fairphone-case.scad

   1 // -*- C -*-
   2
   3 phone = [ 146.5, 76.75 ];
   4
   5 phone_cnr_rad = 6.0;
   6
   7 button_cutout_depth = 9;
   8
   9 phone_edge_thick = 9.0;
  10 phone_total_thick = 12.0;
  11 phone_backside_slope_inner = 1.5; // larger means shallower
  12 phone_backside_slope_outer = 1.0; // larger means shallower
  13
  14 camera_pos_tl = [  7.0, 13.0 ]; // measured from tl corner
  15 camera_pos_br = [ 22.85,37.85]; // tl/br as seen from back
  16
  17 case_th_bottom = 2.5;
  18 case_th_lid = 2.5;
  19 case_th_side = 2;
  20 case_th_lip = 1.2;
  21
  22 case_struts_count = 6;
  23 case_struts_solid_below = 1.00;
  24 case_struts_solid_above = 0.75;
  25 case_struts_width = 0.10;
  26
  27 keeper_th_z = 0.75;
  28 keeper_th_x = 0.75;
  29 keeper_inner_width = 2.75;
  30 keeper_inner_height = 2.75;
  31 keeper_slant_slope = 2; // larger means steeper
  32
  33 keeper_gap_z_top = 0.25;
  34 keeper_gap_z_bot = 0.75;
  35 keeper_gap_x     = 0.25;
  36 keeper_gap_x_holes = 0.75;
  37
  38 case_lip = 1.25;
  39
  40 lid_gap_x = 0.25;
  41 lid_gap_z = 0.25;
  42 lid_lip = 1.75;
  43
  44 $fa = 5;
  45 $fs = 0.1;
  46
  47 button_l_fudge = 4.5;
  48
  49 strut_min_at_end = 1.5;
  50
  51 // ---------- calculated ----------
  52
  53 phone_height = phone[0];
  54 phone_width = phone[1];
  55
  56 // ----- could be changed -----
  57 lid_buttoncover_gap = lid_gap_x;
  58 lid_buttoncover_overlap = case_th_lip + keeper_gap_z_top;
  59
  60 phone_backside_slope_thick = phone_total_thick - phone_edge_thick;
  61
  62 //lid_lip_overlap_width xxx bad name = ;
  63 //lid_lip_inner_slope = [ 5, 5 ]; // xxx
  64
  65 epp0 = [0,0];
  66 epp1 = [0, -phone_edge_thick];
  67 epp2i = epp1 + phone_backside_slope_thick * [ phone_backside_slope_inner, -1 ];
  68 epp2o = epp1 + phone_backside_slope_thick * [ phone_backside_slope_outer, -1 ];
  69 epp3 = epp2i + [10, 0];
  70 epp5 = epp0 + [0,1] * (keeper_th_z + keeper_gap_z_top + case_lip);
  71 epp4 = epp5 + [-1,0] * case_th_side;
  72
  73 kppe = [0,0];
  74 kppd = kppe + [1,0] * keeper_inner_width;
  75 kppc = kppd + [0,1] * keeper_th_z;
  76 kppb = [ kppe[0] - keeper_th_x, kppc[1] ];
  77 kppf = kppe - [0,1] * keeper_inner_height;
  78 kppa = [ kppb[0], kppf[1] ];
  79
  80 lpp10 = [ epp5[0] + lid_gap_x, kppc[1] + lid_gap_z ];
  81 lpp11 = [ lpp10[0],            epp5[1] + lid_gap_z ];
  82
  83 lp_r12 = case_th_lid - (lpp11[1] - lpp10[1]);
  84
  85 lpp12 = [ epp4[0] + lp_r12,    lpp11[1] ];
  86 lpp13 = [ lpp12[0],            lpp12[1] + lp_r12 ];
  87
  88 echo(lpp13 - lpp10);
  89
  90 // button profile
  91 bppM = epp4 + [0,5];
  92 bppN = [ 0.5 * (epp0[0] + epp4[0]), bppM[1] ];
  93 bppR = [ bppN[0] + lid_buttoncover_gap, -button_cutout_depth ];
  94 bppS = [ epp1[0], bppR[1] ];
  95 bppQ = [ bppM[0], bppR[1] - lid_buttoncover_overlap ];
  96 bppP = bppQ + [0,1] * lid_buttoncover_gap;
  97 bppO = [ bppN[0], bppP[1] ];
  98 bppL = lpp10 + [5,0];
  99 bppK = [ bppL[0], bppN[1] ];
 100 bppJ = [ bppN[0], bppL[1] ];
 101
 102 module rectfromto(a,b) {
 103   ab = b - a;
 104   translate([min(a[0], b[0]), min(a[1], b[1])])
 105     square([abs(ab[0]), abs(ab[1])]);
 106 }
 107 module circleat(c,r) { translate(c) circle(r); }
 108
 109 module KeeperProfile(slant=0){
 110   use_e = kppe + [0,-1] * slant * keeper_inner_width / keeper_slant_slope;
 111   polygon([use_e, kppd, kppc, kppb, kppa, kppf]);
 112 }
 113
 114 module EdgeProfile(){
 115   difference(){
 116     hull(){
 117       translate(epp3) square(case_th_bottom*2, center=true);
 118       circleat(epp2o, r=case_th_bottom);
 119       circleat(epp1, r=case_th_side);
 120       rectfromto(epp0, epp4);
 121     }
 122     polygon([ epp5 + [0,10],
 123               epp1,
 124               epp2i,
 125               epp3 + [10,0] ]);
 126   }
 127 }
 128
 129 module LidEdgeProfile(){
 130   polygon([ lpp10,
 131             lpp11,
 132             lpp12,
 133             lpp13,
 134             lpp13 + [10, 0],
 135             lpp10 + [10, 0]
 136             ]);
 137   intersection(){
 138     circleat(lpp12, r=lp_r12);
 139     rectfromto( lpp12 + [-10,   0],
 140                 lpp12 + [+10, +10] );
 141   }
 142 }
 143
 144 module ButtonCoverProfile(){
 145   intersection(){
 146     polygon([ bppM, bppP, bppO, bppJ, bppL, bppK ]);
 147     hull(){
 148       EdgeProfile();
 149       LidEdgeProfile();
 150     }
 151   }
 152 }
 153
 154 module ButtonPlan(l, deep, cut){
 155   epsilon =
 156     (cut  ? 0 : lid_buttoncover_gap);
 157
 158   delta =
 159     (deep ? lid_buttoncover_overlap : 0);
 160
 161   C = [0,0]; // by definition
 162   T = [ 0, epp4[1] ];
 163   G = T + [0,10];
 164
 165   B0 = C + [0,-1] * button_cutout_depth;
 166   B1 = B0 + [0,1] * epsilon;
 167
 168   r0 = 0.5 * (T[1] - B0[1]);
 169   A = [  -(l + button_l_fudge)/2 + r0, 0.5 * (T[1] + B0[1]) ];
 170   H = A + [0,-1] * delta;
 171
 172   D = A + [-2,0] * r0;
 173   F = D + [0,10];
 174
 175   E0 = 0.5 * (D + A);
 176   E1 = E0 + [1,0] * epsilon;
 177
 178   I0 = [ E0[0], H[1] ];
 179   I1 = [ E1[0], H[1] ];
 180
 181   hull(){
 182     for (m=[0,1]) mirror([m,0])
 183       circleat(H, r0 - epsilon);
 184   }
 185   for (m=[0,1]) mirror([m,0]) {
 186     difference(){
 187       polygon([ E1,
 188                 I1,
 189                 H,
 190                 B1,
 191                 G,
 192                 F,
 193                 D
 194                 ]);
 195       circleat(D, r0 + epsilon);
 196     }
 197   }
 198 }
 199
 200 module CaseBase_rhsflip(yn=[0,1]) {
 201   for (rhs=yn) {
 202     translate([phone_width/2, 0, 0])
 203       mirror([rhs,0,0])
 204       translate([-phone_width/2, 0, 0])
 205       children();
 206   }
 207 }
 208
 209 module CaseBase_botflip() {
 210   for (bot=[0,1]) {
 211     translate([0, -phone_height/2, 0])
 212       mirror([0, bot, 0])
 213       translate([0, phone_height/2, 0])
 214       children();
 215   }
 216 }
 217
 218 module AroundEdges(fill_zstart, fill_th, fill_downwards=0){
 219   // sides
 220   CaseBase_rhsflip(){
 221     translate([0, -phone_cnr_rad, 0])
 222       rotate([90,0,0])
 223       linear_extrude(height = phone_height - phone_cnr_rad*2)
 224       children(0);
 225   }
 226   // corners
 227   CaseBase_rhsflip() CaseBase_botflip() {
 228     translate([+1,-1] * phone_cnr_rad)
 229       intersection(){
 230         rotate_extrude()
 231           intersection(){
 232             mirror([1,0,0])
 233               translate([-1,0] * phone_cnr_rad)
 234               children(0);
 235             rectfromto([0,-20],[10,20]);
 236           }
 237         translate([-10, 0, -20] + 0.01 * [+1,-1, 0] )
 238           cube([10,10,40]);
 239       }
 240   }
 241   // top and bottom
 242   CaseBase_botflip(){
 243     translate([ phone_width - phone_cnr_rad, 0,0 ])
 244       rotate([90,0,-90])
 245       linear_extrude(height = phone_width - phone_cnr_rad*2)
 246       children(0);
 247   }
 248   // fill
 249   translate([0,0, fill_zstart])
 250     mirror([0,0, fill_downwards])
 251     linear_extrude(height = fill_th)
 252     rectfromto([+1,-1] * phone_cnr_rad,
 253                [phone_width, -phone_height] + [-1,+1] * phone_cnr_rad);
 254 }
 255
 256 module SideButton(y,l){
 257   $button_l= l;
 258   translate([0, -y, 0])
 259     children();
 260 }
 261
 262 module Buttons(){
 263   CaseBase_rhsflip([1]) SideButton(20.6, 8.8) children(); // power
 264 }
 265
 266 module Struts(x_start, z_min, th){
 267   // if th is negative, starts at z_min and works towards -ve z
 268   // and object should then be printed other way up
 269   for (i= [1 : 1 : case_struts_count]) {
 270     translate([0,
 271                0,
 272                z_min])
 273       mirror([0,0, th<0 ? 1 : 0])
 274       translate([0,
 275                  -phone_height * i / (case_struts_count+1),
 276                  case_struts_solid_below])
 277       linear_extrude(height= abs(th)
 278                      -(case_struts_solid_below+case_struts_solid_above))
 279       rectfromto([               x_start, -0.5 * case_struts_width ],
 280                  [ phone_width - x_start, +0.5 * case_struts_width ]);
 281   }
 282 }
 283
 284 module CaseBase(){
 285   AroundEdges(epp3[1], case_th_bottom, 1)
 286     EdgeProfile();
 287 }
 288
 289 module Case(){ ////toplevel
 290   difference(){
 291     union(){
 292       CaseBase();
 293
 294       // ledge (fixed keeper)
 295       intersection(){
 296         rotate([90, 0, 0])
 297           linear_extrude(height = phone_height + phone_cnr_rad * 2)
 298           KeeperProfile(1);
 299
 300         // outline of the whole case, to stop it protruding
 301         translate([0,0, -25])
 302           linear_extrude(height = 50)
 303           hull()
 304           // CaseBase_rhsflip() // actually, we only care about the LH
 305           CaseBase_botflip()
 306           circleat([+1,-1] * phone_cnr_rad, phone_cnr_rad + case_th_side/2);
 307       }
 308     }
 309
 310     // slot for keeper
 311     CaseBase_rhsflip(1)
 312       translate([0, -phone_cnr_rad, 0])
 313       rotate([90, 0, 0])
 314       linear_extrude(height = phone_height + phone_cnr_rad * 2)
 315       minkowski(){
 316         KeeperProfile();
 317         rectfromto([ -keeper_gap_x,    -keeper_gap_z_bot ],
 318                    [ keeper_gap_x_holes,    +keeper_gap_z_top ]);
 319       }
 320
 321     // front camera
 322     CaseBase_rhsflip([1])
 323       mirror([0, 0, 1])
 324       linear_extrude(height = 20)
 325       mirror([0, 1, 0])
 326       rectfromto(camera_pos_tl, camera_pos_br);
 327
 328     // struts (invisible, because they're buried in the case)
 329     Struts(epp2i[0], epp2i[1] - case_th_bottom, case_th_bottom);
 330
 331     Buttons(){
 332       mirror([1,0,0])
 333         rotate([90,0,90]) {
 334           translate([0,0,-10])
 335             linear_extrude(height= 20)
 336             ButtonPlan($button_l, 0,1);
 337           translate([0,0, -bppR[0]])
 338             linear_extrude(height= 20)
 339             ButtonPlan($button_l, 1,1);
 340         }
 341     }
 342   }
 343 }
 344
 345 module Lid(){ ////toplevel
 346   difference(){
 347     union(){
 348       AroundEdges(lpp10[1], lpp13[1] - lpp10[1], 0)
 349         LidEdgeProfile();
 350
 351       // button covers
 352       Buttons(){
 353         intersection(){
 354           rotate([90,0,90])
 355             translate([0,0,-10])
 356             linear_extrude(height= 20)
 357             ButtonPlan($button_l, 1,0);
 358           rotate([90,0,0])
 359              translate([0,0,-100])
 360             linear_extrude(height= 200)
 361             ButtonCoverProfile();
 362         }
 363       }
 364     }
 365     Struts(lpp10[0] + strut_min_at_end, lpp13[1], -case_th_lid);
 366   }
 367 }
 368
 369 module TestLength(){ ////toplevel
 370   intersection(){
 371     Case();
 372     translate([-30, -200, -20])
 373     cube([30 + 15, 250, 40]);
 374   }
 375 }
 376
 377 module TestSelectWidth(){
 378   translate([-30, -(phone_height - 25), -20])
 379     mirror([0, 1, 0])
 380     cube([200, 50, 40]);
 381 }
 382
 383 module TestWidth(){ ////toplevel
 384   intersection(){
 385     Case();
 386     TestSelectWidth();
 387   }
 388 }
 389
 390 module TestLidWidthPrint(){ ////toplevel
 391   rotate([0,180.0]) TestLidWidth();
 392 }
 393
 394 module TestSelectCamera(){
 395   CaseBase_rhsflip(1)
 396     translate([0,0,-25])
 397     linear_extrude(height = 50)
 398     mirror([0, 1, 0])
 399     rectfromto([-20, -20],
 400                camera_pos_br + [ 5, 5 ]);
 401 }
 402
 403 module TestCamera(){ ////toplevel
 404   intersection(){
 405     Case();
 406     TestSelectCamera();
 407   }
 408 }
 409
 410 module TestLidByCamera(){ ////toplevel
 411   intersection(){
 412     Lid();
 413     TestSelectCamera();
 414   }
 415 }
 416
 417 module TestLidByCameraPrint(){ ////toplevel
 418   rotate([180,0,0]) TestLidByCamera();
 419 }
 420
 421 module DemoByCamera(){ ////toplevel
 422   color("blue") TestLidByCamera();
 423   color("red")  TestCamera();
 424 }
 425
 426 module OneKeeper(){ ////toplevel
 427   translate([0, -phone_cnr_rad, 0])
 428     rotate([90, 0, 0])
 429     linear_extrude(height = phone_height - phone_cnr_rad * 2)
 430     KeeperProfile();
 431 }
 432
 433 module OneKeeperPrint(){ ////toplevel
 434   rotate([0,180,0])
 435     OneKeeper();
 436 }
 437
 438 module Keeper(){ ////toplevel
 439   CaseBase_rhsflip()
 440     OneKeeper();
 441 }
 442
 443 module ButtonPlanForDemo(z, deep, cut){
 444   translate([0,0,z])
 445     ButtonPlan(8, deep, cut);
 446 }
 447
 448 module DemoProfiles(){ ////toplevel
 449   LidEdgeProfile();
 450   %EdgeProfile();
 451   KeeperProfile();
 452   translate([0,0,-1]) color("black") KeeperProfile(1);
 453
 454   translate([20,0]) {
 455     LidEdgeProfile();
 456     %EdgeProfile();
 457
 458     demopoint_QR = [ bppS[0], bppQ[1] - 0.1];
 459
 460     color("blue") ButtonCoverProfile();
 461     color("red") {
 462       rectfromto(bppQ, demopoint_QR);
 463       rectfromto(bppR, demopoint_QR);
 464     }
 465   }
 466
 467   translate([-20,0]) {
 468     color("black") ButtonPlanForDemo(-2, 0,1);
 469     color("red" )  ButtonPlanForDemo(-4, 1,1);
 470     color("blue")  ButtonPlanForDemo(-6, 1,0);
 471   }
 472 }
 473
 474 //EdgeProfile();
 475 //KeeperProfile();
 476 //CaseBase();
 477 //%Case();
 478 //Keeper();
 479 //LidEdgeProfile();
 480 //KeeperProfile();
 481 //DemoProfiles();