chiark / gitweb /
522717a7966d22dde29a16f8bbe063d597b99ac3
[reprap-play.git] / fairphone-case.scad
1 // -*- C -*-
2
3 phone = [ 145.0, 75.0 ];
4
5 bumper = [ 0.250, 0.250 ];
6 // ^ One side.  Overall size is increased by twice this.
7 // If no bumpers, is the gap around the phone.
8
9 phone_cnr_rad = 6.0;
10
11 button_cutout_depth = 9;
12
13 phone_edge_thick = 9.0;
14 phone_total_thick = 12.0;
15 phone_backside_slope_inner = 1.5; // larger means shallower
16 phone_backside_slope_outer = 1.0; // larger means shallower
17
18 camera_pos_tl = [  6.450, 12.750 ]; // measured from tl corner
19 camera_pos_br = [ 22.300, 37.600 ]; // tl/br as seen from back
20
21 case_th_bottom = 2.5;
22 case_th_lid = 2.5;
23 case_th_side = 2;
24 case_th_lip = 1.2;
25
26 case_struts_count = 6;
27 case_struts_solid_below = 1.00;
28 case_struts_solid_above = 0.75;
29 case_struts_width = 0.10;
30
31 keeper_th_z = 0.75;
32 keeper_th_x = 0.75;
33 keeper_inner_width = 2.75;
34 keeper_inner_height = 2.75;
35 keeper_slant_slope = 2; // larger means steeper
36
37 keeper_gap_z_top = 0.25;
38 keeper_gap_z_bot = 0.75;
39 keeper_gap_x     = 0.25;
40 keeper_gap_x_holes = 0.75;
41
42 case_lip = 1.25;
43
44 lid_gap_x = 0.25;
45 lid_gap_z = 0.25;
46 lid_lip = 1.75;
47
48 $fa = 5;
49 $fs = 0.1;
50
51 button_l_fudge = 4.4;
52
53 strut_min_at_end = 1.5;
54
55 // ---------- calculated ----------
56
57 phone_height = (phone + bumper*2)[0];
58 phone_width =  (phone + bumper*2)[1];
59
60 //echo(camera_pos_tl + bumper,
61 //     camera_pos_br + bumper);
62
63 // ----- could be changed -----
64 lid_buttoncover_gap = lid_gap_x;
65 lid_buttoncover_overlap = case_th_lip + keeper_gap_z_top;
66
67 phone_backside_slope_thick = phone_total_thick - phone_edge_thick;
68
69 //lid_lip_overlap_width xxx bad name = ;
70 //lid_lip_inner_slope = [ 5, 5 ]; // xxx
71
72 epp0 = [0,0];
73 epp1 = [0, -phone_edge_thick];
74 epp2i = epp1 + phone_backside_slope_thick * [ phone_backside_slope_inner, -1 ];
75 epp2o = epp1 + phone_backside_slope_thick * [ phone_backside_slope_outer, -1 ];
76 epp3 = epp2i + [10, 0];
77 epp5 = epp0 + [0,1] * (keeper_th_z + keeper_gap_z_top + case_lip);
78 epp4 = epp5 + [-1,0] * case_th_side;
79
80 kppe = [0,0];
81 kppd = kppe + [1,0] * keeper_inner_width;
82 kppc = kppd + [0,1] * keeper_th_z;
83 kppb = [ kppe[0] - keeper_th_x, kppc[1] ];
84 kppf = kppe - [0,1] * keeper_inner_height;
85 kppa = [ kppb[0], kppf[1] ];
86
87 lpp10 = [ epp5[0] + lid_gap_x, kppc[1] + lid_gap_z ];
88 lpp11 = [ lpp10[0],            epp5[1] + lid_gap_z ];
89
90 lp_r12 = case_th_lid - (lpp11[1] - lpp10[1]);
91
92 lpp12 = [ epp4[0] + lp_r12,    lpp11[1] ];
93 lpp13 = [ lpp12[0],            lpp12[1] + lp_r12 ];
94
95 // button profile
96 bppM = epp4 + [0,5];
97 bppN = [ 0.5 * (epp0[0] + epp4[0]), bppM[1] ];
98 bppR = [ bppN[0] + lid_buttoncover_gap, -button_cutout_depth ];
99 bppS = [ epp1[0], bppR[1] ];
100 bppQ = [ bppM[0], bppR[1] - lid_buttoncover_overlap ];
101 bppP = bppQ + [0,1] * lid_buttoncover_gap;
102 bppO = [ bppN[0], bppP[1] ];
103 bppL = lpp10 + [5,0];
104 bppK = [ bppL[0], bppN[1] ];
105 bppJ = [ bppN[0], bppL[1] ];
106
107 module rectfromto(a,b) {
108   ab = b - a;
109   translate([min(a[0], b[0]), min(a[1], b[1])])
110     square([abs(ab[0]), abs(ab[1])]);
111 }
112 module circleat(c,r) { translate(c) circle(r); }
113
114 module KeeperProfile(slant=0){
115   use_e = kppe + [0,-1] * slant * keeper_inner_width / keeper_slant_slope;
116   polygon([use_e, kppd, kppc, kppb, kppa, kppf]);
117 }
118
119 module EdgeProfile(){
120   difference(){
121     hull(){
122       translate(epp3) square(case_th_bottom*2, center=true);
123       circleat(epp2o, r=case_th_bottom);
124       circleat(epp1, r=case_th_side);
125       rectfromto(epp0, epp4);
126     }
127     polygon([ epp5 + [0,10],
128               epp1,
129               epp2i,
130               epp3 + [10,0] ]);
131   }
132 }
133
134 module LidEdgeProfile(){
135   polygon([ lpp10,
136             lpp11,
137             lpp12,
138             lpp13,
139             lpp13 + [10, 0],
140             lpp10 + [10, 0]
141             ]);
142   intersection(){
143     circleat(lpp12, r=lp_r12);
144     rectfromto( lpp12 + [-10,   0],
145                 lpp12 + [+10, +10] );
146   }
147 }
148
149 module ButtonCoverProfile(){
150   intersection(){
151     polygon([ bppM, bppP, bppO, bppJ, bppL, bppK ]);
152     hull(){
153       EdgeProfile();
154       LidEdgeProfile();
155     }
156   }
157 }
158
159 module ButtonPlan(l, deep, cut){
160   epsilon =
161     (cut  ? 0 : lid_buttoncover_gap);
162
163   delta =
164     (deep ? lid_buttoncover_overlap : 0);
165
166   C = [0,0]; // by definition
167   T = [ 0, epp4[1] ];
168   G = T + [0,10];
169
170   B0 = C + [0,-1] * button_cutout_depth;
171   B1 = B0 + [0,1] * epsilon;
172
173   r0 = 0.5 * (T[1] - B0[1]);
174   A = [  -(l + button_l_fudge)/2 + r0, 0.5 * (T[1] + B0[1]) ];
175   H = A + [0,-1] * delta;
176
177   D = A + [-2,0] * r0;
178   F = D + [0,10];
179
180   E0 = 0.5 * (D + A);
181   E1 = E0 + [1,0] * epsilon;
182
183   I0 = [ E0[0], H[1] ];
184   I1 = [ E1[0], H[1] ];
185
186   hull(){
187     for (m=[0,1]) mirror([m,0])
188       circleat(H, r0 - epsilon);
189   }
190   for (m=[0,1]) mirror([m,0]) {
191     difference(){
192       polygon([ E1,
193                 I1,
194                 H,
195                 B1,
196                 G,
197                 F,
198                 D
199                 ]);
200       circleat(D, r0 + epsilon);
201     }
202   }
203 }
204
205 module CaseBase_rhsflip(yn=[0,1]) {
206   for (rhs=yn) {
207     translate([phone_width/2, 0, 0])
208       mirror([rhs,0,0])
209       translate([-phone_width/2, 0, 0])
210       children();
211   }
212 }
213
214 module CaseBase_botflip() {
215   for (bot=[0,1]) {
216     translate([0, -phone_height/2, 0])
217       mirror([0, bot, 0])
218       translate([0, phone_height/2, 0])
219       children();
220   }
221 }  
222
223 module AroundEdges(fill_zstart, fill_th, fill_downwards=0){
224   // sides
225   CaseBase_rhsflip(){
226     translate([0, -phone_cnr_rad, 0])
227       rotate([90,0,0])
228       linear_extrude(height = phone_height - phone_cnr_rad*2)
229       children(0);
230   }
231   // corners
232   CaseBase_rhsflip() CaseBase_botflip() {
233     translate([+1,-1] * phone_cnr_rad)
234       intersection(){
235         rotate_extrude()
236           intersection(){
237             mirror([1,0,0])
238               translate([-1,0] * phone_cnr_rad)
239               children(0);
240             rectfromto([0,-20],[10,20]);
241           }
242         translate([-10, 0, -20] + 0.01 * [+1,-1, 0] )
243           cube([10,10,40]);
244       }
245   }
246   // top and bottom
247   CaseBase_botflip(){
248     translate([ phone_width - phone_cnr_rad, 0,0 ])
249       rotate([90,0,-90])
250       linear_extrude(height = phone_width - phone_cnr_rad*2)
251       children(0);
252   }
253   // fill
254   translate([0,0, fill_zstart])
255     mirror([0,0, fill_downwards])
256     linear_extrude(height = fill_th)
257     rectfromto([+1,-1] * phone_cnr_rad,
258                [phone_width, -phone_height] + [-1,+1] * phone_cnr_rad);
259 }
260
261 module SideButton(y, y_ref_sign, l){
262   // y_ref_sign:
263   //   +1  measured from top    of actual phone to top    of button
264   //   -1  measured from bottom of actual phone to bottom of button
265   //    0  y is centre of button in coordinate system
266   $button_l= l;
267   eff_y = y_ref_sign > 0 ?         -bumper [1] -y -l/2 :
268           y_ref_sign < 0 ? (-phone +bumper)[1] +y +l/2 :
269           -y;
270   echo(eff_y);
271   translate([0, eff_y, 0])
272     children();
273 }
274
275 module Buttons(){
276   CaseBase_rhsflip([1]) SideButton(15.580, +1, 8.9) children(); // power
277 }
278
279 module Struts(x_start, z_min, th){
280   // if th is negative, starts at z_min and works towards -ve z
281   // and object should then be printed other way up
282   for (i= [1 : 1 : case_struts_count]) {
283     translate([0,
284                0,
285                z_min])
286       mirror([0,0, th<0 ? 1 : 0])
287       translate([0,
288                  -phone_height * i / (case_struts_count+1),
289                  case_struts_solid_below])
290       linear_extrude(height= abs(th)
291                      -(case_struts_solid_below+case_struts_solid_above))
292       rectfromto([               x_start, -0.5 * case_struts_width ],
293                  [ phone_width - x_start, +0.5 * case_struts_width ]);
294   }
295 }
296
297 module CaseBase(){
298   AroundEdges(epp3[1], case_th_bottom, 1)
299     EdgeProfile();
300 }
301
302 module Case(){ ////toplevel
303   difference(){
304     union(){
305       CaseBase();
306
307       // ledge (fixed keeper)
308       intersection(){
309         rotate([90, 0, 0])
310           linear_extrude(height = phone_height + phone_cnr_rad * 2)
311           KeeperProfile(1);
312
313         // outline of the whole case, to stop it protruding
314         translate([0,0, -25])
315           linear_extrude(height = 50)
316           hull()
317           // CaseBase_rhsflip() // actually, we only care about the LH
318           CaseBase_botflip()
319           circleat([+1,-1] * phone_cnr_rad, phone_cnr_rad + case_th_side/2);
320       }
321     }
322
323     // slot for keeper
324     CaseBase_rhsflip(1)
325       translate([0, -phone_cnr_rad, 0])
326       rotate([90, 0, 0])
327       linear_extrude(height = phone_height + phone_cnr_rad * 2)
328       minkowski(){
329         KeeperProfile();
330         rectfromto([ -keeper_gap_x,    -keeper_gap_z_bot ],
331                    [ keeper_gap_x_holes,    +keeper_gap_z_top ]);
332       }
333
334     // front camera
335     CaseBase_rhsflip([1])
336       mirror([0, 0, 1])
337       linear_extrude(height = 20)
338       mirror([0, 1, 0])
339       translate(bumper)
340       rectfromto(camera_pos_tl, camera_pos_br);
341
342     // struts (invisible, because they're buried in the case)
343     Struts(epp2i[0], epp2i[1] - case_th_bottom, case_th_bottom);
344
345     Buttons(){
346       mirror([1,0,0])
347         rotate([90,0,90]) {
348           translate([0,0,-10])
349             linear_extrude(height= 20)
350             ButtonPlan($button_l, 0,1);
351           translate([0,0, -bppR[0]])
352             linear_extrude(height= 20)
353             ButtonPlan($button_l, 1,1);
354         }
355     }
356   }
357 }
358
359 module Lid(){ ////toplevel
360   difference(){
361     union(){
362       AroundEdges(lpp10[1], lpp13[1] - lpp10[1], 0)
363         LidEdgeProfile();
364
365       // button covers
366       Buttons(){
367         intersection(){
368           rotate([90,0,90])
369             translate([0,0,-10])
370             linear_extrude(height= 20)
371             ButtonPlan($button_l, 1,0);
372           rotate([90,0,0])
373              translate([0,0,-100])
374             linear_extrude(height= 200)
375             ButtonCoverProfile();
376         }
377       }
378     }
379     Struts(lpp10[0] + strut_min_at_end, lpp13[1], -case_th_lid);
380   }
381 }
382
383 module TestLength(){ ////toplevel
384   intersection(){
385     Case();
386     translate([-30, -200, -20])
387     cube([30 + 15, 250, 40]);
388   }
389 }
390
391 module TestSelectWidth(){
392   translate([-30, -(phone_height - 25), -20])
393     mirror([0, 1, 0])
394     cube([200, 50, 40]);
395 }
396
397 module TestWidth(){ ////toplevel
398   intersection(){
399     Case();
400     TestSelectWidth();
401   }
402 }
403
404 module TestLidWidthPrint(){ ////toplevel
405   rotate([0,180.0]) TestLidWidth();
406 }
407
408 module TestSelectCamera(){
409   CaseBase_rhsflip(1)
410     translate([0,0,-25])
411     linear_extrude(height = 50)
412     mirror([0, 1, 0])
413     rectfromto([-20, -20],
414                camera_pos_br + bumper + [ 5, 5 ]);
415 }
416
417 module TestCamera(){ ////toplevel
418   intersection(){
419     Case();
420     TestSelectCamera();
421   }
422 }
423
424 module TestLidByCamera(){ ////toplevel
425   intersection(){
426     Lid();
427     TestSelectCamera();
428   }
429 }
430
431 module TestLidByCameraPrint(){ ////toplevel
432   rotate([180,0,0]) TestLidByCamera();
433 }
434
435 module DemoByCamera(){ ////toplevel
436   color("blue") TestLidByCamera();
437   color("red")  TestCamera();
438 }
439
440 module OneKeeper(){ ////toplevel
441   translate([0, -phone_cnr_rad, 0])
442     rotate([90, 0, 0])
443     linear_extrude(height = phone_height - phone_cnr_rad * 2)
444     KeeperProfile();
445 }
446
447 module OneKeeperPrint(){ ////toplevel
448   rotate([0,180,0])
449     OneKeeper();
450 }
451
452 module Keeper(){ ////toplevel
453   CaseBase_rhsflip()
454     OneKeeper();
455 }
456
457 module ButtonPlanForDemo(z, deep, cut){
458   translate([0,0,z])
459     ButtonPlan(8, deep, cut);
460 }
461
462 module DemoProfiles(){ ////toplevel
463   LidEdgeProfile();
464   %EdgeProfile();
465   KeeperProfile();
466   translate([0,0,-1]) color("black") KeeperProfile(1);
467
468   translate([20,0]) {
469     LidEdgeProfile();
470     %EdgeProfile();
471
472     demopoint_QR = [ bppS[0], bppQ[1] - 0.1];
473   
474     color("blue") ButtonCoverProfile();
475     color("red") {
476       rectfromto(bppQ, demopoint_QR);
477       rectfromto(bppR, demopoint_QR);
478     }
479   }
480
481   translate([-20,0]) {
482     color("black") ButtonPlanForDemo(-2, 0,1);
483     color("red" )  ButtonPlanForDemo(-4, 1,1);
484     color("blue")  ButtonPlanForDemo(-6, 1,0);
485   }
486 }
487
488 //EdgeProfile();
489 //KeeperProfile();
490 //CaseBase();
491 //%Case();
492 //Keeper();
493 //LidEdgeProfile();
494 //KeeperProfile();
495 //DemoProfiles();