fairphone-case.scad

   1 // -*- C -*-
   2
   3 phone = [ 75.0, 145.0 ];
   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 jack_pos = [ 13.92, 7.96 ];
  22 jack_dia = 9.1 + .5; // some jack I had lying around
  23
  24 case_th_bottom = 2.5;
  25 case_th_lid = 2.5;
  26 case_th_side = 2;
  27 case_th_lip = 1.2;
  28
  29 case_struts_count = 6;
  30 case_struts_solid_below = 1.00;
  31 case_struts_solid_above = 0.75;
  32 case_struts_width = 0.10;
  33
  34 keeper_th_z = 0.75;
  35 keeper_th_x = 0.75;
  36 keeper_inner_width = 2.75;
  37 keeper_inner_height = 2.75;
  38 keeper_slant_slope = 2; // larger means steeper
  39
  40 keeper_gap_z_top = 0.25;
  41 keeper_gap_z_bot = 0.75;
  42 keeper_gap_x     = 0.25;
  43 keeper_gap_x_holes = 0.75;
  44
  45 case_lip = 1.25;
  46
  47 lid_gap_x = 0.25;
  48 lid_gap_z = 0.25;
  49 lid_lip = 1.75;
  50
  51 $fa = 5;
  52 $fs = 0.1;
  53
  54 button_l_fudge = 4.4;
  55 buttonishleg_default_l_is_fudge = 10;
  56
  57 strut_min_at_end = 1.5;
  58
  59 // ---------- calculated ----------
  60
  61 phone_width =  (phone + bumper*2)[0];
  62 phone_height = (phone + bumper*2)[1];
  63
  64 inside_br = [phone_width, -phone_height];
  65
  66 //echo(camera_pos_tl + bumper,
  67 //     camera_pos_br + bumper);
  68
  69 // ----- could be changed -----
  70 lid_buttoncover_gap = lid_gap_x;
  71 lid_buttoncover_overlap = case_th_lip + keeper_gap_z_top;
  72
  73 phone_backside_slope_thick = phone_total_thick - phone_edge_thick;
  74
  75 //lid_lip_overlap_width xxx bad name = ;
  76 //lid_lip_inner_slope = [ 5, 5 ]; // xxx
  77
  78 epp0 = [0,0];
  79 epp1 = [0, -phone_edge_thick];
  80 epp2i = epp1 + phone_backside_slope_thick * [ phone_backside_slope_inner, -1 ];
  81 epp2o = epp1 + phone_backside_slope_thick * [ phone_backside_slope_outer, -1 ];
  82 epp3 = epp2i + [10, 0];
  83 epp5 = epp0 + [0,1] * (keeper_th_z + keeper_gap_z_top + case_lip);
  84 epp4 = epp5 + [-1,0] * case_th_side;
  85
  86 kppe = [0,0];
  87 kppd = kppe + [1,0] * keeper_inner_width;
  88 kppc = kppd + [0,1] * keeper_th_z;
  89 kppb = [ kppe[0] - keeper_th_x, kppc[1] ];
  90 kppf = kppe - [0,1] * keeper_inner_height;
  91 kppa = [ kppb[0], kppf[1] ];
  92
  93 lpp10 = [ epp5[0] + lid_gap_x, kppc[1] + lid_gap_z ];
  94 lpp11 = [ lpp10[0],            epp5[1] + lid_gap_z ];
  95
  96 lp_r12 = case_th_lid - (lpp11[1] - lpp10[1]);
  97
  98 lpp12 = [ epp4[0] + lp_r12,    lpp11[1] ];
  99 lpp13 = [ lpp12[0],            lpp12[1] + lp_r12 ];
 100
 101 // button profile
 102 bppM = epp4 + [0,5];
 103 bppN = [ 0.5 * (epp0[0] + epp4[0]), bppM[1] ];
 104 bppR = [ bppN[0] + lid_buttoncover_gap, -button_cutout_depth ];
 105 bppS = [ epp1[0], bppR[1] ];
 106 bppQ = [ bppM[0], bppR[1] - lid_buttoncover_overlap ];
 107 bppP = bppQ + [0,1] * lid_buttoncover_gap;
 108 bppO = [ bppN[0], bppP[1] ];
 109 bppL = lpp10 + [5,0];
 110 bppK = [ bppL[0], bppN[1] ];
 111 bppJ = [ bppN[0], bppL[1] ];
 112
 113 module rectfromto(a,b) {
 114   ab = b - a;
 115   translate([min(a[0], b[0]), min(a[1], b[1])])
 116     square([abs(ab[0]), abs(ab[1])]);
 117 }
 118 module circleat(c,r) { translate(c) circle(r); }
 119
 120 module KeeperProfile(slant=0){
 121   use_e = kppe + [0,-1] * slant * keeper_inner_width / keeper_slant_slope;
 122   polygon([use_e, kppd, kppc, kppb, kppa, kppf]);
 123 }
 124
 125 module EdgeProfile(){
 126   difference(){
 127     hull(){
 128       translate(epp3) square(case_th_bottom*2, center=true);
 129       circleat(epp2o, r=case_th_bottom);
 130       circleat(epp1, r=case_th_side);
 131       rectfromto(epp0, epp4);
 132     }
 133     polygon([ epp5 + [0,10],
 134               epp1,
 135               epp2i,
 136               epp3 + [10,0] ]);
 137   }
 138 }
 139
 140 module LidEdgeProfile(){
 141   polygon([ lpp10,
 142             lpp11,
 143             lpp12,
 144             lpp13,
 145             lpp13 + [10, 0],
 146             lpp10 + [10, 0]
 147             ]);
 148   intersection(){
 149     circleat(lpp12, r=lp_r12);
 150     rectfromto( lpp12 + [-10,   0],
 151                 lpp12 + [+10, +10] );
 152   }
 153 }
 154
 155 module ButtonCoverProfile(){
 156   intersection(){
 157     polygon([ bppM, bppP, bppO, bppJ, bppL, bppK ]);
 158     hull(){
 159       EdgeProfile();
 160       LidEdgeProfile();
 161     }
 162   }
 163 }
 164
 165 module ButtonPlan(l, deep, cut){
 166   epsilon =
 167     (cut  ? 0 : lid_buttoncover_gap);
 168
 169   delta =
 170     (deep ? lid_buttoncover_overlap : 0);
 171
 172   C = [0,0]; // by definition
 173   T = [ 0, epp4[1] ];
 174   G = T + [0,10];
 175
 176   B0 = C + [0,-1] * button_cutout_depth;
 177   B1 = B0 + [0,1] * epsilon;
 178
 179   r0 = 0.5 * (T[1] - B0[1]);
 180   A = [  -(l + button_l_fudge)/2 + r0, 0.5 * (T[1] + B0[1]) ];
 181   H = A + [0,-1] * delta;
 182
 183   D = A + [-2,0] * r0;
 184   F = D + [0,10];
 185
 186   E0 = 0.5 * (D + A);
 187   E1 = E0 + [1,0] * epsilon;
 188
 189   I0 = [ E0[0], H[1] ];
 190   I1 = [ E1[0], H[1] ];
 191
 192   hull(){
 193     for (m=[0,1]) mirror([m,0])
 194       circleat(H, r0 - epsilon);
 195   }
 196   for (m=[0,1]) mirror([m,0]) {
 197     difference(){
 198       polygon([ E1,
 199                 I1,
 200                 H,
 201                 B1,
 202                 G,
 203                 F,
 204                 D
 205                 ]);
 206       circleat(D, r0 + epsilon);
 207     }
 208   }
 209 }
 210
 211 module CaseBase_rhsflip(yn=[0,1]) {
 212   for ($rhsflip=yn) {
 213     translate([phone_width/2, 0, 0])
 214       mirror([$rhsflip,0,0])
 215       translate([-phone_width/2, 0, 0])
 216       children();
 217   }
 218 }
 219
 220 module CaseBase_botflip() {
 221   for (bot=[0,1]) {
 222     translate([0, -phone_height/2, 0])
 223       mirror([0, bot, 0])
 224       translate([0, phone_height/2, 0])
 225       children();
 226   }
 227 }
 228
 229 module AroundEdges(fill_zstart, fill_th, fill_downwards=0){
 230   // sides
 231   CaseBase_rhsflip(){
 232     translate([0, -phone_cnr_rad, 0])
 233       rotate([90,0,0])
 234       linear_extrude(height = phone_height - phone_cnr_rad*2)
 235       children(0);
 236   }
 237   // corners
 238   CaseBase_rhsflip() CaseBase_botflip() {
 239     translate([+1,-1] * phone_cnr_rad)
 240       intersection(){
 241         rotate_extrude()
 242           intersection(){
 243             mirror([1,0,0])
 244               translate([-1,0] * phone_cnr_rad)
 245               children(0);
 246             rectfromto([0,-20],[10,20]);
 247           }
 248         translate([-10, 0, -20] + 0.01 * [+1,-1, 0] )
 249           cube([10,10,40]);
 250       }
 251   }
 252   // top and bottom
 253   CaseBase_botflip(){
 254     translate([ phone_width - phone_cnr_rad, 0,0 ])
 255       rotate([90,0,-90])
 256       linear_extrude(height = phone_width - phone_cnr_rad*2)
 257       children(0);
 258   }
 259   // fill
 260   translate([0,0, fill_zstart])
 261     mirror([0,0, fill_downwards])
 262     linear_extrude(height = fill_th)
 263     rectfromto([+1,-1] * phone_cnr_rad,
 264                [phone_width, -phone_height] + [-1,+1] * phone_cnr_rad);
 265 }
 266
 267 module SideButton(y, y_ref_sign, l){
 268   // y_ref_sign:
 269   //   +1  measured from top    of actual phone to top    of button
 270   //   -1  measured from bottom of actual phone to bottom of button
 271   //    0  y is centre of button in coordinate system
 272   $button_l= l;
 273   eff_y = y_ref_sign > 0 ?         -bumper [1] -y -l/2 :
 274           y_ref_sign < 0 ? (-phone -bumper)[1] +y +l/2 :
 275           y;
 276   echo(eff_y);
 277   translate([0, eff_y, 0])
 278     children();
 279 }
 280
 281 module LidButtonishLeg(y, y_ref_sign, l=buttonishleg_default_l_is_fudge) {
 282   $button_leg_only = true;
 283   SideButton(y, y_ref_sign, l) children();
 284 }
 285
 286 module Buttons(){
 287   CaseBase_rhsflip([1]) SideButton(15.580, +1, 8.9) children(); // power
 288   CaseBase_rhsflip([1]) SideButton(48.700, -1, 8.920) children(); // camera
 289   CaseBase_rhsflip([0]) SideButton(30.800, +1, 21.96) children(); // volume
 290   CaseBase_rhsflip(   ) LidButtonishLeg(20, -1) children();
 291 //  CaseBase_rhsflip([0]) LidButtonishLeg(20, +1, 20) children();
 292 }
 293
 294 module Struts(x_start, z_min, th){
 295   // if th is negative, starts at z_min and works towards -ve z
 296   // and object should then be printed other way up
 297   for (i= [1 : 1 : case_struts_count]) {
 298     translate([0,
 299                0,
 300                z_min])
 301       mirror([0,0, th<0 ? 1 : 0])
 302       translate([0,
 303                  -phone_height * i / (case_struts_count+1),
 304                  case_struts_solid_below])
 305       linear_extrude(height= abs(th)
 306                      -(case_struts_solid_below+case_struts_solid_above))
 307       rectfromto([               x_start, -0.5 * case_struts_width ],
 308                  [ phone_width - x_start, +0.5 * case_struts_width ]);
 309   }
 310 }
 311
 312 module CaseBase(){
 313   AroundEdges(epp3[1], case_th_bottom, 1)
 314     EdgeProfile();
 315 }
 316
 317 module Case(){ ////toplevel
 318   difference(){
 319     union(){
 320       CaseBase();
 321
 322       // ledge (fixed keeper)
 323       intersection(){
 324         rotate([90, 0, 0])
 325           linear_extrude(height = phone_height + phone_cnr_rad * 2)
 326           KeeperProfile(1);
 327
 328         // outline of the whole case, to stop it protruding
 329         translate([0,0, -25])
 330           linear_extrude(height = 50)
 331           hull()
 332           // CaseBase_rhsflip() // actually, we only care about the LH
 333           CaseBase_botflip()
 334           circleat([+1,-1] * phone_cnr_rad, phone_cnr_rad + case_th_side/2);
 335       }
 336     }
 337
 338     // slot for keeper
 339     CaseBase_rhsflip(1)
 340       translate([0, -phone_cnr_rad, 0])
 341       rotate([90, 0, 0])
 342       linear_extrude(height = phone_height + phone_cnr_rad * 2)
 343       minkowski(){
 344         KeeperProfile();
 345         rectfromto([ -keeper_gap_x,    -keeper_gap_z_bot ],
 346                    [ keeper_gap_x_holes,    +keeper_gap_z_top ]);
 347       }
 348
 349     // front camera
 350     CaseBase_rhsflip([1])
 351       mirror([0, 0, 1])
 352       linear_extrude(height = 20)
 353       mirror([0, 1, 0])
 354       translate(bumper)
 355       rectfromto(camera_pos_tl, camera_pos_br);
 356
 357     // struts (invisible, because they're buried in the case)
 358     Struts(epp2i[0], epp2i[1] - case_th_bottom, case_th_bottom);
 359
 360     Buttons(){
 361       mirror([1,0,0])
 362         rotate([90,0,90]) {
 363           intersection(){
 364             translate([0,0,-10])
 365               linear_extrude(height= 20)
 366               ButtonPlan($button_l, 0,1);
 367             if ($button_leg_only)
 368               rotate([-90,90,0])
 369                 translate([phone_width/2, -400, kppe[1]])
 370                 mirror([$rhsflip,0,0]) cube([400, 800, 50]);
 371           }
 372           translate([0,0, -bppR[0]])
 373             linear_extrude(height= 20)
 374             ButtonPlan($button_l, 1,1);
 375         }
 376     }
 377
 378     // jack
 379     translate([ jack_pos[0] + bumper[0],
 380                 -epp2i[0],
 381                 -jack_pos[1] ])
 382       rotate([-90, 22.5, 0])
 383       cylinder(r = jack_dia/2 / cos(22.5),
 384                h = 60,
 385                $fn=8);
 386   }
 387 }
 388
 389 module Lid(){ ////toplevel
 390   difference(){
 391     union(){
 392       AroundEdges(lpp10[1], lpp13[1] - lpp10[1], 0)
 393         LidEdgeProfile();
 394
 395       // button covers
 396       Buttons(){
 397         intersection(){
 398           rotate([90,0,90])
 399             translate([0,0,-10])
 400             linear_extrude(height= 20)
 401             ButtonPlan($button_l, 1,0);
 402           rotate([90,0,0])
 403              translate([0,0,-100])
 404             linear_extrude(height= 200)
 405             ButtonCoverProfile();
 406         }
 407       }
 408     }
 409     Struts(lpp10[0] + strut_min_at_end, lpp13[1], -case_th_lid);
 410   }
 411 }
 412
 413 module TestLength(){ ////toplevel
 414   intersection(){
 415     Case();
 416     translate([-30, -200, -20])
 417     cube([30 + 15, 250, 40]);
 418   }
 419 }
 420
 421 module TestSelectWidth(){
 422   translate([-30, -(phone_height - 25), -20])
 423     mirror([0, 1, 0])
 424     cube([200, 50, 40]);
 425 }
 426
 427 module TestWidth(){ ////toplevel
 428   intersection(){
 429     Case();
 430     TestSelectWidth();
 431   }
 432 }
 433
 434 module TestLidWidthPrint(){ ////toplevel
 435   rotate([0,180.0]) TestLidWidth();
 436 }
 437
 438 module TestSelectCamera(){
 439   CaseBase_rhsflip(1)
 440     translate([0,0,-25])
 441     linear_extrude(height = 50)
 442     mirror([0, 1, 0])
 443     rectfromto([-20, -20],
 444                camera_pos_br + bumper + [ 5, 5 ]);
 445 }
 446
 447 module TestCamera(){ ////toplevel
 448   intersection(){
 449     Case();
 450     TestSelectCamera();
 451   }
 452 }
 453
 454 module TestLidByCamera(){ ////toplevel
 455   intersection(){
 456     Lid();
 457     TestSelectCamera();
 458   }
 459 }
 460
 461 module TestLidByCameraPrint(){ ////toplevel
 462   rotate([180,0,0]) TestLidByCamera();
 463 }
 464
 465 module DemoByCamera(){ ////toplevel
 466   color("blue") TestLidByCamera();
 467   color("red")  TestCamera();
 468 }
 469
 470 module OneKeeper(){ ////toplevel
 471   translate([0, -phone_cnr_rad, 0])
 472     rotate([90, 0, 0])
 473     linear_extrude(height = phone_height - phone_cnr_rad * 2)
 474     KeeperProfile();
 475 }
 476
 477 module OneKeeperPrint(){ ////toplevel
 478   rotate([0,180,0])
 479     OneKeeper();
 480 }
 481
 482 module LidPrint(){ ////toplevel
 483   rotate([0,180,0])
 484     Lid();
 485 }
 486
 487 module TestSelectFrame(){
 488   include = [1,-1] * (epp2i[0] + 4);
 489
 490   difference(){
 491     cube(1000, center=true);
 492     translate([0,0, -100])
 493       linear_extrude(height=200)
 494       rectfromto(include,  inside_br - include);
 495   }
 496 }
 497
 498 module TestFrameCase(){ ////toplevel
 499   intersection(){
 500     Case();
 501     union(){
 502       TestSelectFrame();
 503       TestSelectCamera();
 504     }
 505   }
 506 }
 507
 508 module TestFrameLidPrint(){ ////toplevel
 509   rotate([0,0,180]) intersection(){
 510     Lid();
 511     TestSelectFrame();
 512   }
 513 }
 514
 515 module Keeper(){ ////toplevel
 516   CaseBase_rhsflip()
 517     OneKeeper();
 518 }
 519
 520 module ButtonPlanForDemo(z, deep, cut){
 521   translate([0,0,z])
 522     ButtonPlan(8, deep, cut);
 523 }
 524
 525 module DemoProfiles(){ ////toplevel
 526   LidEdgeProfile();
 527   %EdgeProfile();
 528   KeeperProfile();
 529   translate([0,0,-1]) color("black") KeeperProfile(1);
 530
 531   translate([20,0]) {
 532     LidEdgeProfile();
 533     %EdgeProfile();
 534
 535     demopoint_QR = [ bppS[0], bppQ[1] - 0.1];
 536
 537     color("blue") ButtonCoverProfile();
 538     color("red") {
 539       rectfromto(bppQ, demopoint_QR);
 540       rectfromto(bppR, demopoint_QR);
 541     }
 542   }
 543
 544   translate([-20,0]) {
 545     color("black") ButtonPlanForDemo(-2, 0,1);
 546     color("red" )  ButtonPlanForDemo(-4, 1,1);
 547     color("blue")  ButtonPlanForDemo(-6, 1,0);
 548   }
 549 }
 550
 551 //EdgeProfile();
 552 //KeeperProfile();
 553 //CaseBase();
 554 //%Case();
 555 //Keeper();
 556 //LidEdgeProfile();
 557 //KeeperProfile();
 558 //DemoProfiles();