate([0,0, -2*hp_k])
1193   color("blue") intersection(){ Lid(); TestSelectLidFrame(); }
1194
1195   Flip_hinge(){
1196     color("orange") HingeLever();
1197     color("black") HingeScrews();
1198   }
1199 }
1200
1201 module DemoHinge(){ ////toplevel
1202   translate([ -0.5*phone_width, phone_height, hp_k*3 ]) {
1203     DemoFrame();
1204     translate([0,0, -hp_k*3])
1205       DemoHingedFrame();
1206   }
1207 }
1208
1209 module DemoProfiles(){ ////toplevel
1210   LidEdgeProfile();
1211   %EdgeProfile();
1212   KeeperProfile();
1213   translate([0,0,-1]) color("black") KeeperProfile(1);
1214
1215   translate([20,0]) {
1216     LidEdgeProfile();
1217     %EdgeProfile();
1218
1219     demopoint_QR = [ bppS[0], bppQ[1] - 0.1];
1220
1221     color("blue") ButtonCoverProfile();
1222     color("red") {
1223       rectfromto(bppQ, demopoint_QR);
1224       rectfromto(bppR, demopoint_QR);
1225     }
1226   }
1227
1228   translate([-20,0]) {
1229     color("black") ButtonPlanForDemo(-2, 0,1);
1230     color("red" )  ButtonPlanForDemo(-4, 1,1);
1231     color("blue")  ButtonPlanForDemo(-6, 1,0);
1232   }
1233
1234   translate([0, -30]) {
1235     %LidEdgeProfile();
1236     %EdgeProfile();
1237     color("blue") HingeLidProfile();
1238     color("red")  HingeBaseProfile();
1239     color("black") translate([0,0,-2]) HingeLeverOuterProfile();
1240   }
1241
1242   for (f=[0,1]) {
1243     translate([-30, -60 + 30*f]) {
1244       translate([0,0,-4]) EdgeProfile();
1245       %translate([0,0,-10]) HingeBaseProfile();
1246       translate([0,-2] * f * hp_k) {
1247         translate([0,0,-4]) LidEdgeProfile();
1248         %translate([0,0,-10]) %HingeLidProfile();
1249       }
1250       translate(+hppB) rotate([0,0,180*f]) translate(-hppB) {
1251         translate([0,0,-2]) color("black") HingeLeverOuterProfile();
1252         translate([0,0,0]) color("red") difference(){
1253           HingeLeverOuterProfile();
1254           HingeLeverInnerProfile();
1255         }
1256         translate([0,0,3]) color("yellow") HingeLeverNutProfile();
1257       }
1258     }
1259   }
1260
1261   translate([20,-30]) {
1262     %EdgeProfile();
1263     %LidEdgeProfile();
1264     //translate([0,0,1]) CatchCutProfile();
1265     color("blue") CatchCatchProfile();
1266     color("red") difference(){ EdgeProfile(); CatchCutProfile(); }
1267   }
1268
1269   translate([40,-30]) {
1270     difference(){
1271       LidEdgeProfile();
1272       translate(prlp10)
1273         PropProfile(10, 1, 0);
1274     }
1275     translate(prlp10)
1276       PropProfile(15, 0);
1277   }
1278   translate([60,-30]) {
1279     PropAggregateProfile();
1280   }
1281 }
1282
1283 //EdgeProfile();
1284 //KeeperProfile();
1285 //CaseBase();
1286 //%Case();
1287 //Keeper();
1288 //LidEdgeProfile();
1289 //KeeperProfile();
1290 //DemoProfiles();
1291 //PropRecess();