chiark / gitweb /
fairphone-case: add fingerpushhole
[reprap-play.git] / 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 noisecancelmic_pos = [ 19.54, 7.37 ];   // from rhs
25 noisecancelmic_dia = 1.75;
26
27 fingerpushhole_dias = [ 14, 17 ];
28
29 rearspeaker_pos_bl = [ 14.92, 18.72 ];
30 rearspeaker_size   = [  3.76,  7.36 ];
31
32 case_th_bottom = 2.5;
33 case_th_lid = 2.5;
34 case_th_side = 2;
35 case_th_lip = 1.2;
36
37 case_struts_count = 6;
38 case_struts_solid_below = 1.00;
39 case_struts_solid_above = 0.75;
40 case_struts_width = 0.10;
41
42 keeper_th_z = 0.75;
43 keeper_th_x = 0.75;
44 keeper_inner_width = 2.75;
45 keeper_inner_height = 2.75;
46 keeper_slant_slope = 2; // larger means steeper
47
48 keeper_gap_z_top = 0.25;
49 keeper_gap_z_bot = 0.75;
50 keeper_gap_x     = 0.25;
51 keeper_gap_x_holes = 0.75;
52
53 case_lip = 1.25;
54
55 lid_gap_x = 0.25;
56 lid_gap_z = 0.25;
57 lid_lip = 1.75;
58
59 $fa = 5;
60 $fs = 0.1;
61
62 button_l_fudge = 4.4;
63 buttonishleg_default_l_is_fudge = 10;
64
65 strut_min_at_end = 1.5;
66
67 rearspeaker_gap    = [ 1.0, 1.0 ]; // each side
68
69 // ---------- calculated ----------
70
71 phone_width =  (phone + bumper*2)[0];
72 phone_height = (phone + bumper*2)[1];
73
74 inside_br = [phone_width, -phone_height];
75
76 //echo(camera_pos_tl + bumper,
77 //     camera_pos_br + bumper);
78
79 // ----- could be changed -----
80 lid_buttoncover_gap = lid_gap_x;
81 lid_buttoncover_overlap = case_th_lip + keeper_gap_z_top;
82
83 phone_backside_slope_thick = phone_total_thick - phone_edge_thick;
84
85 //lid_lip_overlap_width xxx bad name = ;
86 //lid_lip_inner_slope = [ 5, 5 ]; // xxx
87
88 epp0 = [0,0];
89 epp1 = [0, -phone_edge_thick];
90 epp2i = epp1 + phone_backside_slope_thick * [ phone_backside_slope_inner, -1 ];
91 epp2o = epp1 + phone_backside_slope_thick * [ phone_backside_slope_outer, -1 ];
92 epp3 = epp2i + [10, 0];
93 epp5 = epp0 + [0,1] * (keeper_th_z + keeper_gap_z_top + case_lip);
94 epp4 = epp5 + [-1,0] * case_th_side;
95
96 kppe = [0,0];
97 kppd = kppe + [1,0] * keeper_inner_width;
98 kppc = kppd + [0,1] * keeper_th_z;
99 kppb = [ kppe[0] - keeper_th_x, kppc[1] ];
100 kppf = kppe - [0,1] * keeper_inner_height;
101 kppa = [ kppb[0], kppf[1] ];
102
103 lpp10 = [ epp5[0] + lid_gap_x, kppc[1] + lid_gap_z ];
104 lpp11 = [ lpp10[0],            epp5[1] + lid_gap_z ];
105
106 lp_r12 = case_th_lid - (lpp11[1] - lpp10[1]);
107
108 lpp12 = [ epp4[0] + lp_r12,    lpp11[1] ];
109 lpp13 = [ lpp12[0],            lpp12[1] + lp_r12 ];
110
111 // button profile
112 bppM = epp4 + [0,5];
113 bppN = [ 0.5 * (epp0[0] + epp4[0]), bppM[1] ];
114 bppR = [ bppN[0] + lid_buttoncover_gap, -button_cutout_depth ];
115 bppS = [ epp1[0], bppR[1] ];
116 bppQ = [ bppM[0], bppR[1] - lid_buttoncover_overlap ];
117 bppP = bppQ + [0,1] * lid_buttoncover_gap;
118 bppO = [ bppN[0], bppP[1] ];
119 bppL = lpp10 + [5,0];
120 bppK = [ bppL[0], bppN[1] ];
121 bppJ = [ bppN[0], bppL[1] ];
122
123 module rectfromto(a,b) {
124   ab = b - a;
125   translate([min(a[0], b[0]), min(a[1], b[1])])
126     square([abs(ab[0]), abs(ab[1])]);
127 }
128 module circleat(c,r) { translate(c) circle(r); }
129 module linextr(z0,z1) {
130   translate([0,0,z0])
131     linear_extrude(height=z1-z0)
132     children();
133 }
134
135 module KeeperProfile(slant=0){
136   use_e = kppe + [0,-1] * slant * keeper_inner_width / keeper_slant_slope;
137   polygon([use_e, kppd, kppc, kppb, kppa, kppf]);
138 }
139
140 module EdgeProfile(){
141   difference(){
142     hull(){
143       translate(epp3) square(case_th_bottom*2, center=true);
144       circleat(epp2o, r=case_th_bottom);
145       circleat(epp1, r=case_th_side);
146       rectfromto(epp0, epp4);
147     }
148     polygon([ epp5 + [0,10],
149               epp1,
150               epp2i,
151               epp3 + [10,0] ]);
152   }
153 }
154
155 module LidEdgeProfile(){
156   polygon([ lpp10,
157             lpp11,
158             lpp12,
159             lpp13,
160             lpp13 + [10, 0],
161             lpp10 + [10, 0]
162             ]);
163   intersection(){
164     circleat(lpp12, r=lp_r12);
165     rectfromto( lpp12 + [-10,   0],
166                 lpp12 + [+10, +10] );
167   }
168 }
169
170 module ButtonCoverProfile(){
171   intersection(){
172     polygon([ bppM, bppP, bppO, bppJ, bppL, bppK ]);
173     hull(){
174       EdgeProfile();
175       LidEdgeProfile();
176     }
177   }
178 }
179
180 module ButtonPlan(l, deep, cut){
181   epsilon =
182     (cut  ? 0 : lid_buttoncover_gap);
183
184   delta =
185     (deep ? lid_buttoncover_overlap : 0);
186
187   C = [0,0]; // by definition
188   T = [ 0, epp4[1] ];
189   G = T + [0,10];
190
191   B0 = C + [0,-1] * button_cutout_depth;
192   B1 = B0 + [0,1] * epsilon;
193
194   r0 = 0.5 * (T[1] - B0[1]);
195   A = [  -(l + button_l_fudge)/2 + r0, 0.5 * (T[1] + B0[1]) ];
196   H = A + [0,-1] * delta;
197
198   D = A + [-2,0] * r0;
199   F = D + [0,10];
200
201   E0 = 0.5 * (D + A);
202   E1 = E0 + [1,0] * epsilon;
203
204   I0 = [ E0[0], H[1] ];
205   I1 = [ E1[0], H[1] ];
206
207   hull(){
208     for (m=[0,1]) mirror([m,0])
209       circleat(H, r0 - epsilon);
210   }
211   for (m=[0,1]) mirror([m,0]) {
212     difference(){
213       polygon([ E1,
214                 I1,
215                 H,
216                 B1,
217                 G,
218                 F,
219                 D
220                 ]);
221       circleat(D, r0 + epsilon);
222     }
223   }
224 }
225
226 module CaseBase_rhsflip(yn=[0,1]) {
227   for ($rhsflip=yn) {
228     translate([phone_width/2, 0, 0])
229       mirror([$rhsflip,0,0])
230       translate([-phone_width/2, 0, 0])
231       children();
232   }
233 }
234
235 module CaseBase_botflip(yn=[0,1]) {
236   for ($botflip=yn) {
237     translate([0, -phone_height/2, 0])
238       mirror([0, $botflip, 0])
239       translate([0, phone_height/2, 0])
240       children();
241   }
242 }  
243
244 module AroundEdges(fill_zstart, fill_th, fill_downwards=0){
245   // sides
246   CaseBase_rhsflip(){
247     translate([0, -phone_cnr_rad, 0])
248       rotate([90,0,0])
249       linear_extrude(height = phone_height - phone_cnr_rad*2)
250       children(0);
251   }
252   // corners
253   CaseBase_rhsflip() CaseBase_botflip() {
254     translate([+1,-1] * phone_cnr_rad)
255       intersection(){
256         rotate_extrude()
257           intersection(){
258             mirror([1,0,0])
259               translate([-1,0] * phone_cnr_rad)
260               children(0);
261             rectfromto([0,-20],[10,20]);
262           }
263         translate([-10, 0, -20] + 0.01 * [+1,-1, 0] )
264           cube([10,10,40]);
265       }
266   }
267   // top and bottom
268   CaseBase_botflip(){
269     translate([ phone_width - phone_cnr_rad, 0,0 ])
270       rotate([90,0,-90])
271       linear_extrude(height = phone_width - phone_cnr_rad*2)
272       children(0);
273   }
274   // fill
275   translate([0,0, fill_zstart])
276     mirror([0,0, fill_downwards])
277     linear_extrude(height = fill_th)
278     rectfromto([+1,-1] * phone_cnr_rad,
279                [phone_width, -phone_height] + [-1,+1] * phone_cnr_rad);
280 }
281
282 module CaseAperture(pos, dia, $fn) {
283   theta = 180/$fn;
284   translate([ pos[0] + bumper[0],
285               -epp2i[0],
286               -pos[1] ])
287     rotate([-90, theta, 0])
288     cylinder(r = dia/2 / cos(theta),
289              h = 60);
290 }
291
292 module SideButton(y, y_ref_sign, l){
293   // y_ref_sign:
294   //   +1  measured from top    of actual phone to top    of button
295   //   -1  measured from bottom of actual phone to bottom of button
296   //    0  y is centre of button in coordinate system
297   $button_l= l;
298   eff_y = y_ref_sign > 0 ?         -bumper [1] -y -l/2 :
299           y_ref_sign < 0 ? (-phone -bumper)[1] +y +l/2 :
300           y;
301   echo(eff_y);
302   translate([0, eff_y, 0])
303     children();
304 }
305
306 module LidButtonishLeg(y, y_ref_sign, l=buttonishleg_default_l_is_fudge) {
307   $button_leg_only = true;
308   SideButton(y, y_ref_sign, l) children();
309 }
310
311 module Buttons(){
312   CaseBase_rhsflip([1]) SideButton(15.580, +1, 8.9) children(); // power
313   CaseBase_rhsflip([1]) SideButton(48.700, -1, 8.920) children(); // camera
314   CaseBase_rhsflip([0]) SideButton(30.800, +1, 21.96) children(); // volume
315   CaseBase_rhsflip(   ) LidButtonishLeg(20, -1) children();
316 //  CaseBase_rhsflip([0]) LidButtonishLeg(20, +1, 20) children();
317 }
318
319 module Struts(x_start, z_min, th){
320   // if th is negative, starts at z_min and works towards -ve z
321   // and object should then be printed other way up
322   for (i= [1 : 1 : case_struts_count]) {
323     translate([0,
324                0,
325                z_min])
326       mirror([0,0, th<0 ? 1 : 0])
327       translate([0,
328                  -phone_height * i / (case_struts_count+1),
329                  case_struts_solid_below])
330       linear_extrude(height= abs(th)
331                      -(case_struts_solid_below+case_struts_solid_above))
332       rectfromto([               x_start, -0.5 * case_struts_width ],
333                  [ phone_width - x_start, +0.5 * case_struts_width ]);
334   }
335 }
336
337 module OrdinaryRearAperture(rhs,bot, pos){
338   CaseBase_rhsflip(rhs) CaseBase_botflip(bot)
339     linextr(-20, 20)
340     mirror([0,1])
341     translate(pos + bumper)
342     children();
343 }
344
345 module OrdinaryRearApertures(){
346   // rear speaker
347   OrdinaryRearAperture(1,1, rearspeaker_pos_bl)
348     rectfromto(-rearspeaker_gap,
349                rearspeaker_size + rearspeaker_gap);
350
351   // finger hole to remove phone
352   OrdinaryRearAperture(1,0, [ fingerpushhole_dias[0]/2 + epp2i[0],
353                               phone[1]/2 ])
354     scale(fingerpushhole_dias)
355     circle(r= 0.5 );
356 }
357
358 module RearCameraAperture(){
359   CaseBase_rhsflip([1])
360     mirror([0, 0, 1])
361     linear_extrude(height = 20)
362     mirror([0, 1, 0])
363     translate(bumper)
364     rectfromto(camera_pos_tl, camera_pos_br);
365 }
366
367 module CaseBase(){
368   AroundEdges(epp3[1], case_th_bottom, 1)
369     EdgeProfile();
370 }
371
372 module Case(){ ////toplevel
373   difference(){
374     union(){
375       CaseBase();
376
377       // ledge (fixed keeper)
378       intersection(){
379         rotate([90, 0, 0])
380           linear_extrude(height = phone_height + phone_cnr_rad * 2)
381           KeeperProfile(1);
382
383         // outline of the whole case, to stop it protruding
384         translate([0,0, -25])
385           linear_extrude(height = 50)
386           hull()
387           // CaseBase_rhsflip() // actually, we only care about the LH
388           CaseBase_botflip()
389           circleat([+1,-1] * phone_cnr_rad, phone_cnr_rad + case_th_side/2);
390       }
391     }
392
393     // slot for keeper
394     CaseBase_rhsflip(1)
395       translate([0, -phone_cnr_rad, 0])
396       rotate([90, 0, 0])
397       linear_extrude(height = phone_height + phone_cnr_rad * 2)
398       minkowski(){
399         KeeperProfile();
400         rectfromto([ -keeper_gap_x,    -keeper_gap_z_bot ],
401                    [ keeper_gap_x_holes,    +keeper_gap_z_top ]);
402       }
403
404     // front camera
405     RearCameraAperture();
406
407     // struts (invisible, because they're buried in the case)
408     Struts(epp2i[0], epp2i[1] - case_th_bottom, case_th_bottom);
409
410     Buttons(){
411       mirror([1,0,0])
412         rotate([90,0,90]) {
413           intersection(){
414             translate([0,0,-10])
415               linear_extrude(height= 20)
416               ButtonPlan($button_l, 0,1);
417             if ($button_leg_only)
418               rotate([-90,90,0])
419                 translate([phone_width/2, -400, kppe[1]])
420                 mirror([$rhsflip,0,0]) cube([400, 800, 50]);
421           }
422           translate([0,0, -bppR[0]])
423             linear_extrude(height= 20)
424             ButtonPlan($button_l, 1,1);
425         }
426     }
427
428     // apertures along top edge
429     CaseAperture(jack_pos, jack_dia, 8);
430     CaseBase_rhsflip([1])
431       CaseAperture(noisecancelmic_pos, noisecancelmic_dia, 20);
432
433     OrdinaryRearApertures();
434   }
435 }
436
437 module Lid(){ ////toplevel
438   difference(){
439     union(){
440       AroundEdges(lpp10[1], lpp13[1] - lpp10[1], 0)
441         LidEdgeProfile();
442
443       // button covers
444       Buttons(){
445         intersection(){
446           rotate([90,0,90])
447             translate([0,0,-10])
448             linear_extrude(height= 20)
449             ButtonPlan($button_l, 1,0);
450           rotate([90,0,0])
451              translate([0,0,-100])
452             linear_extrude(height= 200)
453             ButtonCoverProfile();
454         }
455       }
456     }
457     Struts(lpp10[0] + strut_min_at_end, lpp13[1], -case_th_lid);
458   }
459 }
460
461 module TestLength(){ ////toplevel
462   intersection(){
463     Case();
464     translate([-30, -200, -20])
465     cube([30 + 15, 250, 40]);
466   }
467 }
468
469 module TestSelectWidth(){
470   translate([-30, -(phone_height - 25), -20])
471     mirror([0, 1, 0])
472     cube([200, 50, 40]);
473 }
474
475 module TestWidth(){ ////toplevel
476   intersection(){
477     Case();
478     TestSelectWidth();
479   }
480 }
481
482 module TestLidWidthPrint(){ ////toplevel
483   rotate([0,180.0]) intersection(){
484     Lid();
485     TestSelectWidth();
486   }
487 }
488
489 module TestSelectRearAperture(){
490   minkowski(){
491     union() children();
492     translate([20, 0,0])
493       cube([42, 2, 1], center=true);
494   }
495 }
496
497 module TestSelectCamera(){
498   minkowski(){
499     TestSelectRearAperture()
500       RearCameraAperture();
501     cube([0.1, 50, 0.1]);
502   }
503 }
504
505 module TestSelectOrdinaryRearApertures(){
506   TestSelectRearAperture()
507     OrdinaryRearApertures();
508 }
509
510 module TestCamera(){ ////toplevel
511   intersection(){
512     Case();
513     TestSelectCamera();
514   }
515 }
516
517 module TestLidByCamera(){ ////toplevel
518   intersection(){
519     Lid();
520     TestSelectCamera();
521   }
522 }
523
524 module TestLidByCameraPrint(){ ////toplevel
525   rotate([180,0,0]) TestLidByCamera();
526 }
527
528 module DemoByCamera(){ ////toplevel
529   color("blue") TestLidByCamera();
530   color("red")  TestCamera();
531 }
532
533 module OneKeeper(){ ////toplevel
534   translate([0, -phone_cnr_rad, 0])
535     rotate([90, 0, 0])
536     linear_extrude(height = phone_height - phone_cnr_rad * 2)
537     KeeperProfile();
538 }
539
540 module OneKeeperPrint(){ ////toplevel
541   rotate([0,180,0])
542     OneKeeper();
543 }
544
545 module LidPrint(){ ////toplevel
546   rotate([0,180,0])
547     Lid();
548 }
549
550 module TestSelectFrame(){
551   include = [1,-1] * (epp2i[0] + 4);
552
553   difference(){
554     cube(1000, center=true);
555     translate([0,0, -100])
556       linear_extrude(height=200)
557       rectfromto(include,  inside_br - include);
558   }
559 }
560
561 module TestFrameCase(){ ////toplevel
562   intersection(){
563     Case();
564     union(){
565       TestSelectFrame();
566       TestSelectCamera();
567       TestSelectOrdinaryRearApertures();
568     }
569   }
570 }
571
572 module TestFrameLidPrint(){ ////toplevel
573   rotate([0,0,180]) intersection(){
574     Lid();
575     TestSelectFrame();
576   }
577 }
578
579 module Keeper(){ ////toplevel
580   CaseBase_rhsflip()
581     OneKeeper();
582 }
583
584 module ButtonPlanForDemo(z, deep, cut){
585   translate([0,0,z])
586     ButtonPlan(8, deep, cut);
587 }
588
589 module DemoProfiles(){ ////toplevel
590   LidEdgeProfile();
591   %EdgeProfile();
592   KeeperProfile();
593   translate([0,0,-1]) color("black") KeeperProfile(1);
594
595   translate([20,0]) {
596     LidEdgeProfile();
597     %EdgeProfile();
598
599     demopoint_QR = [ bppS[0], bppQ[1] - 0.1];
600   
601     color("blue") ButtonCoverProfile();
602     color("red") {
603       rectfromto(bppQ, demopoint_QR);
604       rectfromto(bppR, demopoint_QR);
605     }
606   }
607
608   translate([-20,0]) {
609     color("black") ButtonPlanForDemo(-2, 0,1);
610     color("red" )  ButtonPlanForDemo(-4, 1,1);
611     color("blue")  ButtonPlanForDemo(-6, 1,0);
612   }
613 }
614
615 //EdgeProfile();
616 //KeeperProfile();
617 //CaseBase();
618 //%Case();
619 //Keeper();
620 //LidEdgeProfile();
621 //KeeperProfile();
622 //DemoProfiles();